Post on 17-Jan-2016
description
1
TECHNICKÉ TEXTILIE
Materiál vznikl za podpory projektu OP RLZ CZ.04.1.03/3.2.15.1/0108
2
TECHNICKÉ TEXTILIE
• Obecné informace
• Prostředky k výrobě TT
• Aplikační oblasti
• Směry vývoje
Ing. Jaroslav Hanuš Ph.D, KNT TU v Liberci, červenec 2005
3
TECHNICKÉ TEXTILIE DEFINICE A HISTORIE
DEFINICE• 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.
4
TECHNICKÉ TEXTILIE DEFINICE A HISTORIE
Lodní plachty, lana lzePovažovat za historický základ TT
5
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.
6
TECHNICKÉ TEXTILIEPOZADÍ ROZVOJE TT DO DNEŠNÍHO STAVUVývoj 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).
7
TECHNICKÉ TEXTILIEPŘEDPOKLADY 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.
8
TECHNICKÉ TEXTILIEDNEŠNÍ STAV POZNÁNÍ
9
TECHNICKÉ TEXTILIEVÝROBNÍ 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.
10
TECHNICKÉ TEXTILIEVÝROBNÍ 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.
11
TECHNICKÉ TEXTILIEVÝROBNÍ 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).
12
TECHNICKÉ TEXTILIEKONKURENČNÍ KRITERIA
13
TŘÍDĚNÍ TT PODLE OBLASTÍ APLIKACE
TEXTILIE PRO :
• Geoinženýrství;
• Agroinženýrství;
• Stavebnictví;
• Zdravotnictví;
• Hygiena;
• Ochranu a bezpečnost;
• Dopravní prostředky;
• Transport a balení;
• Průmyslové aplikace;
• Ostatní.
14
SPOTŘEBA TT PODLE OBLASTÍ APLIKACE
15
GEOINŽENÝRSTVÍ
Geosyntetika –geotextilie,geosítě, geomříže, geomembrány, geokompozity;Funkce – zpevnění, separace, filtrace, drenáž, antieroze.
16
GEOINŽENÝRSTVÍ
Výrobní technika - tkaní (geomříže), pletení (geosítě), vytlačovací postupy (geomříže), vpichovací technika (geofiltry), spun-bond (zpevnění)
17
GEOINŽENÝRSTVÍ
Aplikace: ochrana břehů, budování skládek pro nebezpečné odpady;
18
GEOINŽENÝRSTVÍ
Aplikace: ochrana břehů,výztuž pod kamenný pokryv.
Aplikace:Jedna z dálničních vrstev.
19
GEOINŽENÝRSTVÍ
Suroviny geotextilií – PP, PL, PA, JU;Charakteristické testy – CBR, krípové testy, tření mezi textiliía zeminou, velikost pórů, permitivta, transmisivita.
DRENÁŽ
20
AGROINŽENÝRSTVÍ
Ochranné sítě proti zvěři(pletené, tkané, vytlačované)
Mulčovací textilie(ochrana proti plevelům)
21
AGROINŽENÝRSTVÍ
Plovoucí textilie(spun-bond, 15 – 30g/m², PP, PL, propustnost pro vodu, pro vzduch, zachycovat tepelnézáření z půdy).
Pěstební a ochranná textilie(funkce stínící, ochranné).
22
STAVEBNICTVÍ
Tapety – tkané, skleněné (nehořlavé).
23
STAVEBNICTVÍ
Klasické stavebnictví – tapety, akustické a tepelné izolace, nosiče bitumenůStřešních krytin a hydroizolací, armovací sítě do omítek.
24
STAVEBNICTVÍ
Lehké konstrukce:Vypínané stavby s nosnými konstrukcemi;Nafukovací stavby;Výrobní technika – tkaní (tapety, lehké stavby), pletení (tapety, reflexníprvky, spun-bond (nosiče bitumenů), vpichování (izolace);Materiály - PL, PA, GL, nánosované, recykláty (izolace);
25
STAVEBNICTVÍ
Charakteristické testy – pevnosti za různých režimů namáhání, nepropustnost pro vodu a vzduch, akustické vlastnosti, nehořlavost, Odolnost povětrnostním vlivům, odolnost chemikáliím (omítky).
26
STAVEBNICTVÍ
Nová architektura – specifické požadavky k realizaci světelných efektů(průhlednost, neprůhlednost, odrazivost světla a pod).
27
ZDRAVOTNICTVÍPružné obinadlo (fixační) – definovaný tah (napětí – deformace)
Obvaz – kompres(v kontaktu s tkání,nasákavost, hojivé účinky).
28
ZDRAVOTNICTVÍOblasti 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, míšníPrůzné leny, chrupavky) ;Nosiče kmenových buněkpro tkáňové inženýrství (různé textilní, foliové strukturynanovlákenné struktury)
29
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)
30
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
31
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.
32
HYGIENA
Produkty pro inkontinentní pacienty – nasákavost, superabsorbenty,střední inkontinence
33
HYGIENA
Produkty pro inkontinentní pacienty – těžká inkontinence,pro mobilní pacienty
34
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.
35
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.
36
OCHRANA ČLOVĚKA
Ochrana proti elektrickému poli a radiaci:Aplikace vodivých vláken (kovových, vodivých polymerů,speciálních úprav (Demron) )
37
OCHRANA ČLOVĚKA
Oděv pro práci v čistém (bezprašném) prostředí;ochrana proti prachu, netkaná textilie (Tyvek)
38
OCHRANA ČLOVĚKA
Ochrana člověka proti chemikáliím;
39
OCHRANA ČLOVĚKA
Oděv pro boj s ohněm: kompozitní textilie (vrstvyz materiálů Kevlar, Nomex III, mikropórezní folie –Goretex, Sympatex);
40
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 požadovanéhoochranného ůčinku (ochranná kategorie V50 - je rychlost při které 50 %projektilů pronikne daným vzorkem).
41
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).
42
OCHRANA PROSTŘEDÍ
43
OCHRANA PROSTŘEDÍSuchá filtrace – ploché a hadicové filtry
44
OCHRANA PROSTŘEDÍ
Suchá filtrace – hadicový filtr Povrchová filtrace
Speciální vlákna s velkým povrchem
45
OCHRANA PROSTŘEDÍ
Ochrana životního prostředí: Filtrace (suchá, mokrá), zachytávání ekologicky škodlivých produktů (toxických produktů, olejových a ropnýchskvrn,
46
OCHRANA PROSTŘEDÍ
Mokrá filtrace(tkané filtry, netkané,pletené).
47
OCHRANA PROSTŘEDÍ
Speciální tvary filtrů promokrou filtraci
48
OCHRANA PROSTŘEDÍ
Nábojnicové filtry pro mokrou filtraci(skládané, vinuté)
49
DOPRAVNÍ PROSTŘEDKY
Textilní produkty v automobilu zajišťují:Komfort (potahy, čalounění), izolaci (akustickou, tepelnou),bezpečnost (airbagy, pásy,sítě)
50
DOPRAVNÍ PROSTŘEDKY
Kompozitní výrobek (textil, skleněné vlákno, PU pěna, lepidlo).
Stropní podhledy – výlisek
51
DOPRAVNÍ PROSTŘEDKY
Kordová tkanina(pneumatiky, transportéry)
Vybavení automobilu(čelní a boční airbagy)
52
DOPRAVNÍ PROSTŘEDKY
Lehké, pevné textilie s definovanou prodyšností(tkaniny ze syntetického hedvábí se speciálními zátěry nebo kalandrované).
53
DOPRAVNÍ PROSTŘEDKY
Lehké, pevné textilie s definovanou prodyšností(tkaniny ze syntetického hedvábí, se speciálními zátěry nebo kalandrované)
54
TRANSPORT A OBALY
Dopravníkové pásy pro tepelné zatížení (pekárny, úpravny, výrobu NT)
55
TRANSPORT A OBALY
Textilní dopravník v chemickém prúmyslu
56
TRANSPORT A OBALY
TT jako vložky dopravníků(typy séglů), vložky řemenů, hadic apod.
57
TRANSPORT A OBALY
Izolační vak vak pro přepravu osob
Přepravnívak
Kontejnery
58
TRANSPORT A OBALY
Lana(X pramenná)
59
TRANSPORT A OBALY
Autoplachty(zatírané tkaniny)
60
PRŮMYSLOVÉ APLIKACE
Brusné a leštícíkotouče
61
PRŮMYSLOVÉ APLIKACE
Uhlíková vložka do kompozitu
Nádrž z kompozitu
Detail trhliny v kompozitu
62
PRŮMYSLOVÉ APLIKACE
2D vložky do kompozitů z různých materiálů(sklo, kevlar, uhlík) a kompozitní 2D výrobky
63
PRŮMYSLOVÉ APLIKACE
Těsnění(keramika, kevlar, uhlík a kombinace zmíněných materiálů).
64
OSTATNÍ TT
Lepící, těsnící, izolačnía zpevňující pásky z různých materiálů(sklo, kevlar/uhlík, PL, PP, povrchově upravené).
65
OSTATNÍ TT - VÝVOJ
Snímek nanotechnologické úpravy povrchu.
Rtg snímeknanotechnologické úpravy povrchu.
66
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