RAPORTARE  STIINTIFICA

 

ETAPA III: Realizarea structurilor bistrat cu proprietati predefinite REZUMAT

Echipamentele de protecție personală (PPE) sunt produse unice. Statisticile anuale ale accidentelor de muncă mortale și majore sustin importanța protecției și prevenirii. Sănătatea și securitatea personală sunt drepturi fundamentale și oamenii așteaptă și necesită un nivel înalt de protecție la locul de muncă, acasă și în timpul liber.

Comisia Europeană a fost activă în urmărirea acestui ideal si a inițiat o serie de directive privind îmbunătățirea sănătății și securității la locul de muncă și care prevăd PPE de înaltă calitate.

Solutiile pentru diferite provocari in domeniu includ noi tehnologii, cerinte de confort și ergonomie, aspecte legate de durabilitate și de mediu (inclusiv costurile privind ciclul de viață, selecție, utilizare, îngrijire și întreținere), sisteme inteligente de management.

Pentru un program eficient de PPE, se impun urmatorii pasi: identificarea pericolelor, evaluarea riscurilor, stabilirea măsurilor necesare pentru a întâmpina aceste riscuri. Revizuirea periodică este esențială și în special atunci când au loc schimbări în mediul de lucru.

European Technology Platform for the Future of Textiles andClothing (Textile ETP), European Apparel and Textile Confederation (EURATEX), European Textile Services Association (ETSA), European Safety Federation (ESF), Enprotex Foundation – European Network of Public Procurers of PPE, fac parte din grupul celor pentru care inovarea in domeniul PPE asigura intregului canal de valori (producator-utilizator) raspunsuri privind:

piata PPE si tendintele in domeniu;

evoluția nevoilor utilizatorului;

dezvoltarea reglementarilor si a standardelor europene;

noile tehnologii pentru materiale, productie, întreținere și reciclare;

tendințele internaționale de afaceri în producție, distribuție și servicii;

noile dezvoltări și abordări în domeniul achizițiilor publice

Conform obiectivelor etapelor anterioare s-a stabilit faptul ca prezenţa firului 2/ Fibre bumbac (75%) + fibre Epitropic (25% - poliester acoperit cu Carbon) pe stratul interior determină îmbunătăţirea performanţelor stratului exterior realizat prin utilizarea firelor:

tip 3/ Nega-Stat P210, filament din poliester cu miez trilobal exterior de carbon;

tip 4/ Nega-Stat P190, filament din poliester cu miez trilobal interior de carbon;

tip 5/ Filamente din nailon saturate la suprafaţă cu particule de Carbon pentru toate configuraţiile de tricotare.

 

Obiectivul general al etapei: Realizarea structurilor bistrat cu proprietati predefinite. Rezultatul etapei: Structuri tricotate cu proprietati de descarcare electrostatica Activitati:

A III.1. Determinarea impedantei electrice a panourilor de test (diverse tipologii de tricotare) la diverse frecvente.

A III.2. Evaluarea eficientei de izolare electrica a panourilor de test bistrat (diverse tipologii de tricotare).

A III.3. Investigarea eficientei electromagnetice a panourilor bistrat (diverse tipologii de tricotare).

A III.4. Analiza si interpretarea rezultatelor activitatilor III.1–III.3.

A III.5. Proiectarea si realizarea componentelor de adaptare a liniei tehnologice. A III.6. Tricotarea modelului experimental al produsului.

A III.7. Diseminarea rezultatelor.


AIII.1; AIII.2; AIII.3. AIII.4 - Evaluarea impedantei electrice, a eficientei electomagentice si a eficientei de izolare electrica a panourilor de test bistrat analiza si interpretarea caracteristicilor  functionale.

 

In conformitate cu planul de realizare, in cadrul etapei actuale, cele 21 de panouri de test bistrat realizate in diverse tipologii de tricotare, au fost evaluate din punct de vedere al impedantei electrice la diferite frecvente, eficientei de izolare electrica; eficientei de izolare eletromagnetica, conform tab. 1.

 

Tab. 1 - Matrice de analiza

 

 

Mostra

 

 

Structura

 

Strat interior Asigurare drenaj sarcini electrice

Strat exterior Strat preponderent izolator pentru exterior

Mostra 1

Glat vanisat

1 fir bbc+1 fir 2

1 fir bbc+3 fire 4

Mostra 2

Patent vanisat

1 fir bbc+1 fir 2

1 fir bbc+2 fire 3

Mostra 3

Glat vanisat

1 fir bbc+1 fir 2

1 fir bbc+2 fire 3

Mostra 4

Patent vanisat

1 fir bbc+1 fir 2

1 fir bbc+3 fire 3

Mostra 5

Glat vanisat

1 fir bbc+1 fir 2

1 fir bbc+1 fire 3

Mostra 6

Glat vanisat

1 fir bbc+1 fir 2

1 fir bbc+2 fire 4

Mostra 7

Glat vanisat

1 fir bbc+1 fir 2

1 fir bbc+1 fire 4

Mostra 8

Patent vanisat

1 fir bbc+1 fir 2

1 fir bbc+1 fire 4

Mostra 9

Patent vanisat

1 fir bbc+1 fir 2

1 fir bbc+2 fire 4

Mostra 10

Glat vanisat

1 fir bbc+1 fir 2

1 fir bbc+1 fir 5

Mostra 11

Glat vanisat

1 fir bbc+1 fir 2

1 fir bbc+2 fire 5

Mostra 12

Glat vanisat

1 fir bbc+1 fir 2

1 fir bbc+3 fire 5

Mostra 13

Patent vanisat

1 fir bbc+1 fir 2

1 fir bbc+3 fire 5

Mostra 14

Patent vanisat

1 fir bbc+1 fir 2

1 fir bbc+2 fire 5

Mostra 15

Patent vanisat

1 fir bbc+1 fir 2

1 fir bbc+1 fir5

Mostra 16

Patent vanisat

1 fir Lana+1 fir 2

1 fir Lana+1 fir 5

Mostra 17

Patent vanisat

1 fir Lana+1 fir 2

1 fir Lana+2 fire 5

Mostra 18

Patent vanisat

1 fir Lana+1 fir 2

1 fir Lana+2 fire 5

Mostra 19

Glat vanisat

1 fir Lana+1 fir 2

1 fir Lana+3 fire 5

Mostra 20

Glat vanisat

1 fir Lana+1 fir 2

1 fir Lana+2 fire 5

Mostra 21

Glat vanisat

1 fir Lana+1 fir 2

1 fir Lana+1 fir 5

 

Legenda:

Fir tip 2 Fibre bumbac (75%) + fibre Epitropic (25% - poliester acoperit cu Carbon) Fir tip 3 Nega-Stat P210, filament din poliester cu miez trilobal exterior de carbon Fir tip 4 Nega-Stat P190, filament din poliester cu miez trilobal interior de carbon Fir tip 5 Filamente din nailon saturate la suprafaţă cu particule de Carbon

 

Proprietăţile dielectrice ale mostrelor testate au fost analizate cu ajutorul analizorului dielectric Alpha analyzer  fabricat de  firma Novocontrol  Technologies. Principiul  de  operare  constă în generarea unui semnal sinusoidal având frecvenţa de interes, aplicarea acestui semnal la mostra testată şi măsurarea tensiunii şi curentului prin mostra. Cu aceste valori, în continuare, sunt determinaţi parametrii dielectrici ai mostrei, precum impedanţa, permitivitatea, conductivitatea, factorul de pierdere, ş.a. Nu prezintă limitări în ceea ce priveşte conductivitatea materialelor, putând face măsurători cu mostre ale căror impedanţe iau valori într-un domeniu larg de până la 16 ordine de mărime începând cu valori de numai 0.01Ω şi până la 100TΩ. Prezintă un domeniu larg de frecvenţă cuprins între 3μHz şi 40MHz. Majoritatea operaţiilor de generare şi analiză de semnal este realizată de partea digitală a sistemului. Astfel, pentru obţinerea unei precizii ridicate, analizorul utilizează o tehnică de referinţă specială. Pentru fiecare frecvenţă de măsurare, impedanţa mostrei analizate este comparată cu cea a unui condensator de referinţă cu pierderi mici. Măsurarea de referinţă include toate deviaţiile liniare sistematice ce pot fi astfel folosite pentru eliminarea lor din impedanţa mostrei analizate. Această tehnologie permite obţinerea unor rezultate precise ale analizei materialelor. Pentru măsurarea precisă a parametrilor dielectrici este


necesară, pe lângă un analizor dielectric şi o celulă pentru mostre capabilă ofere condiţiile necesare preluării în condiţii optime a mărimilor de interes. Pentru aceasta a fost utilizată celula BS 1200, ce poate fi utilizată în cadrul măsurătorilor dielectrice, de conductivitate şi de impedanţă pentru un domeniu de frecvenţe de 0-100MHz. Celula prezintă conectori BNC pentru a se face legătura cu analizorul dielectric, are proprietăţi de izolare electrică speciale necesare pentru caracterizarea mostrelor de înaltă impedanţă/pierderi mici precum şi un set de electrozi placaţi cu aur ce permit montarea mostrelor cu un diametru cuprins între 10 şi 40 mm şi grosime între 0 şi 15mm.Transmiterea comenzilor şi afişarea rezultatelor măsurătorilor sunt realizate prin intermediul unui sistem de date care are instalată aplicaţia WinDETA.

Mostrele au fost analizate şi din punctul de vedere al rezistivităţii de suprafaţă, pentru care s-a utilizat o configuraţie alcătuită dintr-un electrometru, model Keithley 6517 A, şi o incintă de testare a rezistivităţii, model Keithley 8009. Electrometrul prezintă o gamă diversificată de funcţii ce permit efectuarea de măsurători precise ale tensiunii, intensitatii curentului, sarcinii precum şi ale rezistivităţilor de suprafaţă şi volum. Incinta de măsurare a rezistivităţii permite efectuarea de măsurători ale rezistivităţii de volum pentru un domeniu cuprins între 103 şi 1018Ω-cm, în timp ce pentru rezistivitatea de suprafaţă pot fi măsurate valori cuprinse între 103 şi 1017Ω/sq.

Rezistivitatea de suprafaţă este definită ca rezistenţa electrică pe suprafaţa unui material şi este măsurată de la un electrod la altul de-a lungul suprafeţei mostrelor analizate. Aceasta este măsurată prin aplicarea unei tensiuni, generata de electrometru, pe mostra analizată prin intermediul electrozilor din incinta de testare. În functie de rezistivitatea materialului, un curent mai mic sau mai mare va fi generat pe suprafaţa materialului, va fi preluat de către electrozii incinteişi apoi transmis către electrometru pentru a fi măsurat. Cum valoarea intansitatii curentului depinde de rezistenţa electrică a materialului, prin procesarea acestuia se va putea determina rezistivitatea de suprafaţă a materialului.

O sinteza a rezultatelor obtinute este prezentata in tabelul nr. 2.


 

Tab. 2 -Caracteristici dielectrice

Nr. varianta

Strat interior

Strat exterior

Structura

Rezistivitate strat interior

Rezistivitate strat exterior

Interpretare

1

1 fir bbc+

1 fir 2

1 fir bbc+

3 fire 4

Glat vanisat

<200kΩ/squer

<200kΩ/squer

Nu asigură protecție la exterior la descărcarea rapidă a sarcinilor. La interior prezintă caracteristici bune de drenaj a sarcinilor.

2

1 fir bbc+

1 fir 2

1 fir bbc+

2 fire 3

Patent vanisat

<200kΩ/squer

1.4x107Ω/squer

Mostra asigură protecție la exterior la descărcarea rapidă a sarcinilor. La interior prezintă caracteristici bune de drenaj a sarcinilor. Este recomandată utilizarea structurii mostrei. Caracteristica de impendanță este în concordanță cu rezultatele bune obținute pentru timpul de descărcare electrostatică.

3

1 fir bbc+

1 fir 2

1 fir bbc+

2 fire 3

Glat vanisat

<200kΩ/squer

3x107Ω/squer

Mostra asigură protecție la exterior la descărcarea rapidă a sarcinilor. La interior prezintă caracteristici bune de drenaj a sarcinilor. Este recomandată utilizarea structurii mostrei. Caracteristica de impendanță este în concordanță cu rezultatele bune obținute pentru timpul de descărcare electrostatică.

4

1 fir bbc+

1 fir 2

1 fir bbc+

3 fire 3

Patent vanisat

<200kΩ/squer

1.37x107Ω/squer

Mostra nu asigură protecție la exterior la descărcarea rapidă a sarcinilor. La interior prezintă caracteristici bune de drenaj a sarcinilor.

5

1 fir bbc+

1 fir 2

1 fir bbc+

1 fire 3

Glat vanisat

<200kΩ/squer

7.4x107Ω/squer

Mostra asigură protecție la exterior la descărcarea rapidă a sarcinilor. La interior prezintă caracteristici bune de drenaj a sarcinilor. Este recomandată utilizarea structurii mostrei. Caracteristica de impendanță este în concordanță cu rezultatele bune obținute pentru timpul de descărcare electrostatică.

6

1 fir bbc+

1 fir 2

1 fir bbc+

2 fire 4

Glat vanisat

<200kΩ/squer

3.5x108Ω/squer

Mostra asigură  protecție  foarte  bună la exterior la descărcarea  rapidă a sarcinilor. La interior prezintă caracteristici bune de drenaj a sarcinilor. Este recomandată utilizarea structurii mostrei. Caracteristica de impendanță este în concordanță cu rezultatele bune obținute pentru timpul de descărcare electrostatică.

7

1 fir bbc+

1 fir 2

1 fir bbc+

1 fire 4

Glat vanisat

<200kΩ/squer

4.6x108Ω/squer

Mostra asigură  protecție  foarte  bună la exterior la descărcarea  rapidă a sarcinilor. La interior prezintă caracteristici bune de drenaj a sarcinilor. Este recomandată utilizarea structurii mostrei. Caracteristica de impendanță este în concordanță cu rezultatele bune obținute pentru timpul de descărcare electrostatică.

8

1 fir bbc+1

fir 2

1 fir bbc+

1 fire 4

Patent vanisat

<200kΩ/squer

1.6x107Ω/squer

Mostra asigură protecție bună la exterior la descărcarea rapidă a sarcinilor. La interior prezintă caracteristici bune de drenaj a sarcinilor. Este recomandată utilizarea structurii mostrei. Caracteristica de impendanță este în concordanță cu rezultatele bune obținute pentru timpul de descărcare electrostatică.

9

1 fir bbc+

1 fir 2

1 fir bbc+

2 fire 4

Patent vanisat

1.4*107Ω/squer

2.5x107Ω/squer

Mostra asigură protecție bună la exterior la descărcarea rapidă a sarcinilor. La interior prezintă caracteristici bune de drenaj a sarcinilor. Este recomandată utilizarea structurii mostrei. Caracteristica de impendanță este în concordanță cu rezultatele bune obținute pentru timpul de descărcare electrostatică.

10

1 fir bbc+

1 fir 2

1 fir bbc+

1 fir 5

Glat vanisat

<200kΩ/squer

2x107Ω/squer

Mostra asigură protecție bună la exterior la descărcarea rapidă a sarcinilor. La interior prezintă caracteristici bune de drenaj a sarcinilor. Este recomandată utilizarea structurii mostrei. Caracteristica de impendanță este în concordanță cu rezultatele bune obținute pentru timpul de descărcare electrostatică.

11

1 fir bbc+

1 fir 2

1 fir bbc+

2 fire 5

Glat vanisat

<200kΩ/squer

1.2x107Ω/squer

Mostra asigură protecție bună la exterior la descărcarea rapidă a sarcinilor. La   interior   prezintă   caracteristici   bune   de   drenaj   a   sarcinilor.   Este


 

 

 

 

 

 

 

recomandată utilizarea structurii mostrei. Caracteristica de impendanță este în concordanță cu rezultatele bune obținute pentru timpul de descărcare electrostatică.

12

1 fir bbc+

1 fir 2

1 fir bbc+

3 fire 5

Glat vanisat

<200kΩ/squer

2.6x107Ω/squer

Mostra asigură protecție bună la exterior la descărcarea rapidă a sarcinilor. La interior prezintă caracteristici bune de drenaj a sarcinilor. Este recomandată utilizarea structurii mostrei. Caracteristica de impendanță este în concordanță cu rezultatele bune obținute pentru timpul de descărcare electrostatică.

13

1 fir bbc+

1 fir 2

1 fir bbc+

3 fire 5

Patent vanisat

<200kΩ/squer

<200kΩ/squer

Mostra nu asigură protecție la exterior la descărcarea rapidă a sarcinilor. La interior prezintă caracteristici bune de drenaj a sarcinilor. Nu este recomandată utilizarea acestei structuri.

14

1 fir bbc+1

fir 2

1 fir bbc+

2 fire 5

Patent vanisat

<200kΩ/squer

<200kΩ/squer

Mostra nu asigură protecție la exterior la descărcarea rapidă a sarcinilor. La interior prezintă caracteristici bune de drenaj a sarcinilor.

15

1 fir bbc+

1 fir 2

1 fir bbc+

1 fir5

Patent vanisat

<200kΩ/squer

<200kΩ/squer

Mostra nu asigură protecție la exterior la descărcarea rapidă a sarcinilor. La interior prezintă caracteristici bune de drenaj a sarcinilor.

16

1 fir Lana+

1 fir 2

1 fir Lana+

1 fir 5

Patent vanisat

<200kΩ/squer

<200kΩ/squer

Mostra nu asigură protecție la exterior la descărcarea rapidă a sarcinilor. La interior prezintă caracteristici bune de drenaj a sarcinilor.

17

1 fir Lana+

1 fir 2

1 fir Lana+

2 fire 5

Patent vanisat

<200kΩ/squer

<200kΩ/squer

Mostra nu asigură protecție la exterior la descărcarea rapidă a sarcinilor. La interior prezintă caracteristici bune de drenaj a sarcinilor.

18

1 fir Lana+

1 fir 2

1 fir Lana+

2 fire 5

Patent vanisat

<200kΩ/squer

<200kΩ/squer

Mostra nu asigură protecție la exterior la descărcarea rapidă a sarcinilor. La interior prezintă caracteristici bune de drenaj a sarcinilor.

19

1 fir Lana+

1 fir 2

1 fir Lana+

3 fire 5

Glat vanisat

<200kΩ/squer

5.7*107Ω/squer

Mostra asigură protecție bună la exterior la descărcarea rapidă a sarcinilor. La interior prezintă caracteristici bune de drenaj a sarcinilor. Este recomandată utilizarea structurii mostrei. Caracteristica de impendanță este în concordanță cu rezultatele bune obținute pentru timpul de descărcare electrostatică.

20

1 fir Lana+

1 fir 2

1 fir Lana+

2 fire 5

Glat vanisat

<200kΩ/squer

2.5*107Ω/squer

Mostra asigură protecție bună la exterior la descărcarea rapidă a sarcinilor. La interior prezintă caracteristici bune de drenaj a sarcinilor. Este recomandată utilizarea structurii mostrei. Caracteristica de impendanță este în concordanță cu rezultatele bune obținute pentru timpul de descărcare electrostatică.

21

1 fir Lana+

1 fir 2

1 fir Lana+

1 fir 5

Glat vanisat

<200kΩ/squer

2.8*107Ω/squer

Mostra asigură protecție bună la exterior la descărcarea rapidă a sarcinilor. La interior prezintă caracteristici bune de drenaj a sarcinilor. Este recomandată utilizarea structurii mostrei. Caracteristica de impendanță este în concordanță cu rezultatele bune obținute pentru timpul de descărcare electrostatică.


Evaluarea eficientei de izolare electromagnetica a panourilor test bistrat (diverse tipologii de tricotare) s-a realizat in urmatoarele conditii:

·  Domeniu de frecventa: 0,9-18 GHz, temperatura T=22oC

·  Nivelul de câmp electromagnetic a fost măsurat în două situaţii:

cu antenele plasate faţă în faţă şi fără proba montată pe fereastra incintei ecranate;

cu antenele plasate faţă în faţă şi cu proba montată pe fereastra incintei ecranate între antene se păstreaza aceeaşi distanţă.

In diagramele urmatoare sunt prezentate caracteristicile de atenuare electromagnetica pentru cele 21 de probe analizate.

Atenuarea electromagnetica in functie de frecventa proba 1

Atenuarea electromagnetica in functie de frecventa proba 2

Atenuarea electromagnetica in functie de frecventa proba 3

Atenuarea electromagnetica in functie de frecventa proba 4

Atenuarea electromagnetica in functie de frecventa proba 5

Atenuarea electromagnetica in functie de frecventa proba 6


 

Atenuarea electromagnetica in functie de frecventa proba 7

Atenuarea electromagnetica in functie de frecventa proba 8

Atenuarea electromagnetica in functie de frecventa proba 9

Aelectromagnetica in functie de frecventa pentru proba 10

Atenuarea electromagnetica in functie de frecventa pentru proba 11

Atenuarea electromagnetica in functie de frecventa pentru proba 12

Atenuarea electromagnetica in functie de frecventa pentru proba 13

Atenuarea electromagnetica in functie de frecventa pentru proba 14


 

Atenuarea electromagnetica in functie de frecventa pentru proba 15

Atenuarea electromagnetica in functie de frecventa pentru proba 16

 

Atenuarea electromagnetica in functie de frecventa pentru proba 12

Atenuarea electromagnetica in functie de frecventa pentru proba 18

Atenuarea electromagnetica in functie de frecventa pentru proba 19

Atenuarea electromagnetica in functie de frecventa pentru proba 20

Atenuarea electromagnetica in functie de frecventa pentru proba 21

 


Referitor la analiza si interpretarea caracteristicilor functionale se pot mentiona urmatoarele aspecte:

§ toate panourile test au o bună caracteristică de impedanță, corelată cu determinările din etapa precedentă, fapt care confirmă caracterul bun de drenaj al sarcinilor.

§ in cazul panourilor test cu strucrura patent vanisat, s-au obtinut rezultate slabe in toate variantele experimentate (fir din 100% lana atat in stratul interior cat si in stratul exterior, numar diferit de fire conductive in stratul exterior);

§ in cazul panourilor test cu structura glat vanisat in vaiantele in care, atat in stratul interior cat si in cel exterior s-au folosit fire 100% lana, s-au obtinut rezultate bune indiferent de numarul firelor conductive utilizate in stratul exterior;

in cazul variantelor cu aceiasi structura de fire in ambele straturi, rezultate bune s-au obtinut in cazul structurii glat vanisat;

§  in conditiile in care in stratul interior firul tip 2/ Fibre bumbac (75%) + fibre Epitropic (25% - poliester acoperit cu Carbon) este element comun pentru toate variantele, asocierea acestuia cu firul de bumbac a dat rezultate mai bune;

§  rezultate foarte bune s-au obinut in cazul panourilor test, structura glat vanisat fir din 100% bumbac in ambele straturi, fir conductiv tip 4/Nega Stat P190 156dtex f24.

Departajarea mostrelor se realizează pe criteriul oferirii unei bune izolații exterioare, respectiv:

rezultate foarte bune pentru variantele: 6 și 7;

rezultate bune pentru variantele: 2, 3, 4, 5, 8, 9, 10, 11, 12, 19, 20 și 21;

rezultate slabe pentru variantele: 1, 13, 14, 15, 16, 17, și 18.

 

Referitor la analiza eficientei de izolare electromagnetica a panourilor test bistrat se mentioneaza:

§ panourile test in care se regaseste firul tip 5/ filamente din nailon saturate la suprafata cu particule de carbon, trei fire in stratul exterior si firul de bumbac in stratul interior, prezinta o ecranare elecromagnetica mai mare pentru frecvente de 7, 5GHz, 11,5 GHz si 18 GHz;

§ panourile test varianta 18 si 19, respectiv fir de lana in stratul interior si exterior si 2-3 fire tip 5/filament din nailon saturate la suprafata cu particule de carbon in stratul exterior prezinta o ecranare electromagnetica mai mare pentru frecvetele de 10,5 GHz si 11,5 GHz;

§ celelalte panouri test nu prezinta o ecranare electromagnetica semnificativa in domeniul 1-2.4 GHz.

 

Masuratori electrice efectuate la Fraunhofer Institution for Modular Solid State Technologies, EMFT, Munich, Germany

Masuratorile electrice, respectiv determinarea rezistentei electrice s-a realizat pentru panoul test

/varianta 7 (fig.1) care conform analizelor efectuate a prezentat cea mai buna capacitate de izolare exterioara precum si pentru firul conductiv din structura tricotului (fig.2).

 

Fig.1 Structura panou test                                         Fig.2 Fir conductiv

 

Evaluarea rezistentei electrice a structurii tricotate si a firului s-a facut utilizand metoda "Point to point resistance" (fig.3), respectiv cu doua si patru puncte.


 

a)                                          b)

 

Fig.3 Tehnica de masurare "point to point"

a) doua puncte; b) patru puncte

 

In cazul metodei cu doua puncte (fig.3.a) tensiunea este aplicata intre cele doua cleme si este masurata intensitatea curentului prin fir.

Conform legii lui Ohm, se calculeaza valoarea rezistentei.

Contactul cu firul se face cu ajutorul celor doua

cleme/doua puncte care adauga rezistenta lor rezistentei firului. In acest caz formula de calcul a rezistentei firului este:

Rt = Rf + 2Rc (1)

In care:

Rt: rezistenta totala (ohmi) Rf: rezistenta firului (ohmi)

Rc: rezistenta de contact a firului (ohmi)

Principiul de masurare in cazul utilizarii a patru cleme (fig.3.b) consta in aplicarea tensiunii intre clemele F1 si F2 si masurarea intensitatii curentului prin fir. In scopul masurarii numai a rezistentei firului, Rf, sunt adaugate inca doua cleme, S1 si S2 folosite pentru masurarea caderii de tensiune prin fir. Avand in vedere faptul ca nu este curent in directia clemelor formula de calcul a rezistentei firului este:

Rt = R f (2)

In fig. 4 sunt reprezentate masuratorile pentru Rf si Rc pentru o tensiune aplicata de 10V si o lungime de fir masurata de 5mm. Se poate observa ca, in acest caz, Rf = 928 kΩ si Rc = 8 kΩ.

Avand in vedere valorile obtinute pentru Rf si Rc rezistenta de contact poate fi neglijata si nu se impune utilizare tehnicii de masurare cu patru cleme.

In figura 5 este prezentat comportamentul firului in momentul modificarii tensiunii in limite de la 10V pana la +10V.

                                            


 

 

 

 


Fig. 4 Variatia Rf si Rc                                           Fig. 5 Variatie intensitate curent, rezistenta electrica fir

 

Variatia intensitatii curentului prin fir in functie de variatia tensiunii aplicate este liniara iar rezistenta firului este constanta.

Modificarea tensiunii de la 0V al +100V conduce la fenomenul de autoincalzire a firului ceea ce determina o scadere a rezistentei electrice a firului precum si o valoare negativa pentru TRC (temperature coefficient of resistance). Acest comportament este prezentat in fig. 6.Variatia


intensitatii curentului/If este liniara, histerzisul Rf este determinat de fenomenul de auto-incalzire al firului

Comportamentul termic al firului a fost analizat in conditiile aplicarii unei tensiuni constante pana cand o stare de echilibru a fost atinsa. Temperatura firului a fost inregistrata de catre o camera IR, pentru o tensiune aplicata de 200 V temperatura firului atinge aproximativ 950 C (figura 7).

 

                           


Fig.6. Variatia Rf                                                   Fig. 7 Variatia temperaturii in timpul procesului de autoincalzire a firului

 

Acelasi set de masuratori au fost determinate si pentru panoul de test – tricot bistrat varianta 7 (fig.8).

 

Fig. 8.Rezistenta electrica de suprafata a panoului test, masurata prin tehnica two - point, doua directii de orientare a tricotului

 

Variatia tensiunii aplicate de la -10V la +10V determina o variatie liniara a intensitatii curentului si o rezistenta electrica constanta pentru ambele directii de masurare (fig.9 si fig.10).

                             


Fig. 9. Variatia intensitatii curentului                 Fig. 10 Variatia intensitatii curentului a rezistentei

electrice a firului pe directie si a rezistentei electrice a firului pe orizontala directie verticala


Aplicarea unei tensiuni constante de 2000V determina o autoincalzire a tricotului (fig.11).

                                    

Fig.11 Analiza cu camera termografică

 

Masa termala mare a tricotului fata de cea a unui singur fir face ca temperatura atinsa in acest caz sa fie de 27.3°C.

Analiza masuratorilor electrice efectuate ne indica faptul ca panoul test – tricot bistrat in varianta de experimentare nr. 7 este corespunzator.

 

A III. 5 Proiectarea si realizarea componentelor de adaptare a liniei tehnologice

Linia tehnologica aplicata in prezent pentru prelucrarea firelor conductive include 13 puncte de inflexiune (unghiuri de diferite grade) si 14 puncte de contact ale firului conductiv cu suprafetele (ceramice sau metalice) ale sistemelor de conducere, ghidare si control al firelor. La aceasta linie tehnologica aplicata la prelucrarea firelor conductive pe masinile de tricotat apar unele inconveniente care influenteaza parametrii tehnologici de prelucrare (viteza de lucru, productivitatea, etc.) sau carcateristicile de suprafata ale firelor (rugozitatea, coeficientii de frecare, etc.) printre care se evidentiaza:

traseul firului de la formatul de alimentare pana la conducatorul de fir care cuprinde unnumar mare de puncte de inflexiune - unghiuri ascutite;

lungimea mare a traseului de la formatul de alimentare pina la conducatorul de fir;

numarul mare al punctelor de contact ,dintre fir si suprafetele metalice ale traseului tehnologic pe masina de tricotat.

In scopul imbunatatirii aspectelor mentionate, in cadrul proiectului a fost elaborata o noua linie tehnologica alcatuita din trei dispozitive: cadru metalic, suport bobine fire, dispozitiv control fire.

Noua linie tehnologica elaborata in cadrul proiectului care face obiectul cererii de brevet de inventie nr. A/ 00898/21.11.2014, prezinta urmatoarele avantaje:

traseul firului conductiv de la formatul de alimentare la conducatorul de fir al masinii de tricotat nu cuprinde unghiuri drepte sau ascutite;

numarul punctelor de contact ale firului cu elementele de ghidare/control al masinii de tricotat este redus cu cca.45%;

prezervarea caracteristicilor calitative ale firelor conductive;

montare si utilizare simpla.

Aplicarea noii linii tehnologice in prelucrarea firelor conductive pe masinile de tricotat poate conduce la cresterea productivitatii cu 10-15% in functie de finetea si structura tricoturilor si la imbunatatirea calitatii acestora.

 

A III. 6 - Tricotarea modelului experimental al produsului

Conform rezultatelor obtinute in cadrul etapelor de implementare a proiectului s-au ales ca modelele experimentale de echipamente individuale de protectie sa fie realizate din variantele de panouri test nr. 5, 7, 8 si 21, cu caracteristicile indicate in tab. 3.

Ambele tipuri de tricot (structura glat vanisat si patent vanisat) s-au realizat pe masini de tricotat STOLL, finete 7E SI 12E, cu posibilitatea de reglare diferentiata a tensiunii in fir astfel incat sa se obtina o vanisare corecta a firului.


Tab.3 - Caracteristici fizico-mecanice ale structurilor tricotate

Nr. varia nta

 

Structura tricot

Strat interior Asigurare drenaj sarcini electrice

Strat preponderent izolator pentru exterior

Masa tricotului g/m2

Desime Do

 

Desime Dv

5

 

Glat vanisat

1 fir bbc+1 fir tip 2

1fir bbc+1 fir 3

470

43

92

7

1fir bbc+1fir tip 4

487

44

86

21

1 fir lână+1 fir tip 2

1fir lână+1 fir tip 5

521

47

71

8

Patent vanisat

1 fir bbc+1 fir tip 2

1fir bbc+1fir tip 4

705

37

61

 

Din structurile tricotate s-au confectionat modele experimentale de echipamente individuale de protectie in variantele: pullover baza gat, pulover anchior si jacheta cu fermoar, in functie de masa si structura tricotului.

DESCRIERE TEHNOLOGICĂ: Modelele experimentale s-au confectionat prin incheiere laterala la masina de cusut "triplock". Garniturile de la maneci sunt in structura patent 1x1, cu fir suplimentar de elastomer. Garnitura de la gat este dublata si aplicata la triplock.

 

Tab. 4 – Caracteristici dimensionale

DIMENSIUNI

Marimi (cm)

S

M

L

LĂŢIME BUST

54

56

58

LUNGIME PRODUS MĂSURAT DIN UMĂR

68

70

72

LUNGIME UMĂR

13,5

15

15

LUNGIME MÂNECĂ DIN UMĂR

60

62

62

LUNGIME MÂNECĂ SUB-BRAŢ

49

49

51

ÎNĂLŢIME MANŞURĂ

24

26

26

LĂŢIME RĂSCROIALĂ GÂT K-K

18

18

19

ADÂNCIME RĂSCROIALĂ SPATE

1,5

1,5

1,5

ÎNĂLŢIME PATENT CORP ŞI MÂNECĂ

5

5

5

ÎNĂLŢIME GARNITURĂ

3

3

3

 

A III.7 Diseminarea rezultatelor

 

Programul de diseminare a proiectului a avut la bază o serie de activităţi şi anume:

publicare articole în reviste de specialitate;

sustinere lucrari stiintifice manifestari interne şi internaţionale;

realizare brevete de invenţie;

initiere colaborari in vederea pregatirii unor potentiale proiecte de cercetare;

completare pagina web proiect.

 

Tab. 5 – Articole publicate in reviste de specialitate

Nr. crt.

Titlu

Revista

Cotatie

1

Echipamente de protectie ESD. Investigarea structurilor tricotate-bistrat, cu continut de fibre conductive

"Industria Textila", nr. 3/2014, pg.145- 152

ISI

inclusa in Master Journal List a Institutului pentru Stiinta Informarii din Philadelphia - S.U.A

C.N.C.S.I.S. grupa A

2

Estimarea proprietatilor ESD ale materialelor textile cu structura bistrat

"Industria Textila" nr. 4/2014, pg. 206- 212

ISI

inclusa in Master Journal List a Institutului pentru Stiinta Informarii din PhiladelphiaS.U.A

C.N.C.S.I.S. grupa A

 

Tab. 6 – Comunicari stiintifice

Nr. crt.

Titlu

Manifestarea

1

ESD garments

Conferinta Internationala "Innovative solution for sustainable development of textile and lether industry", Universitatea din Oradea, 23-25.05.2014


 

 

 

- publicata in Annals of the University Oradea. Fascicle of textile, leatherwork. ISSN 1843-813x, p.95-100, EdItura Universitatii din Oradea, indexata in EBSCO-Textile Technology Complete, Index Copernicus, DOAJ (Directory of Opean Access Journal), DRJI (Directory of Research Journal Indexing), International Impact Service, SCIPIO, Ulrich s – Update Periodicals Directory, CNCSIS clasa B

2

Supply chain and logic models for the textile and clothing companies

Conferinta Internationala "Innovative solution for sustainable development of textile and lether industry", Universitatea din Oradea, 23-25.05.2014

- publicata in Annals of the University Oradea. Fascicle of textile, leatherwork. ISSN 1843-813x, p.187-190, Editura Universitatii din Oradea, indexata in EBSCO-Textile Technology Complete, Index Copernicus, DOAJ (Directory of Opean Access Journal), DRJI (Directory of Research Journal Indexing), International Impact Service, SCIPIO, Ulrich s – Update Periodicals Directory, CNCSIS clasa B

3

Echipamente pentru protectie electrostatica

Seminarului "De la idee si concept la transfer tehnologic in cercetarea stiintifica din textile-pielarie, ROMEXPOBucuresti 26.09.2014

4

Echipamente ESD

Salonul Cercetării Românești și Salonul de Invenții și InovațiiINVENTIKA, in cadrul Târgului Tehnic Internaţional BucureştiTIB - 2014, 15- 18.10.2014

5

Research regarding ESD garments development

The 5th International Conference on Advanced Materials and Systems, Bucuresti, 23-25.10.2014

6

ESD protection equipments with bi-layer structure

The 89th Textile Institute World Conference 2014 - Innovation from fibre to fashion", Wuhan, China, 2-6.11.2014

7

Echipamente de protectie

motor de dezvoltare a sectorului textile-confectii

Conferinta "Clusterele entitati suport pentru promovarea produselor romanesti prin inovarea de produse si servicii in industria textile si de imbracaminte" din cadrul Targului RFTB, octombrie 2014

8

Textilele tehnice - directie prioritara de dezvoltare a sectorului textile confectii

Workshop-ul "Cercetare si expertiza, implicarea membrilor AGIR CTA", sectiunea cercetare aplicativa, organizat de AGIR Sucursala Constanța, 28.11.2014

 

Realizare brevete de invenţie

"Linie tehnologica pentru prelucrarea firelor conductive pe masinile de tricotat" – Cerere brevet inregistrata la OSIM cu nr. A/ 00898/21.11.2014

"Electrod de descarcare electrostatica tri-element" - Cerere brevet inregistrata la OSIM cu nr.

A/00897/21.11.2014

 

Initierea unor colaborari in vederea pregatirii unor potentiale proiecte de cecetare.

 

In aceasta directie, s-a colaborat cu specialistii de la "Fraunhofer Research Institution for Modular Solid - State Technologies", Munich, Germany care si-au manifestat interesul si disponibilitatea realizarii unor analize specifice pe mostre etalon de structuri tricotate bistrat precum si initierea unor colaborari in cadrul programelor existente.

 

Sintetiza activitatii care a avut ca obiective asigurarea vizibilitatii, diseminarii si exploatarii rezultatelor obtinute este prezentata in tab.7:

 

Tab.7 Sinteza activitatii de diseminare

Activitatea de diseminare

Numar activitati

Articole publicate in reviste cotate ISI

2

Comunicari stiintifice la conferinte

-nationale

-internationale

 

4

4

Cereri de brevet

2

 


In conformitate cu obiectivul etapei III "Realizarea structurilor bistrat cu proprietati predefinite, s- au tricotat variantele 5, 7, 21 - structura glad vanisat si varianta 21 – structura patent vanisat.

Din tricoturile realizate s-au confectionat modele experimentale de echipamente de protectie individuala in structura indicata in tab.8.

 

Tab. 8 - Modele experimentale ESD

 

Obiectivele prevazute in cadrul etapei au fost atinse, modele experimentale vor ficaracterizate din punct de vedere al functionalitatii in cadrul etapei urmatoare (etapa IV).