Fotopolymerní pryskyřice představují specifickou skupinu reaktivních polymerních materiálů, které tuhnou (polymerují) pod vlivem světelného záření, nejčastěji UV. Využívají se především v oblasti 3D tisku (např. SLA, DLP), tisku funkčních struktur a povrchových úprav textilií. Díky své schopnosti přesné prostorové polymerace umožňují vytvářet jemné 2D/3D struktury, tenké vrstvy nebo technické prvky přímo na vlákenné substráty. Tento článek se zaměřuje na konkrétní typy fotopolymerních pryskyřic, jejich chemické složení, mechanizmy vytvrzení a přímé aplikace v textilním průmyslu.
Složení a typologie fotopolymerních pryskyřic
Základní složky fotopolymerních pryskyřic používaných v textilu jsou:
Monomery a oligomery: nízkomolekulární látky, které vytvářejí polymerní síť během UV iniciované polymerace
Fotoiniciátory: látky absorbující světlo (obvykle v UV oblasti 250–405 nm), které generují volné radikály nebo kationty spouštějící polymeraci
Přísady a modifikátory: barviva, změkčovadla, zlepšovače přilnavosti (adhesives), stabilizátory
Typy pryskyřic podle polymeračního mechanismu:
Radikálové fotopolymerní pryskyřice
Založené na akrylátových a metakrylátových monomerech
Rychlá polymerace, vhodné pro flexibilní i tvrdé struktury
Používány v SLA/DLP tisku na textilní substráty
Kationtové fotopolymerní pryskyřice
Založené na epoxidových nebo vinyletherových systémech
Lepší tepelná a chemická stabilita, ale pomalejší vytvrzení
Vhodné pro technické vrstvy s vyšší odolností
Hybridní pryskyřice
Kombinace obou výše uvedených pro optimalizaci vlastností
Mechanismus UV vytvrzení na textiliích
Při aplikaci na textil je potřeba přizpůsobit fotopolymerní systém specifickým podmínkám:
Penetrace do vláken: závislá na viskozitě pryskyřice a typu textilního substrátu
Adheze: zajištěna chemickými modifikátory nebo fyzikálně-chemickou interakcí (např. vodíkové vazby, silanové můstky)
Polymerace: řízena intenzitou a vlnovou délkou UV zdroje, dávkováním pryskyřice a prostředím (inertní plyn / vzduch)
| Parametr vytvrzení | Typická hodnota |
|---|---|
| Vlnová délka UV | 365–405 nm |
| Intenzita záření | 10–40 mW/cm² |
| Doba osvitu | 1–20 s (dle tloušťky) |
| Tloušťka vrstvy | 10–200 µm (možno vrstvit) |
| Teplota substrátu | 20–40 °C (volitelné předehřátí) |
Aplikace fotopolymerních pryskyřic v textilu
Přímý 3D tisk na textilní substráty
SLA/DLP technologie umožňuje nanést a vytvrdit fotopolymerní struktury přímo na pružný nebo netkaný textil
Použití: móda, ortézy, senzorická síťovina, personalizace
Výhoda: vysoké rozlišení, nízká spotřeba materiálu
Funkční povrchové vrstvy
Např. hydrofobní, antimikrobiální, elektricky vodivé vrstvy
Přímé vytvrzení pomocí UV LED zařízení nebo válečkových systémů
Možnost selektivní aplikace (např. jen do zón s vysokým opotřebením)
Strukturní 3D reliéfy a dekorace
Vrstvení vytvrzených struktur umožňuje vytvořit 3D reliéf nebo elastické výstupky (např. pro protiskluzové aplikace)
Alternativa k tradičním silikónovým a TPU potiskům
Výroba technických prvků z fotopolymeru pro integraci
Tisk 3D komponent (např. konektory, spony, mikrofluidní kanály) z fotopolymerních resins, které se následně laminují nebo lepí na textil
Elektronický textil (E-textile)
Fotopolymerní matrice s příměsí vodivých nebo piezoelektrických částic
Aplikace: nositelné senzory, dotykové rozhraní, detekční vrstvy
Výběr vhodného substrátu a kompatibilita
| Typ substrátu | Kompatibilita s fotopolymerem | Poznámka |
|---|---|---|
| Polyester (PES) | Vysoká | Nutné předupravení (plasma/korona) |
| Polyamid (PA) | Velmi dobrá | Dobrá adheze, flexibilita |
| Bavlna | Střední | Vyšší savost, difuze pryskyřice |
| Netkané textilie | Proměnlivá | Závisí na gramáži a povrchové úpravě |
| Elastan | Nízká | Nutná elastická modifikace pryskyřice |
Výhody a nevýhody fotopolymerních pryskyřic v textilu
Výhody:
Vysoké rozlišení a preciznost struktur
Možnost selektivního vytvrzení (digitální řízení)
Nízká spotřeba materiálu, bezzbytkový proces
Možnost integrace funkcí – vodivost, tvarová paměť, UV ochrana
Nevýhody:
Omezená pružnost u běžných pryskyřic (nutná modifikace)
Křehkost některých typů po polymeraci
Nutnost bezpečnostních opatření při práci s UV zářením
Omezená omyvatelnost bez dodatečného zafixování
Budoucí vývoj a výzkum
Vývoj biokompatibilních a biodegradabilních fotopolymerů pro textilní zdravotnické aplikace
Integrace nanomateriálů (např. grafenu, CNT) pro zajištění vodivosti nebo senzorických funkcí
Přechod na viditelné světlo jako spouštěč polymerace namísto UV
Hybridní tiskové systémy kombinující více materiálů ve vrstvách (multi-material printing)
Závěr
Fotopolymerní pryskyřice představují inovativní nástroj pro funkcionalizaci textilu v oblasti 3D tisku, technických úprav i elektronických aplikací. Jejich úspěšné využití vyžaduje správnou volbu polymerního systému, optimalizaci procesu vytvrzení a přizpůsobení textilního substrátu. Vzhledem k rychlému vývoji světlocitlivých materiálů a aditivních technologií se jejich uplatnění v textilním průmyslu nadále rozšiřuje, a to jak ve funkční, tak designové sféře.
