TECHNICKÉ TEXTILIE Materiál vznikl za podpory projektu OP RLZ CZ.04.1.03/3.2.15.1/0108

TECHNICKÉ TEXTILIE Obecné informace Prostředky k výrobě TT Aplikační oblasti Směry vývoje Ing. Jaroslav Hanuš Ph.D, KNT TU v Liberci, červenec 2005

TECHNICKÉ TEXTILIE DEFINICE A HISTORIE Funkční textilie, high-tech textilie, výkonné textilie (performance), inženýrské textilie; Textilní materiály a produkty vyrobené především pro jejich technický výkon a funkční vlastnosti; Inženýrky konstruované textilie pro definované aplikace; HISTORIE POJMU TT Rohožky, kontejnery,obaly, lodní plachty, vozové plachty, balony a vzducholodě, letadla………. Kolumbus, objevení Ameriky, 1492 lze přiřadit počátku rozvoje (lodní plachty) technických textilií. Dnes jsou textilie používány jako materiály – základní impuls rozvoje.

TECHNICKÉ TEXTILIE DEFINICE A HISTORIE Lodní plachty, lana lze Považovat za historický základ TT

TECHNICKÉ TEXTILIE ZÁKLADY POČÁTKŮ VÝVOJE TT Znalost základních vlastností vlákenných materiálů, textilních struktur a empirických vztahů mezi nimi; Technologické znalosti potřebné k realizaci požadovaných textilních produktů (vláken i výrobků); Technické znalosti nutné ke konstrukci strojů potřebných pro realizace technologických operací.

TECHNICKÉ TEXTILIE POZADÍ ROZVOJE TT DO DNEŠNÍHO STAVU Vývoj chemie vláken vláken Vlákna s výrazným profilem určité vlastnosti (Teflon, Basofil, Kynol, modifikovaná PAN vlákna, Spandex, vodivá apod.); Vlákna s vysokou pevností (Dynema, Kevlar); Vysokomodulová vlákna (Uhlíková, keramická); Vlákna s výraznou termostabilitou (PBI, P84) Vývoj textilní chemie Vývoj speciálních TTP a speciálních postupů úprav textilií (kapsulace) Využití plazmy, laseru, ultrazvuku, záření; Vývoj „aktivních“ materiálů S tvarovou pamětí, piezo-polymery, elekroaktivní polymery, technogely, chromické materiály, PCMs materiály; Nanotechnologie (dokonalá kontrola procesu tvorby a struktury materiálu a jejich stavebních bloků na molekulární úrovni).

TECHNICKÉ TEXTILIE PŘEDPOKLADY K DALŠÍMU ROZVOJI TT Vývoj poznatků o vlastnostech textilních struktur a technologiích k jejich realizaci Umožňuje modelování a inženýrské projektování textilních struktur (1D, 2D, 3D) pro definované aplikace; Umožňuje realizaci vyprojektovaných struktur. Umožňuje predikovat vlastnosti produktů ze znalostí vlastností suroviny a parametrů struktury produktu. Vývoj strojírenských materiálů a technologií Umožňuje zvýšení výrobních rychlostí, realizovat výrobní operace s definovanou přesností výsledku, umožňuje perfektní konfekci; Vývoj mechatroniky Umožňuje přesné řízení výrobních procesů při vysokých výrobních rychlostech; Umožňuje kontrolu kvality výrobků při výrobním procesu.

TECHNICKÉ TEXTILIE DNEŠNÍ STAV POZNÁNÍ

TECHNICKÉ TEXTILIE VÝROBNÍ TECHNIKA OBECNÉ POŽADAVKY NA TECHNIKU Musí umožnit zpracovat s požadovanou přesností nové typy textilních materiálů (vláken, přízí); Musí umožnit realizaci struktur projektovaných podle požadavků aplikace; Musí umožnit hospodárnou výrobu; Musí umožnit aplikace nových typů úprav „režných“ textilních produktů ; Musí umožnit perfektní konfekci produktů z TT; Vybavení laboratoří musí zajistit kontrolu kvality podle předepsaných norem.

TECHNICKÉ TEXTILIE VÝROBNÍ TECHNIKA PRODUKTY, TECHNOLOGIE A STROJE 1D textilie – předení staplové příze; Prstencové; bezvřetenové; systém Dref; splétání lan 2D textilie – tkaní; tkací stavy všech typů, jehlové; - pletení; zátažné i osnovní; - technologie NT; vlákno–rouno, polymer-rouno; 3D textilie – tkaní; - pletení; - technologie NT; - speciální postupy; vinutí, splétání, těsnění.

TECHNICKÉ TEXTILIE VÝROBNÍ LINKY LINKY K ÚPRAVÁM TT (odvíjení, technologická operace, navíjení) Impregnační linky (prostředek proniká do produktu); Zatírací linky (prostředek zůstává na povrchu); Linky k výrobě abrazivních textilií; Napínací a vyrovnávací linky; Srážecí linky; Štípací linky; Linky pro specifické operace (výroba akustických izolací z recyklovaných surovin).

TECHNICKÉ TEXTILIE KONKURENČNÍ KRITERIA

TŘÍDĚNÍ TT PODLE OBLASTÍ APLIKACE TEXTILIE PRO : Geoinženýrství; Agroinženýrství; Stavebnictví; Zdravotnictví; Hygiena; Ochranu a bezpečnost; Dopravní prostředky; Transport a balení; Průmyslové aplikace; Ostatní.

SPOTŘEBA TT PODLE OBLASTÍ APLIKACE

GEOINŽENÝRSTVÍ Geosyntetika –geotextilie,geosítě, geomříže, geomembrány, geokompozity; Funkce – zpevnění, separace, filtrace, drenáž, antieroze.

GEOINŽENÝRSTVÍ Výrobní technika - tkaní (geomříže), pletení (geosítě), vytlačovací postupy (geomříže), vpichovací technika (geofiltry), spun-bond (zpevnění)

GEOINŽENÝRSTVÍ Aplikace: ochrana břehů, budování skládek pro nebezpečné odpady;

GEOINŽENÝRSTVÍ Aplikace: ochrana břehů, výztuž pod kamenný pokryv. Jedna z dálničních vrstev.

GEOINŽENÝRSTVÍ DRENÁŽ Suroviny geotextilií – PP, PL, PA, JU; Charakteristické testy – CBR, krípové testy, tření mezi textilií a zeminou, velikost pórů, permitivta, transmisivita.

AGROINŽENÝRSTVÍ Mulčovací textilie (ochrana proti plevelům) Ochranné sítě proti zvěři (pletené, tkané, vytlačované)

AGROINŽENÝRSTVÍ Pěstební a ochranná textilie (funkce stínící, ochranné). Plovoucí textilie (spun-bond, 15 – 30g/m², PP, PL, propustnost pro vodu, pro vzduch, zachycovat tepelné záření z půdy).

STAVEBNICTVÍ Tapety – tkané, skleněné (nehořlavé).

STAVEBNICTVÍ Klasické stavebnictví – tapety, akustické a tepelné izolace, nosiče bitumenů Střešních krytin a hydroizolací, armovací sítě do omítek.

STAVEBNICTVÍ Lehké konstrukce: Vypínané stavby s nosnými konstrukcemi; Nafukovací stavby; Výrobní technika – tkaní (tapety, lehké stavby), pletení (tapety, reflexní prvky, spun-bond (nosiče bitumenů), vpichování (izolace); Materiály - PL, PA, GL, nánosované, recykláty (izolace);

STAVEBNICTVÍ Charakteristické testy – pevnosti za různých režimů namáhání, nepropustnost pro vodu a vzduch, akustické vlastnosti, nehořlavost, Odolnost povětrnostním vlivům, odolnost chemikáliím (omítky).

STAVEBNICTVÍ Nová architektura – specifické požadavky k realizaci světelných efektů (průhlednost, neprůhlednost, odrazivost světla a pod).

ZDRAVOTNICTVÍ Obvaz – kompres (v kontaktu s tkání, nasákavost, hojivé Pružné obinadlo (fixační) – definovaný tah (napětí – deformace) Obvaz – kompres (v kontaktu s tkání, nasákavost, hojivé účinky).

ZDRAVOTNICTVÍ Oblasti aplikace: Obvazy a obinadla (obvazové sety, kompresy, tampony); Hygienické produkty (produkty pro inkontinentní pacienty; OP – textilie (operační čepice a pláště; masky, roušky); Anti-trombózní pomůcky (punčochy, pružné obvazy) Chirurgické šicí nitě (PL, vstřebatelné); Transplantáty (cévy, mozkové blány, míšní Průzné leny, chrupavky) ; Nosiče kmenových buněk pro tkáňové inženýrství (různé textilní, foliové struktury nanovlákenné struktury)

ZDRAVOTNICTVÍ Požadavky na medicinské textilie: Mechanické (stabilita vlastností a tvaru v prostředí a pod zatížením); Strukturní (stabilita velikosti pórů, povrchové charakteristiky); Biokompatibilita (bez imunologických a alergických reakcí, bez cytotoxicity, bez nežádoucí biodegradace, snášenlivost s krví – ucpávání cévních protéz, požaduje se sterilita produktů)

ZDRAVOTNICTVÍ Implantát k fixaci kostí při poškození šlach (vaziva), má v sobě otvory, je neprůtažný, trvale fixuje kosti i po regeneraci tkáňových spojů. Materiál: PL

ZDRAVOTNICTVÍ Kost; červená barva Implantát – PL; černá barva Výrobní technika k výrobě textilií pro zdravotnictví: Všechny typy strojů, podle požadované struktury a vlastností produktů, převažují NT technologie; Suroviny: Hedvábí, PP,PL,PA6,PA6.6, VS,CO,WO, PU, C, PTFE, Catgut (střeva), fibrin, kolagen, alginát, atd. Testy: Velmi specifické (pevnost, nasákavost, pórovitost, biokompatibilita, vstřebatelnost atd.

HYGIENA Produkty pro inkontinentní pacienty – nasákavost, superabsorbenty, střední inkontinence

HYGIENA Produkty pro inkontinentní pacienty – těžká inkontinence, pro mobilní pacienty

OCHRANA ČLOVĚKA Ochrana člověka proti: teplu, extremnímu chladu, plamenům, vodě, chemikáliím, kontaminaci, radiaci, nízkým tlakům, mechanickým i elektrickým úrazům, proti hmyzu, bakteriím, řezným poraněním, balistickým poraněním apod.

OCHRANA ČLOVĚKA Výrobní technika: tkaní, pletení, laminace, NT technologie; Materiály: PP,PL,GL, PE (Dyneema) Aramidy (Kevlar, Nomex), P84, PBI, Kynol, Basofil, PTFE, keramická vl. , Spandex, kovová vlákna, mikropórezní folie, atd.

OCHRANA ČLOVĚKA Ochrana proti elektrickému poli a radiaci: Aplikace vodivých vláken (kovových, vodivých polymerů, speciálních úprav (Demron) )

OCHRANA ČLOVĚKA Oděv pro práci v čistém (bezprašném) prostředí; ochrana proti prachu, netkaná textilie (Tyvek)

OCHRANA ČLOVĚKA Ochrana člověka proti chemikáliím;

OCHRANA ČLOVĚKA Oděv pro boj s ohněm: kompozitní textilie (vrstvy z materiálů Kevlar, Nomex III, mikropórezní folie – Goretex, Sympatex);

OCHRANA ČLOVĚKA Balistická ochrana a ochrana proti propíchnutí; Textilie vyrobené z materiálů s vysokou pevností (Dyneema, Kevlar), Neprůstřelné vesty jsou výcevrstvé výrobky (16 - 24), podle požadovaného ochranného ůčinku (ochranná kategorie V50 - je rychlost při které 50 % projektilů pronikne daným vzorkem).

OCHRANA ČLOVĚKA Složení skafandru pro přistání na měsíci 20 července 1969 : 11 vrstev, chlazení a větrání (2 vrstvy), tlakový oblek (2 vrstvy), ochrana proti mikrometeoritům a extrémnímu chladu (7 vrstev).

OCHRANA PROSTŘEDÍ

OCHRANA PROSTŘEDÍ Suchá filtrace – ploché a hadicové filtry

OCHRANA PROSTŘEDÍ Suchá filtrace – hadicový filtr Povrchová filtrace Speciální vlákna s velkým povrchem

OCHRANA PROSTŘEDÍ Ochrana životního prostředí: Filtrace (suchá, mokrá), zachytávání ekologicky škodlivých produktů (toxických produktů, olejových a ropných skvrn,

OCHRANA PROSTŘEDÍ Mokrá filtrace (tkané filtry, netkané, pletené).

OCHRANA PROSTŘEDÍ Speciální tvary filtrů pro mokrou filtraci

Nábojnicové filtry pro mokrou filtraci OCHRANA PROSTŘEDÍ Nábojnicové filtry pro mokrou filtraci (skládané, vinuté)

DOPRAVNÍ PROSTŘEDKY Textilní produkty v automobilu zajišťují: Komfort (potahy, čalounění), izolaci (akustickou, tepelnou), bezpečnost (airbagy, pásy,sítě)

DOPRAVNÍ PROSTŘEDKY Stropní podhledy – výlisek Kompozitní výrobek (textil, skleněné vlákno, PU pěna, lepidlo).

(čelní a boční airbagy) DOPRAVNÍ PROSTŘEDKY Kordová tkanina (pneumatiky, transportéry) Vybavení automobilu (čelní a boční airbagy)

DOPRAVNÍ PROSTŘEDKY Lehké, pevné textilie s definovanou prodyšností (tkaniny ze syntetického hedvábí se speciálními zátěry nebo kalandrované).

DOPRAVNÍ PROSTŘEDKY Lehké, pevné textilie s definovanou prodyšností (tkaniny ze syntetického hedvábí, se speciálními zátěry nebo kalandrované)

TRANSPORT A OBALY Dopravníkové pásy pro tepelné zatížení (pekárny, úpravny, výrobu NT)

TRANSPORT A OBALY Textilní dopravník v chemickém prúmyslu

TRANSPORT A OBALY TT jako vložky dopravníků (typy séglů), vložky řemenů, hadic apod.

TRANSPORT A OBALY Kontejnery Přepravní vak Izolační vak vak pro přepravu osob

TRANSPORT A OBALY Lana (X pramenná)

TRANSPORT A OBALY Autoplachty (zatírané tkaniny)

PRŮMYSLOVÉ APLIKACE Brusné a leštící kotouče

PRŮMYSLOVÉ APLIKACE Nádrž z kompozitu Uhlíková vložka do kompozitu Detail trhliny v kompozitu

PRŮMYSLOVÉ APLIKACE 2D vložky do kompozitů z různých materiálů (sklo, kevlar, uhlík) a kompozitní 2D výrobky

PRŮMYSLOVÉ APLIKACE Těsnění (keramika, kevlar, uhlík a kombinace zmíněných materiálů).

OSTATNÍ TT Lepící, těsnící, izolační a zpevňující pásky z různých materiálů (sklo, kevlar/uhlík, PL, PP, povrchově upravené).

OSTATNÍ TT - VÝVOJ Snímek nanotechnologické úpravy povrchu. Rtg snímek

TECHNICKÉ TEXTILIE Použité materiály: How to Enter Technical Textiles Markets, Prague 26 – 27 February, 2004; Technical Textiles Directory 1995 J. Hanuš: Oblasti využití technických textilií, TU Liberec 2000; S. Adanur: State of the Art in Technical textiles;Textile Technology Forum’95, Charlotte, USA 1995; Journal of Industrial Textiles – bezplatně přístupné články Technical Textiles Net – bezplatně přístupné informace Materiál vznikl za podpory projektu OP RLZ CZ.04.1.03/3.2.15.1/0108