На нью-йoркcкoй премьере фильма «Секc в бoльшoм гoрoде» иcпoлнительница oднoй из главных рoлей Сара Джеccика Паркер блиcтала в великoлепнoм наряде oт Nina Ricci. В cвете coфитoв тoнчайшее пoлупрoзрачнoе платье cветилocь металличеcким блеcком. Поразившая вcех ткань для этой модели была изготовлена в cлавном городе Иваново на предприятии «Ивтехномаш». Еcли быть точными, то в роccийcкой провинции уникальным cпоcобом нанесли на ткань тончайший (всего в несколько атомов) слой металла. «Металлизация» придает материалу не просто особый блеск и красоту, но и многие другие свойства, позволяющие применять его в различных отраслях промышленности и даже обороны.
В зависимости от того, что входит в состав напыляемого слоя, металлизированные текстильные материалы могут приобрести не только прекрасные декоративные свойства, но и стать антистатическими, бактерицидными, свето- и теплоотражающими, экранирующими и радиомаскирующими. Соответственно, использовать такие ткани можно в самых разных областях. Например, для украшения интерьера (обивка мебели, портьеры и т.п.), пошива верхней одежды, обуви, сумок (цвет «металлик» может украсить любую ткань: курточную, джинсовую и др.), пошива постельного белья. Последнее особенно актуально, если в качестве напыления используется слой серебра, придающий материалу бактерицидные свойства. Такое белье просто незаменимо в ожоговых центрах и родильных домах.
Помимо оригинального цвета, металлизированный материал способен сохранять тепло, выделяемое организмом человека и в то же время отражать избыток теплового излучения, поступаемого извне. Другими словами, в жару в одежде из ткани с такими свойствами будет прохладно, а в холодное время – тепло. Свойства, просто необходимые при изготовлении спецодежды для рабочих горячих цехов и пожарных. Другая сфера применения таких тканей – это изготовление теплоотражающих покрытий на жаростойких стекло-, кремнеземных и базальтовых тканях, используемых в качестве тепловой изоляции. Кроме того, она прекрасно подходит для изготовления солнцеотражающих покрытий на материалах, используемых как в быту (например, жалюзи), так и в строительной индустрии (тенты на основе полиуретана с теплоотражающим покрытием, металлизированные ткани из полиамидных, полиэфирных, полипропиленовых нитей).
Проводимость, которая появляется у ткани при напылении слоя металла, дает возможность получать материалы, экранирующие электромагнитные излучения и приводит к тому, что синтетические ткани или нетканые материалы приобретают антистатические свойства. Это весьма важно, например, для создания искробезопасных фильтров использующихся на взрывоопасных производствах (угледобывающая, деревообрабатывающая, пищевая промышленность) и изготовления материалов, не допускающих накопление статического электричества: шторы «чистых комнат», операционных, спецодежда персонала, работающего в электронной промышленности.
Производство и использование материалов способных «защищать» от электромагнитных полей и других излучений во все мире стало очень актуальным, так что, у ивановского предприятия может быть большое будущее. Обработанную ими ткань можно использовать при изготовлении элементов одежды, защищающих от вредного воздействия радиотелефонов, ВЧ-, СВЧ- техники, одежды для обслуживающего персонала медицинских кабинетов физиотерапии. Отражающая способность металлизированных тканей по отношению к видимому и инфракрасному излучению может быть существенно улучшена предварительным каландрированием тканей.
Металлизированные ткани и пленки находят применение также при производстве специальных комплектов для маскировки различных объектов от средств радиолокационной разведки. Использование в качестве деталей военного снаряжения для снижения заметности в приборах ИК- и радио- диапазонов. Защита компьютерных систем и электронных систем управления от попадания ложных сигналов, изготовление защитных устройств для предотвращения утечки информации из служебных помещений.
Ткани или нетканые материалы, покрытые серебром, обладают прекрасными бактерицидными свойствами и могут применяться, например, для очистки воды или в медицине. Предварительные исследования показали, что хлопчатобумажная марля, покрытая серебром, обладает бактерицидной активностью по отношению к стафилококку, посевов синегнойной палочки, Enterobacter cl., протей. Получено предварительное заключение о том, что марля с напылением тонкой пленки серебра обладает бактерицидной эффективностью, достаточной для практического применения в медицине. Такая марля после стерилизации была использована для местного лечения поверхностных ожоговых ран. На участках, укрытых посеребренным материалом, раны заживали быстрее.
Сегодня подобный перевязочный материал в России не производится, а покупается за рубежом. При этом предварительные оценки показывают, что цена перевязочных средств, изготовленных на основе металлизированной марли, должна быть существенно ниже цены импортных салфеток на основе специальных мазей. Кроме того, такие перевязочные средства будут иметь практически неограниченный срок годности, тогда, как срок годности вышеупомянутых салфеток составляет несколько лет.
Способов металлизации материалов существует несколько. Например – с помощью растворов электролитов – но этот метод экологически вреден т.к. в нем применяются различные агрессивные и токсичные вещества, которые, к тому же, требуют утилизации. Кроме того, электрохимический способ не дает возможности точно проконтролировать получаемые новые свойства ткани (в частности, электропроводность), что плохо сказывается на ее дальнейшем применении.
Существует еще один способ металлизации – с помощью вакуум-термического испарения. Однако таким образом можно напылять только тонкие пленки алюминия, что существенно ограничивает его применение. И этот процесс также с трудом поддается контролю, получение тонких пленок алюминия заданной толщины весьма проблематично
Особый интерес вызывает метод, предложенный специалистами ивановского предприятия «Ивтехномаш» – ионно-плазменного или магнетронного распыления.
Суть метода такова: в специальном оборудовании тяжелые ионы аргона из плазмы бомбардируют металлическую мишень и выбивают частицы металла, которые конденсируются на ткани. Эта технология не нова, она уже около полувека используется в микроэлектронике, но заслуга специалистов предприятия «Ивтехномаш» в том, что они впервые применили его в больших производственных масштабах и для текстиля. Хороший результат получился потому, что в одном месте и в одно время саккумулировались блестящие мысли «ученых» мужей с профессионализмом практиков.
Метод магнетронного распыления реализуется в достаточно глубоком вакууме (5×10–5 мм рт. ст.) и позволяет наносить на ткани тонкие пленки меди, алюминия, титана, латуни, серебра, нержавеющей стали, бронзы и других металлов и их сплавов, а также соединения некоторых металлов с кислородом или азотом. Например, можно наносить на поверхность тканей нитрид титана, получая ткань, окрашенную «под золото» или ткани с перламутровым эффектом. Получить именно такие цвета и оттенки не возможно никаким другим из известных на сегодня способов обработки текстильных материалов (гладкое крашение, пигментная печать, металлизация из растворов электролитов, вакуум-термическое испарение).
Особенно необходимо отметить тот факт, что данный способ металлизации практически не загрязняет окружающую среду. Отсутствует необходимость в использовании каких-либо химических материалов, а значит – в очистке сточных вод, что компенсирует затраты, связанные с повышенным энергопотреблением оборудования в связи с необходимостью достаточно глубокого вакуумирования и использованием магнетрона. Установка оборудования не требует наличия специальных инженерных коммуникаций: станций очистки сточных вод, парогенераторов и паропроводов, химстанций и т.п. Это позволяет использовать данное оборудование даже в условиях т.н. малых предприятий.
В 2006 г. был проведен цикл исследований металлизированных материалов, изготовленных на «Ивтехномаш», что позволило наработать экспериментальные партии экранирующих тканей и пленок из которых были изготовлены и успешно испытаны экспериментальные партии маскирующих комплектов, применяющихся для маскировки военной техники и войсковых объектов на летнем растительном фоне от оптических и радиолокационных средств разведки.
Магнетронный способ напыления является весьма экономичным. При определенных параметрах обработки возможно нанесение сверхмалых количеств металлов. Это полезно при напылении дорогостоящих металлов и сплавов, например, серебра или металлов платиновой группы, используемых в качестве катализаторов.
Поскольку обработка тканей происходит в мягких условиях т.н. низкотемпературной плазмы, ткань сохраняет мягкий гриф, воздухо- и влагопроницаемость, драпируемость, прочностные характеристики.
Металлический слой существенно уменьшает удельное поверхностное электрическое сопротивление тканей. Такие ткани совершенно не электризуются при носке и не накапливают электрический заряд. Более того, разработанный специалистами «Ивтехномаш» способ позволяет изготавливать и электропроводящие ткани, т.е. ткани, способные проводить электрический ток, что, позволяет использовать их в качестве гибких электропроводящих элементов, способных паяться, что особенно актуально при создании т.н. smart-текстиля.
Металлизация тканей – только одно из направлений деятельности предприятия «Ивтехномаш». Помимо тканей слой металла можно наносить и на полимерные пленки.
Промышленное оборудование предприятия позволяет металлизировать полимерные полиэтилентерефталатные, полипропиленовые, полиэтиленовые, полиамидные, поликарбонатные и др. пленки шириной до 170 см и толщиной от 12 мкм и более. При этом имеется возможность нанесения покрытий из алюминия, меди, серебра, нержавеющей стали, титана, нитрида титана и др. Толщина покрытия также четко контролируется, как и в металлизации тканей, что позволяет получать проводящие слои в широком диапазоне удельных поверхностных сопротивлений с точностью ±10%. При этом специалисты гарантируют высокий уровень адгезии металлической пленки к субстрату. После напыления пленка может быть разрезана и намотана в рулоны заданной ширины.
Оборудование для металлизации ткани и пленок разработано на самом предприятии, которое имеет большой опыт в области производства оборудования для текстильного производства, а также ряда машиностроительных компаний России.
Ирина Шульга
