Kovové vlákno
Kovové vlákno je podle ISO 2076:2013(E) z roku 2013: Umělé vlákno sestávající z kovu, z kovu povrstveném plastikem, z plastiku povrstveném kovem nebo z jádra zcela pokrytého kovem.[1]
Rozdíl mezi textilním kovovým vláknem a (netextilním) drátkem není není však dosud (do roku 2024) jednoznačně definován.[2]
V některých odborných publikacích jsou kovové filamenty tenčí než 100 µm považovány za vlákna a filamenty nad tuto hranici jsou dráty.[3] Naproti tomu se ocelové drátky na zpevnění betonu s tloušťkou 300 µm nazývají mikrovlákna.[4]
K rozpoznání rozdílu mezi drátem a vláknem se také nabízejí blíže nespecifikovaná kritéria, např.: lesk, tvárnost, elektrická vodivost a jiné vlastnosti výrobku.[5]
Z historie kovových vláken
[editovat | editovat zdroj]Nejstarší kovová vlákna byla známá v Egyptě už asi 3000 let před n.l. V Evropě bylo např. v roce 1569 v Norimberku v provozu první zařízení na výrobu leonských nití. Ve 20. století se v roce 1960 začaly vyrábět pneumatiky s kovovou výztuží a v roce 1962 byl zaznamenán objev tvarové paměti u vláken ze slitiny niklu a titanu.[6]
V roce 2023 se odhadoval výnos z celosvětového prodeje kovových vláken na 5,6 miliard USD.[7]
Zvlákněné kovy
[editovat | editovat zdroj]![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/8/8d/Steel-wool.jpg/220px-Steel-wool.jpg)
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/b/b2/Stahlfaser_1.jpg/220px-Stahlfaser_1.jpg)
Surovina
[editovat | editovat zdroj]Jako výchozí látka k výrobě se používá nejčastěji ocel (surová, pocínovaná nebo pozinkovaná), dále slitiny niklu a hliníku a na speciální vlákna platina, wolfram, molybden, berylium nebo např. slitiny niklu s titanem.
Předvýrobky se dodávají ve formě drátu, plechu nebo fólie.
K pokovování jsou vhodné zejména: nikl, měď, stříbro a zlato.[8]
Způsoby výroby
[editovat | editovat zdroj]- Běžná vlákna až do jemnosti cca 5 µm se dají vyrábět tažením přes konické otvory
a) za studena (ocel, měď, zlato, stříbro)
b) za tepla (např. wolfram, molybden) nad krystalizační teplotou
- K výrobě jemnějších vláken se často používá tzv. Taylorův proces, tj. obalení drátku sklem a protahování za tepla, sklo změkne, kov uvnitř se roztaví nebo zůstává plastický
- Mikrovlákna až do jemnosti 0,15 µm se dají vyrábět (dosud jen laboratorně) z elektrooceli následujícím postupem:
- Horké válcování – zbavení okují – dloužení za studena – mokré dloužení – žhavení – stáčení – odříznutí.
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/a/ab/Continuous_Metal_Fiber.jpg/220px-Continuous_Metal_Fiber.jpg)
- Technikou Foil-shaving se z kovové fólie seškrabuje pásek s obdélníkovým průřezem a tloušťkou nad 14 µm. Získávají se tak kusy přetrhaných filamentů, které se dají stříhat na staplovou délku.[10]
- Tavné zvlákňování do rotující tekutiny (centrifugal spinning). Princip: Roztavený kov se protlačuje tryskou na studenou vnitřní stěnu rotujícího bubnu, kde se ze ztuhlého materiálu tvoří vlákno (s průřezem 50-500 µm) a odvádí do kolektoru.[6] [11]
- Mimo těchto metod jsou známé: např. elektrolytické a chemické zvlákňování
Vlákna se vyrábí s kruhovým nebo obdélníkovým průřezem, pro speciální účely (vláknobeton) se zesílenými nebo konickými konci.
Pro běžné zpracování se dodávají vlákna s průřezem od 6,5 µm (což odpovídá u oceli 3,3 dtex) do 100 µm.
Vlastnosti kovových vláken
[editovat | editovat zdroj][12] V následující tabulce jsou znázorněny fyzikální vlastnosti některých kovových vláken (používaných hlavně v kompozitech).
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/0/0c/Rexess_metallic_yarn.jpg/220px-Rexess_metallic_yarn.jpg)
Materiál | Hustota g/cm³ |
Bod tání °C |
Pružnost GPa |
Pevnost GPa |
---|---|---|---|---|
berylium | 1,8 | 1350 | 310 | 1,1 |
měď | 8,9 | 2083 | 125 | 0,45 |
wolfram | 19,3 | 3410 | 350 | 3,82 |
molybden | 10,2 | 2625 | 330 | 2,2 |
ocel | 7,9 | 1300 | 210 | 4,0 |
Vlákna vynikají především elektrickou vodivostí, ohnivzdorností, odporem proti vlivu chemikálií a zvláštním leskem.
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/4/40/Gouden_weefsel.jpg/220px-Gouden_weefsel.jpg)
Použití vláken
[editovat | editovat zdroj]Vlákna pro textilní zpracování
[editovat | editovat zdroj]Technologie | Výrobky | Možné použití |
---|---|---|
Předení | staplová příze s cca 1 % kovu kovem opřádané filamenty |
podlahové krytiny, závěsy lamé-efekty na brokátech |
Skaní | kovem obeskávané niti (leonské) | lemovky, šicí nitě |
Tkaní | tkaniny ve všech základních vazbách | izolace, filtry, kompozity |
Osnovní pletení | pleteniny v jednoduchých vazbách | kompozity na stavební materiál, filtry |
Zátažné pletení | hadice s průměrem od 22 mm | obložení kotoučů, filtry, obaly |
Výroba stuh | stuhy a popruhy | ohnivzdorné izolace, dopravní pásy |
Plstění | netkané všívané textilie | zvukové izolace, leštění |
Airlaid/ Wetlaid | plošné textilie ze sintrovaných vláken | filtry([13]) |
Použití mimo textilních účelů
[editovat | editovat zdroj]Jako výztuž kompozitů a plastických hmot:
- Sekaná vlákna („chopped“) v délkách od cca 2 mm např. na ochranné štíty proti magnetickým vlnám, kompozity na nádrže s hořlavinami
- Vlákna s délkou 30-100 mm především do vláknobetonu, ocelová vlna na čištění a broušení (viz snímek vpravo)
- Filamenty („dráty“) na výztuž pneumatik[15]
Multikomponentní kovové filamenty
[editovat | editovat zdroj][16] Multikomponentní kovové filamenty jsou z kovu uloženého mezi plastickými materiály. Vyrábí se hlavně na bázi hliníku tak, že se hliníková fólie po obou stranách laminuje fólií z acetátu, celofánu nebo polyesteru a nebo se laminuje pásek z polyesteru pokovovaného hliníkem na polyesterovou fólií.
Vlastnosti
[editovat | editovat zdroj]Výsledný kompozit má s tloušťkou od cca 9 µ, filament vzniká tak, že se kompozit řeže na pásky 0,2-3,2 mm široké.
Pevnost filamentu dosahuje v závislosti na způsobu výroby 0,3 – 1,3 g/tex, tažnost 30 – 140 %
Použití
[editovat | editovat zdroj]Jednoduché příze z pásků 0,2-5 mm širokých, tloušťka nad 12 µ, povrstvené zpravidla barevným lakem. Vyrábějí se také páskové filamenty obeskané např. polyamidovým monofilem[17] s použitím na nábyt. potahy, autopotahy, záclony, ubrusy, dámské oděvy.[16]
Povrstvená kovová vlákna
[editovat | editovat zdroj]Způsoby spojování kovů s polymerními vlákny: nanášení ve vakuu, ionizace argonovým plynem, prášek + pojivo, prskání (sputter). Pokovování se dá provádět také galvanicky nebo vtlačováním (max. 1 %) kovu do jádra vlákna. Jako jádro se používá nejčastěji bavlna, viskóza a polyester.
Tyto technologie se používají hlavně pro povrstvování plošných textilií.[16]
"Textilní drát"
[editovat | editovat zdroj]je vícekomponentní kovový filament, který se vyrábí jako neizolovaný nebo izolovaný vodič s vnějším průměrem 0,010-0,5 mm (3-1796 tex).
Dráty bez izolace jsou z kovů oplátovaných stříbrem, např. z mědi, slitiny mědi se zinkem nebo z bronzu.
Izolované dráty se vyrábějí smaltováním kovu polyuretanem, polyesterimidem, polyamidimidem nebo polyesterem.
Aplikace: zatkávání nebo zaplétání s použitím např. jako senzory, zahřívání, přenos dat v plošných textiliích.[18]
Odkazy
[editovat | editovat zdroj]Literatura
[editovat | editovat zdroj]- Pospíšil a kol.: Příručka textilního odborníka, SNTL Praha 1981
- Denninger/Giese: Textil- und Modelexikon, Deutscher Fachverlag Frankfurt/Main 2006, ISBN 3-87150-848-9
Externí odkazy
[editovat | editovat zdroj]Obrázky, zvuky či videa k tématu kovová vlákna na Wikimedia Commons
Reference
[editovat | editovat zdroj]- ↑ Generic names and definitions for manufactured fibers [online]. LII, 2024 [cit. 2024-03-12]. Dostupné online. (anglicky)
- ↑ 59.060.30 Minerální a kovová vlákna [online]. Europian Standards, 2024 [cit. 2024-03-12]. Dostupné online. (anglicky)
- ↑ Alternative High-Performance Fibers [online]. Springer Link, 2022-10-18 [cit. 2024-03-12]. Dostupné online. (anglicky)
- ↑ Metodika pro výrobu prvků z UHPC [online]. TAČR, 2015 -06-30 [cit. 2024-03-12]. Dostupné online.
- ↑ Schnegelsberger: Theorie und Systematik der Faser, Deutscher Fachverlag 1999, ISBN 3871506249, str. 557
- ↑ a b Veit: Fibers, Springer Nature 2022, ISBN 978-3-031-15309-9, str. 941-956
- ↑ Metal Fiber Market Size [online]. Preceence Research, 2023-07-31 [cit. 2024-03-12]. Dostupné online. (anglicky)
- ↑ Kießling/Matthes: Textil- Fachwörterbuch, Berlin 1993, ISBN 3-7949-0546-6, str. 248 a 355
- ↑ stax Metallfasern. stax [online]. 2017 [cit. 2017-04-24]. Dostupné v archivu pořízeném dne 2017-02-10. (německy)
- ↑ The Secret Behind The Four Manufacturing Methods of Metal Fiber [online]. Saifilter, 2020 [cit. 2020-09-25]. Dostupné online. (anglicky)
- ↑ Odtředivé zvláknování [online]. TU Liberec, 2014-05-19 [cit. 2024-03-15]. Dostupné online. (anglicky)
- ↑ Militký: Textilní vlákna, TU Liberec 2002, ISBN 80-7083-644-X, str. 214-216
- ↑ Alternative High-Performance Fibers [online]. Springer Link, 2022-10-18 [cit. 2024-03-12]. Dostupné online. (anglicky)
- ↑ Metallic Fiber [online]. Nippon Seisen, 2017 [cit. 2017-04-28]. Dostupné online. (anglicky)
- ↑ Funktion von Reifen [online]. Pirelli, 2017 [cit. 2017-04-28]. Dostupné online. (německy)
- ↑ a b c Metallic Fibers [online]. Technical Textile, 2017 [cit. 2017-04-28]. Dostupné online. (anglicky)
- ↑ Zpracování metalické příze [online]. Wagner, 2017 [cit. 2017-04-28]. Dostupné online.
- ↑ Textile Wire [online]. Elektrisola Feindraht, 2011 [cit. 2023-05-17]. Dostupné online. (anglicky)