Brněnské veletrhy STYL a KABO – projekt CLUTEX, přinesly
zajímavé novinky, které jsou vskutku perspektivní pro
v nelehké situaci se nacházející český textilní průmysl. Jde
o technické textilie, po nichž poptávka stále roste. Žádají
je odběratelé v mnoha oborech. Vzhledem k vysoké náročnosti
výroby se toto odvětví prozatím nemusí obávat levné
asijské konkurence. Cílem veletrhů bylo představit nové
výrobky a záměry 19 členských firem CLUTEX, jež prezentovaly
vesměs nové technologie.
TECHNICKÉ TEXTILIE
jsou textilní materiály a produkty
vyrobené primárně pro jejich technické
a funkční vlastnosti. V 80. letech
bylo definováno 12 kategorií podle
oblastí použití. Jsou to stavební textilie,
geotextilie, zdravotnické textilie,
ochranné textilie, textilie pro průmyslové
aplikace (filtrace, čištění),
agrotextilie, environmentální textilie,
obaly, sportovní textilie, transportní
textilie, dopravní prostředky, nábytek,
bytový textil a oděvní doplňky.
Meziroční nárůsty se v těchto oborech
pohybují od roku 2000 v rozmezí
2,7 až 5 % a obdobný vývoj
je předpokládán i nadále. Vzhledem
k požadavkům a poptávce pokračuje
vývoj nových materiálů a technologií.
Využívá se napodobování přírody
(biomimetika) a transfer technologií
z jiných oborů. Postup probíhá cestou
vývoje speciálních geometrií, zvyšováním
pevnosti vláken, vývojem
uhlíkových vláken a kompozitních
materiálů, zvlákňováním, využitím
obnovujících se přírodních surovin,
modifikací, využíváním nanotechnologií,
vlákenných bioreaktorů, aerogelů
apod.
Vysoce pevné vlákno M5 s kompresní
pevností překračuje 1000 MPa
a tahovou pevností 3,8 – 4,0 GPa.
„Pavoučí“ hedvábí vzniká zvlákňováním
z vodního roztoku polypeptidů
za běžné teploty, tuhnutím na vzduchu
a vyznačuje se biodegradovatelností
působením speciálních enzymů.
Druhým nejrozšířenějším zdrojem
obnovující se přírodní suroviny je
chitin – přírodní látka vyskytující se
ve skořápkách vodních živočichů.
Jeho struktura připomíná celulózu.
Místo primární OH skupiny je přítomna
acetylovaná NH2 skupina.
Zmýdelněním (deacetylací) chitinu
vzniká chitosan.
Novým materiálem jsou např. dendrimery,
skupina silně rozvětvených
makromolekulárních struktur s jednotlivými
větvemi vycházejícími
z centrálního jádra. Lze je přizpůsobit
tak, aby centrální jádro obsahovalo
dutinu potřebných rozměrů a na
jednotlivých větvích byly navázány
potřebné funkční skupiny s vysokou
lokální koncentrací.
Již sama velikost nanočástic vyvolává
obecně zajímavé efekty. Vlákenné
bioreaktory udržují živé bakterie ve
vláknech po určitou dobu dostatečnou
pro splnění požadovaných funkcí.
Aerosoly byly použity pro izolátory
v programech NASA a mohou
být využívány pro výrobu materiálů
s tepelně izolačními vlastnostmi.
Projektování textilií zahrnuje predikci
vlastností vláken, přízí a tkanin
a optimalizaci konstrukce textilií.
Vyvíjena jsou vlákna s výrazným
profilem určitých vlastností, s vysokou
pevností, vysokomodulová uhlíková
a keramická vlákna a vlákna
s výraznou termostabilitou. Vyvíjí se
speciální úpravy textilií (kapsulace)
a využití plazmy, laseru, ultrazvuku
a záření při úpravách textilií.
N a n o t e c h n o l o g i e u m o ž ň u j í
dokonalou kontrolu procesu tvorby
a struktury materiálu a jeho
stavebních bloků na molekulární
úrovni. Otázkou je rovněž zvýšení
výrobních rychlostí, přesné řízení
procesů pro dosažení definovaných
přesných výsledků a kontrola
kvality.
TEXTILIE VE STAVEBNICTVÍ
Ve stavebnictví se textilie osvědčily
jako střešní krytina, izolace, obklady
stěn a stropů, podlahové materiály
a geotextilie. Jejich funkcí je zpevnění,
separace, filtrace, drenáž, antieroze,
stabilizace a další. Uplatňují
se jako nosiče bitumenů, parozábrany,
omítací armovací textilie, filtry
pro klimatizaci, zatravňovací rohože,
při budování skládek pro nebezpečné
odpady, při stavbě silnic a železnic
apod. Může být využíváno různé
složení materiálů, různé tloušťky
a hmotnosti vláken.
K novým aplikacím patří membrány
jako stavební materiál. Textilní
nebo fóliové membrány s tloušťkou
0,05 – 0,2 mm mohou být podpírané
ocelovou konstrukcí nebo vzduchem
(přetlakové bubliny nebo vzduchové
nosníky). Požadována je vysoká pevnost,
stálobarevnost, světlopropustnost,
nehořlavost, samočisticí schopnost,
odolnost vůči vodě, hmotnost
175 – 3000 g/m2). Textilní materiály
PTFE, aramidy a sklo a zástěry na
bázi PVC, PU, akrylátů, PTFE, silikonů
apod.
Největší membránovou obálku má
Allianz Arena se 66 500 m2 zastřešení
a fasády, 2760 kosočtverečnými
polštáři z ETFE představujícími
1% hmotnosti skla a celkově levnější
o 30 až 50 % a odolnější proti
kroupám. Trvalý tlak v polštářích se
pohybuje od 350 Pa. 1056 polštářů
je osvětleno třemi barvami – bílá,
červená, modrá.
Osvětlovací textilie jsou tkaniny
z filamentů fluorpolymerů a vykazují
velký přenos světla, vysoký rozptyl,
nehořlavé, neadhezivní, odolné povětrnostním
vlivům a nevytváří stíny.
TEXTILIE PRO ZDRAVOTNICTVÍ
Použití textilií zde sahá od oděvů
pro nemocniční personál, ložní prádlo,
chirurgické nitě a obvazy, přes
bariérové textilie, laminované a sendvičové
struktury až po složité kompozitní
struktury pro náhradu lidských
tkání, orgánů, kostí a kůže. Používají
se pro neimplementační i implementační
prostředky, pro mimotělní prostředky
a pro prostředky pro hygienu
a zdravotní péči. Využívá se vlastností
jako je pevnost, poddajnost,
tvarovatelnost, pružnost, prodyšnost
pro plyny a propustnost pro kapaliny.
U řady textilií se požaduje biokompatibilita
(snášenlivost s lidskou tkání)
a někdy i biodegradabilita po určitém
čase (např. chirurgické šicí nitě).
Z přírodních materiálů je často
využívána bavlna a přírodní hedvábí.
U chemických vláken jde především
o regenerovaná celulózová vlákna
(viskózová). Ze syntetických vláken
jsou používána polyesterová (PES),
polyamidová (PA), polyakrylonitrilová
(PAN), polypropylenová (PP)
a polyvinylalkoholová (PVA) vlákna.
Ve speciálních případech se využívají
také vlákna polytetrafluoretylénová
(PTFE), skleněná, uhlíková, alginátová,
kolagenová, chitinová, chitosanová
a řada dalších.
Nerozpustné, hydrofilní polymery
jsou schopné absorbovat velké
množství tekutin (voda, solné roztoky
nebo fyziologické tekutiny).
Schopnost absorpce 10 až 1000násobek
suché hmotnosti polymeru.
Membrána z nanovláken připravená
elektrostatickým zvlákňováním
má výborné hojící účinky. Měkké
chrupavky jsou vytvářeny netkanými
polyetylenovými textiliemi a pro
tvrdé chrupavky se používají kompozitní
struktury zesílené uhlíkovými
vlákny.
Kromě chitinu a chitosanu jsou
využívány alifatické polyestery,
vlákna z polymléčné kyseliny (PLA)
a alginátová vlákna z hnědých mořských
řas. Tkáňové inženýrství nabízí
implementáty pro „in vivo“ náhradu
nemocné nebo jinak poškozené
tkáně.
OCHRANNÉ A SPECIÁLNÍ TEXTILIE
Běžným příkladem jsou nehořlavé
textilie, které se uplatňují u ochranných
oděvů, dekoračních závěsů,
nábytkového čalounění a ložního
prádla.
Významným partnerem v oblasti
zušlechťování textilií a ve výběru
konstrukcí tkanin je společnost je
společnost inoTEX, Dvůr Králové n/
L. Ve většině případů se jedná o multifunkcionalitu:
kombinaci ochranných
efektů, mechanických parametrů
a uživatelského komfortu. Bariérové
textilie jsou využívány rovněž
u sportovních oděvů.
Především ve zdravotnictví se
uplatňují antimikrobiální úpravy textilií
(proti bakteriím, plísním, houbám,
hnilobě a roztočům). K novým
funkčním principům v této oblasti
náleží mikroenkapsulace – pomalé
uvolňování aktivních komponent
uložených v permeabilní polymerní
kapsli. Látky mohou zvlhčovat
pokožku, vyživovat tkáň vitamíny,
stimulovat a zpevňovat pokožku.
LANXESS nabízí prostřednictvím
inoTEX nejnovější zušlechťovací
produkt pro minimalizaci účinků
pylů BAYPROTECT®NANO-POLLEN,
založený na nanodisperzi polysiloxanových
derivátů. Nanodisperze
penetruje hlouběji do textilie a přichytává
se k vláknům a dodává jim
unikátní vlastnosti. Díky přítomnosti
BAYPROTECT®NANO-POLLEN
se pyl nedokáže přichytit k vláknům.
Přichytí-li se, pak jen velmi slabě
a může být snadno odstraněn jednoduchým
mechanickým pohybem.
Antistatické příze odvádí z lidského
těla elektrostatický náboj, který se
akumuluje na lidském těle při běžných
aktivitách. Současně při vhodných
manipulacích antistatických přízí
a při vhodných konstrukcích textilií
vytváří konfekční výrobky bariéru
proti elektromagnetickému smogu.
Takové výrobky pozitivně ovlivňují
emoční stres a člověk je schopen se
více uvolnit, lépe relaxovat.
Přítomnost stříbra a uhlíku v antistatických
přízích zajistí navíc antibakteriální
vlastnosti textilních
výrobků. Přítomnost stříbra pozitivně
ovlivňuje regulaci teploty lidského
těla.
Tyto speciální textilní výrobky přispívají
k fyzickému a psychickému
komfortu uživatele a jsou více známy
pod názvem wellness textilie.
Stříbro účinkuje jako širokospektrální
antibiotikum. Např. v zahraničí
nově vyvinuté ponožky pro diabetiky
chránící pomocí iontů stříbra ve
vláknech Alceru před infekcemi, jsou
snášenlivé s pokožkou a trvanlivé,
dají se prát min. 30krát aniž by ztratily
antibakteriální a protiplísňové
vlastnosti.
INTELIGENTNÍ TEXTILIE
Pasivní inteligentní textilie jsou
pouze citlivé na vnější podněty
a aktivní jsou schopny nejen identifikovat
změnu vnějšího podnětu, ale
také na ni reagovat. Jedná se např.
o teplo zadržující textilie, tvarovou
paměť nebo variabilní prodyšnost
a propustnost pro vodní páry.
Slitina niklu a titanu NiTiNOL
vykazuje tvarovou paměť způsobenou
fázovou transformací v pevné fázi.
Při nízkých teplotách jde o snadno
deformovatelný austenit. Nad určitou
teplotou vzniká obtížně deformovatelný
martenzit a v rozmezí mezi
těmito teplotami vzniká superelastický
materiál.
Dalšími vlastnostmi inteligentních
vláken a textilií jsou samočištění
a vodivost.
Piezorezistentní snímače zabudované
do textilií mohou plnit funkci
čidla tlaku, tepové frekvence nebo
elektrod pro měření EKG. Do textilií
mohou být zabudovány senzory vlhkosti
a teploty, indikátory UV záření
a chemosenzory.
Čidlem do textilií může být i mikroimpulzní
radar (MIR), který využívá
krátkých radarových impulzů
(několik nanosekund) v širokém
frekvenčním spektru a hodí se pro
měření srdečního tepu. Výhodou je
nízká cena a nízká spotřeba energie.
Textilní počítače (MIT) jsou měkké,
ohebné a tenké, lze je prát. Jsou
vhodné pro záchranáře, bezpečnostní
službu, údržbu apod.
Výhodou textilní struktury je snadné
spojování a udržování, vyznačují
se malou hmotností a dostatečnou
pevností i pružností.
Ochranné oděvy jsou často doplňovány
senzory či přístroji, které
monitorují množství škodlivin v okolí.
Známé jsou textilie měnící barvu
v závislosti na intenzitě vnějšího
podnětu (teplo, světlo, chemikálie)
tzv. chameleonní textilie nebo textilie
typu Outlast, schopné ukládat nebo
uvolňovat teplo podle teplotního gradientu.
TECHNOLOGIE NANOVLÁKEN
A JEJICH APLIKACE
Česká firma Elmarco je výrobcem
plastových součástí a vybavení pro
polovodičový průmysl i vlastníkem
výlučné licence na výrobu a prodej
unikátní technologie výroby nanovlákenných
materiálů v průmyslovém
měřítku NANOSPIDER™ . Má
více jak 150 zaměstnanců a disponuje
novými výrobními prostory vč.
clean rooms.
V listopadu 2004 představila prototyp
NANOSPIDER™ pro zvlákňování
vodou ředitelných polymerů.
Počátkem roku 2005 byla vylepšena
technologie zvlákňování vodou neředitelných
polymerů. V témže roce
započala spolupráce s irskou firmou
Alltracel na produktech pro léčení zranění.
V roce 2006 byl na trh uveden
nový zvukoabsorpční materiál AcousticWeb
™ a představen nově vyvinutý
materiál na výrobu obličejových
masek Nanospider FACE MASK.
Výhodou technologie je vysoká
produktivita, snadná obsluha, hospodárný
provoz, vysoká kvalita,
bezpečnost a flexibilita. Aktuální
pracovní šíře je 1,60 m, potenciálně
3,20 m. Vysoká míra využitelnosti
času (80 %), schopnost ovlivňování
průměru vlákna 50-600 nm, kontrola
produktivity a homogenity vláken.
S organickými polymery pracuje
firma od poloviny roku 2004
a s tímto typem procesu má nejvíce
zkušeností (PVA, PA, PA, PAN,
PEOX, PESO, PS, PUR, PVP, Chitosan,
Gelatine). Hledání nových
vlastností nanovláken přivedlo
firmu ke zkoumání anorganických
polymerů.
Zvlákněna byla nanovlákna z prekurzorů
materiálů SiO2, Al2O3, ZnO,
TiO2, ZrO2.
Po úspěšných experimentech byla
modifikována technologie Nanospider
tané na taveniny.
První laboratorní jednotka pro
zvlákňování tavenin je připravována
pro letošní rok.
Možnosti využití jsou v oblasti
filtrace, kosmetiky, hygieny a medicíny,
energie a IT, u nanokompozitů
a v ochranných oděvech. Firma těsně
spolupracuje s Technickou univerzitou
v Liberci, Karlovou univerzitou
v Praze s Akademií věd ČR a Institutem
chemické technologie.
Elmarco a Alltracel spolupracují
na vývoji nových materiálů určených
pro krytí ran, případně pro pěstování
buněk a k tomu založily společný
podnik Nanopeutics. /an/
