Strona główna
« Strona główna
  • English
  • Polski
  • O firmie
  • Usługi
  • Projekty badawcze
  • Nauka i technika
  • Publikacje
  • Do pobrania
  • Kontakt
  • Kamera terahercowa
  • Tkaniny funkcjonalne
  • Urządzenie do tamowania krwawień
  • Materiały z pamięcią kształtu
  • Bezpieczne cewniki
  • Hydraulika wodna
  • Produkcja włóknin
  • Aktywna ochrona przeciw-laserowa

Tkaniny funkcjonalne

Cyfrowe mikronanoszenie płynów dla wielofunkcyjnych materiałów tekstylnych

Gwałtowny rozwój technologii druku strumieniowego (ang. inkjet) w ciągu ostatnich 20 lat spowodował upowszechnienie tej techniki w biurowych drukarkach komputerowych. Jednocześnie dostrzeżono szereg zalet tego podejścia do nakładania substancji na podłoże w zastosowaniach przemysłowych. Precyzja i łatwość kontroli nanoszenia płynu pozwala  ograniczyć odpady produkcyjne oraz otrzymywać produkty niemożliwe do wytworzenia klasycznymi technikami pokryć.


Demonstrator urządzenia monitorującego stan głowicy podczas procesu drukowania
Demonstrator urządzenia monitorującego stan głowicy podczas procesu drukowania
Oprogramowanie wizualizujące stan głowicy drukującej
Oprogramowanie wizualizujące stan głowicy drukującej
Osad gromadzący się wokół dysz głowicy drukującej
Osad gromadzący się wokół dysz głowicy drukującej
Efekt zablokowania jednej z dysz głowicy drukującej
Efekt zablokowania jednej z dysz głowicy drukującej
Ścieżka elektrycznie przewodząca wydrukowana za pomocą technologii ink-jet (zdjęcie SEM). Widoczna nierównomierność szerokości ma wpływ na jakość przewodzenia
Ścieżka elektrycznie przewodząca wydrukowana za pomocą technologii ink-jet (zdjęcie SEM). Widoczna nierównomierność szerokości ma wpływ na jakość przewodzenia
Schemat samo-korygującego układu sterowania z wykorzystaniem dwóch głowic i bocznej stacji monitorującej
Schemat samo-korygującego układu sterowania z wykorzystaniem dwóch głowic i bocznej stacji monitorującej
Zdjęcie zadrukowanej tkaniny wykonane przy pomocy mikroskopu elektronowego (SEM)
Zdjęcie zadrukowanej tkaniny wykonane przy pomocy mikroskopu elektronowego (SEM)
Pomiar kąta zwilżania na pojedynczym włóknie
Pomiar kąta zwilżania na pojedynczym włóknie

Adaptacja techniki druku strumieniowego kontrolowanego cyfrowo do wytwarzania tkanin funkcjonalnych stanowi centralne zagadnienie projektu. W szczególności prace skupiały się na zaprojektowaniu materiałów reagujących w zetknięciu z czynnikami środowiskowymi, takimi jak: zmiany temperatury, zmiany wilgotności, pola elektromagnetyczne, zanieczyszczenia biologiczne i inne. Reakcją tkaniny funkcjonalnej na bodziec zewnętrzny może być np.: zmiana barwy, uwolnienie zakumulowanej substancji czy zmiana właściwości elektrycznych.

W projekcie wyróżnione były trzy główne obszary prac:

Projektowanie funkcjonalności tkanin.

Wśród pożądanych funkcji materiałów wynikających z zastosowania substancji aktywnych były funkcje ochronne (odporność na płomień, właściwości antystatyczne, bakteriobójcze), monitorujące (zmiana właściwości takich jak: kolor,  parametry elektryczne w kontakcie z bodźcem zewnętrznym) oraz aktywne (kontrolowane uwalnianie zakumulowanej substancji, np. leków).

Rola firmy SKA Polska w tych pracach polegała na badaniach nad parametrami atramentów i tkanin wpływającymi na proces druku (a więc kluczowymi dla procesu projektowania tkanin funkcjonalnych) oraz na opracowaniu metod pomiarowych najważniejszych z tych parametrów (m. in.: kąta zwilżania pojedynczego włókna przez płyn funkcjonalny).

Technologia nakładania substancji funkcjonalnych

Jako możliwe do zaadaptowania do celów projektu rozpatrywane były technologie Drop-On-Demand (DoD, najpowszechniej występująca w drukarkach biurowych), Continuous Ink Jet (CIJ, rozpowszechniona w przemyśle technologia używana m. in. do nadrukowywania dat przydatności na produktach spożywczych) i JetStream. Adaptacja tych technologii wymagała pogłębienia wiedzy na temat procesu druku cyfrowego, oraz budowa modeli matematycznych opisujących zachodzące podczas niego zjawiska.

SKA Polska brała udział w zaprojektowaniu i wykonaniu prototypu systemu umożliwiającego synchronizację i odpowiednie pozycjonowanie nadruku na tkaninie w przypadku kilku następujących po sobie procesów.

Monitorowanie procesu nadruku

Dostępne głowice do druku technologią InkJet przystosowane są przede wszystkim do atramentów kolorowych i tym samym do określonego zakresu parametrów fizycznych cieczy, takich jak gęstość czy lepkość. Własności płynów funkcjonalnych mogą nie mieścić się w tym zakresie lub znajdować się na jego granicy, sprawiając, że proces drukowania może być niestabilny na przykład na skutek stopniowego lub całkowitego zatykania się dysz drukujących. Ponieważ drukowane substancje często są niewidoczne, nie można kontrolować stanu głowicy przez obserwację zadrukowywanej tkaniny. Konieczny jest zatem system monitorujący samą głowicę drukującą po to ,by układ sterowania mógł wykryć każdy potencjalny spadek jakości drukowanej tkaniny i by w razie potrzeby głowica mogła być automatycznie oczyszczona.

Firma SKA Polska zaprojektowała i przetestowała optyczny system monitorowania on-line (tzn. w czasie pracy) głowicy monitorującej. Oprócz wykrywania pojedynczych zablokowanych dysz, dzięki zastosowaniu zaawansowanych algorytmów przetwarzania danych, system potrafi także oszacować wielkość i prędkość generowanych kropel, a tym samym przewidzieć, kiedy poszczególne dysze mogą przestać funkcjonować.

W projekcie uczestniczyło 28 firm i instytucji naukowych, w tym renomowany belgijski instytut tekstylny oraz znane uczelnie z Anglii, Belgii i Holandii, a także dwie jednostki naukowe i trzy firmy z Polski.

© SKA Polska 2013
  • O firmie
  • Usługi
  • Projekty badawcze
  • Nauka i technika
  • Publikacje
  • Do pobrania
  • Kontakt
  • English
  • Polski