ttx1 (1)

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


Kompozitní výrobek (textil, skleněné vlákno, PU pěna, lepidlo).

Stropní podhledy – výlisek

51


Kordová tkanina(pneumatiky, transportéry)

Vybavení automobilu(čelní a boční airbagy)

52


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

53


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


Uhlíková vložka do kompozitu

Nádrž z kompozitu

Detail trhliny v kompozitu

62


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

63


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

ttx1 (1)

Documents

Transcript of ttx1 (1)