Kovové vlákno

Ocelová vlákna

Kovová vlákna jsou textilní výrobky získané zvlákňováním kovů, komponenty z kovů a polymerních materiálů nebo pokovovaná přírodní a umělá vlákna.[1]

Informace o vyráběném množství a o trhu s kovovými vlákny se dají získat jen za cenu 4450 USD (135 stránková publikace).

Zvlákněné kovy

Definice pojmu

Vlákno se zploštělými konci na výztuž betonu

Rozdíl mezi textilním kovovým vláknem a (netextilním) drátkem není jednoznačně definován.

K rozpoznání se nabízejí jen blíže nespecifikovaná kritéria, např.: lesk, tvárnost, elektrická vodivost a jiné vlastnosti výrobku.[2]

Někteří významní výrobci rozlišují vlákno od drátu podle tloušťky. Např. vlákno může mít průměr 2-40 µm a stejný materiál s průměrem 30 µm-1,4 mm se označuje jako drát.[3]

Stůčka s ocelovou vlnou

Surovina

Jako výchozí látka k výrobě se používá nejčastěji ocel (surová, pocínovaná nebo pozinkovaná), dále slitiny niklu a hliníku a na speciální vlákna platina, wolfram, molybden, berylium nebo např. slitiny niklu s titanem.

Předvýrobky se dodávají ve formě drátu, plechu nebo fólie.

K pokovování jsou vhodné zejména: nikl, měď, stříbro a zlato.[4]

Způsoby výroby

[5]

  • Běžná vlákna až do jemnosti cca 5 µm se dají vyrábět tažením přes konické otvory

a) za studena (ocel, měď, zlato, stříbro)

b) za tepla (např. wolfram, molybden) nad krystalizační teplotou

  • K výrobě jemnějších vláken se často používá tzv. Taylorův proces, tj. obalení drátku sklem a protahování za tepla, sklo změkne, kov uvnitř se roztaví nebo zůstává plastický
  • Mikrovlákna až do jemnosti 0,15 µm se dají vyrábět (dosud jen laboratorně) z elektrooceli následujícím postupem:
Horké válcování – zbavení okují – dloužení za studena – mokré dloužení – žhavení – stáčení – odříznutí.
Příze z vláken vyrobených tažením
  • Technikou Foil-shaving se z kovové fólie seškrabuje pásek s obdélníkovým průřezem a tloušťkou nad 14 µm. Získávají se tak kusy přetrhaných filamentů, které se dají stříhat na staplovou délku.[6]
  • Mimo těchto metod jsou známé: např. elektrolytické, chemické a tavné zvlákňování (prováděné dosud jen pokusně).

Vlákna se vyrábí s kruhovým nebo obdélníkovým průřezem, pro speciální účely (vláknobeton) se zesílenými nebo konickými konci.

Pro běžné zpracování se dodávají vlákna s průřezem od 6,5 µm (což odpovídá u oceli 3,3 dtex) do 100 µm.

Vlastnosti kovových vláken

[7] V následující tabulce jsou znázorněny fyzikální vlastnosti některých kovových vláken (používaných hlavně v kompozitech).

Pásková příze z hliníkových multikomponentních filamentů
MateriálHustota
g/cm³
Bod tání
°C
Pružnost
GPa
Pevnost
GPa
berylium1,813503101,1
měď8,920831250,45
wolfram19,334103503,82
molybden10,226253302,2
ocel7,913002104,0

Vlákna vynikají především elektrickou vodivostí, ohnivzdorností, odporem proti vlivu chemikálií a zvláštním leskem.

Tkanina ze zlatých multikomponentních filamentů

Použití vláken

Vlákna pro textilní zpracování

[8]

TechnologieVýrobkyMožné použití
Předenístaplová příze s cca 1 % kovu
kovem opřádané filamenty
podlahové krytiny, závěsy
lamé-efekty na brokátech
Skaníkovem obeskávané niti (leonské)lemovky, šicí nitě
Tkanítkaniny ve všech základních vazbáchizolace, filtry, kompozity
Osnovní pletenípleteniny v jednoduchých vazbáchkompozity na stavební materiál, filtry
Zátažné pleteníhadice s průměrem od 22 mmobložení kotoučů, filtry, obaly
Výroba stuhstuhy a popruhyohnivzdorné izolace, dopravní pásy
Plstěnínetkané všívané textiliezvukové izolace, leštění

Použití mimo textilních účelů

Jako výztuž kompozitů a plastických hmot:

  • Sekaná vlákna („chopped“) v délkách od cca 2 mm např. na ochranné štíty proti magnetickým vlnám, kompozity na nádrže s hořlavinami
  • Vlákna s délkou 30-100 mm především do vláknobetonu, ocelová vlna na čištění a broušení (viz snímek vpravo)
  • Filamenty („dráty“) na výztuž pneumatik[9]

Multikomponentní kovové filamenty

[1] Multikomponentní kovové filamenty jsou z kovu uloženého mezi plastickými materiály. Vyrábí se hlavně na bázi hliníku tak, že se hliníková fólie po obou stranách laminuje fólií z acetátu, celofánu nebo polyesteru a nebo se laminuje pásek z polyesteru pokovovaného hliníkem na polyesterovou fólií.

Vlastnosti

Výsledný kompozit má s tloušťkou od cca 9 µ, filament vzniká tak, že se kompozit řeže na pásky 0,2-3,2 mm široké.

Pevnost filamentu dosahuje v závislosti na způsobu výroby 0,3 – 1,3 g/tex, tažnost 30 – 140 %

Použití

Jednoduché příze z pásků 0,2-5 mm širokých, tloušťka nad 12 µ, povrstvené zpravidla barevným lakem. Vyrábějí se také páskové filamenty obeskané např. polyamidovým monofilem[10] s použitím na nábyt. potahy, autopotahy, záclony, ubrusy, dámské oděvy.[1]

Povrstvená kovová vlákna

Způsoby spojování kovů s polymerními vlákny: nanášení ve vakuu, ionizace argonovým plynem, prášek + pojivo, prskání (sputter). Pokovování se dá provádět také galvanicky nebo vtlačováním (max. 1 %) kovu do jádra vlákna. Jako jádro se používá nejčastěji bavlna, viskóza a polyester.

Tyto technologie se používají hlavně pro povrstvování plošných textilií.[1]

"Textilní drát"

je vícekomponentní kovový filament, který se vyrábí jako neizolovaný nebo izolovaný vodič s vnějším průměrem 0,010-0,5 mm (3-1796 tex).

Dráty bez izolace jsou z kovů oplátovaných stříbrem, např. z mědi, slitiny mědi se zinkem nebo z bronzu.

Izolované dráty se vyrábějí smaltováním kovu polyuretanem, polyesterimidem, polyamidimidem nebo polyesterem.

Aplikace: zatkávání nebo zaplétání s použitím např. jako senzory, zahřívání, přenos dat v plošných textiliích.[11]

Odkazy

Literatura

  • Pospíšil a kol.: Příručka textilního odborníka, SNTL Praha 1981
  • Denninger/Giese: Textil- und Modelexikon, Deutscher Fachverlag Frankfurt/Main 2006, ISBN 3-87150-848-9

Externí odkazy

Reference

  1. a b c d Metallic Fibers [online]. Technical Textile, 2017 [cit. 2017-04-28]. Dostupné online. (anglicky) 
  2. Schnegelsberger: Theorie und Systematik der Faser, Deutscher Fachverlag 1999, ISBN 3871506249, str. 557
  3. Conductive Fiber [online]. Science Direct, 2020 [cit. 2020-03-26]. Dostupné online. (anglicky) 
  4. Kießling/Matthes: Textil- Fachwörterbuch, Berlin 1993, ISBN 3-7949-0546-6, str. 248 a 355
  5. stax Metallfasern. stax [online]. 2017 [cit. 2017-04-24]. Dostupné v archivu pořízeném dne 2017-02-10. (německy) 
  6. The Secret Behind The Four Manufacturing Methods of Metal Fiber [online]. Saifilter, 2020 [cit. 2020-09-25]. Dostupné online. (anglicky) 
  7. Militký: Textilní vlákna, TU Liberec 2002, ISBN 80-7083-644-X, str. 214-216
  8. Metallic Fiber [online]. Nippon Seisen, 2017 [cit. 2017-04-28]. Dostupné online. (anglicky) 
  9. Funktion von Reifen [online]. Pirelli, 2017 [cit. 2017-04-28]. Dostupné online. (německy) 
  10. Zpracování metalické příze [online]. Wagner, 2017 [cit. 2017-04-28]. Dostupné online. 
  11. Textile Wire [online]. Elektrisola Feindraht, 2011 [cit. 2023-05-17]. Dostupné online. (anglicky) 

Média použitá na této stránce

Stahlfaser 1.jpg
Ruzne tvary kovovych vlaken do betonu
Steel-wool.jpg
Autor: Johan, Licence: CC BY-SA 3.0
Steel wool
Rexess metallic yarn.jpg
Autor: rexess, Licence: CC BY-SA 4.0
rexess metallic yarn
Fiber 1.GIF
Wave steel fiber.
Gouden weefsel.jpg
Autor: Marikevanroon20, Licence: CC BY-SA 3.0
Golden cloth, woven with golden strips and crinkle cordonnet
Continuous Metal Fiber.jpg
Autor: Ward Snoeck, Licence: CC BY-SA 4.0
Continuous, bundle drawn metal fiber