LIBEREC 26. února 2014 Představujeme aktivní bezpečnostní textilie, ekonomické nouzové osvětlení, možnosti zvýraznění informací o nositeli textilií a estetické doplňky na textiliích. Pro tyto účely je využito liniového zdroje světla z optických vláken zabudovaných v textiliích (původní patent).
Na komplexním vývoji produktů využívajících stranově vodivých optických vláken zabudovaných plně do textilních struktur (patentovaný postup a užitný vzor vyvinutý v rámci projektu TIP MPO) pracuje dlouhodobě vědecký tým Fakulty textilní Technické univerzity v Liberci. Spolupracuje s dalším členem klastru technických textilií CLUTEX společností STAP Vilémov a.s. a také s Fakultou mechatroniky TUL. „Je to jeden z příkladů konkrétní spolupráce mezi akademickou sférou a výrobními podniky. Zaměřujeme se na využití textilií se speciálními optickými efekty,“ řekl vedoucí katedry materiálového inženýrství FT TUL profesor Jiří Militký.
Představení partnerů
Fakulta textilní TULje jediné vysokoškolské pracoviště zabývající se výukou a akademickým výzkumem v oblasti textilního inženýrství v čr. V rámci svých aktivit se zabývá výběrem vhodných stranově vyzařujících polymerních vláken, testováním jejich optických a mechanických vlastností, ověřováním funkčnosti v textilních strukturách, jejich modifikací a uplatněním pro speciální výrobky, testováním stálostí vláken, jejich použitím a údržbou
Fakulta mechatroniky informatiky a mezioborových studií TULse zabývá především vývojem systému osvětlování, elektronických prvků, speciálních optických měřících zařízení a zdrojů napájení.
STAP vilémov a.s. patří se svými 270 zaměstnanci mezi největší evropské výrobce elastických a neelastických stuhařských výrobků a zdrhovadel. Ve dvou závodech ve Vilémově a ve Velkém Šenově vyrobí přes 150 milionů metrů za rok. STAP se zabývá zejména modifikací vhodných způsobů zabudování optických vláken do textilií, výrobou a ověřováním prototypů částí textilních struktur obsahujících POF a jejich přechodem na sériovou výrobu.
Klastr clutex – Technické textilie
STAP a TUL jsou členové klastru CLUTEX s názvem „Technické textilie“. Sídlem klastru je Liberec. V současné době má klastr 26 členů. Posláním klastru je koordinace a spolupráce zejména textilních a oděvních firem s organizacemi zabývajícími se vývojem a výzkumem (např. univerzity a další subjekty). Cílem je vytvářet optimální podmínky pro transfer technologií, zajištění inovací vyšších řádů a rozvoj podnikání v oblasti výzkumu, vývoje a výroby technických textilií včetně materiálů a polotovarů sloužících k jejich výrobě. Členy klastru mohou být právnické a fyzické osoby, jejichž převažujícím předmětem činnosti je výroba textilních a oděvních výrobků a jejichž součástí je vývoj, výzkum, vzdělávání a další služby.
Porovnání způsobu zviditelnění
Již dlouho jsou známé pasivní reflexní prostředky, které se za snížené viditelnosti při ozáření světelným zdrojem zvýrazní (odrazová skla, retroreflexní textilie resp. pásky, nášivky aj). Tyto pasivní prvky jsou bez přímého ozáření světlem nefunkční. To je neúčinné zejména v dopravním provozu, když například na krajnici vozovky v zatáčce je světlomety vozidla ozářena na poslední chvíli. Tato negativa odstraňují aktivní bezpečnostní prvky. Tradiční jsou světlo emitující diody, které jsou však pouze bodovým zdrojem a nezobrazují obrys předmětů a osob. Řešení založené na liniových zdrojích (textiliích se zabudovanými stranově vyzařujícími optickými vlákny) odstraňuje problémy se zvýrazněním obrysů a vede k přesné identifikaci polohy a rozměru všech účastníků silničního provozu.
Oblasti použití liniových zdrojů světelného záření
Původní oblastí použití jsou aktivní bezpečnostní textilie, které se týkají oděvů a doplňků pro děti, dospělé a domácí zvířata. Speciální jsou aplikace pro dětské kočárky, kola, invalidní vozíky, školní tašky, kabelky, batohy, atd. Další využití textilií se zabudovanými stranově vyzařujícími optickými vlákny je široké – od technicky orientovaných aplikací až k textilnímu a oděvnímu designu. Mezi technické aplikace patří různé typy ekonomického nouzového osvětlení, kdy dochází především k potlačení oslňování a ekonomicky výhodnému osvětlování objektů (nouzové východy, schodiště, chodby, výtahy, koupelny, toalety), předmětů (nemocniční postele, dětské inkubátory) a vymezení ploch (parkoviště, mobilní přistávací dráhy, okraje bazénů). Mezi aplikace související s designem patří emoční textilie, estetické doplňky, náhrada šperků, atd..
Vybrané produkty
Základním produktem jsou optická vlákna zabudovaná do textilií s napájecím systémem, tvořící standardně odnímatelný set, který lze využít jako bezpečnostní prvek pro již zmiňované účely použití. Druhou variantou je umístění tohoto setu permanentně do struktury textilií (s výhodou do švu), které umožňují tvorbu oděvů zvýrazňujících obrys nositele. Je také možno použít optická vlákna zabudovaná do textilních obalů jako konstrukční prvek zvýrazňující obrys předmětů (kočárky, kola). V současné době jsou k dispozici fyzické prototypy oblečení (ochranné vesty, bundy), školní brašna, batoh, ledvinka, kabelka, obojek, koupelnová předložka a odnímatelné sety s vlastním napájením.
Technická specifikace
Systémy využívající liniového osvitu jsou bez speciálních úprav běžně použitelné do délky 4 a jsou dobře viditelné do vzdálenosti 1000 m. Uvedené parametry závisí na průměru vlákna a typu zdroje. Zvýšení intenzity vyzařování lze docílit oboustranným osvitem nebo patentovaným (TUL) použitím reflexní plochy na konci vlákna, který není nasvětlován. Systémy liniového osvitu jsou přirozeně chráněny textilním obalem proti působení vnějších vlivů. Odolávají opakovanému praní, běžné údržbě a namáhání při nošení. Zaručená doba funkce závisí na typu baterie a běžně se pohybuje kolem 4 a více hodin kontinuálního osvitu. Snadno lze měnit odstín použitím obarvených krycích textilních vrstev a zvýšení viditelnosti použitím fluorescenčních barviv resp. běžných reflexních prvků. Cenově zde dojde k navýšení o cca 75 až 100 Kč na metr délky textilie s optickým vláknem a o cca 75 až 350 Kč na osvit (podle jeho funkcí). Tyto ceny jsou pouze orientační a zejména v masové integraci do oděvních textilií mohou být sníženy. Cena při porovnání s běžnými způsoby osvitu je velmi nízká (Běžná žárovka v porovnání s diodou má životnost pouze 1000 hodin a dioda 20000 hodin, což je více než dva roky. Při sledované době 20000 h jsou náklady při požití žárovky téměř 10ti násobné a to ještě bez započtení pracovního času na údržbu). Zdroje světla mají nízkou hmotnost a malé rozměry.
Nově vyvinutá metodika testování, zapojení studentů do vědecké práce
K novým typům výrobků se zabudovanými stranově vyzařujícími vlákny bylo třeba vyvinout také metodiku testování. Bylo vyvinuto zařízení pro měření intenzity vyzařování optických vláken v napřímeném stavu a ohybu. Na vývoji testovacího zařízení se podílela také ing. Barbora Meryová, bývalá studentka inženýrského studia, která úspěšně obhájila diplomovou práci na téma „Měření intenzity vyzařování optických vláken“v červnu 2012 a získala cenu děkana. Postupně bylo dokončeno sedm diplomových a bakalářských prací a tuto problematiku řeší i disertační práce. Vývoj v této oblasti byl částečně podporován projekty studentské grantové soutěže TUL.
Zveřejnění odborných výsledků
V souvislosti s řešením této problematiky vznikla celá řada vědeckých a technických výsledků. Bylo publikováno celkem 10 kapitol v odborných monografiích, 2 články v zahraničních časopisech, 10 příspěvků na mezinárodních konferencích, 3 přednášky na zahraničních univerzitách, 1 užitný vzor, 1 přijatý patent a 1 zahraniční patent v řízení. Vybrané prototypy byly prezentovány na výstavách v Istanbulu (Technoshow), Frankfurtu n.M. (TechTextil), Chicagu a Brně (Styl). Je připravena prezentace na výstavě MedTextile v Pekingu v Číně (březen 2014). Na mezinárodním semináři návrhářů ZEMOST TEXTILES byly v rámci diskuze prezentovány vybrané prototypy, které byly potom umístěny v galerii a knihovně Materio Praha.
Uvedení výrobků na trh
V současné době je k dispozici celá řada prototypů výrobků a různých aplikací. Firma STAP a.s. může okamžitě zahájit sériovou výrobu setů a dalších textilních polotovarů obsahujících liniové zdroje světelného záření. Ve spolupráci s firmou APPLYCON s.r.o. jsou optimalizovány zdroje napájení, které mohou být umístěny oddělitelně od světelného zdroje. Jednáme s vybranými firmami o přípravě sériové výroby, o zabudování do uměleckých prvků, módních doplňků, bižuterie, šperků, atd. Rychlost praktického zavedení souvisí zejména se zájmem o vybrané produkty ze strany spotřebitelů.
Kontakt:
PhDr. Jaroslava Kočárková
mluvčí Technické univerzity v Liberci
mobil: 602 770 114, e-mail: jaroslava.kocarkova@tul.cz
26. února 2014