Zvlákňování

Schéma tavného zvlákňování polyamidu

Zvlákňování (angl.: fiber spinning, něm.: Faserspinnen) je proces přeměny tekuté látky na textilní vlákno.[1]

Zvláknitelná tekutina může být

Způsoby umělého zvlákňování

K nejznámějším technologiím patří:

(c) Bundesarchiv, Bild 183-60599-0007 / Weiss / CC-BY-SA 3.0
Zvlákňovací tryska (z roku 1958)
Druh zvlákňování Technologie (stručný popis příkladů)Druhy materiálu
Tavné[1]tavenina 30–60 °C nad tavným bodem zvlákňov. látky – tryska – chladicí komora (současné dloužení)PES, PA, PP,GF
Suché[1]surovina v těkavém rozpouštědle – tryska – šachta s proudem horkého vzduchu – vypaření rozpouštědla, dlouženíelasty, acetáty, PAC
Mokré[1]polymerní roztok – tryska – srážecí (koagulační) lázeňVI, aramidy, triacetát, PAC
Gelové[4]roztok polymeru s vysokou molekul. hmotností + těkavé rozpouštědlo – tryska – chlazení ve vodní lázniPE, (PAC, PVC)
Sol-gelové[5]z gelu (polymeru) se odnímá rozpouštědlo – tryska – spékání (sintrování)Al2O3, SiC
Emulzní[6]disperze s polymerní matricí – tryska – srážecí lázeň – zahřívání na 400 °C, spékánífluorová vlákna
Elektrostatické[7]mezi anodu (injekční zařízení) a katodu (sběrná deska) s el. napětím 5–15 kV se vstřikuje polymer – spojitý proud polymeru tuhne a zachycuje se na sběrné descenanovlákna
Chemická depozice z plynné fáze[8]výroba multifilamentu z dvoustěnných uhlíkových nanotrubic ve vaporizéru nanotrubice
Tři fáze přeměny proteinu na hedvábné vlákno ve žláze bource morušového

Jak ukazuje tabulka, většina umělých textilních surovin pochází z tavného zvlákňování. K výrobě filamentů se používají technologie zvlákňování přes trysku. Elektrostaticky a ukládáním par se (dosud) dají vyrábět jen krátká, neuspořádaná vlákna.

K méně používaným technologiím patří:

  • (např. při zvlákňování skla) foukání přes trysku, tažení z tyče, odstřeďování[9],
  • různé způsoby zvlákňování kovů[10]
  • při výrobě nanovláken: fázové dělení, syntéza s templátem
  • pyrolýza jako součást procesu výroby uhlíkových vláken se dá pokládat za zvláštní druh zvlákňování[11]
  • zvlákňování z rozpouštědla[12] (solvent-spun nebo dry-jet-wet) - např. Lyocell

Zvlákňování proteinů

Housenka bource morušového vylučuje proteinový sekret, který na vzduchu tuhne. Smyčkovým pohybem hlavy housenka táhne a napíná vlákno a tím dochází k orientaci molekul v přírodním hedvábí.

Protein určitých pavouků se naočkovává kozám, jejichž mléko se s přidáním solí tlačí přes trysku a tak vzniká pavoučí hedvábí.

Literatura

  • Koslowski: Chemiefaser-lexikon:Begriffe- Zahlen- Handelsnamen, Deutscher Fachverlag 2008, ISBN 3-87150-876-4
  • Franz Fourné; Peter M. Latzke: Synthetische Fasern : Herstellung, Maschinen und Apparate, Eigenschaften, Hanser Verlag 1995 ISBN 3-446-16058-2
  • Ding/Wang/Yu: Electrospinning: Nanofabrication and Applications, William Andrew 2018, ISBN 9780128134412

Reference

  1. ↑ a b c d e Manufacturing [online]. Fiber Source, 1998-05-26 datum přístupu = 2019-10-25 [cit. 2019-10-28]. Dostupné v archivu pořízeném z originálu dne 1998-05-26. (anglicky) 
  2. ↑ Sinclair:Textiles and Fashion, Elsvier 2014, ISBN 9781845699314
  3. ↑ Silk Spinning in Silkworms and Spiders [online]. NCBI, 2016-08-09 datum přístupu = 2019-10-25. Dostupné online. (anglicky) 
  4. ↑ Gel spinning of synthetic polymer fibres [online]. Woodhead Publishing, 2014 datum přístupu = 2019-10-25. Dostupné online. (anglicky) 
  5. ↑ Multilite Fibre Mats by a Sol-Gel Spinning Technique [online]. Springer Nature, 2002 [cit. 2019-10-25]. Dostupné online. (anglicky) 
  6. ↑ Hans-Karl Rouette: Handbuch Textilveredlung, Deutscher Fachverlag 2006, ISBN 3-86641-012-3, str. 76
  7. ↑ Elektrostatické zvlákňování [online]. Ústav pro hydrodynamiku, 2019 datum přístupu = 2019-10-25 [cit. 2019-10-28]. Dostupné v archivu pořízeném dne 2019-10-28. 
  8. ↑ Fabrication of a multifunctional carbon nanotube “cotton” yarn [online]. Nanoscale, 2012 [cit. 2023-10-23]. Dostupné online. (anglicky) 
  9. ↑ Zvlákňování skla (německy): http://www.baumann-online.de/ho_alois-kiessling/facharbeiten/Glasfaser/glas.htm Archivováno 4. 7. 2010 na Wayback Machine.
  10. ↑ Metallfasern als schallabsorbierende Strukturen [online]. TU Dresden, 2004 datum přístupu = 2019-10-25 [cit. 2010-08-15]. Dostupné v archivu pořízeném dne 2016-03-04. (německy) 
  11. ↑ Kohlenstofffasern [online]. abiweb, 2019 datum přístupu = 2019-10-25 [cit. 2019-10-28]. Dostupné v archivu pořízeném dne 2019-10-28. (německy) 
  12. ↑ Textile article treating process [online]. Google Patents, 1996-03-13 [cit. 2023-09-20]. Dostupné online. 

Média použitá na této stránce

How Nylon Yarn is manufactured 1943.jpg
A description by the U.S. Navy "How Nylon Yarn is manufactured", from 1943. It was printed in an article about parachutes.
Bundesarchiv Bild 183-60599-0007, "VEB Kunstseidenwerk "Friedrich Engels"".jpg
(c) Bundesarchiv, Bild 183-60599-0007 / Weiss / CC-BY-SA 3.0
Pro dokumentární účely německý Spolkový archiv často ponechal původní popisky obrázků, které mohou být chybné, neobjektivní, zastaralé nebo politicky extrémní.
Zentralbild-Weiss Wei-He. 6.12.1958 VEB Kunstseidenwerk "Friedrich Engels". Vor großen Aufgaben stehen die 6 500 Chemiearbeiter, Ingenieure und Wissenschaftler des volkseigenen Kunstseidenwerkes "Friedrich Engels" in Premnitz, Kreis Rathenow. Das Werk produzierte in diesem Jahr u.a. 9500 t Viskosekunstseide, 2500 t Perlon-Textilfaser und in Versuchsanlagen 75 t Prelana und 15 t Lanon, beides synthetische Textilfasern. Bis 1965 wird die Prelana-Produktion in neuen Großanlagen auf 10.000 Jahrestonnen steigen. UBz: Ausspinnen eines Perlon-Fadenbündels aus der Spinndüse (Perlon-Teppichfaser)
Bombyx mori silk gland and schematic silk fiber assembly.png
Autor: Shengjie Ling, Zhao Qin, Chunmei Li, Wenwen Huang, David L. Kaplan & Markus J. Buehler, Licence: CC BY 4.0

(a) Illustration of a silkworm spinning gland divided into three parts according to the evolution of silk protein during spinning.

(b) Schematic model of the natural silk fiber assembly mechanism occurring along the spinning apparatus. The silk proteins are synthesized in the tail and are transferred to ampulla with increased concentration. In this region, the silk proteins are assembled to micelle-like configurations with anisotropic liquid-crystalline properties. Finally, silk fiber formation occurs under shear stress and dehydration conditions during pulling out the nematic silk proteins from the spigot.