Metalik elyaf - Metallic fiber
Metalik lifler , metal, metalik alaşımlar, plastik kaplı metal, metal kaplı plastik veya tamamen metal kaplı bir çekirdekten oluşan üretilmiş liflerdir .
Kökleri tekstil ve giyim uygulamalarına dayanan altın ve gümüş lifler, eski çağlardan beri kumaş süsleme iplikleri olarak kullanılmaktadır . Daha yakın zamanlarda, alüminyum iplikler, alüminize plastik iplikler ve alüminize naylon iplikler altın ve gümüşün yerini almıştır.
Günümüzün metal elyaf endüstrisi, çeşitli uygulamalar için esas olarak paslanmaz çelik, nikel, titanyum, bakır ve alüminyumdan elyaflar sunmaktadır. Kararmayı en aza indirmek için metalik filamentler şeffaf filmlerle kaplanabilir.
Metal fiber ayrıca telden (çelik yünü) traş edilebilir, folyodan traş edilebilir, daha büyük çaplı telden demet çekilebilir, bir külçeden işlenebilir, erimiş metalden dökülebilir veya bir tohumun (genellikle karbon) etrafında büyütülebilir.
Tarih
Altın ve gümüş, eski çağlardan beri kralların, liderlerin, soyluların ve statülü kişilerin giyim ve dokumalarında dekorasyon olarak kullanılmıştır . Bu zarif tekstillerin çoğu dünyadaki müzelerde bulunabilir. Tarihsel olarak, metalik iplik, bir fiber çekirdeğin (pamuk veya ipek) etrafına metal bir şeridin sarılmasıyla, genellikle dekorasyonun görsel kalitesini artırmak için fiber çekirdeğin rengini ortaya çıkaracak şekilde inşa edildi. Tamamen veya kısmen altın ipliklerden dokunan eski tekstil ve giysilere bazen altından kumaş denir . 7. ve 9. yüzyıllar arasında Bizans tezgahlarında ve daha sonra Sicilya , Kıbrıs , Lucca ve Venedik'te dokunmuşlardır . Dokuma , Çin ve bazı Orta Doğu bölgelerinde Moğol egemenliği altında sanat ve ticaretin geliştiği Cengiz Han'ın mirası sırasında 12. yüzyılda da gelişti . Dobeckmum Company, 1946'da ilk modern metalik elyafı üretti.
1960'ların başlarında, Brunswick Corp. metalik filamentler oluşturmak için ekonomik olarak uygun bir süreç geliştirmek için bir araştırma programı yürüttü. Laboratuvar ölçekli bir pilot tesiste metalik filamentler üretmeye başladılar. 1964 yılına gelindiğinde Brunswick, 304 tipi paslanmaz çelikten 1 μm kadar küçük ince metal lifler üretiyordu. ABD'de bulunan ilk büyük ölçekli üretim tesisi 1966 yılında faaliyete geçmiştir. Metal elyaflar artık yaygın olarak üretilmekte ve her türlü teknolojide kullanılmaktadır. Geniş bir uygulama yelpazesi ile olgun bir sektördür.
Geçmişte, alüminyum genellikle metalik bir elyafın temeliydi. Daha yakın zamanlarda paslanmaz çelik , metalik lifler için baskın metal haline geldi. Alaşıma bağlı olarak, metalik lifler ipliğe daha yüksek teknoloji uygulamalarında kullanıma izin veren özellikler sağlar.
lif özellikleri
Metal lifler farklı form ve çaplarda bulunur. Genel olarak sektör, 100μm'den 1μm'ye kadar metal fiber çapları sunmaktadır.
Metalik lifler hem uzun, sürekli liflerde hem de kısa liflerde bulunur (uzunluk/çap oranı 100'den az).
Karbon, cam, aramid veya doğal lifler gibi diğer lif türleriyle karşılaştırıldığında, metal lifler düşük elektrik direncine sahiptir. Bu, onları elektriksel iletkenlik gerektiren herhangi bir uygulama için uygun hale getirir. Mükemmel termal dirençleri, aşırı sıcaklıklara dayanmalarını sağlar. Korozyon direnci, paslanmaz çeliklerde veya diğer metallerde yüksek kaliteli alaşımların kullanılmasıyla elde edilir. Metal fiberlerin diğer avantajlı mekanik özellikleri arasında yüksek kırılma gerilimi, süneklik, şok direnci, yangına dayanıklılık ve ses yalıtımı bulunur.
Sinterlenmiş metal fiber yapılar ve ürünler, yapısal olarak güçlü ve dayanıklı kalırken yüksek gözeneklilik özellikleri gösterir. Bu, filtrasyon veya elektrotlar gibi belirli uygulamaların işlevine ve yapısına fayda sağlar.
Kaplanmış metalik filamentler kararmayı en aza indirmeye yardımcı olur. Uygun yapıştırıcılar ve filmler kullanıldığında tuzlu sudan, yüzme havuzlarındaki klorlu sudan veya iklim koşullarından etkilenmezler. Bakım etiketi yoksa, mümkünse metalik elyaflarla yapılan herhangi bir şey kuru temizleme yapılmalıdır. Ütüleme, özellikle yüksek sıcaklıklarda demirden gelen ısı lifleri eritebileceğinden sorunlu olabilir.
Üretim yöntemi
Metalik liflerin üretimi için kullanılabilecek birkaç işlem vardır.
En yaygın teknoloji demet çekme olarak bilinir . Birkaç bin filament, çapını daha da azaltmak için bir kalıptan çekilen bir tüp olan sözde kompozit tel içinde bir araya toplanır. Kaplama tüpü daha sonra asit içinde çözülür, bu da tek tek sürekli metal liflerle sonuçlanır. Bu kompozit tel, demet içindeki tek tek filamentlerin istenen çapı elde edilene kadar daha da çekilir. Demet çekme teknolojisi, uzunlukları birkaç kilometreye kadar olan sürekli metal elyaf demetlerinin üretimine olanak tanır. İşlemin doğası gereği, liflerin enine kesiti sekizgendir. Yüksek kaliteli lifler elde etmek için, bu teknolojide ince ayar yapılabilir, bu da çok dar eşdeğer çap yayılımına sahip tek tip, çok ince liflerle sonuçlanır. Son birkaç yıldaki özel gelişmeler, bu teknolojinin 200 nm ve altındaki çaplara sahip liflerin üretiminde kullanılmasına izin verdi.
Olarak laminasyon işleminin , tek bir keçe iki katı arasında bir alüminyum tabaka, asetat ya da poliester filmi. Bu lifler daha sonra iplikler için uzunlamasına şeritler halinde kesilir ve bobinlere sarılır. Metal, şeffaf bir filmde renklendirilebilir ve kapatılabilir, yapıştırıcı renklendirilebilir veya film, laminasyondan önce renklendirilebilir. Metalik elyaflarda yapılabilecek çok çeşitli renk ve efekt çeşitleri vardır ve bu da çok çeşitli görünümler üretir.
İle folyo tıraş teknoloji, 14 um ve daha fazla dikdörtgen şeklinde aşağı çaplara sahip lifler mümkün bulunmaktadır. Bu, yarı-sürekli lif demetleri veya kesikli lifler üretir.
Kesikli liflerin işlenmesi , 10 μm'ye kadar yarı sürekli lif demetleri üretebilir. Kesikli elyaf üretiminin iyileştirilmesi, bu tür elyaflar üzerinde dar bir çap yayılmasına ve ayrıca elyaf geometrisinin ayarlanmasına olanak tanır. Bu teknoloji, ulaşılabilen küçük çaplar ve nispeten küçük çap yayılımı nedeniyle folyo talaşı veya eriyik eğirmeden elde edilen liflere kıyasla benzersizdir.
Metalik lifler, metalleştirme işlemi kullanılarak da yapılabilir . Bu işlem, metalin buharlaşana kadar ısıtılmasını ve ardından yüksek basınçta polyester film üzerine bırakılmasını içerir . Bu işlem daha ince, daha esnek, daha dayanıklı ve daha rahat lifler üretir.
Metal fiber ayrıca telden (çelik yünü) traş edilebilir, erimiş metalden dökülebilir veya bir tohumun (genellikle karbon) etrafında büyütülebilir.
Metalik elyaf ürün çeşitleri
sinterlenmiş ortam
metal elyaflar, ya dokunmamış yapağı olarak ya da çapları 1,5 ila 80 µm arasında değişen elyaflardan oluşan sinterlenmiş yapılar olarak elyaf ortamına dönüştürülür. Bu gözenekli metal fiber ortam, son derece zorlu uygulamalarda benzersiz olmaları nedeniyle kullanılmıştır. Olağanüstü geçirgen bir malzeme (sinterlenmiş yapılar için %90'a kadar ve dokumasız yapılar için %99'a kadar gözenekler) ile yüksek korozyon ve sıcaklık direnci kombinasyonuna sahip olmanın faydası çok değerlidir. Sinterlenmiş gözenekli yapı, tek tek lifler, metaller arası difüzyon bağı ile güçlü bir şekilde birbirine bağlandığından bağlayıcıya sahip değildir. 3D sinterlenmiş yapılar da standart bir ürün haline geldi. En son gelişmelerden bazıları, her iki dünyanın da en iyisine izin veren metalik ve metalik olmayan liflerin bir kombinasyonunu kullanan filtrasyon ortamıyla ilgilidir.
Kısa lifler
Özel olarak tasarlanmış bir işlem, 100'lük bir uzunluk üzeri çap (L/D) aralığında kısa lifler olarak bilinen tek tek toz benzeri metal liflerin üretilmesine izin verir. Bu kısa lifler, sinterlenmiş filtrasyon üretmek için metal tozlarıyla birlikte veya bu şekilde kullanılabilir benzersiz geçirgenlik seviyelerine izin verirken ultra yüksek filtrasyon seviyelerine sahip yapılar.
polimer peletler
Diğer metal elyaf ürünleri, polimer peletler veya metal elyaflardan oluşan tanelerdir. Birkaç lif demeti, çeşitli boyutlandırmalarla birbirine yapıştırılır ve uygun bir uyumlu ekstrüzyon kaplaması uygulanır. Bu kaplanmış demetleri topaklar halinde doğradıktan sonra, enjeksiyon kalıplama ve ekstrüzyon ile tasarlanmış iletken/koruyucu plastik parçaların üretiminde katkı maddesi olarak kullanılabilirler. Metal fiberlerin benzersiz yararı, nispeten sınırlı hacimde iletken katkı maddeleri ile iletken ağ oluşumudur.
Dokunmamış kumaşlar veya keçeler, tıpkı geleneksel tekstil liflerinde olduğu gibi metal liflerle üretilebilir. Çok sınırlı sayıdaki durumlarda, elyafları dolaştırmak ve iğne ile zımbalanmış keçe elde etmek için iğneleme uygulanabilir.
Sonsuz paslanmaz çelik lif demeti, tekstil eğirme işlemleriyle ipliğe dönüştürülebilir. İki tür iplik vardır: biri düşük miktarda lifli, diğeri yüksek miktarda lifli. Filament sayısı yaklaşık 275 olan birincisi, demete büküm eklenerek bir filament ipliğe dönüştürülebilir. Birkaç bin lif içeren demetler tipik olarak lifleri eğrilmiş ipliğe dönüştürmek için kullanılır. Bu, streç kırma ve ardından geleneksel iplik eğirme teknolojileri ile yapılabilir. Bu, %100 metal ipliklerle sonuçlanır. Eğirme işlemi sırasında towlar karıştırılabilir ve karışımlı iplikler de üretilebilir. Pamuk, polyester ve yün ile karışımlar mümkündür. Daha sonra metal iplikler, tekstil prosesleri kullanılarak çeşitli tekstil ürünlerine dönüştürülebilir. Örgü (dairesel, düz, çözgü) ve dokuma ile örgü mümkündür. Harmanlanmış tekstil ürünleri, metal ipliklerin diğer ipliklerle birleştirilmesiyle veya içinde iki çeşit lif bulunan ve dolayısıyla zaten kendi başlarına karışım olan iplikler kullanılarak elde edilebilir.
Kablo yapmak için iki veya daha fazla filaman birkaç kez birlikte bükülür. İşlem sırasında bir kablonun burulması ve düzlüğü izlenir. Kablo, farklı filament güçleri, çapları veya büküm sayıları bir araya getirilerek veya önceden şekillendirilerek belirli bir uygulama için ince ayar yapılabilir.
Metal fiber, kompozit malzemeler için takviye fiberi olarak kullanılabilir, darbe üzerine kırılma davranışını ve elektriksel iletkenliği iyileştirir. Geleneksel karbon veya cam elyaf takviye elyafları, kırılgan ve patlayıcı bir kırılma davranışı ile sonuçlanan çok sınırlı uzama olasılıklarına sahiptir. Metal lifler bunu mükemmel bir şekilde tamamlar ve kırılmadan önce çok daha fazla enerji emebilir. Kompozit malzeme için diğer herhangi bir takviye elyafının işlenmesinden farklı değildir. Metal lifleri diğer liflerle birleştirerek karbon, cam ve çeliğin tüm avantajlarını bir araya getiren 'hibrit' bir kompozit yapı oluşturmak bile mümkündür.
yapımcılar
Şu anda metalik lifler öncelikle Avrupa'da üretilmektedir. Dünya çapındaki en büyük ve en entegre metal elyaf üreticisi , merkezi Belçika'da bulunan, ancak Avrupa, Asya ve Amerika'da üretim ayak izi bulunan çok uluslu şirket Bekaert'tir . Amerika Birleşik Devletleri'nde halen üç üretici metalik iplik üretiyor. Metlon Corporation, çok çeşitli lamine ve lamine olmayan metalik iplikleri ve Brightex Corporation, Reiko'yu stoklayan ABD'de kalan üreticilerden biridir. Hwa Young gibi Japonya ve Güney Kore Şirketi de Metalik elyaflar üretiyor. Çin ayrıca metalik iplikler de üretiyor; Dongyang şehri 100'den fazla fabrika içeriyor, ancak bunlardan bazıları geleneksel fabrikalar yerine ev tabanlı üretim tesisleri. Daha popüler fabrikalardan ikisi Salu Metallic Yarn ve Aoqi Textile.
2020 yılında, Aachen'den bir Alman girişimi olan Fibrecoat , Almanya'da Alüminyum kaplı Bazalt Elyafları üretmeye başladı, patentli kaplama tekniği, üretim hızında üstel bir artışa ve proses adımlarında, enerji tüketiminde ve fiyatta düşüşe izin veriyor.
Ticari markalar
Bekaert, metal elyaflar ve sürekli elyaf, sinterlenmiş ortam, dokunmamış yapılar, polimer peletler, örgüler, dokuma kumaşlar, kablolar, iplikler ve kısa elyaflar gibi birçok türev ürün üretmektedir. İyi kurulmuş marka isimleri Bekipor, Beki-shield ve Bekinox'tur.
Simli Şirket üzerinde elli yıldır Avrupa'da metalik liflerin üretmiştir. Giyim kumaşlarında, nakışlarda , örgülerde , örgülerde , askeri kıyafetlerde, süslemelerde, halatlarda, kordonlarda ve dantel yüzey dekorasyonunda kullanılan elyaflar dahil olmak üzere çok çeşitli metalik elyaf ürünleri üretirler . Lurex elyafların çoğunluğu metal şeridi kaplayan bir poliamid filme sahiptir, ancak polyester ve viskoz da kullanılır. Lifler ayrıca , kullanım kolaylığı sağlamaya yardımcı olan mineral bazlı bir yağ olan PW adı verilen bir yağlayıcı ile işlenir .
Metlon Corporation, Amerika Birleşik Devletleri'nde Metallic Yarns'ın ticari markasıdır ve altmış yılı aşkın bir süredir metalik iplikler üretmektedir. Metlon, tek yarık iplikleri iki ucu naylon ile sararak metalik iplik üretir. Naylon bir ucu saat yönünde, diğer ucu ise metalik ipliğin etrafına saat yönünün tersine sarılır. En yaygın kullanılan naylon ya 15 denye ya da 20 denyedir, ancak daha ağır denyeler özel amaçlar için kullanılır.
kullanır
Metalik lifler çok çeşitli sektör ve segmentlerde kullanılmaktadır.
Otomotiv
Metal fiber sinterlenmiş levhalar, dizel ve benzin partikül filtrasyonu ve karter havalandırma filtreleri için kullanılır.
Otomotiv camı bükme işlemleri için ısıya dayanıklı tekstil malzemeleri metal liflerden yapılır. Bu metal fiber bezler, yüksek sıcaklıklar ve yüksek basınçlarla bükme işlemi sırasında camı korur.
Ayrıca araba koltuğu ısıtması için ısıtma kabloları ve Seçici Katalitik İndirgeme tüpleri, adblue tankları . Metal fiber ısıtma kabloları, bakır tele kıyasla son derece yüksek esneklik ve dayanıklılık gösterir.
havacılık
Uçak hidrolik sistemlerinde Hidrolik sıvı filtrasyonu için metal fiber filtreler kullanılır . Cam elyaf filtrasyon ortamı ile karşılaştırıldığında, metal elyaflar, elyaflar bir bağlayıcı malzeme tarafından bir arada tutulmak yerine sinterleme ile metalik olarak birleştirildiğinden mükemmel dayanıklılık gösterir.
Metal fiber sinterlenmiş gözenekli levhalar, uçak kabininde HVAC seslerini ve yardımcı güç ünitesi gürültüsünü azaltan bir ses azaltma ortamı olarak kullanılır .
Teknik tekstiller
Metal lifler, diğerlerinin yanı sıra elektrik koruyucu giysiler veya antistatik büyük torbalarda kullanılabilen tekstiller için antistatik lifler olarak işlev görebilir .
Metal fiber tekstiller ile sadece antistatik değil, aynı zamanda elektromanyetik parazitten (EMI) koruma da sağlanabilir.
Paslanmaz çelik elyaf tekstiller elektrik akımı uygulanarak ısıtılabilir ve kesilmeye dayanıklı giysiler (eldivenler) için de kullanılabilir. Diyelim ki modern zincir posta .
Güç
Metal fiber filtreler, çok düşük gözenek boyutlarında çok yüksek gözenekliliğe ulaşabilir, bu da onları HEPA ve ULPA filtrasyonu için uygun hale getirir . Bu filtreler, diğerlerinin yanı sıra, nükleer enerji santrallerinde, radyoaktif buharın nihai salınımını önlemek için bir güvenlik önlemi olarak kullanılır.
Deniz
Metal fiber filtreler, denizcilik yakıtının ve madeni yağın saflaştırılması için kullanılmaktadır.
Metal liflerin diğer kullanımları
Metalik elyafların bir diğer yaygın kullanımı döşemelik kumaşlar ve lame ve brokar gibi tekstillerdir . Birçok insan dokuma ve iğne oyası için de metalik lifler kullanır . Parti ve gece kıyafetlerinden kulüp kıyafetlerine, soğuk hava ve hayatta kalma kıyafetlerine ve günlük giyime kadar her şeyde metalik lifler günümüzde giderek daha yaygın hale geliyor. Metalik iplikler dokunur, örülür ve birçok moda kumaş ve süslemede örülür. Daha fazla çeşitlilik için, metalik iplikler yün, naylon, pamuk ve sentetik karışımlar gibi diğer liflerle bükülerek nihai kumaşa veya süslemeye yenilik etkileri ekleyen iplikler üretilir.
Telefon hatları ve kablolu televizyon hatları gibi iletişim hatlarında paslanmaz çelik ve diğer metal lifler kullanılmaktadır .
Halılarda da paslanmaz çelik lifler kullanılmaktadır . Diğer liflerle halının her tarafına dağılırlar, böylece tespit edilmezler. Liflerin varlığı, statik şokun azaltılması için elektriğin iletilmesine yardımcı olur. Bu tür halılar genellikle statik üretme şansının çok daha fazla olduğu bilgisayar kullanılan alanlarda kullanılmaktadır. Diğer kullanımlar arasında lastik kordonu, füze burun konileri, koruyucu giysiler, uzay giysileri gibi iş kıyafetleri ve kasaplar ve bıçaklı veya tehlikeli makinelerin yakınında çalışan diğer kişiler için kesilmeye dayanıklı eldivenler bulunur.
Metal lifler, lif takviyeli kompozitler için bir takviye veya elektriksel iletkenlik lifi olarak kullanılabilir .