TARPTAUTINIŲ MOKSLO IR TECHNOLOGIJŲ PLĖTROS … · 2017. 12. 19. · mokslo, inovacijŲ ir technologijŲ agentŪra vmti fiziniŲ ir technologijos mokslŲ centras ataskaita programos

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 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



E4,E7,E10…

E1,E13

22,5

7,5


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


E1,E4,E7,E10

30



verpalai, 20,0

E3,E6,E9,E12 36

375.0 II-

vidurinis




E1,E7,E13

E4,E10,E16

7,5

22,5



verpalai, 20,0

E3,E6,E9,E12 36

380.0 II-vidurinis PES (Thermolite®) tekstūruoti siūlai, 7,8 x 2



E1,E7,E13

E4,E10,E16

15

15



verpalai, 20,0

E3,E6,E9,E12 36

365.0 II-

vidurinis




E4,E7,E10

E1,E1

22,5

7,5


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



** - 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



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.

http://www.google.lt/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&docid=WMVtclTkDkZuFM&tbnid=kZvBdkTfFH0BTM:&ved=0CAUQjRw&url=http://www.roaches.co.uk/coatingunits.html&ei=aZZ8UrbcCqTT0QXPqoGQCw&bvm=bv.56146854,d.ZGU&psig=AFQjCNEa5wpfMwsLFwXlFf1LNdNCDkkMZg&ust=1383983077596169

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+


204,3

Drobinis

21204-2

Pneumotekstūruoti

3PES200/1PES200+


Pneumotekstūruoti

3PES200/1PES200+


203

21204-3 Pneumotekstūruoti PES20 siūlai

Pneumotekstūruoti

3PES200/1PES200+


202

21204-4

Pneumotekstūruoti

3PES200/1PES200+


Pneumotekstūruoti

3PES200/1PES200+


201,8

21204-5

Pneumotekstūruoti

3PES200/1PES200+


Pneumotekstūruoti

3PES200/1PES200+


201,5

21204-6 Pneumotekstūruoti PES200 siūlai

Pneumotekstūruoti

3PES200/1PES200+


201

21204-7

Pneumotekstūruoti

3PES200/1PES200+


Pneumotekstūruoti PES200 siūlai

202

21204-8

Pneumotekstūruoti

3PES200/1PES200+


Pneumotekstūruoti

3PES200/1PES200+


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









* - 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



3.bamdinys nerusena po uždegimo šaltinio atitraukimo;

4.nessusidaro deguliai;

5. liepsnos suteikimo vietoje medžiaga apanglėja, bet skylė nesusiformuoja.

Q501

PES

Išilgine kryptimi



3. bandinys nerusena po uždegimo šaltinio atitraukimo;

4. nesusidaro deguliai;


Skersine kryptimi

1.dega iki viršutinio krašto ir negęsta

2. liepsnojimo trukmė 70 s;

3. bandinys nerusena po uždegimo šaltinio atitraukimo


5. liepsnos suteikimo vietoje medžiaga

Q601

PLA

Išilgine ir skersine kryptimi



3. bandinys nerusena po uždegimo šaltinio atitraukimo;



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.

http://www.fp7.org.tr/tubitak_content_files/270/ETP/Euratex/AVisionfor2020December2004.pdf

Buika%20G.,%20Getautis%20V.,%20Martynaitis%20V.,%20%20Rutkauskas%20K.%20Organinių%20junginių%20spektoskopija.%20E-knyga,%20p.%20278,%202012.%20%5bprieiga%20per%20internetą%20%20https:/www.ebooks.ktu.lt/eb/351/organiniu_junginiu_spektroskopija

Buika%20G.,%20Getautis%20V.,%20Martynaitis%20V.,%20%20Rutkauskas%20K.%20Organinių%20junginių%20spektoskopija.%20E-knyga,%20p.%20278,%202012.%20%5bprieiga%20per%20internetą%20%20https:/www.ebooks.ktu.lt/eb/351/organiniu_junginiu_spektroskopija

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.

http://www.swicofil.com/statexshieldex.html

http://www.heraeus-clevios.com/en/conductive%20polymers/pedot-pss-conductive-polymers.aspx

http://www.heraeus-clevios.com/en/conductive%20polymers/pedot-pss-conductive-polymers.aspx

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

Documents

TARPTAUTINIŲ MOKSLO IR TECHNOLOGIJŲ PLĖTROS … · 2017. 12. 19. · mokslo, inovacijŲ ir technologijŲ agentŪra vmti fiziniŲ ir technologijos mokslŲ centras ataskaita programos