Modifikace povrchu textilních materiálů

Podobné dokumenty
, Hradec nad Moravicí. LOUDA Petr Technická univerzita Liberec

REAKTIVNÍ MAGNETRONOVÉ NAPRAŠOV. Jan VALTER HVM Plasma s.r.o.

DUPLEXNÍ POVLAKOVÁNÍ PM NÁSTROJOVÉ OCELI LEGOVANÉ NIOBEM DUPLEX COATING OF THE NIOBIUM-ALLOYED PM TOOL STEEL

FYZIKA VE FIRMĚ HVM PLASMA

Vakuové metody přípravy tenkých vrstev

VLIV VYBRANÝCH PARAMETRŮ TECHNOLOGICKÉHO PROCESU NA VLASTNOSTI A CHOVÁNÍ SYSTÉMŮ TENKÁ VRSTVA SUBSTRÁT

SYSTÉM TENKÁ VRSTVA SUBSTRÁT V APLIKACI NA ŘEZNÝCH NÁSTROJÍCH

Tenká vrstva - aplikace

Hodnocení korozí odolnosti systémů tenká vrstva substrát v prostředí kompresorů

Využití plazmových metod ve strojírenství. Metody depozice povlaků a tenkých vrstev

ruvzdorné povlaky endoprotéz Otěruvzdorn Obsah TRIBOLOGIE Otěruvzdorné povlaky endoprotéz Fakulta strojního inženýrství

Vybrané technologie povrchových úprav. Metody vytváření tenkých vrstev Doc. Ing. Karel Daďourek 2008

ANALÝZA POVLAKOVANÝCH POVRCHŮ ŘEZNÝCH NÁSTROJŮ

Představení firem SHM a PIVOT

VÝZKUM MOŽNOSTÍ ZVÝŠENÍ ŽIVOTNOSTI LOŽISEK CESTOU POVRCHOVÝCH ÚPRAV

Přehled metod depozice a povrchových

Kroková hodnocení kombinovaného namáhání systémů s tenkými vrstvami. Roman Reindl, Ivo Štěpánek, Radek Poskočil, Jiří Hána

POVRCHOVÉ VYTVRZENÍ PM NÁSTROJOVÉ OCELI LEGOVANÉ NIOBEM PLAZMOVOU NITRIDACÍ SURFACE HARDENING OF NIOBIUM-CONTAINING PM TOOL STEEL BY PLASMA NITRIDING

Depozice tenkých vrstev I.

VLASTNOSTI KOMPOZITNÍCH POVLAKŮ S KATODICKY VYLUČOVANOU MATRICÍ

ZMENY POVRCHOVÝCH MECHANICKÝCH VLASTNOSTÍ SYSTÉMU S TENKÝMI VRSTVAMI PO KOMBINOVANÉM NAMÁHÁNÍ. Roman Reindl, Ivo Štepánek

MERENÍ MECHANICKÝCH VLASTNOSTÍ V MIKROLOKALITÁCH NANOINDENTACÍ. Radek Nemec, Ivo Štepánek

ELEKTROCHEMIE NA SYSTÉMECH S TENKÝMI VRSTVAMI ELECTRO-CHEMICAL ANALYSIS ON SYSTEMS THIN FILM SUBSTRATE

Nové trendy vývoje tenkých vrstev vytvořených PVD a CVD technologií v aplikaci na řezné nástroje Antonín Kříž

Univerzální využití indentačních metod pro hodnocení mechanických vlastností a chování velmi rozdílných systémů materiálů

Tenké vrstvy nitridů kovů výroba, aplikace, vlastnosti

Vlastnosti tenkých DLC vrstev

VLASTNOSTI KOVOVÝCH VRSTEV DEPONOVANÝCH MAGNETRONOVÝM NAPRAŠOVÁNÍM NA SKLENENÝ SUBSTRÁT

Diamantu podobné uhlíkové vrstvy pro pokrytí kloubních náhrad

EVALUATION OF SPECIFIC FAILURES OF SYSTEMS THIN FILM SUBSTRATE FROM SCRATCH INDENTATION IN DETAIL

DUPLEXNÍ POVLAKOVÁNÍ NÁSTROJOVÝCH OCELÍ STRUKTURA, VLASTNOSTI A ZAŘÍZENÍ DUPLEX COATING OF TOOL STEELS STRUCTURE, PROPERTIES AND DEVICES

EVALUATION OF FAILURES AND MODIFICATION OF SYSTEMS THIN FILM BASIC MATERIAL TO THE DEPTH OF MATERIAL SYSTEMS

CZ.1.07/1.1.30/ SPŠ

TESTOVÁNÍ VLIVU INDIKAČNÍCH KAPALIN NA KŘEHKOLOMOVÉ VLASTNOSTI SKLOVITÝCH SMALTOVÝCH POVLAKŮ

Střední průmyslová škola strojnická Olomouc, tř.17. listopadu 49

COMPARISON PROPERTIES AND BEHAVIOUR OF SYSTEM WITH THIN FILMS PREPARED BY DIFFERENT TECHNOLOGIES

ACOUSTIC EMISSION SIGNAL USED FOR EVALUATION OF FAILURES FROM SCRATCH INDENTATION

VLASTNOSTI KŘEMÍKOVANÝCH VRSTEV NA TITANU PROPERTIES OF SILICONIZED LAYERS ON TITANIUM. Magda Morťaniková Michal Novák Dalibor Vojtěch

POROVNÁNÍ VLIVU DEPOSICE TENKÝCH VRSTEV A NAVAŘOVÁNÍ NA DEGRADACI ZÁKLADNÍHO MATERIÁLU

VLIV SVAROVÉHO SPOJE NA VLASTNOSTI NANÁŠENÝCH TENKÝCH VRSTEV TIN INFLUENCE OF WELDING ON PROPERTIES DEPOSITED THIN FILMS TIN

VYUŽITÍ PVD POVLAKŮ PRO FUNKČNĚ GRADOVANÉ MATERIÁLY

RNDr. Pavel Holubář, Mojmír Jílek, RNDr. Michal Šíma SHM, s.r.o., Nový Malín 266, Nový Malín,

MOŢNOSTI ZVYŠOVÁNÍ TRVANLIVOSTI NÁSTROJŮ U VÝROBCE OPTIONS OF TOOL LIFE RAISING BY THE MANUFACTURER. Ing. Josef Fajt, CSc., Dr. ing.

Metody depozice tenkých vrstev pomocí nízkoteplotního plazmatu

Anotace přednášek LŠVT 2015 Česká vakuová společnost. Téma: Plazmové technologie a procesy. Hotel Racek, Úštěk, 1 4. června 2015

CEPLANT Regionální VaV centrum pro nízkonákladové plazmové a nanotechnologické povrchové úpravy

1 Moderní nástrojové materiály

ŘEZNÉ MATERIÁLY. SLO/UMT1 Zdeněk Baďura

Plazmové metody Materiály a technologie přípravy M. Čada

HODNOCENÍ POVRCHOVÝCH ZMEN MECHANICKÝCH VLASTNOSTÍ PO ELEKTROCHEMICKÝCH ZKOUŠKÁCH. Klára Jacková, Ivo Štepánek

Hodnocení změn mechanických vlastností v mikrolokalitách po deposičního procesu

VLIV PŘÍPRAVY POVRCHU A NEHOMOGENIT TLOUŠŤKY VRSTEV NA CHOVÁNÍ TENKOVRSTVÝCH SYSTÉMŮ

Pracoviště se dlouhodbě zabývá přípravou a charakterizací biokompatibilních nanovrstev a nanokompozitních materiálů pro biomedicínské aplikace.

23. dny tepelného zpracování 23 rd International Conference on Heat Treatment

Metody depozice povlaků - CVD

NOVÉ TRENDY VÝVOJE TENKÝCH VRSTEV VYTVOŘENÝCH PVD A CVD TECHNOLOGIÍ V APLIKACI NA ŘEZNÉ NÁSTROJE

MOŽNOSTI TVÁŘENÍ MONOKRYSTALŮ VYSOKOTAVITELNÝCH KOVŮ V OCHRANNÉM OBALU FORMING OF SINGLE CRYSTALS REFRACTORY METALS IN THE PROTECTIVE COVER

Rapid tooling. Rapid tooling. Zpracoval: Přemysl Pokorný. Pracoviště: TUL- KVS

COMPARISON OF SYSTEM THIN FILM SUBSTRATE WITH VERY DIFFERENT RESISTANCE DURING INDENTATION TESTS. Matyáš Novák, Ivo Štěpánek

PODŘÍZNUTÍ PŘI BROUŠENÍ TVAROVÝCH DRÁŽEK

Katedra materiálu.

galvanicky chemicky plazmatem ve vakuu Vrstvy ve vakuu MBE Vakuová fyzika 2 1 / 39

Střední průmyslová škola strojnická Olomouc, tř.17. listopadu 49

Hodnocení změn povrchových vlastností systémů s tenkými vrstvami po elektrochemickém měření

DOUTNAVÝ VÝBOJ. Magnetronové naprašování

Lasery v mikroelektrotechnice. Soviš Jan Aplikovaná fyzika

SYSTÉM TENKÁ VRSTVA SUBSTRÁT V APLIKACI NA ŘEZNÝCH NÁSTROJÍCH THIN FILM-SUBSTRATE SYSTEM AS APPLIED TO CUTTING TOOLS. Antonín Kříž

Nanokrystalické tenké filmy oxidu železitého pro solární štěpení vody

CHANGING IN ACOUSTIC EMISSION SIGNAL DURING SCRATCH INDENTATION ON DIFFERENT MATERIALS AND CORRELATION WITH MORPHOLOGY OF FAILURES

člen švýcarské skupiny BCI

Plazma v technologiích

Elektrostatické zvlákňování: Výroba polymerních nanovláken a jejich využití v kompozitních materiálechl

TRIBOLOGICKÉ VLASTNOSTI SYSTÉMU TENKÁ VRSTVA-SUBSTRÁT TRIBOLOGICAL PROPERTIES OF A THIN FILM-SUBSTRATE SYSTEM. Antonín Kríž a Jirí Hájek b

APLIKAČNÍ MOŽNOSTI GDOS PŘI HODNOCENÍ POVRCHOVÝCH VRSTEV KOVOVÝCH MATERIÁLŮ. VÚHŽ a.s., Dobrá 240, Dobrá, ČR, E mail:

Tenké vrstvy. metody přípravy. hodnocení vlastností

Vytržení jednotlivých atomů, molekul či jejich shluků bombardováním terče (targetu) ionty s vysokou energií (~kev)

3.3 Výroba VBD a druhy povlaků

Citis SN h a n d b o o k

HODNOCENÍ MECHANICKÝCH VLASTNOSTÍ TENKOVRSTVÝCH SYSTÉMŮ Z GRAFU ZÁVISLOSTI MÍRY INFORMACE NA ZATÍŽENÍ

LICÍ PÁNVE V OCELÁRNĚ ARCELORMITTAL OSTRAVA POUŽITÍ NOVÉ IZOLAČNÍ VRSTVY

Inovace a rozvoj studia nanomateriálů na TUL. nano.tul.cz

TENKÉ VRSTVY. 1. Modifikací povrchu materiálu (teplem, okysličením, laserem,.. 2. Depozicí (nanášením)

DETERMINATION OF MECHANICAL AND ELASTO-PLASTIC PROPERTIES OF MATERIALS BY NANOINDENTATION METHODS

Michal Novák a Dalibor Vojtěch a Michala Zelinková a

Možnosti zpracování a optimalizace vlastností biokompatibilních materiálů na FMMI

A. Podklady pro habilitační a jmenovací řízení (kvalitativní hodnocení)

PŘÍSPĚVEK K POVRCHOVÉ ÚPRAVĚ SKLOVITÝM SMALTOVÝM POVLAKEM CONTRIBUTION TO SURFACE ARRANGEMENT WITH VITREOUS ENAMEL COAT

STUDY OF SELECTED DEPOSITION PARAMETERS ON PROPERTIES AND BEHAVIOUR OF THIN FILM SYSTEMS

VLIV TEPELNÉHO ZPRACOVÁNÍ NA TRIBOLOGICKÉ VLASTNOSTI BEZPROUDOVÝCH POVLAKŮ Ni-P

VLIV KOROZNÍHO PORUŠENÍ NA PRUBEH DEPOSICNÍHO PROCESU A VLIV NA VÝSLEDNÉ VLASTNOSTI. Petr Fialka, Ivo Štepánek, Klára Jacková, Jirí Hána

KORELACE ZMĚN SIGNÁLU AKUSTICKÉ EMISE A ZMĚN PORUŠOVÁNÍ PŘI VRYPOVÉ ZKOUŠCE NA SYSTÉMECH S TENKÝMI VRSTVAMI. Petr Jirík, Ivo Štěpánek, Martin Hrdý

Plazmatické metody pro úpravu povrchů

STUDIUM MECHANICKÉHO CHOVÁNÍ ROZDÍLNÝCH SYSTÉMŮ TENKÁ VRSTVA SKLO POMOCÍ INDENTAČNÍCH ZKOUŠEK

Technologie a vlastnosti tenkých vrstev, tenkovrstvé senzory

VLIV MECHANICKÉHO PORUŠENÍ NA CHOVÁNÍ POVRCHU S TIN VRSTVOU PŘI TEPELNÉM A KOROZNÍM NAMÁHÁNÍ. Roman Reindl, Ivo Štěpánek, Martin Hrdý, Klára Jačková

Plazmové depozice povlaků. Plazmový nástřik Plasma Spraying

Centrum základního výzkumu LC Příprava, modifikace a charakterizace materiálů energetickým zářením. Jaroslav Pavlík, KF PřF UJEP, Ústí n. L.

Association for the Heat Treatment of Metals. Program. Chemicko-tepelné zpracování kovových povrchů Chemichal Heat Treatment of Metal Surfaces

METODY POVLAKOVÁNÍ ŘEZNÝCH NÁSTROJŮ

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

Transkript:

Modifikace povrchu textilních materiálů Petr Louda a Jiří Militký b Günter Nocke c a) Technická Univerzita v Liberci, Katedra materiálu, Hálkova 6, 461 17 Liberec, Czech Republic, E-mail: petr.louda@vslib.cz b) Technická Univerzita v Liberci, Katedra textilních materiálů, Hálkova 6, 461 17 Liberec, Czech Republic, E-mail: jiri.militky@vslib.cz c) University of Applied Science Zittau/Görlitz, PF 1455, D-02763, BRD Abstract One of ways to enhance useful value of the solid matter is positive influencing of its surface properties. Besides of "conventional" technologies of surface treatment of textile material as are procedures of laminating, depositing etc. begines the enforcement of modern plasma technologies of surface treatment. These technologies can be characterised like a quantitative step for some surface properties - e.g. chemical resistance (highly surpassing values for traditional treatments), both heat and electrical conductivity (that can be quite different from value of substrate), reflexivity, high temperature resistance (so called temperature barrier), wear resistance (due to high hardness of the coating), appearance etc. These technologies in comparison with "conventional" technologies of surface treatment are favourable from technological point of view, because these are practically wasteless and and minimum disposing with harmfull chemicals occurs. The submitted work gives an overview of exploitation possibilities of plasmatically created coatings at finishing of textile materials first of all regarding to current abilities of coating centers and needs both of production practice and consumer industry. 1. ÚVOD Jednou z cest, jak úspěšně zvýšit užitnou hodnotu pevné látky, je pozitivní ovlivnění jejich vlastností na povrchu. Vedle "konvenčních" technologií úpravy povrchu textilního materiálu, se v poslední době začaly prosazovat moderní plazmové technologie povrchových úprav. Jedná se především o povlakovací technologie typu PVD ( Physical Vapour Deposition ). Tyto technologie je možno charakterizovat, jako kvalitativní skok u některých vlastností povrchu - např. chemická odolnost ( vysoce převyšující hodnoty tradičních úprav ), vodivost tepelná i elektrická ( které mohou být zcela odlišné od substrátu ), reflexivita ( např. pro svrchní oděvy ), odolnost proti vysokým teplotám ( tzv. teplotní bariera ), otěruvzdornost ( díky vysoké tvrdosti povlaku ), barevnost, vzhled atd.. Jejich průmyslové nasazení v ČR může částečně zmírnit propad textilního průmyslu díky vyšší přidané hodnotě a výhodnějšímu poměru cena/hmotnost.

2. POVLAKOVACÍ TECHNOLOGIE Vzhledem k podmínce nízkých povlakovacích teplot jsou pro modifikaci povrchů textilních materiálů přednostně používány procesy na principu fyzikálních metod povlakování PVD ( Physical Vapour Deposition ), které umožňují povlakování kovy i jejich nitridy, oxidy atd. za nízkých teplot. Princip metody spočívá v tom, že kovová složka se v procesu převádí z pevného do plynného skupenství buď: vakuovým napařováním (evaporation), které je založeno na odpařování materiálu ve vakuu a na kondenzaci par odpařovaného materiálu na substrátu, katodovým naprašováním (sputtering) to je založeno na rozprašování pevného terče proudem kladných iontů z plazmatu obklopujícího terč a na kondenzaci částic rozprášeného terče na substrátu, reaktivním iontovým povlakováním (ion plating), kde je povlakovaný povrch bombardován vysokoenergetickými částicemi. Těmito technologiemi lze připravovat širokou škálu povlaků jako např. TiN, ZrN, HfN, CrN, TiAlN, TiAlSiN a jejich kombinace. Vrstvy jsou přitom připravovány za termodynamicky nerovnovážných podmínek, což umožňuje přípravu naprosto nových typů materiálů s unikátními fyzikálními vlastnostmi. Mezi ně se řadí především multivrstevné systémy a nanokrystalické kompozity. Pro efektivní povlakování textilních materiálů byla postavena depoziční zařízení s magnetrony umožňujícími povlakování pásů o šířce až několika metrů. 3. DRUHY POVLAKŮ Základní typy povlaků můžeme rozdělit na vzhledové a funkční. 1. povlaky vzhledové - organoleptické - ovlivňující např. omak a lesk textilního materiálu dekorativní - vrstvy dosahují teplých barevných odstínů a jejich využití pro dekorativní úpravu povrchů je proto velice vhodné barevné - barevné odstíny povlaků jsou měřeny v barevných souřadnicích podle mezinárodního systému CIEL, což umožňuje do určité míry kvantitativní vyjádření stupně barevnosti 2. povlaky funkční - bariérní - izolanty popř. vodiče - antistatické a elektrické vlastnosti, hořlavost a odolnost vůči vysokým popř. nízkým teplotám (ochranné oděvy - rukavice, vesty) reflexní povlaky - technické textilie - kosmos chemicky a biologicky odolné vrstvy - speciální filtry pro agresivní prostředí, implantáty kompozitní struktury - zesílení a tvar matrice, tvarová paměť agro-textilie - podkladové vrstvy, drenáže Každá ze skupin má své specifické vlastnosti přizpůsobené pro konkrétní použití. Povlaky umožňují mimo jiné také tvorbu gradientních povrchů, které vznikají na základě multivrstev při povlakování.

4. APLIKAČNÍ MOŽNOSTI Povlakování textilních materiálů přinese v nejbližší době rozšíření možností optimalizace jejich užitných vlastností jako např. zvýšení odolnosti proti otěru ( zapříčiněné vysokou tvrdostí povlaků ). Dále jejich využití v medicíně díky určitým antibakteriálním účinkům některých povlaků, zejména TiN a ZrN. Důležité je také povlakování některých protetických výrobků, jak ve stomatologii, tak např. v ortopedii. Vhodné povlaky totiž vedle chemické ochrany vykazují i podstatně vyšší biokompatibilitu než základní materiál. Využití reflexních a tepelně-odolných povlaků na technických textiliích je možno předpokládat např. na svrchních oděvech pro extrémní podmínky - skafandry v kosmickém prostoru, metalurgické provozy, hasičské a záchranářské sbory. Značný rozvoj modifikací povrchu za účelem tvorby tzv. inteligentních materiálů lze předpokládat v textilním průmyslu pro volný čas, především pro sportovní potřeby. Na následujících obrázcích Obr. 1 - Obr. 5 jsou prezentovány PVD povlaky vytvořené na různých podkladových materiálech ve firmě Techno-Coat Oberflächentechnik GmbH, Zittau, BRD na průmyslovém povlakovacím zařízení HTC 1000/4 ABS TM. Za pozornost vedle klasických textilních materiálů jako např. polyamidy a polyestery stojí povlakované tkaniny ze skelných popř. uhlíkových vláken. Obr. 1 Ti povlak na tkanině z polyamidového vlákna Nylbag 940 Obr. 2 CrN povlak na tkanině ze skelného vlákna GW 123-580

Obr. 3 Ag povlak na tkanině z polyesterového vlákna Polytex 350 5x Obr. 4 Ag povlak na netkané textilii Colbond Wovens W100 8x Obr. 5 NbN povlak na aramidovém vlákně Kevral Kerbgeweb Hledání dalších vhodných aplikací PVD povlaků na textilních materiálech je dalším cílem autorů tohoto příspěvku.

5. ZÁVĚR Předložená práce podává přehled o možnostech využití plazmaticky vytvářených povlaků při úpravě textilních materiálů především s ohledem na současné možnosti povlakovacích center a potřeby výrobní praxe i spotřebního průmyslu. Při rostoucím masovém nasazení těchto povlakovacích technologií současně klesá cena povlakování a tím se postupně odbourává jedna z hlavních překážek většího rozšíření těchto technologií. Další překážkou jsou technická omezení, ta jsou ale také postupně odstraňovány. Tyto technologie v porovnání s "konvenčními" technologiemi povrchových úprav vychází také příznivěji z ekologického pohledu, neboť jsou prakticky bezodpadové a používání škodlivých chemikálií je minimální. 6. POUŽITÁ LITERATURA [1] SEDLÁČEK, V.: Povrchy a povlaky kovů, ČVUT Praha, 1992. [2] BURAKOVSKI, T. - WIERZCHON, T. : Inžynieria powierzchni metali, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa, 1995. [3] MITURA, E. - MITURA, S. - NIEDZIELSKI, P. - HAS, Z. - WOLOWIEC, R. - JAKUBOWSKI, A. - SZMIDT, J. - SOKOLOWSKA, A. - LOUDA, P. - MARCINIAK, J. - KOCZY, B.: "DLC coatings for biomedical applications", Diamond Rel. Materials, 3(1994)896. [4] MITURA, S. - NIEDZIELSKI, P. - JACHOWICZ, D. - LANGER, M. - MARCINIAK, J. - STANISHEVSKI, A. - TOCHINSKI, E.- LOUDA, P. - COUVRAT, P. - DENIS, M. - LOURDIN, P: Influence of Carbon Coatings Origin on the Properties Important for Biomedical Application, Diamond and Related Materials, 5(10)(1996). [5] LOUDA, P. - NIEDZIELSKI, P.- PRZYMUSIALA, P: Biocompatibility of nanocrystalline Diamond films. 7th International Summer School Mielno '96 "Modern Plasma Surface Technology" Poland (1996). [6] HOLSTEIN, F. - LOUDA, P.: Bio-compatible Low Reflective Coatings for Surgical Tools using Reactiv DC-Magnetron Sputtering and Arc-Evaporation a Comparison regarding Steam Sterilization Resistance and Nickel Diffusion, 26 th International Conference on Metallurgical Coatings and Thin Films, San Diego, USA, April 12-15(1999) G1-8. [7] DIETZEL,Y. - PRYBOROWSKI,W. - NOCKE, G. - OFFERMAN, P. - HOLSTEIN, F. - MEINHARDT, J.: Investigation of PVD coatings on polyamid fabrics. Surface and Coating Technology 135 (2000) 75-81.