Application des céramiques avancées dans l'industrie textile
Les matériaux céramiques utilisés pour la fabrication de composants textiles doivent présenter une dureté et une résistance élevées, ainsi qu'une excellente résistance à la corrosion. On peut les classer en quatre grandes catégories : les céramiques d'alumine, les céramiques de titane, les céramiques de zircone et les céramiques d'alumine renforcées à la zircone.
céramiques d'alumine Ils présentent une dureté élevée, une bonne stabilité chimique, une résistance aux hautes températures et une excellente résistance à l'usure, ce qui les rend adaptés à des procédés tels que le filage, l'étirage, le tissage et le tricotage.
Céramiques de titane Ils offrent une bonne résistance à l'usure et une bonne conductivité, ce qui les rend adaptés aux râteliers à fils, aux machines d'étirage, aux procédés de filature et d'enroulement.
Céramiques de zircone Elles présentent une bonne résistance à l'usure, une stabilité chimique, une résistance aux hautes températures et une grande ténacité, ce qui les rend adaptées au filage, à l'étirage et à la découpe de sections de lignes.
Céramiques d'alumine renforcées à la zircone Ils combinent une dureté élevée, une bonne résistance à l'usure, une stabilité chimique et un certain degré de ténacité, ce qui les rend adaptés aux guides-fils, aux coupe-fils, aux machines à filer et à étirer.
Actuellement, les composants céramiques pour textiles sont généralement classés en trois catégories : disques de friction, coupe-fils et guides-fils.
1. Les disques de friction se divisent en deux catégories selon leur matériau : d’une part, les disques rigides et durs, tels que les disques tout céramique, les disques céramiques projetés au plasma et les disques en sable diamanté ; d’autre part, les disques en matériaux souples, comme les disques de friction en polyuréthane. L’avantage des disques de friction en céramique réside dans leur résistance à l’usure, qui leur permet de conserver leur structure de surface durablement, garantissant ainsi une qualité de fil stable.
2. Les coupe-fils sont couramment utilisés dans les bobineuses automatiques, notamment pour les portes d'aération et les coupe-fils de tension. Ces machines sont des équipements clés de l'industrie textile, permettant d'améliorer la qualité du bobinage du fil destiné à l'exportation et de générer des devises étrangères. Les coupe-fils en céramique présentent une dureté élevée (1 300 à 3 000 HV), d'excellentes performances à haute température, une bonne dureté, d'excellentes propriétés antiadhésives et une bonne stabilité chimique.
3. Les guides-fils sont indispensables dans les équipements de tissage. La tendance à la production à grande vitesse et à la diversité des fibres exige des guides-fils en céramique plus précis, avec un état de surface supérieur et une consommation d'énergie réduite. Ces dernières années, divers guides-fils en céramique ont été développés, parmi lesquels les céramiques de titane présentent l'avantage d'être utilisées pour le filage à grande vitesse. En effet, elles empêchent l'accumulation de poudre blanche due à l'électricité statique de friction entre le fil et la céramique, évitant ainsi la baisse de qualité du fil et sa rupture. Ce procédé tire parti des propriétés semi-conductrices du titane, qui possède également une dureté relativement élevée et une bonne résistance à l'usure.
Le champ d'application des céramiques techniques dans l'industrie textile est vaste. Outre les principaux composants mentionnés précédemment, il comprend également les buses de filature en céramique, qui stabilisent le filage ; les composants rotatifs en céramique de haute précision utilisés dans les procédés d'étirage, de déformation, d'enroulement et de préparation du fil, contribuant à réduire les pannes lors de la production en continu et à simplifier ou réduire les procédures opérationnelles ; les pignons d'entraînement en céramique pour métiers à tisser, dont la faible densité réduit l'inertie des mouvements intenses ; et les patins en céramique de zircone, composants essentiels des machines à tisser, qui présentent un frottement statique et dynamique très faible et un excellent fonctionnement à sec.
Types et caractéristiques des produits textiles en céramique :
1. Textiles en fibres céramiques :
Les fibres céramiques sont des fibres inorganiques à double fonction d'isolation thermique et de résistance au feu, principalement composées d'alumine et de silice. Elles sont généralement classées en deux grandes catégories selon leur teneur en alumine : les fibres de silicate d'aluminium et les fibres d'alumine. Les fibres de silicate d'aluminium sont des fibres dispersées, obtenues par fusion de matières premières puis par filage ou soufflage, tandis que les fibres d'alumine sont des fibres à filaments continus, produites par filage de matières premières fondues.
Les produits en fibres céramiques possèdent des caractéristiques communes aux matériaux céramiques et aux produits textiles, telles qu'une résistance aux hautes températures, une bonne stabilité chimique, d'excellentes performances d'isolation thermique et acoustique, ainsi qu'une résistance mécanique relativement élevée. De ce fait, ils sont largement utilisés dans des secteurs comme la pétrochimie, l'électricité et la métallurgie pour l'isolation et les matériaux réfractaires.
Comparativement aux fibres organiques, les fibres céramiques présentent une faible filabilité et des inconvénients tels qu'une grande fragilité, une rupture facile sous contrainte mécanique lors de la transformation, une surface extrêmement lisse qui nuit à l'entrelacement des fibres et rend difficile la formation de nappes ou de brins. De plus, leur faible absorption d'humidité et leur faible conductivité électrique entraînent une forte accumulation d'électricité statique lors de la transformation. Par conséquent, la transformation et la fabrication de ces produits nécessitent des améliorations technologiques.
2. Textiles céramiques fonctionnels :
Diverses poudres céramiques ultrafines possèdent des propriétés uniques et une grande surface spécifique. Par exemple, la poudre d'oxyde de zinc absorbe et réfléchit efficacement les ultraviolets, contribuant ainsi à prévenir des maladies comme le cancer de la peau. Les cristaux de zircone monoclinique absorbent l'énergie externe et émettent des infrarouges lointains similaires au spectre des ondes biologiques du corps humain. Les technologies de production de textiles fonctionnels en céramique se répartissent principalement en deux catégories : l'incorporation de poudres céramiques lors de la transformation des fibres chimiques, c'est-à-dire pendant le filage à l'état fondu, afin de conférer des propriétés fonctionnelles aux fibres synthétiques longues ou courtes obtenues ; et le recours à des procédés de revêtement de surface, c'est-à-dire la dispersion uniforme de poudres céramiques dans des liants et leur application sur les tissus pour former des films fonctionnels.
Les matériaux céramiques couramment utilisés pour la protection contre les UV sont des oxydes métalliques à indice de réfraction élevé, tels que l'oxyde de zinc et le dioxyde de titane. Les textiles céramiques désodorisants utilisent principalement des matériaux comme le charbon actif, l'oxyde de zinc, la silice, l'alumine, l'oxyde de magnésium, etc. Les textiles contenant des poudres céramiques d'oxyde dont la taille des particules est inférieure au micron présentent certaines propriétés antibactériennes.
Comparé à d'autres textiles fonctionnels, l'avantageL'intérêt des textiles fonctionnels en céramique réside dans leur capacité à remplir des fonctions uniques, comme l'illustrent les matériaux mentionnés précédemment. Cependant, les professionnels du secteur doivent relever plusieurs défis, notamment améliorer la rentabilité des applications céramiques dans le textile, accélérer l'industrialisation des produits textiles en céramique, explorer le potentiel du marché et optimiser la production.améliorer la qualité des produits, réduire les coûts de production et traduire rapidement les résultats de la recherche en productivité.
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