Detail publikace

Pokročilá vlákna připravená plazmovou depozicí multivrstev

AMBERG, M. PLICHTA, T. LEUTENEGGER, D. RUPPER, P. HEGEMANN, D.

Originální název

Advanced Fibers by Plasma-Deposited multilayers

Český název

Pokročilá vlákna připravená plazmovou depozicí multivrstev

Anglický název

Advanced Fibers by Plasma-Deposited multilayers

Typ

abstrakt

Jazyk

en

Originální abstrakt

Metallised fibres have been a key topic over the last decade in the field of smart textiles. PVD technologies such as magnetron sputtering enable the metallization of fibres at the nanoscale combining electrical conductivity with textile properties – the base for new innovations in textiles. First applications for silver and gold coated fibres included antistatic, low friction and medical products such as embroidered body electrodes for measuring electrocardiogram besides haute couture fashion applications. Current developments involve hybrid processes like deposition of multilayer coatings on metallised fibres providing additional functionality such as protection/passivation, electrical insulation or adhesion promotion. Different multilayer coatings on fibres deposited with Physical Vapour Deposition (PVD) and Plasma Enhanced Chemical Vapour Deposition (PECVD) were studied. Ti sputtering (PVD) enables deposition of ultrathin titanium oxides as passivating topcoat. The Ti/Ag interface was investigated for their stability in aqueous environments showing a distinct reduction in Ag release from the Ag-coated fibre surface by maintaining the electrical properties. Semiconductive Ge-based coatings were developed on fibers demonstrating a well-defined temperature sensing effect by a colour change. PECVD processes yielding a-C:H:O plasma polymer coatings were recently a good candidate to improve the wettability of surfaces. On fibres, the functional plasma polymer film acts to improve adhesion both on uncoated and metallised fibre surfaces for composite materials. Overjacketing of electrical conductive fibres with polymers can be used for data transfer or in general as an electric line. Finally, plasma polymers were also investigated as barrier layers to modulate drug release. Since all processes are continuous (reel-to-reel), plasma technology provides a versatile tool to fabricate fibres with advanced properties.

Český abstrakt

Metalizovaná vlákna jsou v posledním desetiletí klíčovým tématem v oblasti inteligentních textilií. Technologie PVD, jako je například magnetronové rozprašování, umožňují pokovování vláken v nanoměřítku, čímž je možné kombinovat elektrickou vodivost s textilními vlastnostmi – základ pro nové inovace v textiliích. První aplikace pro stříbrem a zlatem pokovená vlákna zahrnovala antistatické produkty, výrobky s nízkým třením a zdravotnické výrobky, jako jsou vyšívané tělesné elektrody pro měření elektrokardiogramu, mimo to i „Haute couture“ módní aplikace. Současný vývoj zahrnuje hybridní procesy, jako je nanášení multivrstevnatých povlaků na metalizovaná vlákna, což poskytuje další funkce, jako je ochrana / pasivace, elektrická izolace nebo zvýšení adheze. Byly studovány různé multivrstevnaté povlaky na vláknech deponované pomocí fyzikální depozice z plynné fáze (PVD) a plazmochemické depozice z plynné fáze (PECVD). Rozprašování titanu (PVD) umožňuje depozici ultratenkých vrstev oxidů titanu jako pasivační vrchní vrstvu. Rozhraní Ti / Ag bylo zkoumáno kvůli jejich stabilitě ve vodném prostředí, které vykazovalo výrazné snížení uvolňování Ag z povrchu pokoveného stříbrem zachováním elektrických vlastností. Polovodivé povlaky na bázi Ge byly vyvinuty na vláknech vykazujících dobře definovaný teplotní senzor při změně barvy. Procesy PECVD, které poskytují vrstvy plazmového polymeru a-C: H: O, byly nedávno dobrým kandidátem na zlepšení smáčivosti povrchů. U vláken, funkční plazmová polymerní vrstva působí ke zlepšení adheze jak na neupravené vlákno, tak na metalizované vláknité povrchy pro kompozitní materiály. Opláštění elektrických vodivých vláken s polymery lze použít pro přenos dat nebo obecně jako elektrická vedení. Nakonec byly plazmové polymery také zkoumány jako bariérové vrstvy pro modulaci uvolňování léčiva. Vzhledem k tomu, že všechny procesy jsou kontinuální (reel-to-reel), plazmová technologie poskytuje všestranný nástroj pro výrobu vláken s pokročilými vlastnostmi.

Anglický abstrakt

Metallised fibres have been a key topic over the last decade in the field of smart textiles. PVD technologies such as magnetron sputtering enable the metallization of fibres at the nanoscale combining electrical conductivity with textile properties – the base for new innovations in textiles. First applications for silver and gold coated fibres included antistatic, low friction and medical products such as embroidered body electrodes for measuring electrocardiogram besides haute couture fashion applications. Current developments involve hybrid processes like deposition of multilayer coatings on metallised fibres providing additional functionality such as protection/passivation, electrical insulation or adhesion promotion. Different multilayer coatings on fibres deposited with Physical Vapour Deposition (PVD) and Plasma Enhanced Chemical Vapour Deposition (PECVD) were studied. Ti sputtering (PVD) enables deposition of ultrathin titanium oxides as passivating topcoat. The Ti/Ag interface was investigated for their stability in aqueous environments showing a distinct reduction in Ag release from the Ag-coated fibre surface by maintaining the electrical properties. Semiconductive Ge-based coatings were developed on fibers demonstrating a well-defined temperature sensing effect by a colour change. PECVD processes yielding a-C:H:O plasma polymer coatings were recently a good candidate to improve the wettability of surfaces. On fibres, the functional plasma polymer film acts to improve adhesion both on uncoated and metallised fibre surfaces for composite materials. Overjacketing of electrical conductive fibres with polymers can be used for data transfer or in general as an electric line. Finally, plasma polymers were also investigated as barrier layers to modulate drug release. Since all processes are continuous (reel-to-reel), plasma technology provides a versatile tool to fabricate fibres with advanced properties.

Klíčová slova

Plazmové procesy na vláknech, difuzní bariéra, uvolňování stříbra, snímání teploty

Vydáno

17.09.2018

Odpovědnost: Ing. Jan Brada