Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Prediction of the Porosity of Barrier Woven Fabrics with Respect to Material, Construction and Processing Parameters and Its Relation with Air Permeability

Malik S. A., Kocaman R. T., Gereke T., Aibibu D., Cherif C.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2018

|

Vol. 26, no. 3 (129)

71--79

EN

Porosity is one of the most important characteristics of fabrics that dictate the permeability and retention properties of fabrics. Several technical uses require textiles with a combination of definite permeability and retention properties. Besides filtration, surgical textiles require these contrary properties to offer an effective barrier against particle laden fluids, such as bacteria and viruses, together with added wearer comfort. Pore size and pore size distribution are important characteristics to determine the permeability and retention behaviour of multifilament barrier textiles by influencing the effective porosity, which can be tailored according to end use requirements by material, weave construction and processing factors. The present research was aimed at developing the relationship that material, construction and loom parameters have with porosity in terms of the mean pore size and mean flow pore size of the fabric, and thereby with air permeability. To map such nonlinear complex relations, an artificial neural network (ANN) was employed. From the findings, it was observed that the porosity of barrier fabrics can be predicted with excellent accuracy using an ANN.

PL

Porowatość jest jedną z najważniejszych cech tkanin, które decydują o przepuszczalności i właściwościach retencyjnych tkanin. Zastosowania techniczne wymagają tekstyliów z kombinacją określonej przepuszczalności i właściwości retencyjnych. Oprócz filtracji, tekstylia chirurgiczne muszą charakteryzowac się właściwościami zapewniającymi skuteczną barierę przeciwko płynom z cząstkami objętościowymi, takim jak bakterie i wirusy oraz zapewniać komfort użytkowania. Wielkość porów i rozkład wielkości porów są ważnymi cechami określającymi przepuszczalności i zachowanie retencyjne tkanin barierowych wielowłókienkowych. Przeprowadzone badania miały na celu rozwinięcie związku pomiędzy parametrami materiału i konstrukcji z porowatością w kategoriach średniej wielkości porów, a tym samym z przepuszczalnością powietrza. Aby zmapować takie nieliniowe złożone relacje, zastosowano sztuczną sieć neuronową (ANN). Z ustaleń zaobserwowano, że porowatość tkanin barierowych można przewidzieć z doskonałą dokładnością za pomocą SSN.

2

New Image Analysis Method for Determination of the Inter-Fibre Pore Size Intensity of Polyester Woven Barrier Fabrics

Kocaman R. T., Aibibu D., Cherif C.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2018

|

Vol. 26, no. 4 (130)

67--74

EN

Porosity is an important characteristic of a filter textile, which affects permeability and retention properties. Determination of the inter-yarn and inter-fibre pore sizes of barrier textiles is also required to assess the filter behaviour of these textiles. In this study, a software tool was developed to detect the inter-fibre pore size distribution and pore size intensity of multifilament woven barrier fabrics using cross-section images. Fabrics were chosen according to their fabric construction parameters, such as the fabric index, weft yarn filament fineness and weft yarn structure (flat or textured).Microscopic cross-section images of weft yarns were taken, processed to binary images, and analysed with respect to the pore size distribution, number of pore lengths and pore intensity. It was also analysed how the fabric index; filament cross-section and filament fineness affect the inter-fibre pore lengths and separation level proposed. It was found that weft yarns with wider lengths and lower height showed wider inter-fibre pores. Inter-fibre pores decreased with a decrease in filament fineness. Moreover, the separation level proposed deviated from the 90% level depending on the fabric index. This deviation was very small in samples with reduced filament fineness and textured samples. The separation level proposed will be useful to understand the effect of fabric construction parameters to obtain targeted properties regarding inter-fibre and inter-yarn pore size.

PL

Porowatość jest ważną cechą tkanin filtracyjnych, która wpływa na przepuszczalność i właściwości retencyjne. Niezbędne do oceny zachowania filtrów jest określenie wielkości porów w przędzy i między włóknami. W badaniu opracowano narzędzie programowe do określenia rozkładu wielkości porów między włóknami i ich intensywności z wykorzystaniem przekrojów poprzecznych w przypadku tkanin barierowych. Tkaniny zostały wybrane zgodnie z ich parametrami konstrukcyjnymi, takimi jak indeks tkaniny, próba włókna nitki i struktura przędzy wątku (płaska lub teksturowana). Wykonano mikroskopowe obrazy przekroju nitek wątku, przetworzono je na obrazy binarne i analizowano pod względem rozkładu wielkości porów, liczby długości porów i intensywności porów. Przeanalizowano również, w jaki sposób indeks tkaniny, przekrój poprzeczny włókna i drobnoziarnistość wpływają na proponowane długości porów międzywłókienkowych i poziom separacji. Stwierdzono, że pory między włóknami zmniejszyły się wraz ze zmniejszeniem rozdrobnienia włókien. Ponadto proponowany poziom separacji odbiegał od poziomu 90% w zależności od indeksu tkaniny. Odchylenie to było bardzo małe w próbkach o zmniejszonej próbie rozdrobnienia i teksturowanych.

3

Mechanical Characterisation of Carbon Fibre-Reinforced Plastics with Defined Defects

Ashir M., Bardl G., Hahn L., Nocke A., Cherif C.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2018

|

Vol. 26, no. 6 (132)

126--132

EN

A steadily increasing application of fibre-reinforced plastics in the field of lightweight construction has been observed in the course of the past two decades. Currently a major challenge in the growing high technology market is the quality assurance of manufactured fibre-reinforced plastic components. During different stages in the manufacturing process of fibre-reinforced plastics, defects of different types and sizes are enclosed in them, exerting a destructive influence on the performance of fibre-reinforced plastics in various practical applications in terms of strength, stiffness and brittleness. Thus the aim of this research project was to investigate the effect of defined local defects on the mechanical properties,such as tensile, flexural and impact properties, of fibre-reinforced plastics, in particular carbon fibre-reinforced plastics. Results show that these mechanical properties depend significantly on the type and size of defect.

PL

W ciągu ostatnich dwóch dekad zaobserwowano stale rosnące zastosowanie w dziedzinie lekkich konstrukcji tworzyw sztucznych wzmocnionych włóknami. Obecnie dużym wyzwaniem na rosnącym rynku wysokich technologii jest wyprodukowanie wysokiej jakości komponentów z tworzyw sztucznych wzmocnionych włóknami. Podczas różnych etapów procesu wytwarzania tworzyw sztucznych wzmacnianych włóknami pojawiają się defekty różnego rodzaju i rozmiarów wywierające destrukcyjny wpływ na działanie tworzyw sztucznych wzmacnianych włóknami w różnych praktycznych zastosowaniach pod względem wytrzymałości, sztywności i kruchości. Celem pracy było zbadanie wpływu określonych defektów lokalnych na właściwości mechaniczne, takie jak właściwości rozciągające, zginające i uderzeniowe. Wyniki pokazały, że właściwości mechaniczne zależą w znacznym stopniu od rodzaju i rozmiaru defektu.

4

Mathematical Modelling of Dynamic Yarn Path Considering the Balloon Control Ring and Yarn Elasticity in the Ring Spinning Process Based on the Superconducting Bearing Twisting Element

Hossain M., Telke C., Abdkader A., Sparing M., Espenhahn T., Hühne R., Cherif C., Beitelschmidt M.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2018

|

Vol. 26, no. 5 (131)

32--40

EN

The productivity of the conventional ring spinning process is currently limited by the frictional heat that occurs in the ring/traveler twisting system. In the framework of a fundamental research project from the German Research Foundation (DFG), the levitation principle of superconducting magnetic bearing (SMB) was implemented as a twisting element in order to eliminate the frictional problem and thus aim, at least, to double the productivity. A mathematical model of the dynamic yarn path has already been presented considering the friction free SMB system up to an angular spindle speed of 25.000 r.p.m. In this paper, the existing theoretical model, which was developed up to 25.000 r.p.m, was further modified considering the balloon control ring and yarn elasticity at a higher angular spindle speed, such as 50.000 r.p.m. The model was solved numerically using the Runge-Kutta method. With this model, it is possible to estimate the yarn tension distribution and balloon form considering the above-mentioned parameters. The model established was further validated by comparing the yarn tension and balloon forms predicted with measured ones up to an angular spindle speed of 15.000 r.p.m in a ring spinning tester based on superconducting magnetic bearing.

PL

Wydajność konwencjonalnego procesu przędzenia obrączkowego jest ograniczana przez ciepło tarcia występujące w układzie skręcania pierścień /wahadło. W ramach projektu badawczego z Niemieckiej Fundacji Badawczej (DFG) wprowadzono zasadę lewitacji nadprzewodzącego łożyska magnetycznego (SMB) jako elementu skręcającego w celu wyeliminowania problemu tarcia. Celem pracy było przynajmniej podwojenie wydajność. Przedstawiono model matematyczny dynamicznej trajektorii przędzy z uwzględnieniem systemu SMB bez tarcia, przy prędkości obrotowej wrzeciona 25.000 obr./min. Nastęnie istniejący del teoretyczny został dodatkowo zmodyfikowany, a przy modyfikacji wzięto pod uwagę pierścień kontrolny balonu i elastyczność przędzy przy wyższej prędkości obrotowej wrzeciona tj. 50.000 obr./min. Model został rozwiązany numerycznie za pomocą metody RUNGE-KUTTA. W tym modelu możliwe jest oszacowanie rozkładu naprężenia przędzy i kształtu balonu z uwzględnieniem wyżej wymienionych parametrów. Ustalony model został dodatkowo zweryfikowany poprzez porównanie naprężenia przędzy i przewidywanych form balonu. W tym celu użyto testera przędzenia obrączkowego opartego na nadprzewodzącym łożysku magnetycznym.

5

Novel Weaving Technology for the Manufacture of 2D Net Shape Fabrics for Cost Effective Textile Reinforced Composites

Vo D. M. P., Hoffmann G., Cherif C.

Autex Research Journal

|

2018

|

Vol. 18, no. 3

251--257

EN

Despite significant weight and performance advantages over metal parts, today’s demand for fiber-reinforced polymer composites (FRPC) has been limited mainly by their huge manufacturing cost. The combination of dry textile preforms and low-cost consolidation processes such as resin transfer molding (RTM) has been appointed as a promising approach to low-cost FRPC manufacture. This paper presents an advanced weaving technique developed with the aim to establish a more cost-effective system for the manufacture of dry textile preforms for FRPC. 2D woven fabrics with integrated net shape selvedge can be obtained using the open reed weave (ORW) technology, enabling the manufacture of 2D cut patterns with firm edge, so that oversize cutting and hand trimming after molding are no longer required. The introduction of 2D woven fabrics with net shape selvedge helps to reduce material waste, cycle time and preform manufacturing cost significantly. Furthermore, higher grade of automation in preform fabrication can be achieved.

6

Development of Woven Spacer Fabrics Based on Steel Wires and Carbon Rovings

Ashir M., Sennewald C., Hoffmann G., Cherif C.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2017

|

Vol. 25, no. 1 (121)

49--55

EN

Woven spacer fabrics are used as reinforcing materials for fiber-reinforced plastics. These fabrics consist of mostly pliable textile fibers, which still require defined rigidity for different crash applications. In this regard, multi-material woven spacer fabrics present a promising approach. This paper presents the development of multi-material woven spacer fabrics using steel wire and carbon rovings. For the development of such woven spacer fabrics, a systematic structure realization based on the weave pattern was performed. Selected structures were produced on a modified weaving machine.

PL

Tkaniny dystansowe są stosowane jako wzmocnienie kompozytów polimerowych. Tkaniny te składają się głównie giętkich włókien tekstylnych, które wymagają określonej sztywności dla zastosowania przy różnych naprężeniach udarowych. W pracy wytworzono tkaniny dystansowe zawierające druty stalowe i niedoprzęd węglowy. Przygotowano system odpowiednich struktur realizowanych na zmodyfikowanej maszynie tkackiej.

7

Investigations on the Manufacturing and Mechanical Properties of Spun Yarns Made from Staple CF for Thermoset Composites

Hasan M. M. B., Hengstermann M., Dilo R., Abdkader A., Cherif C.

Autex Research Journal

|

2017

|

Vol. 17, no. 4

395--404

EN

This article reports the results of investigations carried out to produce yarns consisting of staple carbon fiber (CF) obtained from process waste for the manufacturing of composites suitable especially for thermoset applications. For this purpose, a comparative analysis is done on processability between 100% staple CF and 60 weight% staple CF mixed with 40 weight% PVA fibers in carding, drawing and spinning process. The hybrid yarns are produced by varying twist level. The PVA fibers of the hybrid yarn are then dissolved using hot water treatment. The mechanical properties of yarns consisting of 100% staple CF and hybrid yarns consisting of staple CF and PVA before and after hot water treatment are investigated. Furthermore, test specimen is also prepared by impregnating 100% staple CF yarn and the hybrid yarns (after the dissolving of PVA) with epoxy resin. The results of the tensile test of the yarns in consolidated state reveals that the hybrid yarn produced with 80 T/m after hot water treatment exhibits approximately 75% of the tensile strength of virgin filament tow, and it is expected that the hybrid yarns can be applied for the manufacturing of thermoset based composites for load bearing structures.

8

Measurement methods of dynamic yarn tension in a ring spinning process

Hossain M., Abdkader A., Nocke A., Unger R., Krzywinski F., Hasan M. M. B., Cherif C.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2016

|

Vol. 24, no. 1 (115)

36--43

EN

The most common measuring method to characterise the dynamic yarn path in the ring spinning process is to measure the yarn tension, where the yarn path is almost straight. However, it is much more complex to measure the yarn tension at the other positions, for example, between the yarn guide and traveller (balloon zone) and between the traveller and winding point of the cop (winding zone), as the yarn rotates continuously around the spindle axis. In this paper, two new methods of yarn tension measurement in the balloon zone are proposed. In the first method, the balloon shape was first recorded with a high speed camera. The balloon tension was then calculated by comparing the yarn strain (occurring in the balloon zone) measured by a digital image analysis program with the stress-strain curve of the yarn produced. In the second method, the radial forces of the rotating balloon were measured by using modified measurement techniques for measurement of yarn tension. Moreover a customised sensor was developed to measure the winding tension between the traveller and cop. The values measured were validated with a theoretical model and a good correlation between the measured and theoretical values could be revealed.

PL

Najczęściej stosowaną metodą pomiarową dla scharakteryzowania dynamiki przędzy podczas przędzenia obrączkowego jest pomiar naprężenia przędzy w miejscu gdzie jej przebieg jest prawie prostoliniowy. Jednakże znacznie bardziej skomplikowany jest pomiar naprężenia przędzy pomiędzy prowadnikiem i biegaczem (strefa balonu) oraz pomiędzy biegaczem i punktem skręcania przed cewką nawojowa (strefa skręcania) ponieważ przędza wiruje w sposób ciągły wokół osi wrzeciona. W pracy przedstawiono dwie nowe metody pomiaru naprężenia przędzy w strefie balonu. W pierwszej wstępnie określano kształt balonu za pomocą kamery o dużej prędkości powtarzania. Następnie określano naprężenie balonu przez porównanie odkształceń przędzy powstających w strefie balonu a mierzonych za pomocą cyfrowej analizy obrazu i programu wykorzystującego krzywą zależności naprężenie-odkształcenie produkowanej przędzy. W drugiej metodzie promieniowe siły wirującego balonu były mierzone przy zastosowaniu zmodernizowanej techniki pomiaru naprężenia przędzy. Pomierzone wartości były porównywane z wartościami modelu teoretycznego przy czym stwierdzono istnienie bardzo dobrej korelacji.

9

Influence of Fibre Length and Preparation on Mechanical Properties of Carbon Fibre/Polyamide 6 Hybrid Yarns and Composites

Hengstermann M., Hasan M. M. B., Abdkader A., Cherif C.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2016

|

Vol. 24, no. 5 (119)

55--62

EN

The aim of this paper was to investigate the effect of carbon fibre (CF) length and preparation prior to carding on the mechanical properties of hybrid yarns as well as composites consisting of CF and polyamide 6 (PA 6). The hybrid yarns are manufactured using an optimised process route of carding and drawing with a flyer machine from virgin staple CF (40/60/80/100 mm) and PA 6. In order to explore the effect of fibre preparation on the mechanical properties of hybrid yarns as well as composites, virgin staple CF and PA 6 fibres were prepared by varying the mixing type prior to the carding process. For this purpose, the fibres were mixed either by a fibre-opening device or supplied directly to the carding machine without prior mixing. The CF content of the card webs produced is kept at 50 volume %. Hybrid yarns were produced with a twist of 102 twist/m and then thermoplastic uni-directional (UD) composites were manufactured from them. The investigations revealed the influence of the input CF length and mixing type on the mechanical properties of hybrid yarns and thermoplastic UD composites.

PL

Celem badań było stwierdzenie wpływu długości włókien węglowych i ich obróbki przed zgrzebleniem na mechaniczne właściwości przędz hybrydowych/włókno węglowe /poliamid 6/ jak również kompozytów z nich wykonanych. Zmieniano skład mieszanki przed zgrzebleniem. Włókna mieszano lub dostarczano bezpośrednio do zgrzeblenia. Zastosowano zoptymalizowany proces zgrzeblenia i rozciągania z użyciem niedoprzędzarki. Przędze hybrydowe posiadały skręt 102 skręty/m. Z przędz hybrydowych produkowano termoplastyczne kompozyty „jednokierunkowe”. Badania wykazały wpływ parametrów wejściowych na końcowe właściwości kompozytów.

10

Development of a Method for Characterization of the Fibre Length of Long Staple Carbon Fibres Based on Image Analysis

Hengstermann M., Bardl G., Rao H., Abdkader A., Badrul Hasan M. M., Cherif C.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2016

|

Vol. 24, no. 4 (118)

39--44

EN

For the manufacturing of load-bearing carbon fibre reinforced plastics (CFRP) made from staple carbon fibres (CF) , statements of the CF fibre length in the composite are essential. However, no suitable fibre length measuring method is currently available for long staple CF over 60 mm. The aim of this study is the development of an effective method for characterization of the fibre length distribution of long staple CF. For this method, a fibre beard specimen is extracted from a sliver manufactured from 80 mm staple CF, which is then scanned. Greyscale values densities (GD) of the individual length classes are determined from the scanned images, which correspond to the number of fibres per length class. From the proportion of all length classes, a span length diagram and staple fibre length diagram can be compiled. The results show the good potential of the method developed for the fibre length measurement of long staple CF.

PL

Dla wytwarzania kompozytów ze wzmocnieniem włókien węglowych bardzo ważna jest znajomość rozkładu długości tych włókien. Niestety, jak dotychczas nie istniały odpowiednie metody pomiarowe pozwalające charakteryzować włókna odcinkowe o długościach powyżej 60 mm. Celem pracy była analiza istniejących metod pomiarowych oraz opracowanie metody, która umożliwiłaby satysfakcjonujące rozwiązanie tego zagadnienia. Zostały przedstawione zasady działania tej metody oraz uzyskana dokładność pomiarów.

11

Prediction of Blended Yarn Evenness and Tensile Properties by Using Artificial Neural Network and Multiple Linear Regression

Malik S. A., Farooq A., Gereke T., Cherif C.

Autex Research Journal

|

2016

|

Vol. 16, no. 2

43--50

EN

The present research work was carried out to develop the prediction models for blended ring spun yarn evenness and tensile parameters using artificial neural networks (ANNs) and multiple linear regression (MLR). Polyester/cotton blend ratio, twist multiplier, back roller hardness and break draft ratio were used as input parameters to predict yarn evenness in terms of CVm% and yarn tensile properties in terms of tenacity and elongation. Feed forward neural networks with Bayesian regularisation support were successfully trained and tested using the available experimental data. The coefficients of determination of ANN and regression models indicate that there is a strong correlation between the measured and predicted yarn characteristics with an acceptable mean absolute error values. The comparative analysis of two modelling techniques shows that the ANNs perform better than the MLR models. The relative importance of input variables was determined using rank analysis through input saliency test on optimised ANN models and standardised coefficients of regression models. These models are suitable for yarn manufacturers and can be used within the investigated knowledge domain.

12

Pcl/Chitosan Blended Nanofibrous Tubes Made by Dual Syringe Electrospinning

Hild M., Al Rez M. F., Aibibu D., Toskas G., Cheng T., Laourine E., Cherif C.

Autex Research Journal

|

2015

|

Vol. 15, no. 1

54--59

EN

3D tubular scaffolds made from Poly-(Ɛ-caprolactone) (PCL)/chitosan (CS) nanofibres are very promising candidate as vascular grafts in the field of tissue engineering. In this work, the fabrication of PCL/CS-blended nanofibrous tubes with small diameters by electrospinning from separate PCL and CS solutions is studied. The influence of different CS solutions (CS/polyethylene glycol (PEO)/glacial acetic acid (AcOH), CS/trifluoroacetic acid (TFA), CS/ AcOH) on fibre formation and producibility of nanofibrous tubes is investigated. Attenuated total reflection Fourier transform infrared spectroscopy (ATR-FTIR) is used to verify the presence of CS in the blended samples. Tensile testing and pore size measurements are done to underline the good prerequisites of the fabricated blended PCL/ CS nanofibrous tubes as potential scaffolds for vascular grafts. Tubes fabricated from the combination of PCL and CS dissolved in AcOH possesses properties, which are favourable for future cell culture studies.

13

Silvering of Inert PET-Textile Materials by Means of One-Bath and Two-Bath Methods and their Characteristics

Onggar T, Hund H, Hund R D, Cherif C

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2014

|

Vol. 22, no. 1 (103)

108--114

EN

The metallised textile material available on the market is not suitable for several applications because of its uneven metal layer with imperfections on the fibre surface, which leads to a lack of adhesion and failures of the metal layer, impairing further processing as well as the functioning of the metallised textiles. Furthermore the wet-chemical metallisation of textile substrates has so far been limited to only a few polymers (polyamide). In the framework of this work, the scientific basis for the antimicrobial and electrical functionalisation as well as modification of inert textile material made of polyethylene terephthalate (PET) was acquired. Since textiles produced from PET have an inert and hydrophobic surface, which means they do not have functional groups, a wet-chemical one-bath and two-bath metallisation method was developed to permanently attach silver and silver compounds to the chemically inert fibre surface.

PL

Metalizowane materiały włókiennicze ogólnie dostępne często nie nadają się dla szeregu zastosowań ze względu na nierównomierną warstwę metaliczną, zakłócenia powierzchni włókien i brak adhezji. Równocześnie należy stwierdzić, że mokry proces chemicznego metalizowania tekstyliów jest ograniczony tylko do niektórych polimerów, głównie poliamidów. Opracowano naukowe podstawy funkcjonalizacji powierzchni materiałów w kierunku uzyskania właściwości elektrycznych oraz antymikrobowych, zwracając szczególną uwagę na pokrywanie materiałów włókienniczych z PET. Opracowano metodę pokrywania materiałów w procesie jednej lub dwóch kąpieli, biorąc pod uwagę hydrofobowość materiałów PET, jak również brak grup funkcyjnych na ich powierzchni. Uzyskano możliwość trwałego pokrywania powierzchni włókien srebrem oraz stopami srebra.

14

Surface modification of carbon fibres using plasma technique

Käppler I., Hund R D, Cherif C.

Autex Research Journal

|

2014

|

Vol. 14, no. 1

34--38

EN

For the development of a new generation non-crimp fabrics (NCF) made of carbon fibres, a feasibility study of different characterisation methods and surface treatments of the used carbon fibres needs to be performed. In order to join the carbon fibre layers with the binder for realising this new type of NCF, the surface topography and functionality of the fibres have to be analysed first. The wettability of the binder to the carbon fibre surface is of prime significance and needs to be enhanced. Here, the enhancement is carried out by improving the surface energy using atmospheric plasma of compressed air, argon and nitrogen. It is also proposed to improve the surface energy through chemical techniques.

15

Modelling of textile composite reinforcements on the micro-scale

Döbrich O., Gereke T., Cherif C.

Autex Research Journal

|

2014

|

Vol. 14, no. 1

28--33

EN

Numerical simulation tools are increasingly used for developing novel composites and composite reinforcements. The aim of this paper is the application of digital elements for the simulation of the mechanical behaviour of textile reinforcement structures by means of a finite element analysis. The beneficial computational cost of these elements makes them applicable for the use in large models with a solution on near micro-scale. The representation of multifilament yarn models by a large number of element-chains is highly suitable for the analysis of structural and geometrical effects. In this paper, a unit cell generating method for technical reinforcement textiles, using digital elements for the discretization, is introduced.

16

New Machine Concept for Producing 3-D Stitch-Bonded Fabrics

Sankaran V, Cherif C

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2013

|

Vol. 21, no. 1 (97)

92--96

EN

3-D stitch-bonded textile preforms allow for complicated fiber configurations and a more efficient component assembly, as compared to the multi-step fabrication process, to create preforms by forming and joining. A prerequisite for such a perform, however, is the development of a one-step textile fabrication process. This paper presents a newly developed machine concept of a single-step processing solution based on a variable warp yarn delivery, which makes the production of both net-shaped plan and 3-D stitch-bonded textile preforms possible without any hardware changes. Existing constraints and conformable strategies for the development of a universal solution for producing preforms with varied and complex geometry are elucidated. A new warp yarn delivery system employing NC-Drive units for individual warp yarn delivery together with a differential doffing unit was designed and presented herein. With this innovation, the textile branch benefits from extended possibilities in the development of new quality products to improve their market positions while successfully catering to meet the existing economic challenges.

PL

Trójwymiarowe preformy tekstylne umożliwiają skomplikowane konfiguracje włókien i bardziej skuteczne ułożenie składników w porównaniu z wielostopniowym procesem wytwarzania preform. Warunkiem wstępnym dla uzyskania takich preform jest opracowanie jednoetapowego sposobu wytwarzania tekstyliów 3D. W pracy przedstawiono nowo opracowaną koncepcję jednoetapowego procesu opartego na zmiennym podawaniu przędzy osnowy, co umożliwia przeprowadzenie procesu bez zmiany maszyny lub jej konfiguracji. Artykuł opisuje istotne ograniczenia i sposoby uniwersalnego rozwiązania dla produkcji preform o złożonej budowie. W pracy zaprezentowano nowy system ze specjalną jednostką indywidualnie podającą przędze osnowy i jednostką pozwalającą na zróżnicowany odbiór. Dzięki takiej innowacji branża tekstylna wzbogacona zostaje o coraz większe możliwości rozwoju nowych wyrobów wysokiej jakości, umożliwiających polepszenie jej pozycji na rynku wysokospecjalistycznych produktów.

17

Pure chitosan microfibres for biomedical applications

Toskas G., Brünler R., Hund H, Hund R D, Hild M., Aibibu D., Cherif C.

Autex Research Journal

|

2013

|

Vol. 13, no. 4

134--140

EN

Due to its excellent biocompatibility, Chitosan is a very promising material for degradable products in biomedical applications. The development of pure chitosan microfibre yarn with defined size and directional alignment has always remained a critical research objective. Only fibres of consistent quality can be manufactured into textile structures, such as nonwovens and knitted or woven fabrics. In an adapted, industrial scale wet spinning process, chitosan fibres can now be manufactured at the Institute of Textile Machinery and High Performance Material Technology at TU Dresden (ITM). The dissolving system, coagulation bath, washing bath and heating/drying were optimised in order to obtain pure chitosan fibres that possess an adequate tenacity. A high polymer concentration of 8.0–8.5% wt. is realised by regulating the dope-container temperature. The mechanical tests show that the fibres present very high average tensile force up to 34.3 N, tenacity up to 24.9 cN/tex and Young’s modulus up to 20.6 GPa, values much stronger than that of the most reported chitosan fibres. The fibres were processed into 3D nonwoven structures and stable knitted and woven textile fabrics. The mechanical properties of the fibres and fabrics enable its usage as textile scaffolds in regenerative medicine. Due to the osteoconductive properties of chitosan, promising fields of application include cartilage and bone tissue engineering.

18

Pure chitosan and chitsoan/chitosan lactate blended nanofibres made by single step electrospinning

Cheng T., Hund R D, Aibibu D., Horakova J., Cherif C.

Autex Research Journal

|

2013

|

Vol. 13, no. 4

128--133

EN

A single step electrospinning of chitosan and chitosan derivative-chitosan lactate nanofibres was studied in this paper. Chitosan was dissolved into acetic acid to produce structure-stable nanofibres. The effect of chitosan concentration and the content of acetic acid on the fibre diameter and morphology of nanofibres were studied in detail. The dynamic viscosity and surface tension of the electrospinning chitosan solutions were systematically studied as well. Based on the fundamental study on electrospinning chitosan in acetic acid, a chitosan derivative, chitosan lactate, was added to produce nanofibre in a pH-friendly aqueous environment. Chemical and morphological analyses demonstrated that chitosan lactate will positively influence the formation of nanofibres in higher pH condition although the morphology should be improved.

19

Simulation of the Drapability of Textile Semi-Finished Products with Gradient-Drapability Characteristics by Varying the Fabric Weave

Hübner M., Diestel O., Sennewald C., Gereke T., Cherif C.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2012

|

Vol. 20, no. 5 (94)

88--93

EN

The design of 3D component parts made of fiber-reinforced composites for load bearing applications demands a load oriented fiber alignement. During the draping of the textile an undefined displacement of fibers up to wrinkle formation occurs. One possibility to influence fiber orientation during draping is the utilisation of the characteristics of different fabric weaves. By combining different weaves in a textile reinforcing fabric adjusted to the component part, gradient-drapability can be developed. This means that local zones with a high structural stability and zones with high drapability can be created in a textile semi-finished product. The design of these zones is done by simulation to produce a fabric structure suitable for the component part. For that purpose, material models for draping simulation developed at the Institute of Textile Machinery and High Performance Material Technology (ITM) are being improved. The material behaviour of each type of fabric weave is analysed and transformed to the simulation model. With the simulations performed the influence of the combination of different weave types on the shear behaviour of fabrics can be demonstrated.

PL

Projektowanie trójwymiarowych kompozytów wzmocnionych tkaninami wymaga takiego ułożenia tkanin aby siły działały zgodnie z kierunkiem nitek tkaniny. W trakcie układania tkanin trudno jest uniknąć jej pofałdowania. Jednym ze sposobów rozwiązania tego zagadnienia jest odpowiednie zaprojektowanie ułożenia tkanin o różnych splotach tkackich. Poprzez dobranie odpowiednich splotów w tkaninach wzmacniających kompozyt można rozwiązać zagadnienie gradientowej układalności. Oznacza to, że można utworzyć strefy o wysokiej stabilności strukturalnej oraz dobrej układalności w tkaninie wzmacniającej kompozyt. Zaprojektowanie tych stref uzyskuje się poprzez odpowiednią symulację stref przejściowych. Odpowiednia procedura postępowania została opracowana przez autorów i zaproponowana do stosowania.

20

Miniaturized textile-based multi-layer pH-sensor for wound monitoring applications

Nocke A., Schröter A., Cherif C, Gerlach G.

Autex Research Journal

|

2012

|

Vol. 12, no. 1

20--22

EN

Wound assessment has become an important issue in the wound treatment procedure. One important indicator of the wound status is the pH value. Our approach to assess this quantity is through use of a fiber sensor coated with a pH-responsive hydrogel, which functions as a sensitive layer for impedance measurements. An advantage of this is its integratability into wound dressings using standard textile technologies. The pH characteristic shows a pH-dependent behavior of the absolute impedance at certain frequencies. The fabrication technology and sensor characteristics are discussed. The values of almost 14% impedance change demonstrate the potential for improvement by optimizing fabrication technologies. The presented sensor meets all requirements necessary for wound pH assessment.