Värmereducerande textil HeatReTex (avslutat)

Syfte och mål

Genomförbarhetsstudien har genomförts av SAAB Barracuda och Swerea IVF. Studien syftade till att ge beslutsunderlag för ett fortsatt större projekt inom SIO Grafen samt att bygga ett konsortium av aktörer, men även att identifiera materialets egenskaper och svårigheter, begränsningar gällande processbarhet och hur dessa kan lösas.

Projektet skulle undersöka hur en textils termiska ledningsförmåga förändras då 2D-fyllmedel tillsätts till materialet som används för fibertillverkning. Ett lyckat resultat kommer ligga till grund för förbättrad prestanda i befintliga produkter, men även nya produkter kommer att kunna utvecklas. Med aktiva funktioner integrerat i de tekniska fibrerna, ökar värdet av fibrerna samt reducerar miljöpåverkan, vilket är viktiga områden för att säkra en utveckling för att bibehålla en konkurrenskraftig svensk textilindustri.

Genomförandet sker genom en litteraturstudie och praktiska försök i form av kompoundering, fibertillverkning, textiltillverkning samt provning och utvärdering av fiber och textilens egenskaper.

Resultat

Resultaten visar på att det är möjligt att förbättra en textils termiska ledningsförmåga genom att tillsätta ett 2D-fyllmedel i fibern.

Fibrerna har tillverkats i konventionella maskiner för storskalig produktion. Genomförda tester visar på goda textila och termiska egenskaper samt att fibrerna även i övrigt har lämpliga egenskaper för att användas i kamouflagematerial. Tillverkningsprocesser och material bedöms uppfylla tekniska och kostnadsmässiga mål på uppskalningsbarhet.

Fyllmedlet i olika halter har tillsatts till polymeren genom kompoundering före fiberspinningen. Olika polymerer och fibergeometrier har utvärderats. Kompositmaterialet som har utvecklats går även att formspruta och godset har då en mycket bra termisk ledningsförmåga, vilket innebär att målet avseende på termisk ledningsförmåga hos bulkmaterialet är väl uppfyllt. Förutom vidare material-, fiber- och processutveckling, återstår att uppfylla krav som väderbeständighet samt att integrera halogenfritt flamskydd i fibern.

En viktig insikt av studien har varit att det finns vissa svårigheter att få grafenflaken helt exfolierade. Flaken hade en tendens att bilda agglomerat i fibern. En lösning på detta behöver studeras närmare. SAAB Barracuda har för avsikt att vidareutveckla materialet som använts för fiberspinning och förväntar sig att det kommer att användas i serieproduktion av kommersiella produkter inom några få år.

Vi ser ett behov av expertis inom termiska mätningar och värmespridning i textilier, samt företag med erfarenhet kring att dispergera 2D-fyllmedel i polymerer lämpliga för smältspinning. Företag med möjlighet till uppskalning av kompoundering och fibertillverkning skulle kunna vara aktuella samarbetspartners. Vi har identifierat en potentiell internationell fibertillverkare.

Abstract in english

Heat-reducing textile HeatReTex
The feasibility study was conducted by SAAB Barracuda and Swerea IVF. The study aimed to provide the basis for decision-making for a continued major project within SIO Grafen and to build a consortium of actors, but also to identify the material's properties and difficulties, limitations regarding processability and how these can be solved.
The idea of the project was to investigate how the thermal conductivity of a textile changes as 2D fillers are added to the material used for fiber production. A successful result will be the basis for improved performance in existing products, but new products will also be able to developed. With active functions integrated into the technical fibers, the value of the fibers increases and reduces the environmental impact, which are important areas for securing development in order to maintain a competitive Swedish textile industry.
The implementation was carried out through a literature study and practical trials in the form of compounding, fiber manufacture, textile manufacturing and testing and evaluation of fiber and the properties of the textile.

Results
The results show that it is possible to improve the thermal conductivity of a textile by adding a 2D filler to the fiber. The fibers have been manufactured in conventional machines for large-scale production. Completed tests show good textile and thermal properties and that the fibers also have suitable properties for use in camouflage materials. Manufacturing processes and materials are considered to meet technical and cost-oriented targets for scalability.

The filler in different concentrations has been added to the polymer by compounding before fiber spinning. Various polymers and fiber geometries have been evaluated. The composite material that has been developed can also be injection molded and the goods have a very good thermal conductivity, which means that the goal of thermal conductivity of the bulk material is well fulfilled. In addition to material, fiber and process development, it still remains to meet requirements such as weather resistance and to integrate halogen-free flame retardant in the fiber.

An important insight of the study has been that there are some difficulties in getting the graphene flakes completely exfoliated. The flakes tended to form agglomerates in the fiber. A solution to this needs to be studied in more detail. SAAB Barracuda intends to further develop the material used for fiber spinning and expects it to be used in series production of commercial products within a few years.

We see a need for expertise in thermal measurements and heat dissipation in textiles, as well as companies with experience of dispersing 2D fillers in polymers suitable for melt spinning. Companies with the possibility of scaling up compounding and fiber production could be sutiable partners. We have identified a potential international fiber manufacturer.

Utlysning:
Samverkansprojekt för kommersiella tillämpningar med grafen – våren 2018

Projektpartners: SAAB Barracuda och Swerea IVF

Projektledare: SAAB Barracuda

E-mail: peo.riis@saabgroup.com

Bidrag: 300 000 kr

Projektets löptid: 15 maj - 15 nov. 2018

Relaterade styrkeområden:

Med stöd från: