Upload
others
View
3
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
MOKSLO, INOVACIJŲ IR TECHNOLOGIJŲ AGENTŪRA
VMTI FIZINIŲ IR TECHNOLOGIJOS MOKSLŲ CENTRAS
ATASKAITA
PROGRAMOS „EUREKA“ MOKSLINIŲ TYRIMŲ IR TECHNOLOGINĖS
PLĖTROS PROJEKTŲ ĮGYVENDINIMAS – EUREKA“
PROJEKTAS
BARJERINĖ TEKSTILĖ IR NANOMEDŽIAGOS
E!5799 BATAN
2011-08-03VP1-3.1-ŠMM-06-V-01-003
2011-2014
dr. Audronė Sankauskaitė
KAUNAS 2014
2
Projekto partneriai
Tarptautinės organizacijos vykdančios projektą ir jų atstovai:
Projekto vykdytojai Organizacijos pavadinimas Atstovas
Projekto
koordinatorius
Suomijos Techninių Tyrimų Centras, Suomija
(Technical Research Centre of Finland) Vyriausioji mokslo
darbuotoja dr. Salme Nurmi.
Partneris 1 IĮ Standa, Suomija– apsauginių drabužių,
skirtų elektronikos, medicinos, chemijos ir
„švaraus kambario“ („ŠK“) bei kitų pramonės
sričių darbuotojams, gamybos įmonė
Generalinis direktorius
Asmo Martikainen.
Partneris 2 IĮ Turun Tekstiilihuolto, Suomija – tekstilės
gaminių skalbimas, cheminis valymas ir kitos
specialios paskirties paslaugos
Generalinis direktorius
Miika Markkanen
Partneris 3 IĮ INOTEX Ltd., Čekija – šlapi tekstilės
apdorojimo būdai, naujų technologijų bei
inovacijų sklaida
Technologijų ir pardavimų
direktorius Jan Marek
Partneris 4 IĮ SINTEX, a.s., Čekija – cheminių pluoštų
tyrimas ir pritaikymas techninei tekstilei,
skirtai asmens apsaugos priemonių gamybai
Tyrimų ir plėtros direktorius
Karel Šanda
Partneris 5 IĮ SPUR a.s., Čekija – polimerų,
elektroverpimo būdu formuojamų
nanopluoštų, tekstilės su dangomis gamybos
bei plėtros įmonė
Tyrimų ir plėtros direktorius
Dušan Kimmer.
Partneris 6 IĮ CLEANTEX a.s., Čekija – darbo drabužių
bei su jais susijusių produktų gamyba Gamybos direktorė
Hana Kozlovska Partneris 7 IĮ KONUS – KONEX Ltd., Slovėnija –
švaros palaikymo tekstilė, galios perdavimo ir
konvejerių juostų, dirbtinės odos ir filtrų
gamyba
Gamybos direktorė
Mateja Golčer.
Partneris 8 Nacionalinis Kijevo technologijų ir dizaino
universitetas (Kiev National University of
Technologies and Design), Ukraina
Tarptautinio skyriaus
direktoriaus pavaduotoja dr.
Viktorija Vlasenko.
Partneris 9 Tekstilės tyrimų institutas (Textile Research
Institute), Lenkija
Megztinių medžiagų
laboratorijos vedėja
dr. Elzbieta Mielicka.
Lietuvos institucijos ir vykdytojai:
Projekto vykdytojai Organizacijos pavadinimas Atstovas Projekto atsakingas
vykdytojas
VMTI Fizinių ir technologijos mokslų
centro Tekstilės institutas, Kaunas Mokslo darbuotoja
dr. Audronė Sankauskaitė.
Partneris 1 UAB „Neaustima“, Šiauliai Generalinis direktorius
Raimondas Lukauskas.
3
Projekto vykdytojų darbo grupė
Projekto atsakingas vykdytojas:
VMTI Fizinių ir technologijos mokslų centro Tekstilės institutas, mokslo darbuotoja dr. Audronė
Sankauskaitė
Projekto vykdytojai:
VMTI Fizinių ir technologijos mokslų centro Tekstilės institutas, mokslo darbuotoja dr. Gėlė
Minkuvienė (nuo 2011-04-01 iki 2012-01-01).
VMTI Fizinių ir technologijos mokslų centro Tekstilės institutas, mokslo darbuotoja dr. Daiva
Šidlauskienė (nuo 2011-04-01 iki 2011-08-30).
VMTI Fizinių ir technologijos mokslų centro Tekstilės institutas, jaunesnioji mokslo darbuotoja dr.
Paulė Bekampienė.
VMTI Fizinių ir technologijos mokslų centro Tekstilės institutas, vyresnioji mokslo darbuotoja dr.
Laimutė Stygienė (nuo 2012-01-01).
VMTI Fizinių ir technologijos mokslų centro Tekstilės institutas, mokslo darbuotoja dr. Sandra
Varnaitė-Žuravliova (nuo 2011-08-30).
4
Projekto santrauka
E! 5799. BATAN Barjerinė tekstilė ir nanomedžiagos. Barrier Textiles and Nanomaterials.
Mokslinių tyrimų sritis ir technologijų kryptis
Pramoninė gamyba, medžiagos ir transportas (Industrial Manufacturing, Material and Transport),
Chemikalai, medžiagos ir susijusi įranga (Chemicals, materials and related equipment)
Projekto vykdymo terminai:
Projekto pradžia: 2011.04
Projekto pabaiga: 2014.03
Šis projektas skirtas naujos, didesnės pridėtinės vertės funkcinės tekstilės, pasižyminčios
barjerinėmis bei filtravimo savybėmis, sukūrimui ir plėtrai. Projekte tiriami barjeriniai
audiniai, filtrinės medžiagos ir kita techninė nedidelio svorio barjerinė tekstilė, skirta dirbančiųjų
saugos tarnybose, pramonėje ir kitose ūkio srityse (medicinos paslaugų, mikroelektronikos,
maisto, farmacijos) asmeninės apsaugos priemonėms (AAP). Pagrindinis dėmesys projekte
skiriamas tekstilės medžiagoms (daugia)funkcionalumą suteikiančioms nanotechnologijoms, kurios
tradicinės tekstilės gamintojams Lietuvoje ir kitose Europos šalyse suteiktų galimybę tobulinti
taikomas technologijas ir padėtų sukurti didesnės pridėtinės vertės produktus – techninę tekstilę su
funkcinėmis barjerinėmis ir filtravimo savybėmis.
Projektas tyrimų plotmėje nagrinėja šiuos aspektus:
- Barjerinės tekstilės (daugia)funkcinių savybių aktyvacija ir nauji funkciniai paviršiaus
apdorojimai.
- Apsauginė /barjerinė tekstilė ir apranga.
- Didelio efektyvumo filtrų tekstilė.
Projekto įgyvendinimas prisidės prie Europos Sąjungos (ES) tekstilės pramonės vystymo ir
naujų techninės tekstilės produktų kūrimo, o jo vykdymo metu įgyta kompetencija ir technologijų
pažanga mažesnės savikainos šalims, jų tarpe ir Lietuvai, padės plėsti gamybą ir didinti
konkurencingumą.
Moksliniai tyrimai atlikti dalyvaujant partnerystės pagrindais Mokslo, inovacijų ir
technologijų agentūros vykdomame skėtiniame projekte, finansuojamame Europos socialinio fondo
lėšomis.
5
TURINYS
ĮVADAS 6
PROJEKTO METODOLOGIJA 7
1. Barjerinės tekstilės (daugia)funkcinių savybių aktyvacija 7
1.1 Tekstilės medžiagų struktūros parinkimas ir tyrimas 7
1.2 Tekstilės medžiagų pirminė aktyvacija ir kiti funkciniai apdorojimai 10
1.2.1 Pirminė aktyvacija 10
1.2.1.1 Aktyvacijos plazma metodų apžvalga ir optimaliausio metodo parinkimas 10
1.2.1.2 Aktyvacijos žemo slėgio plazma proceso parametrų parinkimas 12
1.2.1.3 Pirminės aktyvacijos plazma rezultatų aptarimas 13
1.2.2 Tekstilės medžiagų funkcionalizavimas 15
1.2.2.1 Antimikrobinių savybių suteikimas 16
1.2.2.1.1 Ag ir Cu dalelių dydžio nustatymas 16
1.2.2.1.2 Įvestų Ag ir Cu dalelių identifikavimas 17
1.2.2.1.3 Antibakterinių savybių tyrimai 17
1.2.2.2 Antistatinių ir apsaugos nuo elektromagnetinio lauko savybių suteikimas 18
1.2.2.2.1 Tekstilės medžiagų, įmirkytų PEDOT:PSS Clevios®
PH-1000, antistatinių
savybių tyrimai 18
1.2.2.2.3 Tekstilės medžiagų, margintų PEDOT:PSS Clevios®
SV3, antistatinių
savybių tyrimai 19
1.2.2.2. 4 Tekstilės medžiagų, apdorotų PEDOT:PSS Clevios®
PH1000 ir Clevios®
SV3, apsaugos nuo elektromagnetinio lauko poveikio savybių tyrimai 20
1.2.3 Dengimas/laminavimas 21
1.2.3.1 Megztinių medžiagų su dangomis daugiafunkcinių savybių tyrimas 21
1.2.3.2 Austų medžiagų su dangomis daugiafunkcinių savybių tyrimas 22
1.2.3.3 Tekstilės medžiagų su dangomis daugiafunkcinių savybių tyrimų rezultatų
aptarimas 23
2. Didelio efektyvumo filtrų tekstilė 23
2.1 Kamšytinių medžiagų oro filtrams struktūros parinkimas 23
2.2 Funkcinių savybių armuojantiems audiniams suteikimas 25
2.3 Kamšytinių medžiagų oro filtrams funkcinių savybių tyrimai 26
2.3.1 Statinio krūvio sklaidos tyrimai 26
2.3.2 Oro filtravimo efektyvumo savybių tyrimai 26
2.3.3 Nedegumo savybių tyrimai 27
2.3.4 Antibakterinių savybių tyrimai 28
IŠVADOS, REKOMENDACIJOS IR SIŪLYMAI 29
LITERATŪRA 30
MTEP REZULTATAI 33
PRIEDAI 34
Priedas 1
Priedas 2
Priedas 3
Priedas 4
Priedas 5
Priedas 6
6
ĮVADAS
Projekte 2011- 2014 metais numatyti tikslai ir uždaviniai:
Projekto tikslas - naujos didesnės pridėtinės vertės funkcinės tekstilės, pasižyminčios
barjerinėmis (apsauginėmis ir filtravimo) savybėmis, tyrimai ir plėtra.
Projekto uždaviniai:
- suteikti AAP ir filtrams skirtoms tekstilės medžiagoms (daugiafunkcines
apsaugines/barjerines bei efektyvias filtravimo savybes, panaudojant funkcinius pluoštus ir
specialias apdailos technologijas (paviršiaus modifikavimą žemo slėgio plazma, mikro- ir
nanostruktūrinių dalelių įvedimą, polimerinių dangų formavimą).
- ištirti tekstilės medžiagoms suteiktas (daugia)funkcines apsaugines/barjerines ir komforto
savybes bei nustatyti jų rodiklius.
- su projekto partneriu „Neaustima“ sukurti ir pagaminti neaustinių medžiagų su funkcinėmis
ir efektyviomis oro filtravimo savybėmis pavyzdžius,
- ištirti sukurtų neaustinių medžiagų funkcines ir oro filtravimo efektyvumo savybes bei
nustatyti jų rodiklius.
-
1 lentelė. Įvykdytų darbų grafikas ir pasiekti rezultatai Eil.Nr. Darbo pavadinimas Pasiekti rezultatai
DP1
DP3
Barjerinės tekstilės (daugia)funkcinių
savybių aktyvacija:
1. Tekstilės medžiagų struktūros
parinkimas ir tyrimas.
2. Tekstilės medžiagų pirminė
aktyvacija ir funkciniai apdorojimai.
3. Dengimas/ laminavimas.
4.Tekstilės medžiagų funkcinių savybių
tyrimas.
Didelio efektyvumo filtrų tekstilė:
1. Tekstilės medžiagų filtrams
projektavimas.
2. Filtrinių medžiagų pavyzdžių gamyba.
3. Filtrinių medžiagų regeneracija
/Filtrinių medžiagų savybių tyrimas
Parinktos austos, megztinės ir neaustinės medžiagos bei
nustatytos jų struktūrų techninės charakteristikos.
Atlikta:
- tekstilės medžiagų pirminė aktyvacija žemo slėgio
azoto (N2) ir deguonies (O2) dujų plazma,
- Ag ir Cu dalelių dydžio pasiskirstymo tyrimai,
- tekstilės medžiagų antibakterinių savybių tyrimai.
Atlikta:
- tekstilės medžiagų su įvestais elektrolaidžiais priedais
apsauginių/barjerinių ( statinio krūvio sklaidos ir
elektromagnetinio lauko ekranavimo) savybių tyrimai.
Atlikta:
- tekstilės medžiagų su dangomis (daugia)funkcinių
barjerinių ir komforto savybių suteikimo tyrimai.
Nustatytos dengtų tekstilės medžiagų
(daugia)funkcinių ir komforto savybių charakteristikos.
Atlikta:
- sukurtos armuojančio audinio su funkciniais pluoštais
ir apdailomis struktūros, nustatytos jų techninės
charakteristikos .
Ištirtos UAB “Neaustima“ pagamintų kamšytinių
medžiagų su armuojančiu audiniu barjerinės ir oro
filtravimo efektyvumo savybės ir nustatyti jų rodikliai.
7
PROJEKTO METODOLOGIJA
Projektas vykdomas dalyvaujant dvejuose darbo paketuose (DP):
- DP1 „Barjerinės tekstilės (daugia)funkcinių savybių aktyvacija“
- DP3 „Didelio efektyvumo tekstilės filtrai“.
Kiekviename darbo pakete buvo vykdomos tam tikros veiklos, kurios toliau bus aptariamos.
1. Barjerinės tekstilės (daugia)funkcinių savybių aktyvacija
Darbo paketas DP1 “Barjerinės tekstilės daugiafunkcinių savybių aktyvacija” apėmė 1
lentelėje pateiktas veiklas: tekstilės medžiagų struktūros parinkimą ir tyrimą, pirminę aktyvaciją ir
kitus funkcinius apdorojimus, dengimą/laminavimą ir suteiktų funkcinių savybių tyrimus.
1.1 Tekstilės medžiagų struktūros parinkimas ir tyrimas
Tekstilės medžiagų su naujomis funkcinėmis savybėmis kūrimas užima svarbią vietą
Europos Sąjungos technologinėje platformoje tekstilės pramonei vystyti bei ES finansuojamose
mokslo tyrimų programose. Tai patvirtina ir Europos Komisijos (EK) pasiūlytas dokumentas “Dėl
pirmaujančių rinkų (lead markets) iniciatyvos” [1]. Į pirmaujančių rinkų sąrašą patenka ir techninė
tekstilė, skirta naujos kartos asmeniniams apsauginiams drabužiams bei kitoms tekstilės pagrindu
pagamintoms sistemoms, kurių pagrindinė funkcija yra apsaugoti vartotojus nuo kenksmingų darbo
sąlygų poveikio, pilietinių išpuolių pasekmių, nuo bakterinių ar virusinių užkratų ligoninėse [1].
Pagrindiniai šių APP vartotojai yra civilinės saugos, gelbėjimo ir greitosios pagalbos suteikimo
tarnybų ir pramonės darbuotojai, dirbantys padidintos rizikos sąlygomis (karščio, šalčio, blogo oro,
blogo matomumo), esantys cheminių medžiagų, kenksmingų dujų, aukštos įtampos ar
radioaktyvioje aplinkose. Dar viena iš AAP panaudojimo sričių yra ligoninės ir pramonės gamybos
įmonės (maisto, farmacijos, mikroelektronikos ir pan.), kurioms keliami ypatingi švaros patalpose
reikalavimai bei nedidelio svorio ir matmenų filtrų tekstilė garso ir triukšmo slopinimui.
Atsižvelgiant projekto darbo pakete DP1 iškeltus uždavinius, instituto techninės tekstilės
medžiagų laboratorijoje buvo pagaminti audiniai bei megztinės medžiagos, nustatytos jų
pagrindinės techninės charakteristikos. Audinių ir megztinių medžiagų struktūros (pluoštai,
verpalai, siūlai, pynimas ir kt.) parinktos išanalizavus literatūros šaltinius bei remiantis institute
atliktais ankstesniais tyrimais apsauginių darbužių ir kitų saugos priemonių kūrimo srityje [2].
Barjerinių tekstilės medžiagų plazminei aktyvacijai ir funkcinių (sumažinto degumo,
elektros krūvio sklaidos, apsaugančių nuo elektromagnetinio lauko poveikio, antimikrobinėmis,
hidrofobinėmis/ oleofobinėmis) bei sutapatintų daugiafunkcinių (sumažinto degumo/
antimikrobinių, antistatinių/ apsaugos nuo elektromagnetinio lauko, antimikrobinių/antistatinių)
savybių suteikimo tyrimams buvo panaudoti natūralių (medvilnės) ir cheminių (poliesterio,
poliamido, polipropileno) bei specialių funkcinių savybių pluoštų (poliamido Cordura®
,
daugiakanalių poliesterio Coolmax®
ir Thermolite®
, meta- ir para- aramidų Nomex®
ir Kevlar®
,
gijiniai bi-komponentinio poliesterio su anglies šerdimi Nega Stat®
P190, atsparios ugniai viskozės
FR, poliesterio/metalo Inox (80%/20%) S-Shield PES®) verpalai ir siūlai. Pagrindinės atrinktų ir
naujai sukurtų audinių struktūros charakteristikos pateiktos 2 lentelėje.
8
2 lentelė. Austų medžiagų struktūros charakteristikos
Pavyzdžio
numeris Pluoštinė sudėtis*, %
Paviršinis
tankis**, g/m2
Siūlų ilginis tankis***, tex
Metmenys Ataudai
10501 Medvilnė, 100 203.0 15×2 20×2
25516 Poliesteris, 100 217.0 16.7 16.7
29502 Poliamidas 6.6, 100 140.0 18.6 18.6
29507 Poliamidas Cordura®,
100 140.0 18.0 18.0
11801-1
Nomex®Comfort:
Meta-aramidas Nomex , 93
Para-aramidas Kevlar , 5
Anglies pl., 2
286.0 25.0×2 25.0×2
11802-2 Meta- aramidas Nomex , 50
Viskozė FR, 50 282.0
25.0 ×2
22.2×2 22.2×2
* - Vienpluoščių medžiagų pluoštinės sudėtis buvo nustatyta pagal ISO/TR 11827: 2012. Dvipluoščių ir tripluoščių
medžiagų pluoštinės sudėties nustatymui buvo panaudoti LST EN ISO 1833 serijos standartai.
** - LST EN 12127:1999. Tekstilė. Tekstilės medžiagos. Paviršinio tankio nustatymas naudojant mažus bandinius.
*** - LST EN ISO 2060:2000. Tekstilė. Siūlai pakuotėse. Ilginio tankio (vienetinio ilgio masės) nustatymas sruogų
metodu.
Tyrimo objektais pasirinktos 20E klasės interlokine mezgimo mašina „Metin Nov“ (Čekija)
išmegztos trisluoksnės skersinės medžiagos su skirtingais polipropileno Polycolon®
, Nega Stat
P®
190, S-Shield PES®,
Thermolite®
ir mišriais medvilnės/ poliesterio (65%/35%) verpalais bei
siūlais (3 lentelė). Priklausomai nuo elektrai laidžių siūlų Nega® Stat®
P190 (7,5-30%) ir S-Shield
PES® kiekio, tiriami mezginiai buvo sugrupuoti į A ir B grupes. Grupės A vidiniam (prie kūno)
mezginio sluoksniui formuoti panaudoti polipropileno verpalai, viduriniam – poliesterio su anglies
šerdimi bikomponentiniai gijiniai siūlai ir tuščiavidurio poliesterio pluošto tekstūruoti siūlai,
išoriniam – medvilnės/poliesterio verpalai. Grupės B mezginiuose, skirtingai nuo Grupės A,
vidiniame sluoksnyje vietoje polipropileno verpalų buvo įvesti poliesterio/metalo Inox verpalai.
Trečios C grupės pavyzdys 1 neturi elektrai laidžių anglies ar metalo priedų. Grupių A, B ir C
pavyzdžių kombinuoto trijų sluoksnių mezgimo schemos pavaizduotos 1 paveiksle.
3lentelė. Megztinių medžiagų struktūros charakteristikos
Pav.
Nr.
Sluoksnio
pavadinima
s
Žaliava, siūlo aprašymas, ilginis tankis, tex
Siūlų
išdėstymas
Siūlų
procentinė
sudėtis, %
Paviršini
s tankis*,
g/m²
Grupė A
1 I-vidinis Polipropileno (Polycolon®) verpalai, 20,0 E3,E6,E9,E12 36
387.0 II-vidurinis PES bikomponentiniai siūlai su anglies
šerdimi gijiniai (Nega Stat®P190) siūlai, 15,6
E1,E4,E7,E10 30
III-išorinis Medvilninės/PES (67/33) verpalai, 20,0 E2,E5,E8,E11 34
2 I - vidinis Polipropileno (Polycolon®) verpalai, 20,0 E3,E6,E9,E12 36
393.0 II-
vidurinis
PES (Thermolite®) tekstūruoti siūlai, 7,8 x 2
PES bikomponentiniai siūlai su anglies
šerdimi gijiniai (Nega Stat®P190) siūlai, 15,6
E1,E13
E4,E,7,E10
7,5
22,5
III- išorinis Medvilnės/PES (67/33%) verpalai, 20,0 E2,E5E,8,E11 34
3 I - vidinis Polipropileno (Polycolon®) verpalai, 20,0 E3,E6,E9,E12 36
385.0 II-
vidurinis
PES (Thermolite®) tekstūruoti siūlai, 7,8 x 2
PES bikomponentiniai su anglies šerdimi
gijiniai (Nega Stat®P190) siūlai, 15,6
E1,E7,E13
E4,E10,E16
15
15
III- išorinis Medvilnės/PES (67/33%) verpalai, 20,0 E2,E5,E8,E11 34
4 I – vidinis Polipropileno (Polycolon®) verpalai, 20,0 E3,E6,E9,E12 36
379.0 II-
vidurinis
PES (Thermolite®) tekstūruoti siūlai, 7,8 x2
PES bikomponentiniai su anglies šerdimi
gijiniai (Nega Stat®P190) siūlai, 15,6
E4,E7,E10…
E1,E13
22,5
7,5
III- išorinis Medvilnės/PES (67/33%) verpalai, 20,0 E2,E5,E8,E11 34
9
Pav.
Nr.
Sluoksnio
pavadinima
s
Žaliava, siūlo aprašymas, ilginis tankis, tex
Siūlų
išdėstymas
Siūlų
procentinė
sudėtis, %
Paviršini
s tankis*,
g/m²
Grupė B
1 I - vidinis PES/metalo Inox (80/20% S-Shield PES®)
verpalai, 20,0
E3,E6,E9,E12 36
393.0 II-vidurinis PES bikomponentiniai su anglies šerdimi
gijiniai (Nega Stat®P190) siūlai, 15,6
E1,E4,E7,E10
30
III- išorinis Medvilnės/PES (67/33%) verpalai, 20,0 E2,E5,E8,E11 34
2 I - vidinis PES/metalo Inox (80/20% S-Shield PES®)
verpalai, 20,0
E3,E6,E9,E12 36
375.0 II-
vidurinis
PES (Thermolite®) tekstūruoti siūlai, 7,8 x 2
PES bikomponentiniai su anglies šerdimi
gijiniai (Nega Stat®P190) siūlai, 15,6
E1,E7,E13
E4,E10,E16
7,5
22,5
III- išorinis Medvilnės/PES (67/33%) verpalai, 20,0 E2,E5,E8,E11 34
3 I - vidinis PES/metalo Inox (80/20% S-Shield PES®)
verpalai, 20,0
E3,E6,E9,E12 36
380.0 II-vidurinis PES (Thermolite®) tekstūruoti siūlai, 7,8 x 2
PES bikomponentiniai su anglies šerdimi
gijiniai (Nega Stat®P190) siūlai, 15,6
E1,E7,E13
E4,E10,E16
15
15
III- išorinis Medvilnės/PES (67/33%) verpalai, 20,0 E2,E5,E8,E11 34
4 I - vidinis PES/metalo Inox (80/20% S-Shield PES®)
verpalai, 20,0
E3,E6,E9,E12 36
365.0 II-
vidurinis
PES (Thermolite®) tekstūruoti siūlai, 7,8 x 2
PES bikomponentiniai su anglies šerdimi
gijiniai (Nega Stat®P190) siūlai, 15,6
E4,E7,E10
E1,E1
22,5
7,5
III- išorinis Medvilnės/PES (67/33%) verpalai, 20,0 E2,E5,E8,E11 34
Grupė C
1 I- vidinis PES (Coolmax ®) verpalai, 20,0 E3,E6 38 245
II -
vidurinis
PES (Thermolite®) tekstūruoti siūlai, 7,8 E1,E4 18
III -
išorinis
Medvilninės/PES (67/33) verpalai, 20,0 E2,E5 44
* - LST EN 12127:1999. Tekstilė. Tekstilės medžiagos. Paviršinio tankio nustatymas naudojant mažus bandinius.
a) b)
1 pav. A, B (a) ir C (b) grupių trisluoksnių skersinių mezginių kombinuoto pynimo schema
Konsultuojantis su partnere ”Neaustima” buvo pasirinktos įmonėje gaminamos poliesterio ir
viskozės pluoštų nedidelio svorio neaustinės filtrinės medžiagos, kurių techninės charakteristikos
pateiktos 4 lentelėje. Kadangi Partneris neturėjo reikiamos įrangos tekstilės medžiagų plazminės
aktyvacijos tyrimams atlikti, todėl minėti tyrimai buvo atlikti FTMC Tekstilės Institute.
Vidinis sluoksnis Eilutė E3, E6, E9, E12
Išorinis sluoksnis Eilutė E2, E5, E8, E11
Vidurinis sluoksnis Eilutė E1, E4, E7, E10
10
4 lentelė.Neaustinių medžiagų struktūros charakteristikos
Pavyzdžio
numeris
Pluoštinė
sudėtis*, %
Gamybos
metodas
Paviršinis
tankis**, g/m2
Pluošto ilginis
tankis, tex
Pluošto
ilgis, mm
9K7 Viskozė, 100 Kamšytas 300.0 0.33 60
3KO1C Poliesteris, 100 Kamšytas 150.0 0.44 66
9K34V Poliesteris, 100 Kamšytas 150.0 0.44/0.84 51/66
9K40W
Viskozė, 90
Poliesteris, 10 Kamšytas 150.0
0.33
0.44
60
51
9A00-060-01
Poliesteris, 100
Termiškai
sutvirtintas 60.0 0.44 51
* - Vienpluoščių medžiagų pluoštinės sudėtis buvo nustatyta pagal ISO/TR 11827: 2012. Dvipluoščių ir tripluoščių
medžiagų pluoštinės sudėties nustatymui buvo panaudoti LST EN ISO 1833 serijos standartai.
** - LST EN 29073-1:2000. Tekstilė. Neaustinių medžiagų bandymo metodai. 1 dalis. Paviršinio tankio nustatymas.
1.2 Tekstilės medžiagų pirminė aktyvacija ir kiti funkciniai apdorojimai
Funkcionalizavimą galima apibrėžti kaip procesą, įvairiais metodais suteikiantį tekstilės
medžiagoms tam tikras funkcines ar daugiafunkcines savybes:
- naudojant specialius pluoštus, kurių funkcionalumą nulemia verpimo metu įvesti priedai,
- parenkant gaminių ar pačių tekstilės medžiagų struktūrą (derinant įvairios prigimties
pluoštus, medžiagų gamybos būdus, struktūras, atskirų medžiagos sluoksnių sujungimą ir
pan.),
- taikant įvairius apdailos procesus - įmirkymą tam tikros sudėties cheminiais junginiais
bei jų kompozicijomis, marginimą, dengimą cheminėmis dangomis, laminavimą
plėvelėmis,
- pluošto paviršiaus aktyvinimą plazma, UV spinduliuote ir kitais energijos šaltiniais.
1.2.1 Pirminė aktyvacija
1.2.1.1 Aktyvacijos plazma metodų apžvalga ir optimaliausio metodo parinkimas
Tekstilės medžiagų paviršiaus aktyvinimo ir cheminių procesų juose inicijavimo priemonių
paieška ir naudojimas tekstilės pramonėje yra aktualus uždavinys, kurį sprendžiant siekiama
tekstilės pramonę padaryti modernesne ir imlesne naujoms technologijoms. Tradiciniuose tekstilės
apdailos procesuose sunaudojami didžiuliai darbo jėgos, vandens, energijos ir cheminių medžiagų
kiekiai. Remiantis literatūroje [3] pateiktais duomenimis, apdorojant 1 kg vilnos ir 1 kg medvilnės
cheminės apdailos metodais, sunaudojama dideli vandens kiekiai, 330 ir 380 l, atitinkamai. Iškyla
nuotekų valymo ir panaudotų cheminių medžiagų pakartotino perdirbimo klausimai, o jiems
išspręsti reikia papildomų energetinių, finansinių ir žmogiškųjų išteklių. Pastaruoju metu tekstilės
medžiagų paviršiaus aktyvinimui ir funkcionalizavimui, taikomas plazminis metodas,
nereikalaujantis didelių energijos sąnaudų, minimaliai įtakojantis gamtą ir galintis efektyviai
padidinti gaminamos produkcijos konkurencingumą [4,5]. Tam tikslui naudojama didelio cheminio
aktyvumo žemo slėgio dujų iškrovos plazma - žemos temperatūros (joninė temperatūra Ti ≤ 105 K)
plazma. Ji charakterizuojama krūvį turinčiomis (jonai, elektronai) ir neutraliomis (atomai,
molekulės ir radikalai) dalelėmis, kurioms susidarant naudojama ne šiluminė, o išorinio elektrinio
lauko energija. Šios rūšies dujų plazmos generuojamos 10 - 5000 W energijos šaltiniais [3]:
- žemo bangų dažnio ( 50-450 kHz);
- radijo bangų dažnio ( 13,56 ar 27,12 MHz);
- mikrobangų dažnio ( 915 MHz ar 2,45 GHz).
11
5 lentelė. Žemos temperatūros plazmos technologinės charakteristikos ir palyginimas
Plazmos tipas Dujų slėgis, kPa Trūkumai Privalumai
Atmosferinė
plazma
~100 Apdorojimo
nevienodumas, nelanksti
technologija
Gali būti agreguojama su tradiciniais
apdailos įrengimais, didelis proceso greitis
Iki
atmosferinė
~1 Brangi įranga arba
periodinis veikimas
Tolygus apdorojimas, lanksti technologija
Žemo slėgio ~0,01 Brangi įranga,
Periodinis veikimas
Tolygus apdorojimas, lanksti technologija,
mažesnis dujų sunaudojimas.
Lentelėje 5 pateikti esminiai dviejų plazmos tipų - atmosferinės ir žemos slėgio
technologiniai skirtumai. Pagrindinis atmosferinės plazmos veikimo principo įrangos privalumas
yra tai, kad ji, lyginant su žemo slėgio, yra pigesnė [3,6]. Taikant atmosferinės plazmos
technologiją, nenaudojama brangios sistemos vakuumo sudarymo sistemos. Be to šio tipo mašinos
gali būti įkomponuojamos į tradicinės apdailos technologinę įrangą (2 pav.).
2pav. Atmosferinės plazmos ir tradicinės apdailos įrangos agregavimo schema
Žemo slėgio plazmos panaudojimas taip pat turi eilę privalumų: tolygus apdorojimas,
galimybė lanksčiai keisti apdorojamus substratus, lengva proceso kontrolė [7].
Po plazminio apdorojimo, aktyvuoto polimero sluoksnio storis siekia nuo nano- iki kelių
mikronų, o likusi medžiagos dalis lieka nepakitusi. Pluošto paviršiuje įvykę funkciniai pakitimai,
sudaro galimybę susidaryti nanostruktūroms (dangų, porėto paviršiaus, papildomų makromolekulių
susijungimo, naujų cheminių grupių), todėl plazminis apdorojimas priskiriamas
nanotechnologijoms [6]. Priklausomai nuo naudojamų plazmos dujų prigimties ir apdorojimo
sąlygų, pluošto paviršiuje gali vykti skirtingi procesai:
- ėsdinimas/valymas - užsiduoto storio polimero paviršiaus sluoksnio pašalinimas;
- nusodinimas arba polimero paviršiaus padengimas užsiduotų savybių sluoksniu (plazminė
polimerizacija arba metalizacija);
- polimero paviršiaus funkcinių grupių ir jo struktūros pakeitimas (modifikacija).
Plazmos sudarymui naudojant nepolimerinių O2, N2, CO2, Ar, NH3 dujas ir orą, vyksta
tekstilės medžiagos paviršiaus ėsdinimo/valymo/aktyvacijos procesai, kurių metu galimi paviršinio
sluoksnio cheminiai pasikeitimai ir naujų funkcinių grupių (-NH2, - OH, - COOH) atsiradimas. Be
to, medžiagos paviršiuje esančios apdailos preparatų priemaišos gali būti suskaidomos į lakias
medžiagas ir lengviau pašalinamos. Tokiu būdu, be didelių energijos ir vandens sąnaudų
reikalaujančių technologijų, pagerėja tekstilės medžiagos paviršinio sluoksnio hidrofiliškumas ir
adhezija (pakinta vilgumo, kapiliarumo ir drėgmės sugėrimo efektai). Literatūroje [8] yra pateikti
įriebintojų ir glito pašalinimo nuo verpalų bandymų rezultatai, panaudojant žemo slėgio radio bangų
dažnio (RF=13,56 MHz) He/O2 dujų plazmą (slėgis 7 mbar). Atlikti 100% PES audinio aktyvacijos
Ar/O2 dujų mišinio žemo slėgio plazma tyrimai parodė, kad audinio hidrofiliškumo padidėjimas, o
paviršiaus valymas vyksta esant 0,1 – 0,3 mbar dujų slėgiui (plazmos generavimo šaltinis RF=13,56
MHz). Šis metodas gali būti taikomas austinių ir neaustinių medžiagų filtravimo efektyvumui
pagerinti. Vykdant tekstilės pluošto plazminę polimerizaciją NH3/C2H4 dujomis, ant tekstilės
12
medžiagos buvo suformuota senėjimui ir skalbimui atspari, hidrofilinė plėvelė [8]. Autoriai [9]
aprašo, kad apdorojant aramidinius audinius žemo slėgio O2, NH3 ir Ar dujų plazma, vyksta
pluošto paviršiaus valymas, ko pasėkoje pašalinamas užterštas paviršinis sluoksnis.
Funkcines savybes apsprendžiantys polimerinių medžiagų paviršiaus struktūriniai pakitimai
analizuojami mikroskopiniais ir spektroskopiniais metodais [10-15]. Labiausiai paplitę metodai ir jų
trumpas apibūdinimas, pateikti 6 lentelėje.
6 lentelė. Paviršiaus struktūrinių pakitimų analizės metodai
Metodai Žymėjimas Paviršiniai
parametrai
Giluminiai
parametrai
Charakterizavimas
Vilgumo kampas Θ Hidrofiliškumas/hidrofobiškumas
(paviršiaus energija)
Kabančio lašo metodas PDT Paviršiaus įtempis
Elipsometrija ELLI 10 Å Plėvelės storis
Optinė mikroskopija OM 1 μm Paviršiaus vaizdas
Skenuojanti near-field optinė
mikroskopija
SNOM 500 Å Paviršiaus topografija
Skenuojanti elektroninė
mikroskopija
SEM 50 Å Paviršiaus topografija, paviršiaus
vaizdas
Transmisinė elektroninė
mikroskopija
TEM 30 Å 10 Å Dviejų išmatavimų profilis
(kontūras)
Atominės jėgos mikroskopija AFM 5 Å 5 Å Molekulinis vaizdas, paviršiaus
nuotrauka
Skenuojanti tunelinė
mikroskopija
STM 1 Å Molekulinis vaizdas, paviršiaus
nuotrauka
Furjė transformacijos
infraraudonųjų spindulių
spektroskopija
FTIR 0,01-10 μm Valentiniai ir deformaciniai
virpesiai
Didelės skiriamosios gebos
elektronų išbarstymas
HREELS 1 μm Paviršiaus virpėjimo spektras
1.2.1.2 Aktyvacijos žemo slėgio plazma proceso parametrų parinkimas
Projekto vykdymo eigoje 2, 3 ir 4 lentelėse nurodytoms tekstilės medžiagoms buvo atlikti
paviršiaus pirminės aktyvacijos tyrimai Tekstilės institute instaliuotu 600 W galios, 2,45GHz
dažnumo žemo slėgio dujų plazmos generavimo įrenginiu Junior Plasma System 004/123
(gamintojas “Europlasma”, Belgija) (3 pav.).
3pav. Įrenginio Junior Plasma System 004/123 schema, kur 1- proceso vyksmo kamera, 2 - durys, 3 -
vakuumo manometras, 4 - proceso valdymo blokas, 5 - dujų įvadas, 6 - magnetronas, 7 - dujų paskirstymo
panelė, 8 - elektrinė panelė, 9 - siurblys, 10-vakuumo vožtuvas, 11- įdėklas, 12 - reguliuojamas stovas.
Siekiant suaktyvinti tiriamų medžiagų paviršinį sluoksnį, pašalinti pluošto paviršiuje
esančius priemaišų likučius bei pagerinti tiriamų pavyzdžių vilgumo (hidrofiliškumo) savybes,
13
žematemperatūrės plazmos generavimui pasirinktos nepolimerinės azoto (N2) ir deguonies (O2)
dujos [16-20]. Tuo tikslu buvo paruošti 13x20 cm dydžio 2 ir 4 lentelėse nurodyti bandiniai bei 3
lentelės bandinys 9. Minėti objektai buvo įtvirtinti ant vertikalaus aliumininio rėmelio ir įstatyti į
plazmos įrenginio (Ø=200 mm) proceso vyksmo kamerą 1 prieš plazmos generavimo šaltinį
magnetroną 6 (3 pav.). Plazminės aktyvacijos proceso parametrai:
N2 arba O2 dujos
Išlydžio galia - 100W
Slėgis - 0,4 mbar
Dujų srautas - 10 cm3/
min
Apdorojimo trukmė - 120 s
1.2.1.3 Pirminės aktyvacijos plazma rezultatų aptarimas
Tiriamoms tekstilės pavyzdžiams, prieš ir po apdorojimo N2 bei O2 dujų žemo slėgio
plazma, buvo atlikti paviršiaus morfologijos, vilgumo kampo ir cheminių pokyčių tyrimai.
Morfologiniams tyrimams buvo naudojamas skenuojantis elektroninis mikroskopas (SEM) FEI
Quanta 200 FEG (FEI, Olandija). Tyrimai atlikti 20 keV žemo vakuumo režime, laikantis sekančių
darbo parametrų: elektronus greitinanti įtampa – 20.00 kV, spindulio skersmuo – 5,0, didinimas –
2500×, 5000×, 10000× arba 15000×, darbinis atstumas – 6,0 mm, slėgis – 80 Pa, LFD detektorius.
Tirtų pavyzdžių morfologija pateikta nuotraukose Priede 1. Tekstilės medžiagų vilgumo tyrimas
buvo atliktas skaitmeninių vaizdų analizės būdu. Ant tekstilės substrato automatine pipete lašinamas
0,5 ml lašas, kuris iš karto fiksuojamas skaitmeniniu fotoaparatu. Iš fiksuoto vaizdo, naudojantis
vaizdų apdorojimo programa Image J, matuojamas kampas γ tarp substrato ir lašo liestinės, išvestos
nuo sąlyčio su substratu tašku, bei naudojantis formule (Θ = 180° – γ) apskaičiuojamas vilgumo
kampas (Θ). Tyrimo duomenys pateikti 7 ir 8 lentelėse.
7 lentelė. Vilgumo kampo parametrai prieš ir po aktyvacijos N ir O2 dujų plazmomis
Tekstilės
medžiaga
Pavyzdžio
numeris Pluoštinė sudėtis,* %
Vilgumo kampas, Θ°
Neapdorota N2 plazma O2
plazma
Audinys
10501 Medvilnė,100 138 68 60
25516 Poliesteris,100 30 0 0
29502 Poliamidas 6,6, 100 85 17 15
29507 Poliamidas Cordura, 100 65 10 0
11802-1
Meta-aramidas Nomex, 93
Para-aramidas Kevlar, 5
Anglies pluoštas, 2
30 6 0
11802-2
Meta-aramidas Nomex, 50
Viskozė FR, 50 100 50 30
Neaustinė
9K7 Viskozė, 100 20 0 0
3K01C Poliesteris, 100 75 0 0
9K34V Poliesteris, 100 58 0 0
7K40W Viskozė, 90
Poliesteris,10 30 0 0
9A00-060-01 Poliesteris,100 20 0 0
Mezginys C1 Poliesteris, 90
Medvilnė, 10 120 60 70
* - Vienpluoščių medžiagų pluoštinės sudėtis buvo nustatyta pagal ISO/TR 11827: 2012. Dvipluoščių ir tripluoščių
medžiagų pluoštinės sudėties nustatymui buvo panaudoti LST EN ISO 1833 serijos standartai.
Atlikus tirtų medžiagų pirminę aktyvaciją O2 ir N2 dujų plazmos aplinkose, buvo nustatytas
vilgumo savybių pokytis (7 lentelė), kuris gali būti siejamas su pluoštų paviršiuje atsiradusiomis
naujomis funkcinėmis grupėmis (8 ir 9 lentelės). Matyti, kad tiek hidrofobinių (Θ ≥ 90°), tiek ir
hidrofilinių (Θ ≤ 90°) medžiagų vilgumas ženkliai padidėjo. Išimtis buvo bandinys 11802-2, kurio
14
iš hidrofobinio tapo hidrofiliniu. Lyginant plazmos aktyvacijos įtaką pluoštų vilgumui,
priklausomai nuo pasirinktų N2 ir O2, skirtumai nepastebėti.
Tekstilės medžiagų cheminės sandaros kokybinė analizė buvo atliekama naudojantis Furjė
transformacijos infraraudonųjų spindulių spektrofotometru Nicolet 5700 (Nicolet Instrument Inc.,
JAV), atspindžio režime. Atspindžio smailės, atitinkančios pagrindinius tonus, IR spektre buvo
registruojamos 4000÷400 cm-1
spektro intervale, esant 4 cm-1
skiriamajai gebai. Naujai susidariusių
funkcinių grupių smailių identifikavimui, panaudota programinė įranga “OMNIC”. IR atspindžio
spektrų analizė parodė, kad priklausomai nuo dujų plazmos prigimties, pluoštų paviršiuje
įdiegiamos skirtingos funkcinės grupės, t.y. registruojamas naujų smailų atsiradimas ir susidarę
cheminiai ryšiai. Jeigu N2 dujų plazmos atveju stebimi cheminės struktūros pokyčiai, dalyvaujant N
atomams (N–CH3, C–H, N–H, C≡N cheminiai ryšiai ir –NH2 funkcinės grupės), tai O2 dujų
plazmos atveju – O atomams (C–O, C=O, C–H, O–H cheminiai ryšiai ir –COOH, –CH3, –CH2
funkcinės grupės) [21]. Matyti, kad cheminės struktūros pokyčiai susiję su pluoštų prigimtimi.
Artimos prigimties pluoštuose (kaip pavyzdžiui – poliamidas 6,6 ir poliamidas Cordura®
, arba
celiulioziniai – medvilnė ir viskozė) gauti panašūs pokyčiai, o mišriapluoščių medžiagų atveju,
atitinkamai, stebimas mišinį sudarančioms komponentėms būdingi pokyčiai. Tyrimo duomenys
pateikti 8 lentelėje, o užrašyti spektrai - Priede 2.
8 lentelė. Nauji ryšiai ir funkcinės grupės N2 ir O2 dujų plazma aktyvuotuose bandiniuose
Pavyzdys
Aktyvavimas N2 dujų plazma Aktyvavimas O2 dujų plazma
Bangos skaičius, cm-1
Ryšiai ir funkcinės
grupės
Bangų skaičius,
cm-1
Ryšiai ir funkcinės
grupės
10501 nėra nėra
25516 3721, 706 C–H, N–H 1397,1118, 1029,
980, 898
C–H, –CH3, –CH2,
C–O
29502 3698, 2218 C–H, N–H, C≡N 1118, 1029 C–O
29507 2951, 1652, 1396
2218
N–CH3, C–H,
N–H, –NH2 C≡N
1118, 981 C–O
11802-1 1845, 978 C–H, N–H
1555
1397
1118, 1029, 980,
898
C=O, –COOH
C–H, –CH3, –CH2
C–O
111802-2 3776, 3721, 1397, 749 C–H, N–H
1397
1118, 1029, 980,
898
C–H, –CH3, –CH2
C–O
Pavyzdžių 29502 ir 29507 spektruose nustatytas padidėjęs intensyvumas 3250–2750 cm-1
spektro
srityje, susijęs su valentiniais C–H virpesiais alkenuose ir aromatiniuose junginiuose. Šie pokyčiai
gali būti siejami su apdailos medžiagų pašalinimu nuo pluoštų paviršiaus, matomais SEM
nuotraukose 3,4 (Priedas 2). Taip pat nustatytas mažesnis pavyzdžio 29502 smailės intensyvumas
1050 cm-1
srityje, kuris susijęs su C–O valentiniais virpesiais. Meta-aramido Nomex®
ir viskozės FR
pluoštų mišinio atveju (pavyzdys 11802-2), smailių intensyvumo padidėjimas 1600–1500 cm-1
srityje gali būti siejamas su aromatinio žiedo C=C valentiniais virpesiais, o meta-armido Nomex®
,
para-armido Kevlar ®
ir anglies pluošto bandinyje 11802-1 užfiksuoti pokyčiai 600–500 cm-1
srityje
atspindi C–H ryšio deformacinius virpesius aromatiniuose junginiuose. Abiejuose aukščiau
minėtuose aromatinio poliamido pluošto turinčiuose bandiniuose 11802-1 ir 11802-2, buvo gautas
bendras intensyvumo padidėjimas 2400–2300 cm-1
spektro dalyje, kuris rodo pokyčius susijusius
amino grupėmis. Šioje spektro dalyje pastebėtas intensyvumo padidėjimas ir poliesterio bandinyje
25516, susijęs su valentiniais virpesiais, priklausančiais trigubiesiems ir konjuguotiems
dvigubiesiems ryšiams, o intensyvumo padidėjimas 1400–1350 cm-1
spektro dalyje atitinka
metileno arba metilo grupių deformacinius virpesius [21]. Medvilnės bandinio 10501 spektre
(Priedas 2, pav. 1) pokyčiai nepastebėti. Tai gali būti susiję su šio pluošto pradiniu apdorojimu, ką
15
patvirtina ir SEM tyrimas. Priedo 1 pav.1 matomi 10501 audinio iš 100% medvilnės pluošto
paviršiaus morfologijos vaizdai, kuriuose pluošto paviršius yra tolygus, jo plaušeliai yra
orientuotos viena kryptimi. Gautą rezultatą galima paaiškinti nepakankamu pirminiu apdorojimu,
pašalinant glito likučius, kurie, kaip manoma, iki apdorojimo plazma, nulėmė medvilnės audinio
hidrofobinę elgseną. Po aktyvacijos plazma matyti švarus pluoštų paviršius, o taip pat ir ženkliai
padidėjęs medvilnės pluošto hidrofiliškumas. Panašūs struktūriniai pokyčiai, atlikus pradinę
aktyvaciją, gauti ir kitų pluoštų atveju. Po apdorojimo plazma, aromatiniuose ir alifatiniuose
poliamiduose matomi priemaišų likučiai bei nežymus paviršiaus nelygumo padidėjimas, kurį lėmė
neženklus plazmos ėsdinimo efektas ( Priedas 1, pav.2,3,4,6 ). Poliesterio pluošto paviršiuje, iki
apdorojimo plazma, matomi gamybos metu susidarę paviršiaus nelygumai, kurie pritaikius
apdorojimą plazma buvo pašalinti (Priedas 1, pav.5). Neaustinių medžiagų 7K40W, 9K7, 3KO1C
ir 9K34V paviršiuje, po apdorojimo plazma, taip pat pastebimas padidėjęs paviršiaus nelygumas
(Priedas 1, pav.7-10). Tai patvirtina ir po aktyvacijos plazma padidėjęs šių pluoštų vilgumas (7
lentelė).
Apibendrinant galima teigti, kad remiantis atliktais audinių, mezginių ir neaustinių
medžiagų pradinės aktyvacijos plazma rezultatais, bandinių paviršius buvo modifikuotas, todėl
minėti bandiniai tolimesnėse projekto veiklų etapuose gali būti apdorojami, suteikiant norimas
funkcines barjerines savybes.
1.2.2 Tekstilės medžiagų funkcionalizavimas
Nanotechnologijų panaudojimas tekstilės medžiagų funkcionalumo padidinimui turi didžiulį
potencialą. Nano-tekstilei priskiriamos tekstilės medžiagos, kurių sudėtyje yra sintetinių nano-
dydžio dalelių (1-100nm) įvestų į pluoštą apdailos metu. Šių technologijų taikymas leidžia pagerinti
medžiagų turimas funkcinęs savybes, o taip pat sukurti medžiagas su visai naujomis ar net keliomis
skirtingomis (daugiafunkcinėmis) savybėmis Tobulesnės ir funkcionalesnės medžiagos gali būti
gaunamos įvedant nano-struktūrines daleles į pluošto įmirkymo pliusuotėje, marginimo,
laminavimo plėvelėmis, dangų formavimo procesų metu [22]. Nanotechnologijų taikymas leidžia
sukurti naujos kartos tekstilės medžiagas, pasižyminčias funkcinėmis barjerinėmis (atsparumo
degimui, antimikrobinėmis, apsaugos nuo elektromagnetinio lauko poveikio, antistatinėmis,
apsaugos nuo UV spinduliuotės, riebalus ir vandenį atstumiančiomis, kvapus sugėrimo/išskyrimo)
ir kartu geromis komforto („kvėpavimo“, drėgmės transportavimo) savybėmis [23]. Lentelėje 9
nurodytos cheminės medžiagos, kurių nano-struktūrines daleles įvedus į tekstilės medžiagą,
suteikiamos pageidaujamos funkcinės savybės:
9 lentelė. Pagrindinės funkcinės tekstilės medžiagų savybės ir jas suteikiančios nano-struktūros
Funkcinės savybės Nano-struktūrinės cheminės medžiagos
Anibakterinės, Eklektrolaidumas/ antistatinės Ag, chitozanas, SiO2 (naudojamas kaip matrica), TiO2, ZnO
Elektrolaidumas/ antistatinės Grafitinė anglis, anglies nanovamzdeliai, Cu, polianilinas,
polipirolas
Padidintas ilgaamžiškumas Al2O3, anglies nanovamzdeliai, polibutilakrilatas, SiO2, ZnO
Savaiminio apsivalymo/vandens ir riebalų
atstūmimas
anglies nanovamzdeliai, organinio fluoro dariniai, SiO2
(naudojamas kaip matrica)
Drėgmės absorbavimas TiO2
Apsauga nuo UV spinduliuotės TiO2, ZnO
Atsparumas degimui Anglies nanovamzdeliai, boro siloksanai, montmorilanitas
Gaivumo suteikimo, „kvapų kontrolės“ Montmorilanitas, SiO2 (naudojamas kaip matrica)
1.2.2.1 Antimikrobinių savybių suteikimas
Antimikrobinė tekstilė – sparčiai auganti funkcinės tekstilės sritis. Antimikrobinės savybės
tekstilės medžiagoms gali būti suteikiamos apdorojant jas organiniais (biguanidinas, izotiazolinas,
16
0
50
100
150
200
250
300
350
1 10 100 1000
Skersmuo, nm
Pa
sisk
irsty
mo
inte
nsy
vum
as..
.
0
50
100
150
200
250
300
350
1 10 100 1000 10000
Skersmuo, nm
Pa
sisk
irsty
mo
inte
nsy
vum
as..
.
amonio ir organinio silikono dariniai ir kt.), neorganiniais ( Cu, Ag, Zn metalų jonai, zeolitai,
keraminiai substratai su metalo jonais ir kt.) ir natūralios prigimties (chitozanas, moliuskų
polisacharidai, jūros dumblių ir augalų ekstraktai) preparatais. Pataruoju metu medicininės ir
apsauginės paskirties tekstilės gaminių apsaugančių nuo mikrobų poveikio pasiūlos didėjimas gali
būti siejamas su sintetinių Ag nanodalelių panaudojimu šioms savybėms suteikti. [24-27].
1.2.2.1.1 Ag ir Cu dalelių dydžio nustatymas
Projekte panaudotos KTU Fizinės elektronikos institute susintetintos Ag ir Cu dalelės, kurių
dydžio analizė buvo atlikta dinaminės šviesos sklaidos metodu veikiančiu prietaisu Delsa Nano C
(Beckman Coulter Inc. JAV). Tiriamų dalelių skersmens pasiskirstymo intensyvumas pateiktas 4
paveiksle, iš kurio matyti, kad tirpale vyrauja Ag dalelės, kurių skersmens dydis
yra tarp 40 ir 100 nm.
a) b)
4 pav. Ag (a) ir Cu (b) dalelių skersmens pasiskirstymas
Daugiausiai tirpale yra 4 - 12 nm ir 35 - 95 nm skersmens dydžio Ag dalelių, kurių
pasiskirstymo intensyvumas yra, atitinkamai, 80 ir 330. Tuo tarpu Cu preparate, 15 - 40 nm
skersmens dalelių pasiskirstymo intensyvumas siekia 105. Tai rodo, kad dalies tirpalą sudarančių
dalelių skersmuo yra nanometro skalės ribose, tačiau kitų dalelių skersmens dydis svyruoja nuo 0,2
iki 1,5 μm (pasiskirstymo intensyvumas – 85).
Analizuojant dalelių dydžio matavimo Delsa Nano C prietaisu rezultatus (10 lentelė), galima
teigti, kad vidutinis Ag dalelių skersmuo yra 47,4 nm, o Cu dalelių, dėl galimai didesnio polinkio
aglomeruotis, – 1450,0 nm.
10 lentelė. Tirpalo dalelių dydžio analizės rezultatai
Bandinio
Nr. Tirpalas Skersmuo, nm
Vidutinis
skersmuo, nm
Matavimų variacijos
koeficientas
1
Ag
45,2
47,4±3,0 4,5 2 47,6
3 49,5
4
Cu
1304,6
1450,0±208,1 10,2 5 1447,4
6 1599,2
Projekto vykdymo eigoje 2,4 lentelėse nurodyti pavyzdžiai ir 3 lentelės pavyzdys 9, prieš ir
po apdorojimo N2 ir O2 dujų plazma, buvo įmirkyti laboratorinėje pliusuotėje EVP-350 („Roaches
International“, Anglija) įsigytais Ag ir Cu druskų, atitinkamai, 180 mg/l ir 90 mg/l koncentracijos
vandeniniais tirpalais (5 pav.).
17
5 pav. Pliusuotė EVP-350
Įmirkymo Ag ir Cu dalelių tirplais proceso parametrai: tekstilės medžiagos judėjimo greitis
- 4 m/min., velenų spaudimas - 2 bar, tirpalo temperatūra - 20° C, tirpalo užnešimas nuspaudus -
80%. Visi pavyzdžiai po įmirkymo išdžiovinti hotizontalai 25±2ºC temperatūroje.
1.2.2.1.2 Įvestų Ag ir Cu dalelių identifikavimas
Tekstilės medžiagų su įvestomis Ag ir Cu dalelėmis morfologiniams tyrimams atlikti taip
pat buvo naudojamas SEM FEI Quanta 200 FEG (FEI, Olandija). Naudoti tokie patys mikroskopo
darbo parametrai, kaip pateikta 1.2.1.3 skyriuje. Tirtų tekstilės medžiagų nuotraukos (1-y)
pateiktos Priede 2. Lentelėje 11 nurodyti kiekybiniai Ag koncentracijos tekstilės medžiagose
tyrimai SEM priedu QUANTAX EDS s ( (Bruker AXS Microanalysis GmbH, Vokietija).
11 lentelė. Ag koncentracijos tekstilės medžiagose matavimo QUANTAX EDS rezultatai
Pavyzdžiai Ag koncentracija, % (nuo medžiagos svorio) Plazmos įtakos Ag dalelių
koncentracijai medžiagoje
įvertinimas neaktyvuoti Aktyvuoti
N2 dujų plazma Audiniai:
0
0.09 ± 0.01
teigiamas 10501
25516 0.14 ± 0.03 0.14 ± 0.03
29502 0.16 ± 0.02 0.14 ± 0.02
29507 0.15 ± 0.02 0.15 ± 0.02
11801-1 0.0 8 ± 0.02 0.10 ± 0.01
11802-2 0.14 ± 0.02 0.29± 0.02 teigiamas
Megztinės medžiagos
0
0,09±0.01
C1
Neaustinės medžiagos
0
0.07±0.01
teigiamas
9K7
3KO1C 0.1± 0.03 0.5 ± 0.03
9K34V 0.11± 0.03 0.25± 0.04
9K40W 0.12± 0.03 0.05± 0.03 teigiamas
9A00-060-01 0 0.09 ± 0.01
1.2.2.1.3 Antibakterinių savybių tyrimai
Ag ir Cu dalelėmis apdorotų tekstilės medžiagų antibakterinės savybės buvo ištirtos
Nacionalinės visuomenės sveikatos priežiūros laboratorijoje, taikant LST EN ISO 20645:2005.
„Tekstilės medžiagos. Antibakterinio aktyvumo nustatymas. Difuzijos bandymas naudojant agaro
plokštes“ standartą. Šis tarptautinis standartas apibrėžia tekstilės medžiagų (audinių, trikotažo ar
kitų tekstilės medžiagų), kurių mikroorganizmams poveikį apsprendžia mažomis porcijomis į
aplinką išsiskiriantys chemikalai, antibakterininio aktyvumo įvertinimo metodiką. Mikrobiologinio
tyrimo rezultatai pateikti 12 lentelėje, o protokolai - Priede 3.
18
12 lentelė . Antibakterinio aktyvumo rezultatai
Pavyzdžiai Apdorojimas Pavyzdžio
kodas
Antibakterinis aktyvumas mikroorganizmams
E. coli K.pneuoniae S. aureus
10501
neapdorotas 11 blogas blogas blogas
O2 dujų plazma+Ag O17 geras geras geras
O2 dujų plazma+Ag* O19 geras geras geras
11801-1
neapdorotas 51 blogas blogas blogas
O2 dujų plazma+Ag O58 geras geras geras
O2 dujų plazma+Ag* O59 blogas blogas blogas * po 5 skalbimo procedūrų. Skalbimo procedūros atliktos pagal pagal LST EN ISO 6330:2002.
1.2.2.2 Antistatinių ir apsaugos nuo elektromagnetinio lauko savybių suteikimas
Elektromagnetinių bangų poveikis žmogaus organizmui priklauso nuo elektromagnetinio
lauko įtampos, energijos srauto intensyvumo, virpesių dažnio, spinduliavimo lokalizacijos kūno
paviršiuje bei individualių žmogaus ypatybių. Priklausomai nuo pritaikymo srities, statinio
elektrinimosi sumažinimui elektrinio laidumo ribos yra labai plačios ir galimas savitosios varžos
dydis yra nuo 1014
Ω iki > 1Ω. Savitosios varžos dydis yra svarbus laidžiosios tekstilės
charakterizavimui. Elektromagnetinio lauko ekranavimo tekstilė reikalauja gana mažų savitosios
varžos reikšmių (˂ nei 103
Ω), o apsauganti nuo elektrostatinio lauko sklaidos ~ 1010
Ω [28].
Viena iš galimybių pagaminti tekstilės medžiagas, apsaugančias nuo elektromagnetinių
bangų poveikio bei statinio elektrinimosi, yra tekstilės, pasižyminčios apsaugos nuo elektrostatinio
ir elektromagnetinio lauko savybėmis, kūrimas. Literatūroje gausu tyrimų, susietų su elektrinio
laidumo tekstilės medžiagoms padidinimu. Išskirtini šie:
- tekstilės medžiagų paviršiaus modifikavimas, įvedant ilgas alkilines ir hidroksilines grupes
turinčius junginius, apdorojimas plazma ir kt. [29, 30],
- įvedant laidumą suteikiančius priedus pluoštų formavimo metu (metalų daleles, įvairių
metalų ar anglies plaušelius, anglies nanovamzdelius) [31,32],
- medžiagos struktūros parinkimas, naudojant metalinius ar padengtus plona metalo danga
siūlus ar verpalus[33-36],
- pluoštų padengimas elektrai laidžių polimerų (polianilinas, polipirolas, ir kt.)
kompozicijomis [37-40],
- labai plonų metalo (sidabro, aukso, vario, titano) ir anglies dangų ant tekstilės medžiagų
užnešimas, panaudojant aukšto dažnio plazminę technologiją [41].
Projekto eigoje lentelėse 2,3 ir 4 nurodytoms tekstilės medžiagoms apsaugos nuo statinio
krūvio kaupimosi ir nuo elektromagnetinių bangų poveikio savybės buvo suteiktos:
- įmirkymo ir marginimo tinkleliu metodais, panaudojant kompanijos “ Heraeus Precious
Metals GmbH & Co. KG (Vokietija) elektroaktyvaus polimero poli-(3,4-etilendioksitiofen)-
polistirensulfonato (PEDOT:PSS) vandenines dispersijas Clevios®
PH1000 ir Clevios®
SV3
(Heraeus, Vokietija) [42];
- įvedus elektrai laidžius PES/metalo Inox (80%/20%) siūlus S-Shield PES® (Schoeller
GmbH & CoKG , Austrija) ir bikomponentinius su anglies šerdimi PES gijinius verpalus Nega
Stat®P190 (William Barnet & Son, LLC, JAV). Šios dalies tyrimai pateikti 1.2.3 skyriuje
Dengimas/laminavimas.
1.2.2.2.1 Tekstilės medžiagų, įmirkytų PEDOT: PSS Clevios® PH-1000, antistatinių savybių
tyrimai
Tyrimui buvo pasirinkti PEDOT:PSS Clevios® PH-1000 0,5%, 1%, 5% ir 10%
koncentracijos vandeniniai tirpalai, kuriais laboratorinėje pliusuotėje EVP-350 (5 pav.) buvo
įmirkytos 2,3 ir 4 lentelėse nurodytos, O2 dujų plazma aktyvuotos ir neaktyvuotos, tekstilės
medžiagos 25516, 11802-2, 9A-00-060-01 ir C1. Įmirkymo proceso parametrai: tekstilės
medžiagos judėjimo greitis - 4 m/min.; velenų spaudimas - 2 bar; tirpalo temperatūra - 20° C;
19
tirpalo užnešimas nuspaudus - 80%. Po įmirkymo visi pavyzdžiai buvo išdžiovinti horizontaliai,
25±2ºC temperatūroje. Lentelėje 13 pateikti elektrostatinio krūvio sklaidos ir elektromagnetinio
lauko ekranavimo savybių charakteristikų nustatymo metodai bei matavimo įranga.
13 Lentelė. Elektrostatinės ir elektromagnetinės apsauginės savybės
Savybės Charakteristika Bandymo metodas Įranga
Elektrostatinės
Paviršinė varža, Ω LST EN 1149-1:2006
Thera-Ohm-Meter 6206 Savitoji paviršinė varža, Ω
Statmenoji varža, Ω LST EN 1149-2:2000
Ekranavimo faktorius LST EN 1149-3:2006,
2 metodas
Prietaisas ICM-1
(indukcinis matavimo
metodas) Krūvio pusėjimo trukmė, s
Elektromagnetinės Nuostolių kampas (tan δ) Nestandartizuotas
Skaitmeninis talpos
matuoklis E7-8
Tirtų tekstilės medžiagų, įmirkytų PEDOT: PSS Clevios® PH-1000 0,5%, 1%, 5% ir 10%
koncentracijos tirpalais elektrostatinio krūvio sklaidos charakteristika - ekranavimo faktorius -
pateikta 6 paveiksle, o kitos - krūvio mažėjimo per pusę, paviršinė, savitoji paviršinė ir statmenoji
varžos Priede 4.
6 pav. Ekranavimo faktoriaus (S) charakteristikos po įmirkymo preparatu Clevios PH1000
Kaip matyti iš 6 pav. pateikto grafiko, geresnėmis elektrostatinio krūvio sklaidos savybėmis
pasižymėjo O2 plazma aktyvuoti ir 10% koncentracijos elektroaktyvaus polimero PEDOT:PSS
Clevios®
PH 1000 tirpalu įmirkyti, austų 25516 ir 11802-2 ir megztinių medžiagų C1 pavyzdžiai.
Nepriklausomai nuo paviršiaus aktyvacijos O2 dujų plazma ir elektroaktyvaus polimero
koncentracijos, neaustinės medžiagos 9A00-060-01 ekranavimo faktoriaus (S) vertė buvo žema ir
netenkino standarto LST EN 1149-3:2006 (2 metodas) apsaugininkėms tekstilės medžiagoms
keliamų reikalavimų (S > 0,2).
1.2.2.2.3 Tekstilės medžiagų, margintų PEDOT:PSS Clevios® SV3, antistatinių savybių
tyrimai
Ant neaktyvuotų ir O2 dujų plazma aktyvuotų tekstilės medžiagų 25516, 11802-2, 9A-00-
060-01 ir C1, marginimo būdu buvo užneštas 1x1 cm2
tinklelio piešiniu (7 pav.) organinio
laidininkas PEDOT: PSS Clevios SV3 .
20
7 pav. Pavyzdys 11802-2 margintas preparatu Clevios SV3 1x1 cm2 tinklelio piešiniu.
Kaip matyti iš 8 pav. pavaizduoto grafiko, visi organinio laidininko Clevios® SV3 tinkleliu
marginti pavyzdžiai (aktyvuoti plazma ar be aktyvacijos), pasižymėjo geromis ekranavimo
faktoriaus vertėmis. Kitos preparatu Clevios® SV3 margintų 25516, 11802-2, 9A-00-060-01 ir C1
pavyzdžių elektrostatinio krūvio sklaidos charakteristikos (krūvio mažėjimo per pusę, paviršinė,
savitoji paviršinė ir statmenoji varžos) pateiktos Priede 4.
8 pav. Ekranavimo faktoriaus (S) charakteristikos po marginimo preparatu Clevios SV3
1.2.2.2.4 Tekstilės medžiagų, apdorotų PEDOT:PSS Clevios® PH1000 ir Clevios® SV3,
apsaugos nuo elektromagnetinio lauko poveikio savybių tyrimai
Skaitmeniniu talpos matuokliu E7-8 (9 pav.) buvo nustatyti tekstilės pavyzdžių 25516,
11802-2, 9A-00-060-01 ir C1, įmirkytų 10% koncentracijos organinio laidininko PEDOT:PSS
Clevios® PH-1000 tirpalu ir margintų tinkleliu Clevios® SV3 pasta, apsaugos nuo
elektromagnetinio lauko spinduliuotės rodikliai – dielektrinių nuostolių kampo tangentas (tan δ) ir
elektrinė talpa (C).
9 pav. Skaitmeninio talpos matuoklio E7-8 schema
21
Kaip matyti iš 10 paveiksle pateiktų duomenų, daugiausiai tan δ vertes įtakojo organinio
laidininko PEDOT:PSS užnešimo ant tekstilės medžiagos metodas, pluoštinė tekstilės medžiagos
sudėtis ir struktūra.
10 pav. Clevios® SV 3 pasta margintų tekstilės medžiagų tan δ verčių grafinis vaizdas.
Geriausiomis apsauginėmis savybėmis pasižymėjo O2 dujų plazma aktyvuotas austas
pavyzdys 11802-2 (meta-aramidas Nomex®, 50% viskozė FR, 50%) margintas tinkleliu organinio
laidininko PEDOT:PSS pasta Clevios SV3.
1.2.3 Dengimas/laminavimas
Augantys poreikiai tekstilinių medžiagų funkcionalumui vis labiau išryškina tekstilinių
pluoštų paviršiaus modifikavimo, medžiagų su įvairaus tipo dangomis bei daugiasluoksnių
medžiagų gamybos technologijų vystymo svarbą. Medžiagos su dangomis ir jų laminatai taikomi
saugos tarnybų, kariuomenės, ugniagesių, pramonės dirbančiųjų apsauginei aprangai, medicinos
reikmenų (elastinių, antimikrobinių tvarsčių; skysčius absorbuojančių pleistrų, slaugos ligoninėms
skirtų paklodžių, įvairios paskirties filtrų skirtų filtrų gamybai. Kai kurios apsauginės funkcinės
savybės - elektrostatinio krūvio išsklaidymas, atsparumas paviršiaus sušlapimui, tepalų atstūmimas
yra priskiriamos ir medžiagos barjerinėms savybėms. Daugiafunkcinės barjerinės (elektros krūvio
sklaidymo/ vandens ir tepalų atstūmimo, antimikrobinės / elektros krūvio sklaidymo ir kt.) savybės
gali būti suteikiamos derinant specialių savybių verpalus, nano- ir tradicinės cheminės apdailos
technologijas bei polimerinių dangų formavimą. Šių technologijų sutapatinimas gal įtakoti tekstilės
medžiagų komforto savybes, jas pabloginant ar pagerinant. Todėl kuriant naujas, individualiam
vartotojui skirtas, daugiafunkcines apsaugines/barjerines tekstilės medžiagas, svarbiu uždaviniu
tampa joms suteiktų barjerinių ir komforto savybių darna. Daugiafunkcinių savybių tekstilės
medžiagos buvo tiriamos apjungiant:
- funkcinių savybių siūlų ir verpalų panaudojimą,
- polimerinių dangų formavimą,
- apdorojimą nano-struktūrinėmis dalelėmis.
1.2.3.1 Megztinių medžiagų su dangomis daugiafunkcinių savybių tyrimas
Šioje projekto veikloje tyrimo objektais buvo pasirinktos 20E klasės interlokine mezgimo
mašina išmegztos trisluoksnės skersinės megztinės medžiagos kuriuose elektrai laidaus siūlo kiekis
sudarė 7,5 -30%(3 lentelė). Siekiant A ir B grupių mezginiuose sudaryti paviršiaus sušlapimo ir
tepalų atstūmimo barjerą,pavyzdžiai buvo padengti putų formos mikroporingu poliuretanu (MPU)
Tubicoat ®
MP ir įmirkyti C-6 sandaros fluorkarbonu (FK) Tubiguard®
270 (k-ja ”CHT R.
BEITLICH GmbH / BEZEMA AG“, Vokietija/Šveicarija).
22
Išsami A ir B grupių megztinių medžiagų su MPU ir FK dangomis barjerinių (elektros
krūvio sklaidos/ elektromagnetinio lauko ekranavimo, vandens ir tepalų atstūmimo) bei komforto
(drėgmės transportavimo, vandens garų pralaidumo, laidumo orui ir džiūvimo greičio) savybių
nustatymo metodai ir tyrimų eiga išdėstyti straipsnyje „The Investigation of Barrier and Comfort
Properties of Multifunctional Coated Conductive Knitted Fabrics“, kuris 2014 metais pateiktas
žurnalui „Journal of Industrial Textiles“. Pridedamas rankraštis (Priedas 5).
1.2.3.2 Austų medžiagų su dangomis daugiafunkcinių savybių tyrimas
Projekto DP1 veikloje 2 buvo nustatyta, kad O2 dujų plazma aktyvuotas ir nano-struktūrinių
Ag dalelių tirpalu įmirkytas pavyzdys 11801-1 (apdailos kodas O59), po 5 skalbimo procedūrų
(LST EN ISO 6330:2012) nepasižymėjo antibakterinėmis savybėmis. Siekiant pagerinti Ag nano-
struktūrinėmis dalelėmis atliekamos antimikrobinės apdailos permanentiškumą, audinys 11801-1
buvo padengtas MPU Tubicoat ®
MP danga, taikant suspaustų putų (ang. crushed foam) metodą.
Kaip matyti 11 pav., MPU danga pasižymi dideliu porėtumu ir, galimai dėl to, geba adsorbuoti
didesnį Ag dalelių kiekį.
11 pav. MPU Tubicoat ®MP dangos SEM nuotrauka x1000
MPU dangos formavimo ir dengimo proceso pravedimo sąlygos: Tubicoat ®
MP – 100 g ir
Tubicoat®
fixing agent HT – 5g laboratorine maišykle buvo maišomi iki 1l putų svėrė 210 g. Dangų
formavimo įrenginio „ Coating Unit 350 “ ( pav.11 a) braukle putos buvo užneštos ant audinio
11801-1 blogosios pusės. Po to minėtas pavyzdys buvo 5 min. džiovintas 100 C° temperatūroje
džiovinimo-fiksavimo mašinoje TFO/S IM 350 („Roashes International LTD, Anglija) ( 11 b pav.)
ir suspaustas laboratorinėje pliusuotėje EVP-350 (velenų slėgis = 4,7 bar) ( 5 pav.).
a) b)
11pav. Laboratorinis įrenginys “Coating Unit 350“ ir džiovinimo-fiksavimo mašina TFO/S IM 350.
Vėliau audinio 11801-1MPU danga dengta pusė apipurkšta Ag nanodalelių (vid. skersmens
dydis = 47,4 nm,) tirpalu (Ag druskų koncentracija =180 mg/l) ir išdžiovinta horizontaliai 25±2° C
temperatūroje. Po atliktų pagal LST EN ISO 6330: 2012 standartą 5 skalbimo procedūrų, audinio
11801-1 su MPU danga ir įvestomis Ag dalelėmis (apdailos kodas O513) antibakterinio aktyvumo
tyrimai parodė, kad suteiktos antibakterinės savybės buvo atsparios skalbimui. Priede 3 pridedamas
antimikrobinio aktyvumo tyrimo protokolas.
23
Lygiagrečiai su audinio 11801-1 mikrobiologiniais tyrimais, buvo atlikti ir elektrostatinio
krūvio sklaidos tyrimai. Kaip matyti iš 2 lentelėje pateiktų tekstilės medžiagų struktūros
charakteristikų, audinyje 11801-1 yra įvesti siūlai su elektrai laidžių priedais - 2% anglies pluošto.
Lentelėje 14 pateiktos audinio 11801-1 su įvairiomis apdailomis po daugkartinių skalbimo
procedūrų* elektrostatinių savybių charakteristikų vertės ir matavimo metodai.
14 lentelė. Audinio 11801-1 elektrostatinio krūvio sklaidos charakteristikos ir tyrimo metodai
Audinio 11801-1
apdorojimas
Apdailos
kodas
LST EN
1149-1:2006
LST EN
1149-
2:2000
LST EN
1149-3:2006,
2 metodas
Paviršinė
varža, Ω
Savitoji
paviršinė
varža, Ω
Statmenoji
varža, Ω
Ekranavimo
faktorius
Krūvio
pusėjimo
trukmė, s
Nėra 11801-1 2,531012
5,011013
5,41012
0,89 < 0,01
MPU +Ag O512 1,881012
3,711013
5,45x1012
0,89 < 0,01
MPU+Ag po
5 skalbimų*
O513 <2 x1013
< 21013
1,45 x1012
0,89 < 0,01
*Skalbimo procedūros atliktos pagal LST EN ISO 6330: 2012.
1.2.3.3 Tekstilės medžiagų su dangomis daugiafunkcinių savybių tyrimų rezultatų aptarimas
Sukurtos A ir B grupių daugiafunkcinės dengtos megztinės medžiagos, pasižymėjo
sutapatintomis barjerinėmis (elektros krūvio sklaidos/elektromagnetinio lauko ekranavimo, vandens
bei tepalų atstūmimo) ir geromis komforto („kvėpavimo“, drėgmės transportavimo) savybėmis.
Nustatyta, kad MPU danga dengti A grupės mezginiai, savo sudėtyje turintys
bikomponentinius PES gijinius verpalus su anglies šerdimi Nega Stat®P190, atitinka elektros krūvį
išsklaidančių apsauginių drabužių medžiagoms keliamus reikalavimus.
Dengti MPU danga B grupės mezginiai, savo sudėtyje turintys PES/ metalo Inox (80%/20%) S-Shield PES verpalus ir PES bikomponentinius su anglies šerdimi gijinius (Nega Stat®P190)
siūlus, pasižymi ne tik elektros krūvį sklaidančiomis, bet ir nuo elektromagnetinių bangų poveikio
apsaugančiomis savybėmis.
Ištyrus nedengtų ir dengtų mezginių komforto savybes nustatyta, kad MPU/ FK danga
nekeičia šių medžiagų drėgmės transportavimo gebos rodiklių, o „kvėpavimo“ rodiklius sumažina
6÷24%. Gauti rezultatai aktualūs projektuojant ir kuriant naujas daugiafunkcines elektrai laidžias
dengtas megztines medžiagas.
Nustatyta, kad MPU danga su Ag nano- struktūrinėmis dalelėmis dengtas audinys 11801-
1(apdailos kodas O513) , po 5 skalbimų procedūrų, atliktų pagala standartą LST EN ISO 6330:
2012, pasižymėjo permanentinėmis daugiafunkcinėmis barjerinėmis savybėmis, t.y. antimikrobiniu
veikimu ir geromis statinio krūvio sklaidos charakteristikomis.
Kaip ir A ir B megztų medžiagų atveju, MPU danga (apdailos kodai O512 IR O513)
nepablogino audinio 11801-1 su anglies pluošto priedu statinio krūvio sklaidos charakteristikų.
Gauti rezultatai aktualūs projektuojant ir kuriant naujas daugiafunkcines elektrai laidžias
dengtas austas medžiagas su antimikrobiniu veikimu.
2. Didelio efektyvumo filtrų tekstilė
2.1 Kamšytinių medžiagų oro filtrams struktūros parinkimas
DP3 veiklose, drauge su projekto partneriu „Neaustima“, buvo suprojektuoti ir pagaminti
neaustinių oro filtravimo medžiagų pavyzdžiai. Dėl apdailos įrangos trūkumo, projekto partneris
turėjo ribotas galimybes suteikti neaustinėms medžiagoms funkcines savybes. Todėl buvo sukurtos
kamšytinės filtrinės medžiagos su barjerinėmis savybėmis pasižyminčiu armuojančiu audiniu,
kuriam barjerinės antimikrobinės ir nedegumo savybės buvo suteiktos šlapios apdailos įrangą
24
turinčioje įmonėje, o antistatinės - audimo metu įvedus šias savybes suteikiančius siūlus (12 pav.)
Lentelėje 15 pateiktos armuojančių audinių techninės charakteristikos.
12 pav. Funkcinių savybių armuojančiam audiniui suteikimo schema
15 lentelė . Armuojančių audinių charakteristikos
Pav.
Nr.
Siūlų ilginis tankis*, tex Paviršinis
tankis**, g/cm2
Pynimas
Metmenys Ataudai
23501 Sukti medvilnės verpalai ,25x2 Sukti medvilnės verpalai, 25x2 120,6 Drobinis
120167 Sukti medvilnės verpalai, 15,2x2 Sukti medvilnės verpalai, 15,2x2 237 Drobinis
21204-1
Pneumotekstūruoti
3PES200/1PES200+
Nega-Stat P-190, 15.6 siūlai
Pneumotekstūruoti
3PES200/1PES200+
Nega-Stat P-190, 15.6 siūlai
204,3
Drobinis
21204-2
Pneumotekstūruoti
3PES200/1PES200+
Nega-Stat P-190, 2.8 siūlai
Pneumotekstūruoti
3PES200/1PES200+
Nega-Stat P-190, 15.6 siūlai
203
21204-3 Pneumotekstūruoti PES20 siūlai
Pneumotekstūruoti
3PES200/1PES200+
Nega-Stat P-190, 15.6 siūlai
202
21204-4
Pneumotekstūruoti
3PES200/1PES200+
Nega-Stat P-190, 15.6 siūlai
Pneumotekstūruoti
3PES200/1PES200+
Nega-Stat P-190, 2.8 siūlai
201,8
21204-5
Pneumotekstūruoti
3PES200/1PES200+
Nega-Stat P-190, 2.8 siūlai
Pneumotekstūruoti
3PES200/1PES200+
Nega-Stat P-190, 2.8 siūlai
201,5
21204-6 Pneumotekstūruoti PES200 siūlai
Pneumotekstūruoti
3PES200/1PES200+
Nega-Stat P-190, 2.8 siūlai
201
21204-7
Pneumotekstūruoti
3PES200/1PES200+
Nega-Stat P-190, 15.6 siūlai
Pneumotekstūruoti PES200 siūlai
202
21204-8
Pneumotekstūruoti
3PES200/1PES200+
Nega-Stat P-190, 2.8 siūlai
Pneumotekstūruoti
3PES200/1PES200+
Nega-Stat P-190, 15.6 siūlai
203,6
21204-9 Pneumotekstūruoti PES200 siūlai Pneumotekstūruoti PES200 siūlai 200
* - LST EN ISO 2060:2000. Tekstilė. Siūlai pakuotėse. Ilginio tankio (vienetinio ilgio masės) nustatymas sruogų
metodu.
**- LST EN 12127:1999. Tekstilė. Tekstilės medžiagos. Paviršinio tankio nustatymas naudojant mažus bandinius.
Prakamšytas pluoštas
Armuojantis audinys
Prakamšytas pluoštas
Funkcines savybes
suteikianti apdaila
Funkcinių savybių pluoštai
25
2.2 Funkcinių savybių armuojantiems audiniams suteikimas
Instituto laboratorijoje buvo išausti armuojantys medvilnės audiniai 121067 ir 235012 bei 9
variantai poliesterinio audinio 21204(1-9 ) su skirtingo ilginio tankio (2.8 tex ir 15.6 tex) elektrai
laidžių Nega-Stat* P-190 siūlų 1 cm2 tinklelio piešiniu (15 lentelė).
15 lentelė. Kamšytinių medžiagų techniniai parametrai
Kamšytinė
s
medžiagos
kodas
Armuojantis
audinys
Armuojančio
audinio apdaila
Kamšomo pluošto charakteristikos
Pluošto sudėtis, %
Pluoštob ilginis
tankis, tex
/ ilgis, mm
Kamšytinės medžiagos
paviršinis tankis*, g/cm2
Q201 23501 Antibakterinė Tuščiaviduris poliesteris (PES) 0.67/ 64 202
Q301 23501 Antibakterinė Viskozė (CV) 0.33/ 60 247
Q401 120167 Nedegumo Bi-komponentinis
polilaktidas (Bico-PLA) 0,44/ 51 372
Q501 120167 Nedegumo Tuščiaviduris poliesteris (PES) 0.67/ 64 312
Q601 120167 Nedegumo Polilaktidas (PLA) Ingeo* 0.67/ 64 397
Q701-1 21204-1 Nėra Tuščiaviduris poliesteris (PES) 0.67/ 64 290
Q701-2 21204-2 Nėra Tuščiaviduris poliesteris (PES) 0.67/ 64 294
Q701-3 21204-3 Nėra Tuščiaviduris poliesteris (PES) 0.67/ 64 300
Q701-4 21204-4 Nėra Tuščiaviduris poliesteris (PES) 0.67/ 64 293
Q701-5 21204-5 Nėra Tuščiaviduris poliesteris (PES) 0.67/ 64 290
Q701-6 21204-6 Nėra Tuščiaviduris poliesteris (PES) 0.67/ 64 284
Q701-7 21204-7 Nėra Tuščiaviduris poliesteris (PES) 0.67/ 64 319
Q701-8 21204-8 Nėra Tuščiaviduris poliesteris (PES) 0.67/ 64 296
Q701-9 21204-9 Nėra Tuščiaviduris poliesteris (PES) 0.67/ 64 294
* - LST EN 29073-1:2000. Tekstilė. Neaustinių medžiagų bandymo metodai. 1 dalis. Paviršinio tankio nustatymas.
UAB „Scandye“ medvilniniams audiniams 121067 ir 23501 buvo atliktos nepermanentinė
nedegumo bei antimikrobinė apdailos, atitinkamai, kompanijos „Huntsman Advanced Materials
GmbH“ (Šveicarija) Flovan CGN (200g/l) ir su Ag jonais Ultrafresh Silphure FBR-5 BY (30g/l)
preparatais. Armuojančių audinių pavyzdžiai (21024 - įaustas elektrai laidžių siūlų tinklelis, 23051
– antimikrobinė ir 120167 - nedegumo apdailos) buvo prakamšyti įmonės ”Neaustima” “Gronz-
Beckert” (Vokietija) adatomis (15x18x38x3,5) 15 lentelėje nurodytais pluoštais. Kamšymo
operacijos mašinoje “FEHRER“ parametrai: greitis -1,86 m/min, gylis -3,5 mm, dažnis -716
dūrių/min. Pagamintos 6 kamšytinės medžiagos oro filtravimui: Q201, Q301, Q401, Q501, Q601,
Q701 (1- 9 variantai) (13 pav.) , kurių techninės charakteristikos pateiktos 15 lentelėje. Pridedamas
UAB “Neaustima“ atlikto gamybinio bandymo Aktas (Priedas 6).
13 Pav. Kamšytinės medžiagos oro filtravimui
26
2.3 Kamšytinių medžiagų oro filtrams funkcinių savybių tyrimai
Šioje veikloje buvo atlikti 15 lentelėje nurodytų kamšytinių medžiagų barjerinių funkcinių
(statinio krūvio skaidos, oro filtravimo efektyvumo, nedegumo ir antimikrobinių) savybių tyrimai.
2.3.1 Statinio krūvio sklaidos tyrimai
Pavyzdžių Q701 1- 9 su įaustais elektrai laidžiais siūlais Nega-Stat® P-190 statinio krūvio
sklaidos savybės buvo ištirtos indukciniu matavimo prietaisu ICM-1 (LST EN 1149-3:2006
standarto 2 metodas), o nustatytos ekranavimo faktoriaus vertės pateiktos 14 pav. Standarte LST
EN 1149-5:2008 nurodyta, kad elektrostatinį krūvį išsklaidančių medžiagų ekranavimo faktoriaus
(S) vertės turi būti > 0,2. Analizuojant ekranavimo faktoriaus vertes (14 pav.), geresnėmis
elektrostatinio krūvio sklaidos savybėmis pasižymėjo tie kamšytinių medžiagų pavyzdžiai (Q 701-
1, Q 701-2, Q 701-4), kuriuose buvo įausti žemesnio ilginio tankio siūlai ( 15.6 tex) elektrai laidūs
siūlai Nega-Stat ®P-190.
14 pav. Kamšytinių medžiagų su elektrai laidžiais siūlais Nega-Stat® P-190 ekranavimo faktorius
2.3.2 Oro filtravimo efektyvumo savybių tyrimai
Pavyzdžių Q201,Q301,Q401,Q501,Q601, Q701-1,5 ir 9 variantų oro filtravimo efektyvumo
tyrimai buvo atlikti projekto partnerio Slovėnijos įmonėje Konus Konex d.o.o. prietaisu „Palas
MMTC 2000 “ (15 pav.). Minėtų kamšytinių medžiagų filtravimo efektyvumo charakteristikos bei
jų vertės pateiktos 16 lentelėje bei pavaizduotos grafiškai 16 paveiksle.
15pav. Oro filtravimo efektyvumo nustatymo prietaisas Palas MMTC 2000.
27
16 lentelė . Kamšytinių medžiagų oro filtravimo efektyvumo charakteristikos ir jų vertės
Filtravimo efektyvumo
charakteristikos
Kamšytinės medžiagos
Q201 Q301 Q401 Q501 Q601 Q701-1 Q701-9 Q701-5
Paviršinis tankis, g/cm2 202.31 247.2 371.56 312.3 396.91 308.41 299.63 297.24
Laidumas orui esant 200 Pa
(l/dm2 min)
1415 925 195 301 210 1360 1375 1350
Dulkių kiekis sulaikytas ant
bandomojo filtro (g/m2) 55.367 303.955 227.684 124.294 238.983 90.395 172.316 184.749
Dulkių kiekis visame filtre
(mg) 398.7 361.2 237.8 285.2 255.5 294.1 371.4 427
Vidutinė dulkių
koncentracija grynose
dujose (mg/m3) 204.892 86.379 80.59 102.665 79.301 185.626 158.583 163.239
Pirmųjų 5 ciklų trukmė (h) 00:02 00:02 00:03
6-10 ciklų trukmė (h) 00:09 00:09 00:13
16 pav. Kamšytinių medžiagų filtravimo efektyvumo charakteristikų palyginimas.
Analizuojant oro filtravimo efektyvumo rodiklius, atliktus prietaisu Palas MMTC 2000,
galima teigti, kad kamšytinių medžiagų laidumas orui ypač priklauso nuo paviršinio tankio. Dulkių
koncentracija švariose dujose daugiausiai priklausė nuo armuojančio audinio paviršinio tankio ir
mažiau nuo kamšymui naudoto pluošto. Galima daryti prielaidą, kad kuo didesnis armuojančio
audinio paviršinis tankis, tuo didesnis sulaikytų dulkių kiekis. Sulaikytų dulkių kiekis priklausė ir
nuo medžiagos antistatinių savybių: naudojant didesnio ilginio tankio (15. 6 tex) siūlus Nega Stat®
P-190, ant kamšytinės medžiagos Q701-1 (armuojantis audinys 21204-1) susikaupė apytikriai du
kartus maženis dulkių kiekis, nei ant kitų šios grupės pavyzdžių. Tai rodo didelę statinio krūvio
sklaidos svarbą filtravimo efektyvumo padidinimui ir filtrų regeneracijos vykdymui.
2.3.3 Nedegumo savybių tyrimai
Buvo atlikti filtrinių medžiagų Q 401, Q501 ir Q 601 riboto liepsnos plitimo pagal LST EN
ISO 15025:2003 tyrimai. Bandymo rezultatai pateikti lentelėje 17.
28
17 lentelė. Kamšytinių medžiagų oro filtrams degumo rodikliai Armuojanti
s medvilnės
audinys
Prakamšyta
s pluoštas
Riboto liepsnos plitimo nustatymas LST EN ISO 15025:2003, procedūra A
Rodiklio vertė (aritmetinis vidurkis) ir matavimo vienetai
120167 su
nedegumo
apdaila
nėra Išilgine ir skersine kryptimi
1. liepsna nepasiekia nei viršutinio, nei nors vieno krašto; vertikalaus bandinio krašto;
2. nėra liekamojo liepsnojimo, nes bandinys neliepsnoja;
3.bamdinys nerusena po uždegimo šaltinio atitraukimo;
4.nesusidaro deguliai;
5. liepsnos suteikimo vietoje medžiaga apanglėja, bet skylė nesusiformuoja
Kamšytinė medžiaga su
armuojančiu audiniu
Q401
Biko-PLA
Išilgine ir skersine kryptimi
1. liepsna nepasiekia nei viršutinio, nei nors vieno krašto; vertikalaus bandinio krašto;
2. nėra liekamojo liepsnojimo, nes bandinys neliepsnoja;
3.bamdinys nerusena po uždegimo šaltinio atitraukimo;
4.nessusidaro deguliai;
5. liepsnos suteikimo vietoje medžiaga apanglėja, bet skylė nesusiformuoja.
Q501
PES
Išilgine kryptimi
1. liepsna nepasiekia nei viršutinio, nei nors vieno krašto; vertikalaus bandinio krašto;
2. nėra liekamojo liepsnojimo, nes bandinys neliepsnoja;
3. bandinys nerusena po uždegimo šaltinio atitraukimo;
4. nesusidaro deguliai;
5. liepsnos suteikimo vietoje medžiaga apanglėja, bet skylė nesusiformuoja.
Skersine kryptimi
1.dega iki viršutinio krašto ir negęsta
2. liepsnojimo trukmė 70 s;
3. bandinys nerusena po uždegimo šaltinio atitraukimo
4. nesusidaro deguliai;
5. liepsnos suteikimo vietoje medžiaga
Q601
PLA
Išilgine ir skersine kryptimi
1. liepsna nepasiekia nei viršutinio, nei nors vieno krašto; vertikalaus bandinio krašto;
2. nėra liekamojo liepsnojimo, nes bandinys neliepsnoja;
3. bandinys nerusena po uždegimo šaltinio atitraukimo;
4. nesusidaro deguliai;
5. liepsnos suteikimo vietoje medžiaga apanglėja, bet skylė nesusiformuoja.
Remiantis 17 lentelėje pateiktais atlikto riboto liepsnos plitimo tyrimo rezultatais, galima
teigti, kad pavyzdžiai Q401 ir Q 601 tenkino standarte LST EN ISO 15025:2003 keliamus
reikalavimus, o Q501 pavyzdys degė (70 s palaikė degimą skersine kryptimi). Manome, kad gautus
skirtingus kamšytinių medžiagų nedegumo savybių rodiklius labiausiai įtakojo prakamšymui
naudoti pluoštai. Q401 ir Q601 kamšytinėms filtrinėms medžiagoms, skirtingai nuo Q501 su
tuščiaviduriu PES pluoštu, buvo naudoti PLA ir biko-PLA pluoštas, kuris nors ir nėra nedegus,
tačiau lyginant su kitais cheminiais pluoštais, pasižymi dideliu LOI (limited oxygen index) indeksu
ir geromis savaiminio užsigesinimo savybėmis [43].
2.3.4 Antibakterinių savybių tyrimai
Nacionalinės visuomenės sveikatos priežiūros laboratorijoje buvo atliktas pavyzdžio Q301
antibakterinių savybių tyrimas. Mikrobiologinio tyrimo rezultatai pateikti 18 lentelėje, o tyrimo
protokolas - Priede 3.
18 lentelė. Antibakterinio aktyvumo rodikliai
Pavyzdžiai* Pavyzdžio
kodas
Apdorojimas Antibakterinis aktyvumas mikroorganizmams
E. coli K.pneuoniae S. aureus
Kamšytinė
medžiaga
Q301
Antimikrobinė
armuojančio audinio
apdaila Ultrafresh
Silphure FBR-5 BY
geras geras geras
geras geras geras
geras geras geras
* - LST EN ISO 20645:2005. Tekstilės medžiagos. Antibakterinio aktyvumo nustatymas. Difuzijos bandymas
naudojant agaro plokštes.
29
Projekto išvados, rekomendacijos, siūlymai
1. Atlikti austų, megztinių ir neaustinių medžiagų aktyvacijos žemo slėgio N2 ir O2 dujų plazma,
priskiriamos nanotechnologijosms, tyrimai parodė, kad bandinių paviršius gali būti nuvalomas nuo
perdirbimo metu naudotų įriebintojų, nešvarumų ir glito likučių bei modifikuojamas, susidarant
naujoms, aktyviomis grupėmis, įgalinančiomis tolimesniuose apdorojimuose suteikti tekstilės
medžiagoms pageidaujamas funkcines savybes..
2. Projekte naudotų sidarbro ir vario druskų tirpaluose Ag ir Cu dalelių dydžiui charakterizuoti buvo
pritaikytas dinaminis šviesos sklaidos metodas. Nustatyta, kad Ag dalelių skersmuo yra nano
lygmens, t.y. 47,4 nm, o Cu dalelių skersmuo, dėl galimai vykstančios aglomeracijos, didesnis -
1450,0 nm. Po apdorojimo Ag ir Cu preparatais buvo įvertintas tekstilės medžiagų antimikrobinis
poveikis. Atlikti tyrimai parodė, kad tekstilės medžiagos (apdailos kodas O17, O19, O580),
aktyvuotos plazma ir įmirkytos Ag nanos-strauktūrinėmis dalelėmis, pasižymėjo apsauginėmis
nepermanetinėmis antibakterinėmis savybėmis..
3. Dengti MPU danga mezginiai, savo sudėtyje turintys PES/ metalo Inox (80%/20%) S-Shield PES
verpalus ir PES bikomponentinius su anglies šerdimi gijinius (Nega Stat®P190) siūlus, pasižymi ne
tik elektros krūvį sklaidančiomis, bet ir nuo elektromagnetinių bangų poveikio apsaugančiomis
savybėmis ir atitinka elektros krūvį išsklaidančių apsauginių drabužių medžiagoms keliamus
reikalavimus
4. Ištyrus nedengtų ir dengtų mezginių komforto savybes nustatyta, kad MPU/ FK danga nekeičia
šių medžiagų drėgmės transportavimo gebos rodiklių, o „kvėpavimo“ rodiklius sumažina 6÷24%.
5. MPU danga ir Ag nano- struktūrinėmis dalelėmis dengtas audinys 11801- 1 (apdailos kodas
O513),pasižymėjo permanentinėmis daugiafunkcinėmis barjerinėmis savybėmis, t.y. antimikrobiniu
veikimu ir geromis statinio krūvio sklaidos charakteristikomis. Kaip ir megztų medžiagų atveju,
MPU danga nepablogino audinio 11801-1 su anglies pluošto priedu statinio krūvio sklaidos
charakteristikų.
6. Gauti tekstilės medžiagų su dangomis tyrimo rezultatai aktualūs, kuriant naujas
daugiafunkcinėmis savybėmis pasižyminčias teksilės medžiagas ir gali būti taikomos dirbančiųjų
farmacijos, maisto pramonės, elektronikos, medicinos ir kt. srityse asmens apsaugos priemonių
gamybai.
7. Projekto vykdymo eigoje drauge su UAB “Neaustima“ specialistais buvo sukurtos 3 naujos
kamšytinės medžiagos. Gauti rezultatai parodė, kad sukurtos filtrinės medžiagos pasižymi
efektyviomis oro filtravimo, antistatinėmis, antibakterinėmis ir degimo nepalaikančiomis
savybėmis, todėl gali rasti pritaikymą oro filtrų, nedidelių gabaritų asmens apsaugos priemonių, ir
lengvų užtvarų gamybai.
8.Plazminės aktyvacijos technologijos taikymas, išvengiant šlapios apdailos procesų, ypač aktualus
tekstilės įmonėms, tame tarpe ir neaustinių medžiagų gamintojams, turinčioms ribotą technologinę
įrangą gaminamos produkcijos funkcionalizavimui. Platesnis nanotechnologijų taikymas praplėstų
tekstilės gamintojų technologines galimybes ir padėtų sukurti turinčius paklausą, didesnės
pridėtinės vertės daugiafunkcinėmis savybėmis pasižyminčius gaminius.
30
Literatūra 1. European Technology Platform for the future of textiles and clothing. A vision for 2020.The European
Apparel and Textile Organisation (Euratex), p. 20, 2004. [prieiga per internetą
http://www.fp7.org.tr/tubitak_content_files/270/ETP/Euratex/AVisionfor2020December2004.pdf. Žiūrėta
2014 04 22]
2. Projekto „ Mokslinių taikomųjų tyrimų atlikimas, siekiant sukurti naujos kartos gaminius, didinančius
saugumą “ mokslo tyrimo darbo „AAP-Apsauginių drabužių analizė“ ataskaita, 2010.
3. Plasma Technology for Hyperfunctional Surfaces. Food, Biomedical and Textile Applications. Edited by
Rauscher H., Perucca M., Buyle G. Wiley - VCH, 6, pp. 135 -182, 2010.
4. Plasma technologies for textiles. Edited by Shishoo R. Woodhead Publishing Limited, Cambridge, UK,
360 p., 2007.
5. Hegemann D. Plasma polymerization and its applications in textiles. Indian J. Fibre Text. Res. Vol. 31,
pp. 99-115, 2006.
6. Buyle G. Nanoscale finishing of textiles via plasma. Materials Technology. Vol. 24, No1, pp. 48-51, 2009.
7. Filip Legein. Surface modification by low temperature plasma.EUROPLASMA NV, 2009.
8. Guimond S., Hanselman B., Amberg M., Hegemann D. Plasma functionalization of textiles: Specifics and
possibilities. Pure Appl. Chem., Vol. 82, No 6, pp. 1239-1245, 2010.
9. Plawky U., Londschien M., Michaeli W. Surface modification of an aramid fibre treated in a low-
temperature microwave plasma. Journal of Materials Science, Vol. 31, pp. 6041-6053, 1996.
10. Chibowski, E. Contact Angle Wettability and Adhesion, Edited by Mital, K. L. VSP, Utrecht.Vol. 2, pp.
265-288, 2002
11. Gunzler H., Williams A. Handbook of Analytic Techniques. Edited by Wiley. VCH. Vols.1 & 2. 1198 p.,
2001.
11. Lewis Ian R., Howell G. M. Edwards Handbook of Raman Spectroscopy: From the research Laboratory
to the Process Line. Edited by Marcel Dekker, 1074 p, 2001.
12. Morita S., Wiesendanger R., Meyer E. Noncontact Atomic Force Microscopy. Edited by Elsevier, 536 p.
2001.
13. Rabalais J.W. Principles and Applications of Ion Scattering Spectrometry: Surface Chemical and
structural Analysis. Wiley, Interscience, 322 p., 2003.
14. Bonnell D. Scanning Probe Microscopy ad Spectroscopy: Theory, Techniques, and Applications. Edited
by Wiley - VCH, 512 p. 2001.
15. Bubert H., Jenett H. Surface and Thin film Analysis: A Compendium of Principles, Instrumentation, and
Applications. Edited by Wiley – VCH, 354 p., 2002.
16. Sun D., Stylios G.K. Fabric surface properties affected by low temperature plasma treatment. Journal of
materials Processing Technology, Vol.173, 2, pp. 172- 175, 2006.
17. Guimond S., Hanselmann B., Amberg M., Hegemann D. Plasma functionalization of textiles: Specifics
and possibilities. Pure Appl. Chem., Vol. 82, no 6, pp. 1239-1245, 2010.
18. Keller M., Ritter A., Reimann P., Thommen V., Fischer A., Hegemann D. Comparative study of plasma-
induced and wet-chemical cleaning of synthetic fibres. Surface&Coatings Technology 200, pp. 1045-
1050, 2005.
19. Yip J., Chan K., Sin K. M., Lau K. S. Low temperature plasma-treated nylon fabrics. Journal of Material
Processing Technology 123, pp. 5-12, 2002.
20. Kale K. H., Palaskar S.S. Plasma Technology for Wettability, Dyeability and Functional Finishing of
Polyester and Nylon Fabrics. International Fibre Journal, pp. 40-41, 2012.
21. Buika G., Getautis V., Martynaitis V., Rutkauskas K. Organinių junginių spektoskopija. E-knyga, p.
278, 2012. [prieiga per internetą https://www.ebooks.ktu.lt/eb/351/organiniu_junginiu _spektroskopija.
Žiūrėta 2014.04.22].
22. Som C., Halbeiseinen M., Köhler A., Integration von Nanopartikel in Textilen – Abschätzungen zur
Stabilität entlangdes textilen lebenszynklus, EMPA, 5.1.2009.
23. Siegfried, B. NanoTextiles: Function nanoparticles and commercial applications. EMPA, 12. 2007.
24. Radetic M., Ilic V., Vodnik V., Dimitrijevic S., Jovančic P., Šaponjic Z., Nedeljkovic J. M.. Antibacterial
effect of silver nanoparticles deposited on corona-treated polyester and polyamide fabrics. Polym. Adv.
Technol. 19, p.1816–1821, 2008.
25. Lee H.J., Yeo S.Y., Jeong S.H. Antibacterial effect of nanosized silver colloidal solution on textile
fabrics. Journal of Material Science, Vol. 38, Issue.10, pp. 2199-2204, 2003.
26. Gao Y., Cranston R. Recent Advances in Antimicrobial Treatments of Textiles. Textile Research
Journal. Vol.78, pp. 60-72, 2008.
31
27. Chao-Hua Xuea, Jia Chen, Wei Yin, Shun-Tian Jia , Jian-Zhong Ma. Superhydrophobic conductive
textiles with antibacterial property by coating fibers with silver nanoparticles. Applied Surface Science
258, pp. 2468– 2472, 2012.
28. Statex Shieldex [prieiga per internetą http://www.swicofil.com/statexshieldex.html žiūrėta 2014 04 22]
29. Sano Y., Konda M., Lee C.W., Kimural Y., Saegusa T. Afacile antistatic modification of polyester fiber
based on ion-exchange reaction of sulfonate-modified polyester and various cationic surfactants. Die
Angewandte Makromolekulare Chemie, 251, pp. 181-191, 1997.
30. Seto F., Muraoka Y., Sakamoto N., Kishida A., Akashi M. Surface modification of synthetic fiber
nonwoven fabrics with poly (acrilic acid) chains prepared by corona discharge induced grafting, Die
Angewandte Makromolekulare Chemie, 266, pp. 56-62, 1999.
31. Zabetakis D., Dinderman M., Schoen P. Metal-Coated Cellulose Fibers for Use in Composites
Applicable to Microwave Technology. Advanced Materials, 17(6), pp. 734-738, 2005.
32. Negru D., Buda C.-T., Avram D. Electrical Conductivity of Woven Fabrics Coated with Carbon Black
Particles. Fibers & Textiles in Eastern Europe, 20(1(90)), pp. 53-56, 2012.
33. Cheng K. B., Cheng T. W., Nadaraj R. N., Giri Dev V. R., Neelakand R. Electromagnetic Shielding
Effectiveness of the Twill Copper Woven Fabrics. Journal of Reinforced Plastics and Composites, 25 (7),
pp. 699–709, 2006.
34. Perumalraj R., Dasaradan B. S. Electromagnetic Shielding Effectiveness of Copper Core Yarn Knitted
Fabrics. Indian Journal of Fibres & Textile Research. 34 (2), pp. 149-154, 2009.
35. Pinar A., Michalak L. Influence of Structural Parameters of Wale-Knitted Fabrics on their Electrostatic
Properties. Fibres & Textiles in Eastern Europe. 5 (59), pp. 69-74, 2006.
36. Chen, H. C., Lin, J. H., Lee, K. C., Electromagnetic Shielding Effectiveness of Copper/Stainless
Steel/Polyamide Fiber Co-Woven-Knitted Fabric Reinforced Polypropylene Composites. Journal of
Reinforced Plastics and Composites. 27 (2), pp. 187-204, 2008.
37 . Xue P., Tao X. M. Morphological and Electromechanical Studies of Fibers Coated with Electrically
Conductive Polymer. Journal of Applied Polymer Science. 98 pp. 1844-1854, 2005.
38. Wilson J.M., Merritt C.R. etal. High- Frequency Characterization of Printed CPW Lines on Textiles
using a custom Test Fixture/D. Cottet D., Kirstein T., Troster G. “Electrical Characterization of Textile
Transmission Lines”, IEEE Transactions On Advanced Packaging, Vol. 26, No. 2, pp. 182-190, 2003.
39. Gasana E., Westbroek P.; Hakuzimana J., De Clerck K., Priniotakis G., Kiekens P., Tseles, D.
Electroconductive textile structures through electroless deposition of polypyrrole and copper at
polyaramide surfaces, Surface & Coatings Technology, 201, pp. 3547-3551, 2006.
40. Knittel D., Schollmeyer E. Electrically high-conductive textiles. SyntheticMetals, 159(14), pp. 1433-
1437, 2009.
41. Cheng K. B., Ueng T.H., Dixon G. Electrostatic discharge properties of stainless steel/polyester woven
fabrics. Textile Research Journal, 71, pp. 732-738, 2000.
42. Conductive polymers [prieiga per internetą http://www.heraeus-clevios.com/en/conductive
polymers/pedot-pss-conductive-polymers.aspx. Žiūrėta 2014.04.22].
Parengtų publikacijų sąrašas (pateikiama Priede 5)
1. Varnaitė-Žuravliova S., Sankauskaitė A., Stygienė L., Krauledas S., Bekampienė P., Milčienė I. The
Investigation of Barrier and Comfort Properties of Multifunctional Coated Conductive Knitted Fabrics.
Journal of Industrial Textile. Manuscript ID: JIT-14-0020, p. 22 (priduotas spaudai).
2. Sankauskaitė A., Bekampienė P., Varnaitė-Žuravliova S., Prosyčevas I., Tumėnienė D., Abraitienė A.
Investigation of Application of PEDOT-PSS on Antistatic Textiles. Baltic Polymer Symposium 2013, pp.
161, 2013.
3. Bekampienė P., Varnaitė-Žuravliova S., Padleckienė I., Sankauskaitė A., Prosyčevas I., Urbelis V.
PEDOT-PSS panaudojimo barjerinei tekstilei tyrimas. Medžiagų inžinerija 2013, konferencijų pranešimų
santraukos, pp.58, 2013.
4. Varnaitė S., Stygienė L., Čepliauskienė R., Krauledas S., Sankauskaitė A. The Influence of Three-Layer
Knitted Fabrics’ Stucture on Electrostatic and Comfort Properties. Advanced Materials and Technologies,
book of abstracts of the 14-th International Conference-School, pp. 136, 2012.
5. Sankauskaitė A., Prosyčevas I., Urbelis V., Bekampienė P., Šidlauskienė D. Different Content Fabrics
Surface Modification by Low Pressure Plasma Treatment. Materials engineering 2011, 20th Iinternational
Baltic conference book of abstracts, pp.78-79, 2011.
32
Viešinimas (pateikiama Priede 5)
1. Barjerinė tekstilė ir nanotechnologijos – naujos galimybės Europos gamintojams. Mokslas ir technika, Nr.
12, pp. 28-29, 2013.
33
MTEP REZULTATAI
Projekto santrumpa (akronimas): E! 5799 BATAN Projekto pavadinimas: Barjerinė tekstilė ir nanomedžiagos. Barrier Textiles and Nanomaterials
Lėšų gavėjas vykdantis Projektą: VMTI Fizinių ir technologijos mokslų centro Tekstilės institutas
Metai už kuriuos teikiami duomenys: 2011-2014 m.
Eil.
Nr.
Produkcija Skaičiai
1. Sukurtos ir paruoštos įdiegti naujos technologijos 1
2. Sukurti nauji gaminiai
3
3. Pateiktos tarptautinės patentininės paraiškos pagal Patentinės
kooperacijos sutartį ir Europos patentų konvenciją
4. Pateiktos nacionalininės patentinės paraiškos
5. Įsigyti patentai
6. Publikacijos žurnaluose, įtrauktuose į Mokslinės informacijos
instituto sąrašą 1 (pateiktas spaudai)
7. Apgintos disertacijos
8. Sukurtos naujų darbo vietų verslo įmonėse
9. Įkurtos naujos įmonės
10.
Perskaityti pranešimai:
-konferencijose ir seminaruose,
-kituose renginiuose (projekto partnerių susitikimai)
4
6
12. Projekto viešinimas spaudoje 1
34
PRIEDAI