Embed Size (px)
Citation preview
Nuevos Materiales Textiles
Noviembre 2011
La cadena textil amalgama procesos de sofisticada tecnología con otros casi artesanales vinculados al arte y la cultura.
En la era post industrial ha surgido la convivencia entre el deslumbramiento por la tecnología de punta y el apego al conocimiento artesanal testimonio de culturas ancestrales.
Philips
Características del sector de productos textil-indumentaria
Primera mitad siglo XX basado en la química (nuevas tinturas, terminaciones en tejidos, nuevas fibras).Segunda mitad: electrónica e ingeniería mecánica aplicadas al desarrollo de
maquinaria.Años 90/2010 basados en el desarrollo de materiales: primeras aplicaciones de
la nanotecnología, ciencias de la información y biología molecular.Primera mitad siglo XX: Aplicación de la nanociencia en múltiples
materiales/sustentabilidad.
La investigación y desarrollo en el sector textil
Nuevos textiles demandan nuevas tecnologías
Textiles técnicos son aquellos textiles con especificaciones técnicas para cumplir, con un alto nivel de prestaciones ofreciendo soluciones para la sociedad moderna.
Textiles técnicos
Los campos de aplicación de los textiles técnicos abarcan el Agro; construcciones;prendas y zapatos técnicos, geotecnia (caminos); hogar; industria (química, mecánica, eléctrica, etc.); medicina;transporte (autos, aviones, barcos, etc); protección delmedio ambiente; envases y embalajes; equipos deprotección personal y deportes.
Bienvenida a la ciudad de Munich con el estadio de la final de la copa del mundo:Tejido de fibra de vidrio recubierta de menos de 1 mm de espesor y una densidad de 1100 gsmMembrana inflable, anti inflamable y protector UV, totalmente reciclable
Textiles inteligentesTextiles inteligentes
Los textiles inteligentes poseen una estructura con efectos interactivos en presencia de estímulos dependiendo de quien lo usa mediante la cual pueden detectar y reaccionar a condiciones medioambientales o a estímulos externos:
Textiles Inteligentes Pasivos: Solamente pueden detectar las condiciones medioambientales o estímulos.
Textiles Inteligentes Activos: Tienen la capacidad de detectar y de actuar frente a una determinada situación. Por ej: Textiles Crómicos.
Textiles Ultra Inteligentes: Éstos pueden detectar, reaccionar y adaptarse a las condiciones y estímulos del medio.
Los smart textiles son aquellos con sistemas electrónicos y sensores incorporados en la prenda tales como sistemas MP3 o aquellas prendas que recogen datos médicos, incorporan telefonía celular o sistema de alarmas.
Smart textiles
Carl André Nørstebø Department of Product Design NTNU
Nanofibras y fibras que contienen Ropa de protección
Nanopartículas Medicina
Automación
Textiles con Uniformes inteligentes
valor añadido Defensa y aeroespacial
Acabados y recubrimientos Deporte y tiempo libre
de nano sustancias Medio ambiente
Desarrollo de nuevos materiales
Biomateriales de ultima generación
Microencapsulados en fibra de viscosa
Innovación en fibras (nano y micropartículas)
Fibras con carbón activado de coco y bambú
Magazine Future Materials
Outlast ®
Fibras con quitosano
Funcionalización por tratamiento superficial con Nanofibras: ElectrospinningLineas de trabajo: Medicinal y Filtros moleculares / Membranas
Sintéticos: PP, PE, PET
Biopolímeros: Colageno, Fibroina, Chitosan, Queratina
Bioerosionables: PLA, PHB, PGA
Solubles en agua: PVA, PEO
Electrospinning
TOPTEC
Qué es la nanotecnología
TOPTEC
Nanotubos de Carbono /Grafeno
Son tubos formados por una o varias láminas de grafito
enrolladas sobre si mismas
# SWNT: nanotubo single wall
# MWNTs: nanotubo múltiple wall (concéntricos)
Obtención: Depósito químico en fase vapor (CVD)
(descomposición catalítica de hidrocarburos) Diámetro de pocos nm, y varios μm de largo
Propiedades muy particulares:# Mecánicamente muy resistentes
# Flexibles # Excelentes conductores de la electricidad# Muy alta conductividad térmica
Usos: Composites, Sensores, Polímeros, Nanoelectrónica,Pantallas.
Utiliza celulosa dispersa sin modificación quimica para producir fibras por procesode hilatura. Es posible agregar aditivos orgánicos o inorgánicos(parafinas,plata,zinc o algas) para obtener materiales funcionales(antimicrobianos, reductor de olor , cuidado de la piel, regulador de temperatura, conductividad eléctrica así como resistente a temperatura y químicos). Smartcel;Smartcelclima (regula la temperatura mediante parafina), Smartcel sensitive (cuidala piel mediante zinc), Smartcel hygienic (el cobre es fungicida y antimicrobiano, mejora la producción de hemoglobina), SeaCell (ingredientes marinos incluidaalgas tienen efectos en la regeneración de células,remineralización de la piel, efectos anti inflamatorios, tratamiento de dermatitis y psoriasis, etc.)
Innovación en fibras/polímeros naturales: smart fiber AG
Ganador del premio aleman en innovación 2010
Centro de Investigación y Desarrollo Textil
Proceso desarrollado por el Thuringian Institute for Textile and plastic Research (TITK)
Centro de Investigación y Desarrollo Textil
Innovación en terminación de tejidos
Nuevos recubrimientos textiles Prevenir la absorción y penetración del agua del exterior al interior permitiendo salir el vapor corpóreo del interior al exterior.Transpiración (es el mecanismo mediante el cual el organismo mantiene constante la temperatura corpórea alrededor de 37 grados centígrados)Impermeabilidad de los tejidos (puede obtenerse por procesos de coatingo adhesión de membranas que permiten proteger la superficie, modificar laporosidad y otorgar otras propiedades específicas) •Membranas Son films altamente finos de material polimérico
Microporosas actúan por el reducido tamaño de los poros que permiten eliminar el vapor de agua pero impiden la entrada de la gota de agua
Hidrofílicas que permiten la difusión de las moléculas de agua en estado gaseoso.
Combinadas combina las propiedades de ambas.Ejemplos Sympatex (hidrofílica que debe ser usada como sandwich entre
dos tejidos, Goretex (combinada con 14 millones de poros por centímetro cuadrado, sus poros son 20 mil veces mas pequeños que la gota de agua y 700 veces mas grandes que la molécula de vapor)
Membranas hidrofílicas
Membranas Gore Tex:
Combina: membranas hidrofílicas y microporosas
Centro de Investigación y Desarrollo Textil
membranas
Centro de Investigación y Desarrollo Textil
Innovación en terminación de tejidos
Microencapsulados
Comenzó en EEUU en 1968 para papel carbónico, en 1980
como comunicación olfativa, la aplicación en textiles comenzó en 1990.
Esta técnica permite aislar compuestos activos mediante una
membrana natural, biopolimérica de forma esférica (diámetro de 5 a 20 mm).
Cuando la membrana se rompe el producto se libera.
Retardante a la llama, desodorantes, perfumes, absorventes UV,
antimicrobianos, textiles biofuncionales (aloe vera, vitamina E),
Repelente de insectos.
INTI
Microencapsulado de aceites escenciales (INTI-Textiles/INTI- Química)
Ensayo de repelencia con mosquitos Aedes aegypti en tejidos de algodón (cage test)
Día0 10 20 30 40
Nº d
e m
osqu
itos
posa
dos
en 1
min
uto
0
10
20
30
40
50
Tela sin tratar Tela con citronella emulsionadaTela con citronella microencapsulada Tela con citriodiol emulsionadoTela con citriodiol microencapsulado
Textiles de algodón: 30 días 100% de repelencia – Baja solidez a los lavados
Premio INNOVAR 2009
Centro de Investigación y Desarrollo Textil
Microencapsulados
Innovación en prendas
(smart textiles)
Integración como nuevo material flexible y de bajo volumen en equipos electrónicos tradicionales
Productos textiles y microelectrónica: smart textiles
Manchester University UK
Desarrollado por el diseñador Erik De Nijs
Power in the bag, Marc-Picard
Guante que integra telefonía
Monitoreo de bebe de ITV
Integrar nuevas funciones a las prendas y redes textiles Soft switch
Productos textiles y microelectrónica: smart textiles
Manchester University UK
Equipo de protección personal para motosierras (Universidad de Bremen/Hohenstein Institute/AIF)
Productos textiles y microelectrónica
Leitat Es.
Productos textiles y microelectrónica: smart textiles
Seguridad
Productos textiles y microelectrónica: smart textiles
Materiales lumínicos flexibles
Materiales textiles y microelectrónica
Biomimetismo significa analizar no sólo las formas de la naturaleza sinofundamentalmente la función. (Los desarrollos estan spirados los aspectosfuncionales de las estructuras biológicas y se trata de la interpolación de mecanismos y estructuras naturales en el diseño de ingeniería).
Otto Schmitt acuñó el término biomimetics en 1930 (byonics,
biomimesis, biomimicry,biognosis)
Biomimetismo
Universidad de Bath
El velcro fue uno de los primeros materiales cuya función imitaba el comportamiento de la naturaleza (abrojos)
Biomimetismo
Velcro TM
Centro de Investigación y Desarrollo Textil
Biomimetismo: Aplicaciones de nanotecnología (Efecto loto)
Superficies autolimpiantes
Fuente BASF
Lotus Effect TM
Centro de Investigación y Desarrollo Textil
Tratamiento con Plasma (fibras-tejidos)
Los tratamientos con plasma de tejidos consisten en someterlos
a la presencia de gases inertes en una atmósfera de vacío.
De esta manera se producen nano cambios superficiales en las fibras
adquiriendo nuevas propiedades tales como:
- Mayor suavidad
-Reducción del afieltrado
-incrementar resistencia
-Reducir estática
-Mejorar la hidrofilidad
-Propiedades de impermeabilización
-Repeler aceites
l l ( )
Membranas no permeables: microcápsulascambio de fase Outlast®
Innovación en terminación o finishing de tejidos
Schoeller® PCM
Outlast®
Registro térmico guantes sin microcápsulas
Registro témico guantes con microcápsulas
TITKOutlast®
El oso polar tiene un fino pelo blanco y brillante de 25-75 micrones con 7 cm de longitud con fibras huecas
y una piel negra: Este conjunto permite guardar calor y liberarlo lentamente.
Centro de Investigación y Desarrollo Textil
Biomimetismo
Schöeller Textil de Suiza: membrana biónica que controla el vapor emitido por el cuerpo dejando escapar el excesivo vapor y mantenerun clima de confort entre el cuerpo y la prenda.
Schöeller Textil
Universidad de Bath
Centro de Investigación y Desarrollo Textil
Biomimetismo: proyectos textiles en desarrollo
Pata de lagartija Geko: Tejidos autoadhesivos sin productos adicionales
Alas de mariposa: el color se basa en la difracción
de la luz sobre nano escamas (eliminar tinturas)
Otros: Estructuras constructivas panal de aveja, funciones permeables
piel humana, cambio de color de insectos, etc.
Morphotex (R)
Magazine Future Materials
Transferencia de la morfología de superficies biológicas a la superficie de polímerosGiorgia Institute of Technology
Los productos textiles con nuevastecnologias son evaluados respecto a su riesgo al uso así como su funcionalidad.
Evaluación de toxicidad y funcionalidad
Conclusiones
Los materiales textiles a partir de la ingeniería de materiales tienen mucho que aportar para mejorar la calidad de vida.
La innovación en productos textiles abre un extraordinario campo para la competitividad sectorial, integrando equipos multidisciplinarios de I&D con diseñadores, ingenieros textiles y profesionales de distintas disciplinas, universidades, institutos de investigación y empresas .
Los desarrollos se deben basar en nuevos materiales como en materiales tradicionales con modificaciones estructurales innovadoras y sustentables.
Conclusiones
Ing. Patricia Marino
Directora del Centro de Investigación y Desarrollo Textil
Docente Universidad Tecnológica Nacional
www.inti.gov.ar
(54 11) 4724 6224
