Na letošním, v pořadí již osmnáctém, Mezinárodním veletrhu textilních strojů ITMA, který se konal ve dnech 20.–26. června v Barceloně, vzbudila velkou pozornost liberecká linka pro výrobu lineárního kompozitního materiálu s obsahem nanovláken. Vývoj této linky, která v roce 2017 získala Zlatou medaili na Mezinárodním strojírenském veletrhu v Brně v kategorii Inovační zpracovatelská technologie, realizoval mezifakultní tým Technické univerzity v Liberci (TUL) pod vedením profesorů Davida Lukáše a Jaroslava Berana. Nanovlákna na přízi nanášejí vědci na liberecké univerzitě už řadu let. Impulsem byl objev průmyslové výroby nanovláken metodou DC elektrospinningu profesora Oldřich Jirsáka z liberecké Fakulty textilní. Touto metodou se provádí zvlákňování polymerů stejnosměrným proudem. Linka prezentovaná v Barceloně produkuje nanovlákna z roztoku polymeru na rozdíl od předchozích postupů pomocí střídavého elektrického zvlákňování (AC electrospinningu) patentovaného Technickou univerzitou v Liberci. Jedná se o výrobu vlákenného produktu využívajícího výjimečných vlastností nanovlákenných materiálů. Tento nový kompozitní vlákenný materiál vhodně kombinuje vlastnosti vláken nosného jádra, která zajišťují požadovanou pevnost, společně s nanovlákny pláště, jež dodávají materiálu jeho specifické vlastnosti. „Nový způsob vykazuje odlišnou strukturu vyráběné nanovlákenné hmoty a řádově vyšší produkční rychlost oproti stávající technologii výroby nanovláken využívající stejnosměrné elektrické pole. Vyráběná struktura nanovlákenné hmoty při AC elektrospinningu je tvořena kompaktní nanovlákennou vlečkou, která vzniká nad zvlákňovací elektrodou a je přirozeně unášena elektrickým větrem k jádru lineárního materiálu. Vyrobená nanovlákna jsou následně ovíjena pomocí zákrutového ústrojí kolem nosného jádra. Výsledný produkt pak prochází sušicí komorou a je navíjen na cívku. Ve výrobní lince je integrován nový způsob výroby lineárního kompozitního materiálu s obsahem nanovláken a nový typ zvlákňovací elektrody. Na prezentovaném zařízení je vyráběn nový vzor lineárního kompozitního materiálu s definovanou orientací nanovláken ve tvaru šroubovice oproti známému lineárnímu materiálu, kde orientace nanovláken je náhodná,“ přibližuje unikátní zařízení profesor David Lukáš z Fakulty přírodovědně- humanitní a pedagogické TUL. Těmito i následnými procesy se podle profesora Lukáše dosáhne mimořádného zvýšení adheze nanovláken, kterou lze zvýšit ještě přidáním pojiv. Technické řešení z liberecké univerzity je chráněno čtyřmi udělenými patenty v České republice a jsou podány mezinárodní přihlášky. Na princip výroby nanovláken střídavým proudem byly již uděleny patenty v USA, Číně, Japonsku a Rusku. „Konkurenční zařízení vyrábějící takovýto lineární kompozitní materiál na světě neexistuje,“ dodává docent Martin Bílek z Fakulty strojní TUL. Široké možnosti vy užití Podle docenta Pavla Pokorného z Fakulty textilní TUL otevírá nová linka ve světové vědě i průmyslové praxi široké pole pro využití jádrové příze s nanovlákny. „V Barceloně nás oslovovali vědci i zástupci firem napříč kontinenty. Hovořili jsme o vývoji materiálů založených na nové technologii a velký zájem byl i o samotné zařízení. Zaujalo je, že vyráběné kompozitní nanovlákenné lineární materiály nepotřebují žádnou dodatečnou ochrannou vrstvu. Lze u nich zajistit řiditelný vysoký hmotností podíl nanovláken až do 70 %. Jako nosné jádro je možné použít staplové příze, multifily i monofily v rozmezí lineárních hmotností 20 až 2 000 dTex. Důležité také je, že výsledný produkt je možné zpracovávat na standardních textilních strojích,“ uvádí Pavel Pokorný. Liberečtí vědci vyslali jasný signál, že existuje nový lineární kompozitní materiál s obsahem nanovláken, který by mohl podle nich najít využití především v oblasti filtrace, čištění odpadních vod, v oblasti medicínských aplikací a speciálních technických textilií. Jak ale připomíná profesor Jaroslav Beran, potenciál budoucího uplatnění vystavované technologie je dán stavem vývoje v průmyslu, který se zabývá výrobou nanovlákenných materiálů a navazujících produktů. „Nanovlákenné materiály se začínají uplatňovat v některých průmyslových aplikacích, jako je například filtrace vzduchu a vody nebo čistění a úprava odpadních vod. Kromě toho probíhá intenzivní vývoj ve využití nanovlákenných materiálů ve zdravotnictví a hygieně. Většímu nasazení nanovlákenných materiálů zatím brání vysoká výrobní cena, která je dána nízkou produktivitou současné průmyslové výroby nanovláken s využitím stejnosměrného elektrického pole a vysokými investičními náklady. Domníváme se, že nová AC technologie zefektivní výrobu nanovláken a přinese zvýšení produktivity jejich výroby. To umožní zlevnění současné výroby a rozšíření využití nanovlákenných materiálů do dalších oblastí,“ konstatuje profesor Jaroslav Beran z Fakulty strojní TUL. Veletrh ITMA je světově největší výstavou textilních strojů a příslušenství, který se koná každé čtyři roky. Letos se ho zúčastnilo 1 700 vystavovatelů z padesáti zemí a navštívilo jej cca 120 000 odborných návštěvníků ze 147 zemí světa. Na výstavní ploše 110 000 m2 prezentovali výrobci nejmodernější stroje a zařízení pro výrobu a zpracování textilu a oděvů. Organizátorem světového veletrhu je evropský odborný svaz CEMATEX. Jaroslava Kočárková
