LISTTEX

Lätt och stark textil för skyddsprodukter

Sammanfattning

Skyddsutrustning såsom sågskydd för skogsarbetare och maskeringsmaterial för militär tillverkas ofta av textila material. Dessa måste vara både lätta och starka för att vara användarvänliga och erbjuda en hög skyddsnivå. I de skyddsmaterial, t.ex. maskeringsnät, som används idag återfinns oftast konventionella garner av typ polyester vilket är ett förhållandevis tungt garn med måttlig styrka. Den snabba utvecklingen av nya garner med extrema styrkeegenskaper kombinerat med lätta garner möjliggör helt nya typer av textiler som är både starkare och lättare än dagens.
Projektets mål är att tillverka helt nya typer av textilier baserat på en mix av olika polymera garner med extrema egenskaper i form av styrka och vikt. En sådan textil skulle snabbt kunna skapa ett helt nytt produktsegment inom både sågskydd och maskeringsmaterial.

Genomförandestudiens syfte och mål

Genomförbarhetsstudiens mål är att tillverka en innovativ teknisk textil med hög styrka i förhållande till sin vikt med en blandning av nyutvecklade garner tillgängliga på marknaden. Syftet är att dels utveckla nya typer av försvarsmaterial som baseras på textil och dels nästa generations sågskydd.

Teknisk textil ingår i rad olika områden, tex skyddsmaterial, armering, fordonsindustri, säkerhet, militärt, medicin och inredning. Lättare teknisk textil ger ett avtryck i samtliga dessa områden.
Först och främst minskad miljöbelastning vid transporter av dessa material, men också i form av förhöjd prestanda och användarvänlighet. Projektparternas specialområden, militär maskering och skyddsutrustning för skogsarbetare är särskilt gynnsamt för lättare textila material.
Militär maskering av typen maskeringsnät används idag för att maskera fordon, utrustning och personal från olika typer av sensorer. I dessa material är det den tekniska textilen som utgör basen, och ger materialet dess styrka. Konventionella textiler utgår oftast från polyester som är vädertåligt, billigt, starkt, och relativt tungt. Ett maskeringsnät för ett fordon kan väga upp till 60
kg, vilket gör det svårhanterat och personalkrävande. Det skall också transporteras och i moderna militära fordon räknas varje kg, speciellt om fordon och material skall transporteras långa sträckor med flyg.

Skyddsutrustning för skogsarbetare, t.ex. motorsågsskydd, är ett arbetsmiljökrav och finns i flera olika skyddsklasser. Sågskydd består av flera lager mycket stark textil, ju fler lager desto högre skyddsklass. I den högsta klassen väger utrustningen flera kilo. Ett lättare sågskydd skulle innebära ökad komfort och säkrare arbetspass då trötthet kommer att minska. Säkerheten kan också höjas generellt genom att infoga fler lager av den skyddande textilen som ingår i ett sågskydd.

Studiens grundläggande ide är att blanda olika typer av moderna garner med unika egenskaper för att tillverka lättare teknisk textil med hög styrka. Starka garner som tex Dyneema, Kevlar, Twaron, blandas med lättare garner baserade på ihåliga fibrer i Polyester eller Polypropylene, eller den grafenoxid förstärka fibern Kyorene. Textilen kommer på så sätt få samma utseende som en traditionell polyester textil men med dramatiskt skilda vikt och styrkeegenskaper.
Dagens maskeringsmaterial utgår oftast av ett och samma material, polyester, som är billigt och miljötåligt. En textil bestående av flera typer av olika garner skulle vara helt nytt i försvarsindustrin, m a p maskeringsnät, och skulle kunna bli mycket konkurrenskraftigt.
Nästa generations sågskydd måste bestå av nya material för att vara konkurrenskraftiga. Även här är en blandning av olika nya typer av garner vägen framåt.

Studien läser på innovationstema 2, 3 och 4.

Innovationstema 2: Lättare med kortare utvecklingstid
Att blanda garner med extrema skillnader i mekaniska egenskaper är på inget sätt trivialt i en modern varp-trikå maskin. De första textila prototyperna kommer även att fungera som metodikutveckling vilket kommer att förkorta utvecklingstiden då nya garner skall användas i framtiden.

Innovationstema 3: Lättare med mixade material
Grundtanken i konceptet är att använda olika typer av polymera material i den slutliga textilen. Ett Dyneema garn är 15 ggr starkare än stål men också väldigt kostsamt och svårt att efterbearbeta med tex en färgbeläggning. Därför behövs flera olika typer av garner. I medel kommer den slutgiltiga textilen vara ca 20-50% lättare än dagens traditionella material.

Innovationstema 4: Lättare genom förbättrade egenskaper och innovativa lösningar
De ingående garnernas unika egenskaper är sådana att de slutprodukter som nämns i inledningen kommer att bli lättare. Det kommer också att krävas innovativa lösningar gällande textil konstruktion och maskininställningar för att kombinera dessa material.
Studien avser att ta fram nya metoder för att tillverka lättviktstextil. Den utvecklade metodiken skall kunna användas på flera olika typer av garner med extrema egenskaper. I alla de områden där teknisk textil ingår kommer en sådan metodik innebära kortare utvecklingstider och produkter som på ett disruptivt sätt skiljer sig från dagens.

Resultatet från genomförbarhetsstudien kan utvecklas till ett FoI projekt. Inom alla områden där starka tunga traditionella textiler används kan det nu göras en analys för att utvärdera om möjligheten att byta ut dessa till nya lättare textiler. Möjligheten finns att dessa nya textiler helt kan ersätta standardprodukter utan större modifieringar, men det finns också en risk då tillverkningsprocessen för flera produkter idag är så optimerad att minsta förändring på ingående komponenter kräver långa produktutvecklingsprojekt. Snabbast vägen framåt för att introducera nya material är att samla representanter för olika industrier och presentera vilka möjligheter som finns med de nya materialen.

 

Idéns unikhet/unicitet och nyskapande karaktär

Militära maskeringsmaterial har i decennier varit baserade på polyester textilier för att ge dem styrka och god väderbeständighet till ett ekonomiskt försvarbart pris. Den utveckling som har skett i textil och garnindustrin har inte gjort avtryck i försvarsindustrin. Genom att införa nya unika garner, blanda dessa, och tillverka unik textil för maskeringsmaterial kommer vi kunna tillverka
helt nya produkter som kommer att göra stort avtryck i försvarsindustrin. Framförallt inom produkter för specialförband. För dessa användare gäller oftast att använda så lätta material som möjligt för att på bästa sätt kunna utföra sin uppgift. I dagsläget är Saab Barracudas maskeringsprodukter ULCAS och ULCANS (amerikanska marknaden) att betrakta som state-of-the-art för maskeringsnät, samt maskeringsdräkten SOTACS för enskilda soldater. Att sänka vikten med 20-50% på dessa produkter skulle vara en disruptiv utveckling på marknaden. Även mobila maskeringar, sk MCS – Mobile Camouflage Systems, som fästs direkt på fordon skulle gynnas av lägre vikt. I flera moderna fordonsprogram finns sk Weight Managers som har kontroll på fordonets vikt på grammet och lättare maskering skulle få stort fokus.

När det gäller kommersiella sågskydd så är vägen framåt för dessa att hitta nya garner och kombinera dessa för att få fram lättare och säkrare sågskydd. Den textila konstruktionen är också viktig då den påverkar textilens känsla, vilket i sin tur påverkar komfort och i förlängningen skogsarbetarens välmående. State-of-the-art för sågskydd är EngTex serie Avertic med olika skyddsnivåer såsom Pro, Pro plus mfl. Att införa nya typer av textil bestående av blandningar av garner med extrema egenskaper skulle även i detta fall leda till helt nya lättviktsprodukter vilket skulle ge EngTex en unik position på marknaden. En ny stark och lätt textil skulle också kunna leda till nya produkter inom sågskydd, tex som en del i skyddet kring fötter, såsom strumpor eller damasker eller temporära skyddslappar om en skada reda uppstått i ett par byxor.

Genomförande

Studien består av en inledande kort litteraturstudie av kommersiellt tillgängliga garner med hög styrka och låg vikt. Därefter sker ett urval av kombinationer och en teoretisk fas där en eller flera textiler designas och de mekaniska egenskaperna simuleras i datormiljö. Enklare mätningar på enskilda garner kommer att verifiera tillverkarnas datablad. Slutligen tillverkas en eller flera
prototyper som utvärderas generellt och som basen i ett maskeringsmaterial och sågskydd. Ett FoI projekt kan dra lärdom av samtliga dessa delar och utveckla en slutgiltig produkt för kommersialisering. I denna studie står Engtex och Barracuda gemensamt för urval av intressanta garner. Konstruktion och tillverkning av prototypmaterial görs av Engtex. Samtliga material
mätningar genomförs av Saab Barracuda. I ett framtida projekt kan textila konsulter i form av Swerea IVF och andra testinstitut t.ex. Exova bli inblandade.

Deltagande företag

Saab Barracuda AB
Engtex AB
 

Projektet delfinansieras av Vinnova

Projektet uppdateras.

01 Oct - 2018

Projektstart

01 Oct - 2019

Projektslut

Related content