Kovové vlákno

Kovové vlákno je podle ISO 2076:2013(E) z roku 2013: Umělé vlákno sestávající z kovu, z kovu povrstveném plastikem, z plastiku povrstveném kovem nebo z jádra zcela pokrytého kovem.^[1]

Rozdíl mezi textilním kovovým vláknem a (netextilním) drátkem není však dosud (do roku 2024) jednoznačně definován.^[2]

V některých odborných publikacích jsou kovové filamenty tenčí než 100 µm považovány za vlákna a filamenty nad tuto hranici jsou dráty.^[3] Naproti tomu se ocelové drátky na zpevnění betonu s tloušťkou 300 µm nazývají mikrovlákna.^[4]

K rozpoznání rozdílu mezi drátem a vláknem se také nabízejí blíže nespecifikovaná kritéria, např.: lesk, tvárnost, elektrická vodivost a jiné vlastnosti výrobku.^[5]

Nejstarší kovová vlákna byla známá v Egyptě už asi 3000 let před n. l. V Evropě bylo např. v roce 1569 v Norimberku v provozu první zařízení na výrobu leonských nití. Ve 20. století se v roce 1960 začaly vyrábět pneumatiky s kovovou výztuží a v roce 1962 byl zaznamenán objev tvarové paměti u vláken ze slitiny niklu a titanu.^[6]

V roce 2023 se odhadoval výnos z celosvětového prodeje kovových vláken na 5,6 miliard USD.^[7]

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.^[8]

^[9]

• 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.

• 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.^[10]
• Tavné zvlákňování do rotující tekutiny (centrifugal spinning). Princip: Roztavený kov se protlačuje tryskou na studenou vnitřní stěnu rotujícího bubnu, kde se ze ztuhlého materiálu tvoří vlákno (s průřezem 50-500 µm) a odvádí do kolektoru.^{[6] [11]}
• Mimo těchto metod jsou známé: např. elektrolytické a chemické zvlákňování

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.

^[12] V následující tabulce jsou znázorněny fyzikální vlastnosti některých kovových vláken (používaných hlavně v kompozitech).

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

^[15]

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^[16]

^[17] 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.

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 %

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^[18] s použitím na nábyt. potahy, autopotahy, záclony, ubrusy, dámské oděvy.^[17]

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.^[17]

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.^[19]

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

• Obrázky, zvuky či videa k tématu kovová vlákna na Wikimedia Commons