Modelowanie wybranych właściwości ochronnych i biofizycznych odzieży ochronnej wykonanej na bazie aluminizowanych tkanin bazaltowych z zastosowaniem manekina termicznego oraz skanera 3D

Celem projektu III.P.10 było opracowanie nowej struktury odzieży chroniącej przed płomieniem i promieniowaniem cieplnym, zawierającej pakiet materiałowy z udziałem aluminizowanych tkanin bazaltowych, która będzie alternatywą do obecnie produkowanej odzieży ochronnej. Założono, że opracowana odzież ochronna z tkanin bazaltowych będzie wyposażona w cienkowarstwowy czujnik temperatury monitorujący  temperaturę w mikroklimacie pod odzieżą.

W ramach realizacji 1. etapu projektu przeprowadzono porównawcze badania właściwości termoizolacyjnych i związanych z komfortem cieplnym, a także właściwości  ochronnych pakietów z tkaninami aluminizowanymi szklanymi i bazaltowymi. Analiza właściwości termicznych aluminizowanych tkanin bazaltowych potwierdziła możliwość zastosowania ich na odzież ochronną, a uzyskane wyniki badań umożliwiły wytypowanie optymalnego pakietu tekstylnego do wykonania modelu odzieży ochronnej. Na podstawie analizy struktury odzieży ochronnej wykonanej z tkanin aluminizowanych zrealizowano  wirtualne odszycie  modelu odzieży ochronnej.  Opracowano również konstrukcję i wyznaczono charakterystyki statyczne nowego czujnika temperatury wykonanego metodą druku cyfrowego, którego budowa umożliwia integrację do odzieży.  Na podstawie uzyskanych badań obliczono nieliniowość, czułość oraz powtarzalność pojedynczego sensora.

W ramach 2. etapu projektu wykonano 2 prototypy ubrania ochronnego z aluminizowanych tkanin szklanych i aluminizowanych tkanin bazaltowych, wytypowanych w 1. etapie, w wersji dopasowanej do manekina. Przeprowadzono badania ich izolacyjności cieplnej z różnymi wariantami bielizny na manekinie termicznym. Przeprowadzono również badania materiałów zastosowanych w pakiecie odzieżowym pod względem właściwości ochronnych oraz w aspekcie ich wpływu na komfort cieplny. Dokonano analizy wpływu struktury ubrań chroniących przed płomieniem i promieniowaniem cieplnym wykonanych z aluminizowanych tkanin bazaltowych i szklanych na poziom ich izolacyjności cieplnej. Na podstawie analizy wyników badań odzieży ochronnej wytypowano wariant odzież, który może zapewnić najwyższy poziom komfortu.

W ramach 2. etapu projektu opracowano również technologię drukowanych ścieżek elektroprzewodzących na tkaninach bazaltowych do transmisji sygnałów z drukowanych czujników temperatury do układu przetwarzania. Wyniki badań drukowanych ścieżek elektroprzewodzących wskazują, że charakteryzują się one dużą równomiernością, mają wymagane przewodnictwo  i odpowiednią trwałość na mechaniczne czynniki destrukcyjne. Można zastosować je do wytworzenia połączeń drukowanych czujników temperatury z układem przetwarzania sygnałów.

W 3. etapie projektu przeprowadzono analizę wpływu stopnia dopasowania odzieży ochronnej do użytkownika na komfort cieplny. Na tej podstawie określono wielkości luzów w trzech rodzajach badanej odzieży i określono optymalne luzy dla opracowywanego modelu odzieży z tkanin bazaltowych. Zgłoszono wzór użytkowy odzieży chroniącej przed płomieniem i promieniowaniem cieplnym wykonanej na bazie aluminizowanych tkanin bazaltowych do Urzędu Patentowego RP. Przeprowadzono dalsze badania dotyczące sensoryki szoku termicznego, które potwierdziły przydatność nadrukowanych czujników do monitorowania temperatury mikroklimatu w strefie pododzieżowej. Opracowano również układ alarmowy informujący o przekroczeniu dopuszczalnej temperatury mikroklimatu pod odzieżą.

W wyniku realizacji projektu osiągnięto zakładany cel, tzn. opracowano prototyp odzieży dla odlewnika na bazie aluminizowanych tkanin bazaltowych z wprowadzonymi modyfikacjami i zmianami konstrukcyjnymi oraz zintegrowano go z systemem ostrzegania o szoku termicznym. Zastosowane aluminizowane tkaniny bazaltowe wpłynęły na osiągnięcie większej ochrony przed ciepłem promieniowania. Zmieniona konstrukcja zaprocentowała wzrostem izolacyjności cieplnej. Wkomponowany w strukturę odzieżową tekstroniczny system ostrzegania sprawia, iż jest to model tzw. odzieży inteligentnej.

Wyników projektu przedstawiono w 3 artykułach w czasopismach naukowych oraz zaprezentowano w 5 referatach i 2 posterach na konferencjach krajowych.