^ASOPIS ZA TEKSTILNU I ODJEVNU TEHNOLOGIJU JOURNAL …tekstil.hist.hr/files/Tekstil_2015_64_3-4.pdf · & Archaeology Technical Abstracts, Bulletin Signalétique, Re-ferativny sbornik,

UDK 677 + 687(05) ISSN 0492-5882

3-4^ A S O P I S Z A T E K S T I L N U I O D J E V N U T E H N O L O G I J UJOURNAL FOR TEXTILE AND CLOTHING TECHNOLOGYZEITSCHRIFT FÜR TEXTILTECHNOLOGIE UND BEKLEIDUNGSTECHNIK

Vol. 64 Zagreb, March-April 2015 No. 3-4

Tekstil Vol. 64 broj 3-4 str. 81-146 Zagreb, oùjak-travanj 2015.

I S S N 0 4 9 2 - 5 8 8 2

UDK 677 + 687(05) ISSN 0492-5882

^ A S O P I S Z A T E K S T I L N U I O D J E V N U T E H N O L O G I J UUREDNI[TVO: HR-10001 Zagreb, Selska cesta 90F - p.p. 829 - telefon: +385 (01) 4818 252, 4818 253, telefaks: 4818 242, e-mail: histºzg.t-com.hr, www.Tekstil.hist.hrIZDAVA^ I VLASNIK: HRVATSKI IN@ENJERSKI SAVEZ TEKSTILACA, ZAGREB, JOURNAL FOR TEXTILE AND CLOT HING TECHNOLOGY Publisher: Croatian Association of Textile Engineers, Zagreb, Croatia, ZEITSCHRIFT FÜR TEXTIL -TE C H NO LOGIE UND BEKLEIDUNGSTECHNIK Herausgeber: Kroatisher Verband der Textilingenieure Zagreb, Kroatien

Glavni urednik/Editor in Chief: Zvonko Drag~evi} (Zagreb),e-mail: zvonko.dragcevicºttf.hrUrednica / Editor: Agata Vin~i} (Zagreb)Urednik on-line izdanja / On-line Editor: @eljko Penava (Zagreb)

Predsjednik HIST-a / President HIST: Vinko Bari{i} (Zagreb)

Savjet za izdava~ku djelatnost / Publishing CouncilPredsjednik / President: Darko Ujevi} (Zagreb)

Uredni{tvo / Editorial Board: Maja Andrassy, Zvonko Drag ~e-vi}, Zlatka Mencl-Bajs, Alka Miheli}-Bogdani}, \ur|ica Parac--Osterman, @elj ko Penava, Dinko Pezelj, Emira Pezelj, Tanja Pu{i}, Dubravko Rogale, Katarina Nina Simon~i~, Zenun Sken-deri, Ivo Solja~i}, Ana Sutlovi}, Darko Ujevi}, Agata Vin~i}, Edita Vujasinovi}, koji su ujedno i ~lanovi Savjeta - svi iz Zagreba.Ostali ~lanovi Savjeta ~asopisa: Ivica Birka{ (Pula); Ivan Kla-nac (Osijek); Miroslav Raljevi} (Omi{); Boò Tomi} (â kovec); Borivoj Sabljak (Vara`din); Ante Kli{mani} (Biograd); Marija Dor~i} (Zadar); Mirjana ]avar (Poèga); Goran Ivekovi} (Kla-njec); Ivica Cerove~ki (Krapina); Mir jana Gambiroà-Juki}, Zdenko Brodi}, Ivo Bedalov i Jago da Divi} (svi iz Zagreba).

^lanovi Me|unarodnog savjeta za izdava~ku djelatnost / Mem-bers of the International Publishing Council: Anton Marcin~in (Sk); George K. Stylios (UK); Larry C. Wadsworth (USA).

Lektorica / Language Editor: Alice Bosnar (Zagreb)

âsopis izlazi mjese~no u 800 primjeraka.

âsopis sufinancira Ministarstvo znanosti, obrazovanja i {por-ta Republike Hrvatskeâsopis se referira u sjede}im publikacijama / Articles are abstracted by or indexed in: Research Alert, Materials Science Citation Index, Chemical Abstracts, World Textiles Abstracts, Textile Technological Abstracts, Textile Technology Digest, Art & Archaeology Technical Abstracts, Bulletin Signalétique, Re-ferativny sbornik, Investigación e Información y de Tensioacti-vos, publikacije Institute of Textile Techno logy, CAB Abstracts, World Textiles, Energy Science & Technology, Pascal, Paper-chem, PIRA, World Translations Index, EBSCO Publishing

Godi{nja pretplata (bez PDV-a) za ustanove i poduze}a 600,00 kn, za inozemstvo 110,- EUR, pojedina~no broj za: u~enike i studente, ~lanove DIT-a 10,00 kn, ne~lanove DIT-a 190,00 kn.

Pretplata se pla}a unaprijed, najkasnije 8 dana nakon primit-ka ra~una. IBAN: HR1123600001101547886

Grafi~ka priprema i tisak: Denona d.o.o., Zagreb

Tekstil Vol. 64 br. 3-4 str. 81-146 Zagreb, oùjak-travanj 2015.

SADRŽAJ / CONTENTS

Izvorni znanstveni radovi / Original scientific papers

J. Žiljak Vujić, M. Zečević, V. Žiljak:Simulacija boja iz prirode s blizancima bojila za kamufl ažu vojne odore .............................................. 81Simulation the colors from nature with twins dyes to camoufl age military uniform ..................................... 89

J. Domjanić, D. Ujević:Geometrijska morfometrija u analizi bilateralne simetrije stopala ............................................................. 96Geometric morphometrics in the analysis of bilateral feet symmetry .............................................. 103

Pregled / Review:

K. Višić, B. Vojnović, T. Pušić:Problematika zbrinjavanja i pročišćavanja otpadnih voda - zakonski propisi ................................... 109

Stručni rad / Professional paper

E. Adamowicz, K. Śmigielski, M. Frydrysiak:Mikroinkapsuliranje aktivnih tvari i mirisa za primjenu u tekstilnim materijalima . .......................... 122Microencapsulation of active substances and fragrances in textile material applications .............. 128

Prikazi:

K. v. Wersch:Ekonomski i ekološki aspekti obrade frotirnih tkanina ........................................................... 133U Tehničkom muzeju Zagreb povodom Međunarodnog dana boja održani izložba i skup s temom Boja u okruženju ................................. 136

Prikazi strojeva:

Novosti iz tvrtke Gerber Technology ........................... 141

Domaće vijesti .......................................................... 142

Vijesti iz inozemstva ............................................... 145

J. ŽILJAK VUJIĆ i sur.: Simulacija boja iz prirode s blizancima bojila za kamufl ažu vojne odore,Tekstil 64 (3-4) 81-88 (2015.) 81

Simulacija boja iz prirode s blizancima bojila za kamufl ažu vojne odore

Doc.dr.sc. Jana Žiljak Vujić, prof.vis.šk.1

Marko Zečević, dipl.ing.2

Prof. emeritus Vilko Žiljak3

1Tehničko veleučilište u Zagrebu2Hrvatsko vojno učiliste „Petar Zrinski“Zagreb, Hrvatska3Sveučilište u Zagrebu, Grafi čki fakultete-mail: [email protected] 5.12.2014.

UDK 677.027.4./.5:677.016.424Izvorni znanstevni rad

INFRAREDESIGN se bazira na ideji spajanja grafi ka bojanjem sa dvije skupine bojila jednakog tona boje: V bojila i Z bojila. Uvodi se pojam bliza-naca: jednake boje u vizualnom spektru u sustavu doživljaja RGB-a (crvena, zelena, plava). Blizanci bojila različito apsorbiraju infracrvenu valnu dulji-nu svjetlosti. Kreiraju se bojila blizanaca koja se razlikuju tek po vrijednosti apsorpcije u bliskom infracrvenom dijelu spektra, odnosno NIR svjetla na 1000 nm. Simulacijom boja iz prirode na kamufl ažnu vojnu odjeću postignut je cilj: uklapanje vojnika u prirodnu osnovu koja ga okružuje u dva spektral-na područja, vidljivom i infracrvenom. Infracrveno Z bojilo nosi skrivenu informaciju koja se otkriva u programiranim uvjetima. Postupak INFRARE-DESIGN tehnologije omogućuje vojniku da prikriveno djeluje na bojnom polju i neopaženo izvrši zadanu misiju. IRD Informacija je nevidljiva, zaštićena od naših očiju. Z - IR kamera ima dvostruku zadaću: otkriti i pročitati in-formaciju.Ključne riječi: vojna odora, INFRAREDESIGN, individualno rastriranje, spektar bojila blizanaca

1. UvodMatematički modeli i osnova repro-dukcijske grafi čke tehnologije zasno-vani su na CMYKIR separaciji bojila [4]. Prvi testovi koristili su boje iz prirode u svrhu postizanja kamu fl až-nog sustava s dvostrukim informaci-jama koje se razdvajaju u vidljivom i infracrvenom dijelu spektra [5]. Znak, tekst, ili kod vidljiv u infracr-venom dijelu spektra koji se nalazi na komadiću tkanine koja se, u za to predviđenom trenutku, dodaje--prilijepi na odoru (pomoću „čička“)

može poslužiti vojnom izvidniku ili komandosu da se pri povratku iz ne-prijateljskog područja, kada se kreće prema položajima svojih postrojbi, prepozna kao „prijateljski“ vojnik. Time se može izbjeći fratercid (otva-ranje vatre na prijateljskog vojnika kojeg se zamijeni za protivnika). Po-stoje mnoge vrste informacija koje se mogu „skriti“ u vojnoj odori u selektiranom infracrvenom dijelu spektra. Informacija o krvnoj grupi vojnika koji nosi tu odoru, kodira se za prepoznavanje samo za kamere s

pripadnim programom. Ta informaci-ja može biti od presudne važnosti sanitetu ukoliko je vojnik ranjen i bez svijesti.Priroda (fl ora i fauna) ima svoje boje, vlastita svojstva apsorpcije ultralju-bičastog i infracrvenog dijela Sun-čeve svjetlosti. Dosadašnja kamu-fl ažna odjeća bavila se samo vidlji-vim dijelom svjetla poistovjećenjem bojila i prirode. Namjera je proširiti znanja o apsorpciji i refl eksiji svjetla s ciljem stvaranja novog upravljanja bojama i bojilima („color/ colorant

J. ŽILJAK VUJIĆ i sur.: Simulacija boja iz prirode s blizancima bojila za kamufl ažu vojne odore,Tekstil 64 (3-4) 81-88 (2015.)82

managementa“) [2]. Teorijske osno-ve INFRAREDESIGN [6] postaju primjenljive u vojne svrhe u području kamufl aže opreme i odore. U infor-macijski sustav uvodi se zajedništvo doživljaja boja i materijalna svojstva bojila kako bi se izjednačili prostor koji se odnosi na prostor boja koje dolaze iz prirode.Sustav ZRGB kamera se sastoji od dviju kamera spojenih tako da su fokusirane na isti objekt. Prva Z ka-mera fi ltrira samo blisko infracrveno svjetlo u vrijednosti Z na 1000 nm. Druga kamera snima samo vidljivi dio spektra od 400 do 1000 nm. U kamere ne ulazi svjetlosni prostor od 700 do 900 nm jer se u tom dijelu spektra miješaju vidljivi ostatci svjet-la i početak bliskog infracrvenog svjetla. Simulacija sa procesnim boji-lima je razvijana u nekoliko koraka [4] u ovisnosti o materijalu na koje se trebaju ugraditi V i Z grafi ke. Vojna odora je veoma zahtjevna za po-dešavanje blizanaca jer se spajaju dvije raznorodne tehnologije [5]. Izrada tekstilnih materijala sa svoj-stvima bojila računarskog Inkjet tiska uz uvjet održanja boja, odnosno po-stojanosti obojenja na pranje i atmo-sfersko djelovanje. Ova istraživanja uključuju problem dodira blizanaca bojila kroz individualizirano rastri-ranje. Svakoj komponenti bojila pri-družuje se poseban rasterski element [7]. Prvi radovi o kamufl ažnoj IN-FRARED odjeći proučavaju odnos okoline iz prirode i tiskane tkanine [8]. Nedostatci takovih istraživanja su uočeni i detektirani kao sudar bli-zanaca bojila. To je otvorilo nov način istraživanja svojstva kompo-nenti bojila kroz spektralne postupke skeniranja otisaka [9, 10].U ovom radu se prikazuje tisak vojne kamufl ažne odjeće koristeći svojstva bojila i u vidljivom i u infracrvenom spektru. Znak, tekst, ili kod unesen je na vojnu odjeću, otisnut bojilima koja se ne vide golim okom, sl.1. Takvu Z oznaku [1] na tako koncipiranoj i realiziranoj odjeći prepoznaje infra-crvena kamera, koja preskače vizual-ni spektar. Bojila su zasnovana na

teoriji bojila blizanaca [2] koja imaju jednaki ton boje a različite materi-jalne sastave ovisno o svojstvima ap-sorpcije infracrvenog svjetla. Za IRD tehnologiju koristi se ZRGB dvostru-ka kamera [3] kako bi se istovremeno utvrdilo vizualno i infracrveno stanje informacija na odori, njihove razlike te povezanost tih informacija s vojni-kom. ZRGB kamera omogućuje dvo-struko digitalno bilježenje V i Z gra-fi ke koje se nalaze na istom mjestu ali se odvojeno manifestiraju, svaka u svom spektru.

2. Metodika rada i raspravaCilj je napraviti V kamufl ažu zajedno sa sakrivanjem Z informacije. Boje iz prirode su svijetle, tamne, žarke npr. kao boje cvijeća na sl.2; žuto, lju-bičasto, crveno. Kamufl aža s odjećom koristi nekoliko tonova većih povr-šina. Svi tonovi boja i bojila iz priro-de podvrgavaju se spektralnoj analizi.

2.1. Sakrivanje informacija u vidljivom dijelu spektra

Postoje dva stupnja sakrivanja, sl.1. Prvi je prirodni okoliš i bojila koja simuliraju taj okoliš. Drugi stupanj je sakrivanje informacija unutar odnosa dvaju bojila, dvaju bojila blizanaca. Uniforma se tiska digitalnim tehnika-ma s procesnim bojilima: Cijan, Ma-genta, Y-žuta i K-crna. Ton boje iz prirode se simulira s dva bojila jed-nakog tona kao i okolina. Prvo bojilo je namijenjeno samo simulaciji boja

pri rode s poistovjećenjem u vidlji-vom spektru. To bojilo ne apsorbira IR svjetlo. Drugo bojilo ima ta svoj-stva jednaka u vidljivom spektru, ali u infracrvenom spektru se pokazu-je „vidi“ kao Z vrijednost koja nosi skrivenu informaciju, koje ljudsko oko ne vidi. Ta dva CMYK bojila se raz likuju u strukturi sastava CMYK kom ponenti a njih razlikuje ZRGB kamera.Budući da se želi izraditi blizanci primjenom konvencionalne i digital-ne tehnike bojadisanja tekstila i kože, potrebno je izraditi spektar boja fl ore [8, 11]. Simulirane su boje prirode s bojilima iz digitalnog plotera. Simu-lacija znači dobivanje obojenja bliza-nacima bojila jednakih s prirodom. Bojila za tisak se defi niraju sa CMYK komponentama za digitalni ploter. Sakrivanje unutar blizanca je us-pješno samo ako su blizanci kvalitet-ni u smislu V i Z blizanca istog V stanja. Kvaliteta blizanaca boja i boji-la je u kompromisu koji se defi nira veličinom ukupne razlike u boji (ΔE). Zadovoljenje tog kriterija je veličina ΔE do 3. Održavanje te vrijednosti ovisi o stabilnosti izabranih bojila i njihove otpornosti na djelovanje vla-ge i vanjskog svjetla. Cilj je unaprije-diti smanjenje vidljive razlike bliza-naca bojila s uvođenjem „razvedenih rasterskih oblika“.

2.2. Spektri boja fl ore u prirodiPriroda može imati boju sa znatnom Z vrijednošću. Tada je nosilac skri-

Sl.1 Pustinjska odora i kožni remen sa skrivenom informacijom


vene informacije bojilo koje ima vrijednost Z jednaku nuli. Spektar boja iz prirode određuje odluku koje bojilo blizanaca će izdvajati skrivenu informaciju.Flora i fauna imaju svoje boje, od-ređena svojstva apsorpcije ultralju-bičastog i infracrvenog dijela Sun-čevog zračenja. Boja kože, dlaka, krvi i mesa iz svijeta faune su izdvo-jeni zadatak izvođenja informacije s pretenzijom da se sakrije od ljudskog oka. Fauna ima veoma raširen spektar u infracrvenom području, što traži drugačiji pristup slaganju boja (boji-la) nego kada se promatra boja fl ore u okolini. Postupak IRD je jednak za fl oru i faunu ali se izbor bojila mora odrediti prema okolini u kojoj se kreće vojnik. Na isti način, ali s raz-ličitim IRD rješenjima, izučava se kretanje vojnika u pješčanoj okolini, u šumi, u gradskom urbanom okru-ženju ili u kamenitom predjelu.Na sl.3 prikazani su spektri dobiveni skeniranjem fl ore. Nakon 1000 nm nema više izdvojenih informacija

koje bi omogućile razvrstavanje fl ore prema svojstvu apsorpcije svjetla tih valnih duljina. Metodom [6] INFRA-REDESIGN postavljena je simula-cija tih tonova kako bi s tiskarskim tehnikama poistovjetili boje u vidlji-vom dijelu spektru veće od 700 nm i spektre boja fl ore manje od 700 nm.

2.3. Simulacija boja prirode s blizancima bojila i individualiziranim rastriranjem

Rastriranje se izvodi s PostScript postupkom koji omogućuje kreiranje individualiziranih, „osobnih raster-skih oblika“ [7]. Izbor modela rastera je takav da stvara vidljivi „vibrirajući efekt“ na mjestima dodira dvaju različita bojila jednakog tona boje. Taj poremećaj u kontinuitetu među-sobnih prelaza površina istih boja, a različitog sastava, je ujedno i novi način rješavanja moarea.Ulazni podaci u CMYK digitalnu proceduru popunjavanja rasterske ćelije su: vrijednost pokrivenosti po-vršine koja se rastrira, te koordinate x, y unutar rasterske ćelije s domena-ma od -1 do +1. U radu su date origi-nalne relacije s mutacijskom modifi -kacijom za krug i prsten, a koje su objavljene u knjizi J. Žiljak Vujić „Sigurnosna grafi ka“ [7]. Tisak vojne odore na platnu (pamučnoj tkanini platnenog veza) je izrađen digitalno [8]. Digitalni tisak blizanaca na platnu izvodi se tehnikom rastriranja s procesnim bojilima [9]. Prikazana su dva tona u dva para blizanaca: sivi ton (sl.4) i maslinasti ton (sl.5). Na sl.4 i 5 su prikazani isti blizanci boja da se ne vide rasterski elementi s go-lim okom (60 lpc) te isti blizanci s grubom linijaturom od tek jedan ra-sterski element u centimetru. Tek vi-

Sl.2 Flora (mačuhica) u vizualnom i infracrvenom ZRGB snimanju

Sl.3 Spektralne karakteristike: zelenog lista djeteline (1), maslačka (2) i cvijeta djeteline (3)

Sl.5 Maslinasti blizanci u visokoj (60 lpc) i niskoj (1 lpc) linijaturi

Sl.4 Sivi blizanci u visokoj (60 lpc) i niskoj (1 lpc) linijaturi


soka linijatura daje doživljaj jedna-kog tona dvaju blizanaca.Blizanci bojila su prikazani na dva načina: u niskoj linijaturi od jedne linije po centimetru (lpc). Na prvi po-gled ima se dojam kao da ti blizanci ne proizvode jednaki ton boje. Tek kada se blizanci promatraju u visokoj linijaturi na 60 lpc doživljava se bli-zance s jednakim tonom boje. S niskom linijaturom provjerava se kvaliteta individualiziranih rasterskih oblika. Cijanu je pridružen kružni oblik, magenti prstenasti, žutoj oblik trokuta, a crnom bojilu je pridružen kvadratični oblik rasterskog elemen-ta. To je dopuna sustavu zaštite u in-fracrvenoj grafi ci. Desni blizanac se odziva u Z spektru. Lijevi blizanac nema pozitivnu Z vrijednost i njega ne vidi infracrvena kamera. Lijevi i desni blizanac su jednakih tonova boje za spektroskopske instrumente i za ljudsko oko, tek kod rezolucije veće od 40 linija po centimetru.Blizanci pojedinih tonova prikazani na sl.4 i 5 imaju jednake vrijednosti pokrivenosti. Lijevi sivi blizanac je sastavljen samo od C, M, i Y bojila (36%, 33%, 29%), a K=0. Označene vrijednosti za desni sivi blizanac koji se odziva u infracrvenom spektru su: C, M i Y = 0%, a K=40% pokrive-nosti. Maslinasti blizanac ima vri-jednost: C, M, i Y bojila (38%, 40%, 98%), a K=0, a desni maslinasti bli-zanac na sl.4 i 5 ima vrijednost C, M, Y, K (4%, 4,%, 79%, 40%) pokrive-nosti.Primijenjen je individualni oblik ra-sterskog elementa kao sekundarni dio sigurnosnog kamufl ažnog sustava. IRD tehnologija se bazira na potpu-noj poistovjećenosti boja blizanaca bojila. To je gotovo nemoguće po-stići. Boje se različito mijenjaju ti-jekom vremena, ovisno o sastavu komponenati bojila. Razvijeno je nekoliko postupaka koji se sastoje od uvođenja individualnih rastera te mijenjanje kuta rastriranja s pseudo slučajnim veličinama. U realnoj iz-vedbi kamufl ažne odore za pojedine kanale boja primijenjuje se tekstilni materijal tiskan različitim linijatura. Prepoznavanje rasterskog oblika ote-žava se s prstenastim oblikom manje

linijature od linijature točkastog ra-stera. Time se postiže „ulaženje jed-nog rasterskog elementa u drugi na „isprekidan način“ koji smanjuje snalaženju našim očima u eventual-noj grešci boja blizanaca bojila.

2.4. Modeli rasterskih oblika za INFRAREDESIGN tisak

Za INFRAREDESIGN tisak izrađeni su matematički izrazi (1), (2), (3) i (4) individualnih rasterskih oblika i njihove PostScript izvedbe za digital-nu tiskovnu formu, sl.6-9.Kružni oblik defi niran kao stožac zacrnjenja „Jr1“:

(1)

što se u PostScriptu piše:/r1 {dup mul exch dup mul add 1 exch sub} bind defPopunjavanje rasterske ćelije se pro-vodi tako dugo dok se ne postigne zadana pokrivenost

Trokutasti oblik:Za prostor x (-1 do1) i y (-1 do1) po-stavljena je relacija:

(4)

što se u PostScriptu piše:/trokut {neg exch abs 2 mul neg add 2 add 3 div} bind def

Sl.6 Ćelija kružnog rastera u 3D i 2D popunjavanju pokrivenosti

Prstenasti raster bez koncentrič-nih krugova j „JZVr20“:

(2)

što se u PostScriptu piše:/JZVr20 { dup mul exch dup mul add sqrt 120 mul sin abs} bind def

Sl.8 Ćelija kvadratnog rastera u 3D i 2D popunjavanju pokrivenosti

Sl.7 Ćelija prstenastog rastera u 3D i 2D popunjavanju pokrivenosti

Kvadratni, „kare“ oblik „r4“:1- ½ Abs (Abs (x) + Abs (y)) (3)što se u PostScriptu piše:/r4 {abs exch abs add 2 div 1 exch sub} bind def

Sl.9 Ćelija trokutastog rastera u 3D i 2D popunjavanju pokrivenosti

Koristi se baza individualnih rastera, za svaku priliku drugih kombinacija. Razvedeni, nesimetrični rasteri, tri-gonometrijski rasteri i mutirajući oblici povećavaju ritam u ljudskom oku, povećavaju „dot gain“. Takvo programiranje rasterskih oblika po-boljšava nevidljivost priljubljivanja i dodira V i Z informacije. Granice između blizanaca istog tona postaju „vizualno mekše“ pa se time postiže bolja skrivenost Z informacije u vidljivom spektru.

2.5. Spektri bojila blizanacaPojedina bojila imaju sebi svojstvene domene, informacije koje se čitaju iz njihovih spektara, sl.10 [8]. Spektar od 400 do 1000 nm razdijeljen je na tri dijela: vidljivi, prelazni Z1 i ka-mufl ažni Z2. U ovom radu su prika-zana dva bojila: smeđe i zelene boje. Simulacija tih boja izvedena je u di-gitalnom tisku s procesnim bojilima čije vrijednosti udjela (%) su navede-ne u tab.1. Prikazane vrijednosti do-bivene su nakon šest iteracija pode-


šavanja jednakosti boja u vidljivom dijelu spektra. Oba bojila imaju jednake vrijednosti karbon crne kom-ponente od 40% pokrivenosti za Z bojila i 0% za V bojila.

smeđi ton i za zeleni ton boje po-stignuta je vrijednost ukupne razlike u boji ΔE manja od 2 (ΔEsmeđa = 1.88, ΔEzelena = 1,70). Te vrijednosti mjere sličnost boja samo u vidljivom spek-tru, što je dato u teoriji upravljanja bojom tzv. „color managementa“. INFRAREDESIGN proširuje color management na bliski infracrveni spektar koji bi tada imao dvije veli-čine ΔE i ΔZ a sa svrhom uvođenja novih grafi čkih mogućnosti kao „sa-krivanje informacija“, „sigurnosna grafi ka“, „dvostruka slika“ [2].Razdvajanje krivulja istog tona boje dat će ZRGB kameri mogućnost raz-likovanja boja u bliskom infracrve-nom spektru označeno kao ΔZ. Veli-čina ΔZ je razlika apsorpcije svjetla V bojila i Z bojila u infracrvenom spektru. Razlika ΔZ od 0.1 apsorpcije, dovoljna je da ZRGB kamere razli-kuju grafi ke izvedene tim bojilima. Smeđa i zelena bojila imaju jednake vrijednosti u Z2 dijelu spektra. To će omogućiti da tekst na vojnoj odori bude jednakog intenziteta za sva slo-va kada se promatra s infracrvenom kamerom. To vrijedi za sve boje na odori prikazanoj na sl.11. Spektri svih V bojila se spajaju u istoj točki koja je nižih vrijednosti od točke u kojoj se spajaju grafovi svih Z bojila.Područje od 700 do 850 nm autori rada nazivaju „prelazni Z1 spektar“ budući da se u njemu dešava razdva-janje spektralnih vrijednosti bojila

blizanaca. Na istom grafikonu su namjerno prikazana dva bojila. Mije-šanje V i Z grafova ilustrira razlog zbog kojeg se fi ltar za Z kameru po-maknuo na 1000 nm. U prelaznom Z1 području miješaju se informacije koje dolaze od blizanaca. Svako bojilo ima svoj put u kontinuiranom napredo-vanju prema stabilnom stanju ap-sorpcije infracrvenog svjetla iznad 850 nm.

Tab.1 Udio C,M,Y,K (%) u procesnim bojilima-blizanaca

Vidljivi spektar C,M,Y,K

IR skrivena poruka C,M,Y,K

Zelena boja 85, 32, 94, 0 70, 0, 74, 40

Smeđa boja 48, 62, 90, 0 0, 58, 80, 40

Oba bojila imaju podjednake vri-jednosti žute komponente, što se vidi na grafi čkom prikazu u preklapanju u području spektra od 400 do 500 nm, koji daje informacije o žutom tonu digitalnog tiska.Zeleno bojilo prikazano je na grafi -konu zelenom bojom (V blizanac) i crnom bojom (Z blizanac). Smeđe bojilo je prikazano na grafi konu crve-nom bojom (V blizanac) i tamno-smeđom bojom (Z blizanac) [9]. Za svaki par blizanaca cilj je bio slaganje V i Z boja u vidljivom dijelu spektra. Dva bojila dat će jednaki doživljaj boje za golo ljudsko oko. Ako se dvije grafi ke (s različitim bojilima, a jednakim bojama) tiskaju jedna pored druge, ljudsko oko ih neće razliko-vati. Neće ih razlikovati niti RGB kamera iz sustava ZRGB kamera. Za

Sl.10 Spektri četiri bojila: zelenog (gornje linije u vidljivom dijelu spektra) i smeđeg Z blizanca

Sl.11 Zelenkasta uniforma s informaci-jama u infracrvenom (dolje) sakrivenim u vidljivom spektru (gore)

Prvi stupanj INFRAREDESIGN-a podrazumijeva poistovjećivanje od-jeće s okolinom u vidljivom i infracr-venom spektru. Uniforme su dizajni-rane u skladu s namjenom. Prema potrebi mogu biti s prevladavanjem zelene, plave, crne ili određene za-dane boje. U prirodi fl ore zelena se kamufl ažna odjeća ne razabire s in-fracrvenom kamerom ako su boje odjeće i oblici na odjeći slični okoli-ni. Uniforme koje se koriste u urba-nim sredinama podliježu drugačijim zahtjevima.

2.6. Informacija sakrivena od golog oka

Sakrivena informacija - Z grafi ka može biti tekst, crtež, posebni znak.


početna V slika ostala jednaka za naše oči u vidljivom dijelu spektru.Označavanje maskirnog dizajna u kojoj sakrivena informacija ima tek-stualni oblik: „TEKSTIL Scientifi c areas: Technical sciences; Textile technology“ (sl.13b), i informaciju u QR bar- kodu koji daje podatke: „Tekstil, časopis za tekstilnu tehnolo-giju i konfekciju“. Ova QR bar-kod informacija može se pročitati u član-ku (sl.13) s različitim programima, kao npr.: i-nigma, s mobitela.Rješava se realizacija tekstualne in-formacije kao uređene grafi ke u iz-mjeničnom ritmu s „igličastim“ mo-delom razbijanja rubova slova. Preki-di grafi ke na „tamno / svijetle rezo-ve“, izvedena je kao „nazupčana ti-pografi ja“ što je znatan doprinos u IRD tehnologiji sakrivanja objekta koji je opće poznat. Kao slova, npr.: Mas kirni dizajn (sl.12) je skeniran s fi ltrima u blokadama na 570, 715 i 1000 nm. Na sl.13a fi ltrirana je žuta komponentu,a na sl.13b prikazan je kamufl ažni dizajn bez magente i žute boje [10,11]. To je prelazni Z1 spektar gdje se vide zaostali oblici vidljivog dijela spektra. Sl.12b jednaka je ulaz-noj Z slici koja postoji u materijalu koji nosi sl.12a. To je prostor Z2 spektra gdje nema nikakve informa-cije sa slike namijenjene vidljivom spektru.Čim se upotrijebi neki fi ltar, dolazi do „izviranja“ tekstualne i kodne infor-macije budući da je poremećen sklad procesnih bojila blizanaca po metodi CMYKIR [4], a s kojima je izveden tisak na platnu. Ostaje pitanje: kako napraviti komercijalne fi ltre za poje-dine valne domene kao na primjer, „fi ltrirati samo cijan“ ili „fi ltrirati samo magentu ?“ iz otiska na platnu. U tu svrhu korišten je forenzički in-strument Projektina 4500 [12]. Za poziciju od 1000 nm korištena je ZRGB kamera koju proizvodi Foto-Soft [3].Korištenje „blizanaca“ omogućuje da se na vojnoj odori prikažu skrivene informacije koje mogu biti kodirane ili kao općepoznati znak ili tekst vid-ljiv u infracrvenom dijelu spektra.

Sl.12 Maskirni dizajn u: a) vidljivom spektru (400 do 700 nm) i b) pri 1000 nma) b)

Sl.13 Maskirni dizajn s blokadom na: a) 570 nm, b) 715 nm

Pristup ugradnje informacija u IR spektar kroz QR kod dodatno sakriva tekstualnu informaciju za što je kre-irana mobilna IR kamera sa softve-rom za čitanje IR koda.Tiskani uzorak na tekstilnom materi-jalu, sl.12, sadrži i Z sliku koja je

sakrivena od golog oka. Sakrivena slika vidljiva je Z kamerom. Boje bli-zanaca su uređene tako da se golim okom ne vide informacije koje su ugrađene u sve procesne C,M,Y,K kanale. Metoda CMYKIR separacije je spojila dvije slike na način da je


Tako predočene informacije mogu poslužiti vojnom izvidniku ili ko-mandosu da pri povratku iz nepri-jateljskog područja bude prepoznat kao „prijateljski“ vojnik i izbjegne „prijateljsku vatru“ (fratercid). Isto tako korištenje „blizanaca“ simulaci-jom boja iz prirode na ka mufl ažnu vojnu odjeću, omogućuje se prikrive-no djelovanje vojnika na bojnom polju. Navedenim koristima vojnik stječe taktičku prednost nad pro-tivnikom, jer je prikriven u trenutku kada je to potrebno, a vidljiv i pre-poznatljiv vlastitim postrojbama kada postoji opasnost da pogine od prija-teljske vatre.

3. ZaključakObilježavanje vojne odore provodi se bojilima s dvostrukim odzivom: u vidljivom i infracrvenom dijelu spek-tra. Bojilima za kamufl ažnu vojnu odoru se simuliraju boje iz prirode, okoline u kojoj se nalazi vojnik. Skri-vena informacija je stopljena u ka-mufl ažnom dizajnu metodom razve-denih individualiziranih rastera. Dvi-je su prednosti takvog tiska vojne tkanine. Prvo, dobiva se tiskarska sigurnost na razini mikrostrukture nanosa bojila na tkaninu. Drugo, poboljšano je „vizualno spajanje“ dvaju različitih bojila istog tona boje koristeći svojstva percepcije, da oko dobro ne vidi vibrirajuće spojeve boja podjednakog tona. Kamufl ažni IRD sustav koristi dvije veličine iz teorije „prošireni color manage-ment“. To su razlika sličnosti dvaju bojila ΔE za vidljivi spektar i razlika apsorpcije infracrvenog svjetla ΔZ. Te veličine su ključne u postupku sakrivanja i odgonetavanja sadržaja dviju grafi ka otisnutih na istom mje-

stu. Veličine ΔE i ΔZ su rezultat spektralne analize blizanaca bojila u prostoru od 400 do 1000 nm. ZRGB kamere razlučuju te veličine čime je omogućeno paralelno pregledavanje sakrivenih i otkrivenih podataka na vojnoj odori.Postupak IRQR (infracrveno QR ko-diranje) omogućuje vojniku da prikri-veno djeluje na bojištu i neopaženo izvrši zadanu misiju. Osim boljeg uklapanje vojnika u prirodnu osnovu korištenjem tehnologije (dizajna) in-fracrvenog zračenja (IRD), korištenje „blizanaca“ omogućuje da se na vojnoj odori prikažu skrivene infor-macije koje mogu biti kodirane.Naučene lekcije iz prošlih bitaka, kao i iskustva iz trenutnih vojnih opera-cija, moraju biti prenesena u nove operative zahtjevima vezane za iden-tifikaciju „prijatelj ili neprijatelj“ (IFF). Infrared design na vojnoj uni-formi povećava situacijsku svjesnost na bojištu i smanjuje rizik od fra-tercida na bojnom polju. Važna zna-čajka je da pritom ne ometa vojnika u borbi.

L i t e r a t u r a :

[1] Žiljak V., K. Pap, K., I. Sta-nimirović Žiljak, J. Vujić Žiljak: Managing dual color properties with the Z- parameter, Infrared physics & technology 55 (2012) 4; 326-336

[2] Vujić Žiljak J., A. Agić, I. Sta-nimirović Žiljak, M. Nassirzadeh: Theory of twin colorants response in visual and infrared spectrum, 7th International symposium GRID, Proceedings, p: 289-294, ISBN: 978-86-7892-645-7 edit, D. Niovaković, 2014

[3] Žiljak V., K. Pap, I. Stanimirović Žiljak: Delopment of a prototype for ZRGB INFRAREDESIGN

device. // Technical Gazette. 18 (2011) 2; p:153-159

[4] Žiljak V., K. Pap, I. Žiljak: “CMYKIR security graphics sepa-ration in the infrared area”, Infra-red Physics and Technology Vol. 52 (2009) No.2-3, ISSN 1350-4495, Elsevier B.V. DOI:10.1016/j.infrared.2009.01.001, p: 62-69

[5] Stanimirovic Žiljak I., J. Vujić Žiljak, N. Stanic Loknar: Marking of the camoufl age uniform for vi-sual and near infrared spectrum, Technics Technologies Education Management, Vol 8. (2013) No. 3. 2013, 920-926, ISSN 1840-1503

[6] Pap K., I. Žiljak, J. Vujić Žiljak: Image reproduction for near infra-red spectrum and the INFRARE-DESIGN theory, Journal of Imag-ing Science and Technology, vol. 54 (2010) no. 1, pp.10502-1-10502-9(9)

[7] Vujić Žiljak J.: Sigurnosna grafi -ka, individualizacija vrijednosnih papira i rasterski modeli, Tehničko veleučilište u Zagrebu, 2014. P:180, ISBN: 978-953-7048-33-4

[8] Žiljak I., K. Pap, J. Žiljak Vujić: „Infrared design on textiles as pro-duct protection“, Tekstil 58 (2009.) 6, 239-253

[9] Agić D., I. Žiljak Stanimirović, A. Agić: Appliance of twins as a waw for achieving secure hidden image in infrared technology, Polytechnic and Design Vol. 2 (2014) No. 2

[10] Bernašek A., J. Žiljak Vujić, V. Ugljašić: Vizualni i infracrveni spektar za bojila digitalnog tiska, Polytechnic and Design, Vol 2. (2014) No 2

[11] Žiljak V., J. Akalović J., J. Žiljak Vujić: Upravljanje bojilima na koži u vizualnom i infracrve-nom spektru, Tekstil 60 (2011.) 8, 355-363

[12] Projektina Docucentar 4500, AG Switzerland, http://forensictech-nology.com/projectina/


SUMMARYSimulation the colors from nature

with twins dyes to camoufl age military uniformJ. Žiljak Vujić1, M. Zečević2, V. Žiljak3

INFRAREDESIGN is based on the idea of merging graphics of two colour groups with the same color tone; the dyes V (visual) and dyes Z (near infrared). The concept of twins is introduced through the same color in the visual spec-trum in the system of fi lling the RGB color (red, green, blue). The twin dyes absorb a wavelength of infrared light differently. The twin dyes differ only by the value of the absorption of the NIR light at 1000 nm. By simulating nature colors to camoufl age military clothes, the goal is successfully reached; the integration of soldiers into a natural environment, which is surrounded by two spectral regions: visual and infrared. The infrared dye carries hidden informa-tion that is revealed under planned conditions. The procedure of INFRARE-DESIGN technology allows a soldier to covert acts on the battlefi eld and perform a given mission undetected. The IRD Information is invisible to the naked eye. The Z - IR camera has a double purpose: to discover a hidden picture and make it possible to read the information.Key words: military uniforms, INFRAREDESIGN, individually rasterization, spectrum of twin dyes1Polytechnic of Zagreb,2Croatian Defence Academy „Petar Zrinski“3University of Zagreb, Faculty of Graphic ArtsZagreb, Croatiae-mail: [email protected]

Received December 5, 2014

Simulation der natürlichen Farben mit Farbstoffzwillingen zur Tarnung von militärischen Uniformen

INFRAREDESIGN basiert auf der Idee, graphische Darstellung von zwei Farbgruppen mit demselben Farbton zu vereinen;V Farben (visuell) und Z Farben (Nah-Infrarot). Das Konzept von Zwillingen wird über dieselbe Farbe im sichtbaren Spektrum in das System zum Füllen des RGB (rot, grün, blau) eingebracht. Die Farbstoffzwillinge absorbieren die Infrarotlicht--Wellenlänge unterschiedlich. Die Farbstoff-Zwillinge unterscheiden sich nur durch den Wert der Absorption des NIR-Lichts bei 1000 nm. Durch die Si-mulation der natürlichen Farben zur Tarnung von militärischen Uniformen ist das Ziel erfolgreich erreicht; die Integration von Soldaten in einer natür-lichen Umgebung, die durch zwei Spektralbereiche umgeben ist: visuelle und Infrarot. Die Infrarotfarbe trägt versteckte Informationen, die unter geplanten Bedingungen gezeigt werden. Das Verfahren der INFRAREDESIGN-Tech-nologie ermöglicht den Soldaten, verdeckt auf dem Schlachtfeld zu handeln und eine gegebene Mission unbemerkt durchzuführen. Die IRD Information ist unsichtbar, vor unseren Augen geschützt. Z - IR-Kamera hat eine doppel-te Aufgabe, Informationen zu erkennen und zu lesen.

J. ŽILJAK VUJIĆ et al.: Simulation the colors from nature with twins dyes to camoufl age military uniformTekstil 64 (3-4) 89-95 (2015.) 89

Simulation the colors from nature with twins dyes to camoufl age military uniform

Doc. Jana Žiljak Vujić, PhD1

Marko Zečević, Dipl.Ing.2

Prof. emeritus Vilko Žiljak, PhD3

1Polytechnic of Zagreb2Croatian Defence Academy „Petar Zrinski“3University of Zagreb, Faculty of Graphic ArtsZagreb, Croatiae-mail: [email protected] December 5, 2014

UDK 677.027.4./.5:677.016.424Original scientifi c paper

INFRAREDESIGN is based on the idea of merging graphics of two colour groups with the same color tone; the dyes V (visual) and dyes Z (near infra-red). The concept of twins is introduced through the same color in the visual spectrum in the system of fi lling the RGB color (red, green, blue). The twin dyes absorb a wavelength of infrared light differently. The twin dyes differ only by the value of the absorption of the NIR light at 1000nm. By simulating nature colors to camoufl age military clothes, the goal is successfully reached; the integration of soldiers into a natural environment, which is surrounded by two spectral regions: visual and infrared. The infrared dye carries hidden information that is revealed under planned conditions. The procedure of INFRAREDESIGN technology allows a soldier to covert acts on the battlefi eld and perform a given mission undetected. The IRD Information is invisible to the naked eye. The Z - IR camera has a double purpose: to discover a hidden picture and make it possible to read the information.Key words: military uniforms, INFRAREDESIGN, individually rasterization, spectrum of twin dyes

1. IntroductionMathematical models and basis of reproductive graphics technologies are based on the CMYKIR separation of dyes [4]. The fi rst test colors were used from nature in order to achieve camoufl age systems with double-in-formation that are separated in the visual and infrared spectrum [5]. Signs or text, visible in the infrared part of the spectrum located on a piece of cloth in a specifi c time then add-pasted on the uniform (using the “thistle”). As a result, it can serve

military surveyors or raiders when returning from enemy territory, when moving the positions of their troops, as the “friendly” soldier. Thereby, fratricide can be avoided (opening fi re on friendly troops replaced by the opponent). There are a lot of types of information that can be “hidden” in a military uniform in a selectable infra-red part of the spectrum. Information about the soldiers’ blood group who wear such uniform, is coded for iden-tifi cation purposes only for cameras with an accompanying program. This

information can be critical for medi-cal service if the soldier is wounded and unconscious.Flora and fauna have their own color, absorption of ultraviolet and infrared sunlight. Former camoufl age clothing is dealt only by identifying visual dyes and nature. The intention is to expand the knowledge of the absorp-tion and refl ection of light to create a new “color / colorant management” [2]. The theoretical basis INFRARE-DESIGNR [6] becomes applicable for military purposes in the area of

J. ŽILJAK VUJIĆ et al.: Simulation the colors from nature with twins dyes to camoufl age military uniformTekstil 64 (3-4) 89-95 (2015.)90

camoufl age uniforms and equipment. Fellowship feeling of colors and ma-terial properties of dyes is introduced in the information system, in order to equalize the color space which refers to color space that come from nature.The ZRGB camera system consists of two cameras when connected they both focus on the same object. The fi rst Z camera fi lters only near-infra-red light in the value of Z at 1000 nm. The second V (RGB) camera only records in the visual range 400 -700 nm. A slipstream 700-850 nm does not enter in the V and Z cameras be-cause there is mixed visual remnants in that of the spectrum and light starts near infrared light.The simulation with process colors has been developed in several steps [4], which depends on the material that should be incorporated in the V and Z graphics. Military uniforms are very challenging to set twins as they combine two disparate technologies [5]: Making canvases with properties of dyes for computer inkjet printing while still maintaining colors that are washed and suffer other atmospheric effects. Our research involves the problem of contact twin dyes through individual rasterization. Each dye component joins a special screening element [7]. The fi rst in camoufl age clothing, INFRARED treated in rela-tion to the environment from nature and printing, coloring cloth [8]. The disadvantages of such research is identifi ed and detected as collision twin dyes. This opens up a new way to explore the properties of the com-ponents of dyes through spectral scanning procedures of prints [9, 10].This paper illustrates printing (color-ing) the military camoufl age clothing using the properties of dye in the vi-sual and infrared spectrum. A sign, text, or code is entered in military clothes, colored (printing) with dyes that are not visible to the naked eye. A Z mark [1] is conceived and the realized clothes are recognized by infrared camera, which skips the vi-sual spectrum. Dyes are based on the theory of twin color [2] having the

same color tone and different mate-rial compositions depending on the properties of absorption of infrared light, Fig.1. The ZRGB dual cameras [3] are used in the IRD technology in order to simultaneously determine the visual and infrared information on the uniform, as well as the differ-ence and correlation of information on military camoufl age. The ZRGB camera allows a digital recording double-V and Z graphics that are lo-cated in the same place but separately manifested, each in its spectrum.

2. Methodology of work with discussions

The aim is to make V-camoufl age while Z hides information. The colors of nature are bright, dark, bright col-ored fl owers as depicted in Fig.2; yel-low, purple and red. Camouflage clothing uses several tones in larger areas. All color shades and dyes from nature are subject to spectral analysis.

2.1. Hiding the information in the visual spectrum

There are two degrees of hiding as seen in Fig.1. The fi rst is the sur-rounding of nature and of color that simulates the environment. The sec-ond stage is to hide the information within a relationship of two dyes, two colorant twins. The uniform color is carried out with digital techniques in process dyes: Cyan, Magenta, Y-yel-low and K-black. The tone colors

from nature are simulated with two dyes in the same tone as the sur-rounding. The fi rst dye is only in-tended for simulating the nature with dual identifi cation in the visual spec-trum. This dye does not absorb IR light. The second dye has the same properties in the visual spectrum, but in the infrared spectrum it is shown “seen” as Z value, which holds hid-den information. Hidden from our eyes. These two dyes make the ZRGB camera different as these two dyes differ in the structure composed of CMYK components.The aim of fl ora spectrum is to make twins with conventional and digital techniques in coloring textile and leather [8, 11]. This simulates nature with dyes from the digital plotter. Simulation means performing the twin colors in nature equality. Dyes for printing are defined through CMYK components for digital plot-ter. Hiding inside the twins is suc-cessful only if V and Z twins are equal in V shape. The quality of twin colors and dyes is a compromise that is defi ned as the size of the DE (color difference). The satisfaction of this criterion is that the DE size is up to three. Maintaining these values de-pends on the stability of selected dyes and their relation to the invasive ac-tion of humidity and outdoor light. The aim is to improve the reduction of the visual differences of the twin dyes with the introduction of "di-vorced raster screen form."

Fig.1 Desert uniform and leather belt with hidden information


2.2. The spectrum of fl ora in nature

Nature may have a color with a sig-nifi cant Z value. These are carriers of the hidden information dyes, which have a value equal to zero Z. The spectrum of dyes from nature deter-mines the decision of which twin dyes will extract hidden information.Flora and fauna have their own col-ors, absorption properties of ultravio-let and infrared sun radiation. The color of skin, hair, blood and fl esh from the world of fauna are a separate task performance with a tendency to hide information from our eyes. Fau-na encompasses a very extensive range in the infrared region, which requires a different approach to color matching, when viewed in the sur-rounding fl ora. The IRD procedure is equal to fl ora and fauna but the choice of dyes must be determined by the environment where the soldier moves. In the same manner, but with different IRD solutions, the soldiers’

movement was studied in a sandy en-vironment, woodland, town urban environment and in a rocky area.Fig.3 depicts the spectrum obtained by scanning the fl ora. After 1000 nm there is no longer isolated informa-tion that would enable the classifi ca-tion of fl ora according to the proper-ties of light absorption of these wave-lengths. Method [6] INFRAREDE-SIGN sets the simulation of these tones to the printing techniques, which identifi es the color in the vi-sual spectrum before 700 nm and spectra the fl ora after 700 nm.

2.3. Simulation colors of nature with twin dyes and individualized screening

The screening is performed with the PostScript method that enables the creation of individualized “personal raster form” [7]. The choice of model grid is such that it creates a visual “vibrating effect” on the contact points of two different dyes with

equivalent color tone. The disruption in the continuity of mutual crossing surfaces of the same color, but differ-ent composition, is also a new way of solving moiré.The input data of CMYK digital pro-cedure for fi lling raster cells are: the value of the coverage area to be screened and the coordinates x, y within the raster cells with domains from -1 to +1. This paper presents the original relation with mutation modi-fi cation of the circuit and a ring, as published in the book J. Žiljak Vujić “Security Graphics” [7]. The military uniform has been colored with digital print on canvas. [8]. Digital printing on canvas of twins is performed with the technique of a screening process with dyes [9]. It presents two tones in two sets of twins: a gray tone (Fig.4) and an olive tone (Fig.5). Fig.4 and 5 shows the same color twins that the screen elements cannot be seen with a naked eye (60 lpc) and also twins with a rough line screens from just one screen element in the centimeter. Only high line screens results in an experience of two equal toned twins.Twin dyes are presented in two ways: in a low line screen from one line per centimeter. At a fi rst glance, there is an impression that these twins do not produce the same color tone. Only when the twins are observed in high resolution, at 60 lines per centimeter, the same color tone is perceived. Low line screens check the quality of indi-vidualized raster form. Cyan is joined to a circular shape, magenta to a ring, yellow to a triangular shape. A square shaped screen element is joined to black dye. This is an addition to our protection system in infrared graph-ics. The right twin responding to Z spectrum. The left twin has no posi-tive Z value and the infrared camera cannot see it. The left and right are identical twin tones for spectroscopic instruments and for our eyes only when the resolution rises above 40 lines per centimeter.Twin color tones in Fig.4 and 5 have equal value of coverage. The left gray twin (Fig.4) is composed only of C,

Fig.2 Flora in the visual (left) and infrared ZRGB recording (right)

Fig.3 Spectral characteristics: 1 - green leaf clover, 2 - dandelion and 3 - clover fl ower


M and Y colorants (36%, 33%, 29%, K = 0). Tagged values for the right gray twin which appears in the infra-red spectrum are: C = 0%, M = 0,%, Y = 0%, K = 40% coverage. Olive twin (Fig.5) has the coverage value for C, M and Y colorants: 38%, 40%, 98%, K = 0), and the right olive twin in Fig.5 has a coverage value of C, M, Y, K = (4%, 4 ,%, 79%, 40%).The individual shape of the screen element is applied as a secondary part of the security camoufl age system. IRD technology is based on the total identity of twin color and is almost impossible to achieve. The colors change differently over time, depend-ing on the composition of compo-nents that make up the color. Several processes have been developed which consist of the introduction of an indi-vidual grid and change the half toning angle with pseudo random congru-ence methods. In reality, the camou-fl age uniforms add to the diversity line screens of the channel colors. Recognizing the raster concept is harder for a ring shaped screen than for dotted shaped screens. Thereby, “picking one screen element in the second” in a “discontinuous mode” is achieved and reduces the level of competence in our eyes in an even-tual error of twin colors. Mathemati-cal expressions (1), (2) and (3) of the individual raster form and their Post-

Script performance for digital print-ing form are given in Fig.6-9.

2.4. Models of raster shapes for INFRAREDESIGN print

Models of raster shapes for INFRA-REDDESIGN print are given in mathematical expressions (1), (2) and (3) of the individual raster form and their PostScript performance for dig-ital printing form are given in Fig.6- 9The circular shape is defi ned as a cone opacity “jr1”:

(1)

as in PostScript writes:/r1 {dup mul exch dup mul add 1 exch sub} bind defFilling the raster cells is carried out to the point it reaches default coverage

Square, “kare” form „r4“:

1- ½ Abs (Abs (x) + Abs (y) ) (3)as in PostScript writes:/r4 {abs exch abs add 2 div 1 exch sub} bind def

Fig.5 Olive twins in high (60 lpc) and low (1 lpc) line screens

Fig.4. Gray tone of twins in high (60 lpc) and low (1 lpc) line screens

Fig.6 The cell circular grid in 3D and 2D fi lling the coverage

The ring grid without concentric circles j „JZVr20“:

(2)

as in PostScript writes:/JZVr20 { dup mul exch dup mul add sqrt 120 mul sin abs} bind def

Fig.7 The cell ring grid in 3D and 2D fi lling the coverage

Fig.8 The cell of a square raster to 3D and 2D fi lling the coverage

Fig.9 The cell triangular raster to 3D and 2D fi lling the coverage

The triangular shape:For unit area defi nition of raster cells: x (-1 to 1) and y (-1 to 1) is set the rela-tion:

(4)

as in PostScript writes:/trokut {neg exch abs 2 mul neg add 2 add 3 div} bind def

There is database of the individual grid, for any occasion with other combinations. Divorced, asymmetri-cal rasters, trigonometric rasters and mutable forms. They all increase the rhythm in our eyes; increase the “dot gain”. Such raster shape program-ming improves the invisibility nar-rowing and contact of V and Z infor-mation. The boundaries between twins of the same tone become “vi-sually softer” and increase the invisi-bility of V and Z information in the visual spectrum.


2.5. The spectrum of twin dyesThe individual dyes in the twin IRD system have a specifi c domain. Fig.10 presents the information reading from their spectra [8]. The spectrum of 400-1000 nm is divided into three sections: visual, transient Z1 and Z2 camoufl age. The paper presents two dyes: brown and green. Simulation of these colors is performed in a digital printing process with dyes of a value share (in%) are given in Tab.1. These sizes are incurred after six iteration settings equality of colors in the vi-sual spectrum. Both dyes have the same value of carbon black compo-nents: 40% for the coverage of Z dyes and 0% for V dyes.

in the theory of “color management”. INFRAREDESIGN expands the col-or management in the near infrared spectrum, which would then have two sizes ΔE and ΔZ. The aim is to introduce new graphical features as “information hiding”, “security graphics”, “double vision” [2].The separation curve of the same color tones give to the ZRGB camera the possibility of distinguishing dyes in the near infrared spectrum indi-cated as the ΔZ. Size ΔZ is the differ-ence in absorption of light in the color dye in the infrared spectrum. The difference of 0.1 ΔZ absorption, is enough for ZRGB cameras to have different prints made with these dyes. The separation curve of the same color tone provides the ZRGB cam-era with a possibility of distinguish-ing dyes in the near infrared spectrum indicated as the ΔZ. Size ΔZ is the difference of light absorption in the dye color in the infrared spectrum. The difference of 0.1 ΔZ absorption, is enough so that the ZRGB cameras make different prints with these dyes. Brown and green dyes have the same value in Z2 at the end of the spec-trum. This will allow for the text on military uniforms to be in equivalent intensity for all characters when viewed with an infrared camera. This applies to all colors on uniforms as shown in Figure 11. All the spectra of V dyes are joined at the same point,

which is the lower value of the point where Z dye graphs are connected.The area 700-850 nm we called “tran-sitional Z1 spectrum” since it results in the separation of spectral values of twin dyes. Two dyes are deliberately displayed in the same chart. Mixing V and Z graph illustrates why the fi l-ter Z camera shifted to 1000 nm. In the transition area Z1 is mixed infor-mation coming from the twins. Each color has its own way in the contin-ued progress towards a steady state of

Tab.1 Share of C, M, Y, K (%) in the process dye-twins

Visible twin C,M,Y,K

Hidden messages C,M,Y,K

green 85, 32, 94, 0 70, 0, 74, 40

brown 48, 62, 90, 0 0, 58, 80, 40

Both dyes have similar values as yel-low components. This is the reason why all four graphs overlap in the spec-trum 400-500 nm, spectrum that gives information about the yellow tone digital printing.The green color is shown on the chart in green (V twin) and black (Z twin). Brown color is shown on the chart in red (V twin) and dark brown color (Z twin) [9]. For each pair of twins the goal was to agree with V and Z of colors in the visual spectrum. The two dyes will give the same sense of color to the naked human eye. If the two graphics (with different dyes and similar color) are printed alongside each other, our eyes will not differen-tiate them. They will not vary neither will the RGB camera system from ZRGB camera. A brown and a green color tone is achieved by a numerical value ΔE less than 2 (ΔE brown = 1.88; ΔE green = 1.70). These values measure the similarity of colors only in the visual spectrum, which is given

Fig.10 Four colorants: green Vg, Zg, and brown twin: Vb, Zb

Fig.11 The greenish uniform in visual sight and in IR shooting with Z information


ment. Uniforms that are used in urban areas are subject to different require-ments.

2.6. Information hidden from the naked eye

Hidden information - Z graphics can be a text, drawing or a special char-acter. The procedure for intergrading information in the IR spectrum through QR code additionally hides the text information and this is the reason why mobile IR camera with software for reading IR code is cre-ated.The print on canvas shown in Fig. 12 contains a Z image that is hidden from our eyes. Z camera sees a hid-den image, text and QR code (Fig. 12b). Color twins are arranged so that the naked eye cannot see information that is embedded in all of the process C, M, Y, K channels. The CMYKIR separation method merges the two images in a way that the initial V pic-ture remains the same to our eyes in the visual spectrum. (Original print on canvas is added to the printed ver-sion.)Marking the mask design as the hid-den text information has the form: “TEXTILE Scientifi c areas: Techni-cal sciences; Textile technology “(Fig.12) and the information in the QR barcode that provides data:” Textiles, a magazine for the textile and clothing technology “. This QR barcode information can be read in article (Fig.12b) with various pro-grams such as: i-nigma, with a mo-bile phone.The realization of textual information is solved by the graphics decorated in an alternating rhythm with the “nee-dle” model of breaking the edges of the letters. Interruptions in the graph-ics on “dark / bright cuts” staged as “serrated typography” is a signifi cant contribution to the of IRD techno-logy of hiding the object, which in general is known. As letters, for ex-ample.The mask design (Fig.13) is scanned from the fi lters in blocked shots at 570, 715 nm. In the fi rst Fig.13a) yel-

Fig.12 Camoufl age design in a) visual spectrum and b) in spectrum Z 1000 nma) b)

Fig.13 The mask design with a blockade on a) 570 nm, and b) 715 nm

absorption of infrared light above 850 nm.The fi rst stage of the INFRAREDE-SIGN implies clothing identifi cation with the environment in the visual and infrared spectrum. If necessary, it may be the prevalence of green, blue,

black or certain default colors. Uni-forms are designed in accordance with the intended use. In nature, the fl ora is green camoufl age clothing and does not discern the infrared camera if colors and shapes on clothes are similar to the environ-


low component is fi ltered, the second Fig.13b) shows the camoufl age de-sign without magenta and the yellow [10], [11]. This is a transitional Z1 spectrum where residual forms are shown, intended for the visual spec-trum. The Fig.12b is equal to the in-put Z image that exists in the mate-rial that carries the Fig.12a. This is space Z2 spectrum where there is no information from the image intended for the visual spectrum.As soon as a fi lter is used, there is a ”springing” text and code informa-tion since it disturbs the harmony process of the twin dye method CMYKIR [4], with which the print on canvas is performed. The question remains: how to make commercial fi lters for a specifi c wavelength do-main for example, “only cyan fi lter” or “fi lter out only the magenta?” from the print on canvas. For this purpose, forensic instrument PROJEKTINO-VA 4500 [12] at the position of 1000 nm was used and the ZRGB camera produced by FotoSoft [3].Using the “twin method” allowed the display of hidden information on military uniform that can be encoded or as the generally known character or text visible in the infrared part of the spectrum. Thus, the information presented may serve military scout or commandos when returning from a hostile area to be recognized as a “friendly” soldier and the avoid “friendly fi re (fratricide)”. The use of “twin” color simulation from nature allows camoufl aging military cloth-ing. This allows a soldier in action in the area to acquire tactical advantage over the opponent as he is disguised in a time when it is needed. At the same time visible and recognizable by his troops when there is a chance to die from friendly fi re.

3. ConclusionMarking military uniforms is carried out with double dyes: for visual and infrared spectrum. Dyes simulate the colors of nature and environment in which there is a soldier. The hidden information is merged in the camou-

fl age design with a method of di-vorced individualized raster. There are two advantages of such printing on military textile. Firstly, the level of micro-structure of printing in the ap-plication of dyes on cloth. Secondly, the improvement of “visually con-necting” two different dyes of the same color tone using the properties of perception, that the naked eye can-not see well vibrant compound colors of equal tone. Camoufl age of the IRD system uses two sizes of theory “ex-tended color management”. These are differences of similarity of two dyes ΔE for visual spectrum and the differ-ence of absorption of infrared light ΔZ. These variables are crucial in the process of hiding and the deciphering the contents of two graphics printed on the same place. The sizes ΔE and ΔZ result in spectral analysis twin of dyes in the space 400-1000 nm. The ZRGB camera differentiates the size of these variables enabling a parallel view of hidden and disclosed data on military uniforms.The IRQR (infrared QR coding) pro-cedure allows the soldier to covert acts on the battlefi eld and to go unde-tected to perform a given mission. In addition, for better integration the soldiers in the natural basis using in-frared (IRD) technology, the use of “twins” allows to take on the military uniform to show the hidden informa-tion that can be encoded.The lessons learned from past battles, as well as from current operations need to be translated to new opera-tional requirements for the Identifi ca-tion Friend or Foe (IFF). Infrared design on a military uniform increas-es battlefi eld situational awareness and reduces the risk of fratricide on the battlefi eld. An important feature is that it does not interfere with sol-diers in combat.

R e f e r e n c e s :

[1] Žiljak V., K. Pap, K., I. Stani-mirović Žiljak, J. Vujić Žiljak: Managing dual color properties with the Z- parameter, Infrared physics & technology 55 (2012) 4; 326-336

[2] Vujić Žiljak J., A. Agić, I. Sta-nimirović Žiljak, M. Nassirzadeh: Theory of twin colorants response in visual and infrared spectrum, 7th International symposium GRID, Proceedings, p: 289-294, ISBN: 978-86-7892-645-7 edit, D. Niovaković, 2014

[3] Žiljak V., K. Pap, I. Stanimirović Žiljak: Delopment of a prototype for ZRGB INFRAREDESIGN de-vice. // Technical Gazette. 18 (2011) 2; p:153-159

[4] Žiljak V., K. Pap, I. Žiljak: “CMYKIR security graphics sepa-ration in the infrared area”, Infra-red Physics and Technology Vol. 52 (2009) No.2-3, ISSN 1350-4495, Elsevier B.V. DOI:10.1016/j.infrared.2009.01.001, p: 62-69

[5] Stanimirovic Žiljak I., J. Vujić Žiljak, N. Stanic Loknar: Marking of the camoufl age uniform for vi-sual and near infrared spectrum, Technics Technologies Education Management, Vol 8. (2013) No. 3. 2013, 920-926, ISSN 1840-1503

[6] Pap K., I. Žiljak, J. Vujić Žiljak: Image reproduction for near infra-red spectrum and the INFRARE-DESIGN theory, Journal of Imag-ing Science and Technology, vol. 54 (2010) no. 1, pp.10502-1-10502-9(9)

[7] Vujić Žiljak J.: Sigurnosna grafi -ka, individualizacija vrijednosnih papira i rasterski modeli, Tehničko veleučilište u Zagrebu, 2014. P:180, ISBN: 978-953-7048-33-4

[8] Žiljak I., K. Pap, J. Žiljak Vujić: „Infrared design on textiles as product protection“, Tekstil 58 (2009.) 6, 239-253

[9] Agić D., I. Žiljak Stanimirović, A. Agić: Appliance of twins as a waw for achieving secure hidden image in infrared technology, Polytechnic and Design Vol. 2 (2014) No. 2

[10] Bernašek A., J. Žiljak Vujić, V. Ugljašić: Vizualni i infracrveni spektar za bojila digitalnog tiska, Polytechnic and Design, Vol 2. (2014) No 2

[11] Žiljak V., J. Akalović J., J. Žiljak Vujić: Upravljanje bojilima na koži u vizualnom i infracrvenom spe-ktru, Tekstil 60 (2011.) 8; 355-363

[12] Projektina Docucentar 4500, AG Switzerland, http://forensictech-nology.com/projectina/

J. DOMJANIĆ, D. UJEVIĆ: Geometrijska morfometrija u analizi bilateralne simetrije stopalaTekstil 64 (3-4) 96-102 (2015.)96

Geometrijska morfometrija u analizi bilateralne simetrije stopala

Dr.sc. Jacqueline Domjanić, dipl.ing.Prof.dr.sc. Darko Ujević, dipl.in g.Sveučilište u Zagrebu, Tekstilno-tehnološki fakultetZavod za odjevnu tehnologijuZagreb, Hrvatskae-mail: [email protected] 17.1.2015.

UDK 687:611:572:685.3Izvorni znanstveni rad

Za projektiranje i izradu funkcionalne i udobne obuće dobre pristalosti, od iznimne je važnosti poznavanje morfologije stopala. Razvoj tehnologija trodi-menzionalnog skeniranja ljudskog tijela i osobnih računala omogućio je primjenu novih metoda analize podataka primjenom empirijskog i teorijskog znanja u antropologiji, statistici, ali i u odjevnoj i obućarskoj tehnologiji. Svrha je proučiti bilateralnu simetriju složenog ljudskog stopala izabrane studentske populacije mladih djevojaka primjenom geometrijske morfometri-je, koja je u posljednjih tridesetak godina postala osnovni pravac istraživanja u području morfometrije. Primjenom postavljene metodologije, ova metoda uspoređuje tjelesne oblike na temelju postavljenih točaka na anatomskim obilježjima. U radu su ispitane antropometrijske osobine tijela i stopala sa svrhom grafi čkog prikazivanja građe stopala za odabrani uzorak, koja mogu imati široku primjenu u praksi. Rezultati ispitivanja potvrđuju postojanje varijabilnosti morfoloških karakteristika stopala i opravdana je potreba za daljnjim istraživanjima varijacija u obliku i veličini stopala.Ključne riječi: ljudska stopala, 3D skener za stopala, asimetrija, deforma cije

1. Uvod

Talijanski renesansni umjetnik Leo-nardo da Vinci opisao je ljudsko sto-palo kao “inženjersko remekdjelo” i sigurno je imao pravo jer ljudska sto-pala tvore jedinstvenu funkcionalnu cjelinu, koja se sastoji od 26 kostiju, povezanih čvrstim vezama i miši-ćima. Interakcija kostiju, zglobova, ligamenata, tetiva i mišića opisana je putem morfologije (oblik i struktura) i mehanike (statičko-dinamičke funkcije) stopala [1]. Ljudsko je tije-lo stvoreno kao kompleksna cjelina pri čemu je trodimenzionalnost tijela prostorno određena pomoću glavnih tjelesnih ravnina. Središnja ravnina

tijelo dijeli na desnu i lijevu si-metričnu polovicu, pri čemu lijevo i desno stopalo predstavlja refl ektiranu sliku tvoreći tzv. bilateralnu simetri-ju, sl.1 [2].Prilikom dvonožnog kretanja stopalo mijenja oblik. Razlike su vidljive u dužini, obliku i kutu prstiju, širini i obliku pete kao i obliku lateralnog i distalnog stopalnog luka. Varijacije u tim obilježjima ukazuju na potrebu analize oblika jer jedan oblik ne može dovoljno precizno opisati ljudsko sto-palo i zadovoljiti zahtjeve za udob-nošću obuće većeg broja ljudi. U ur-banoj civilizaciji naglasak se sve više stavlja na očuvanje zdravlja stopala. Stoga je potrebna sistematska analiza

varijacije oblika stopala s primjenom na modifi kaciju kalupa i obuće koji bi odgovarao stopalima različitih oblika [2-4].Primarna zadaća čarapa i obuće je da stopala štite od ekstremnih tempera-tura, ozljeda ali i vanjskih utjecaja. Neadekvatna obuća, međutim, može uzrokovati deformacije. Sredinom 19. stoljeća njemački je liječnik Her-mann von Meyer pokrenuo revolu-cionarno istraživanje dokazujući po-javu deformiteta stopala zbog nošenja konstrukcijski neprimjerene obuće. Do tada se obuća izrađivala na te-melju simetričnih kalupa, lijeva i de-sna tabanica bile su potpuno iden-tične, pri čemu su i nastale dvije

J. DOMJANIĆ, D. UJEVIĆ: Geometrijska morfometrija u analizi bilateralne simetrije stopalaTekstil 64 (3-4) 96-102 (2015.) 97

jednake cipele. Najveće su deforma-cije nastale na prednjem dijelu stopa-la. Godine 1965., Debrunner je upo-zorio na nastanak deformacije pozna-te kao hallux valgus (čukalj) zbog nošenja prekratke obuće. Iz laborato-rija obućarske industrije u Krakovu dobivene su spoznaje da svaka cipela do određene granice sputava slobodu stopalnih zglobova. Što je cipela kruća, veće je ograničenje. Iz svega navedenog može se zaključiti da je za projektiranje i izradu funkcionalne obuće od iznimne važnosti pozna-vanje morfologije stopala [5].U Republici Hrvatskoj proveden je istraživačko-razvojni nacionalni projekt pod nazivom Hrvatski antro-pometrijski sustav (HAS) u okviru kojeg je izvršeno antropometrijsko mjerenje 30 866 ispitanika u cilju utvrđivanja novog sustava veličina za odjeću i obuću. Konvencionalnom metodom mjerenja prikupljene su dužinske karakteristike morfoloških cjelina stanovništva i stvorena je je-dinstvena baza podataka. Obrada po-dataka sastojala se od deskripcije pojedinih varijabli sa sustavnim pre-gledom procjena parametara razdio-ba tjelesnih mjera koje su tablično prikazane u publikacijama knjiga serija HAS [6, 7]. U tradicionalnom pristupu prezentiranja antropome-trijskih podataka prisutan je problem razdvajanja varijabilnosti u veličini od varijabilnosti u obliku. Zbog toga je u radu prikazan novi pristup anali-zi morfologijskih cjelina metodom direktne grafi čke vizualizacije oblika

pri čemu je moguće otkrivanje i ma-lih promjena u obliku, što nije mogu-će utvrditi tradicionalnim metodama.

2. Materijali i metode2.1. 3D skener za stopalaStopala 83 mladih djevojaka u dobi od 18 do 36 godina skenirana su pri-mjenom Pedus® 3D skenera za sto-pala. Pedus® (Vitronic i Human So-lutions GmbH, Njemačka) je optički 3D digitalizator dimenzija 600 x 600 x 800 mm čije defi nirano trodimen-zionalno mjerno područje (mjerni volumen) iznosi 100 x 190 x 320 mm. To je bezkontaktni mjerni uređaj koji radi na načelu optičke triangula-cije s obzirom na način defi niranja položaja mjerne točke na površini stopala relativno u odnosu na mjerni senzor. Kod aktivne optičke triangu-lacije svjetlosni izvor osvjetljava mjerni objekt a kamere istovremeno snimaju položaj svjetlosne zrake na objektu. Izvor laserske zrake, projici-rana laserska zraka na stopalu i sen-zorski element kamere tvore trokut. Udaljenost između izvora svjetla i senzorskog elementa kamere je po-znata kao i kutovi koji zatvaraju izvor svjetla i kamere s objektom. Kao re-zultat moguće je odrediti oblik i ve-ličinu trokuta koji međusobno tvore izvor svjetla, senzor kamere i osvjet-ljeni objekt. Na taj se način određuju i pohranjuju prostorne koordinate objekta (x, y, z). Prije svakog ciklusa skeniranja, obavlja se kalibracija sen-zora koja je potrebna za postavljanje parametara za svaku od 3 CCD kame-ra što postižemo skeniranjem speci-jalnog kalibracijskog objekta poznate geometrije [1, 8-10]. Korišteni 3D skener za stopala nalazi se na Tek-stilno-tehnološkom fakultetu Sveu-čilišta u Zagrebu, u Zavodu za od-jevnu tehnologiju u Laboratoriju za antropometrijska mjerenja i kon-strukciju odjeće, sl.2.Prije početka skeniranja, svim je su-dionicima detaljno objašnjena svrha istraživanja i korištene procedure. Svi sudionici svojevoljno su sudjelovali u istraživanju. Za svaku osobu dodat-

no su prikupljeni podaci o tjelesnoj masi i visini za izračunavanje indeksa tjelesne mase koji se koristi kao ok-virni pokazatelj debljine, međutim ne uzima u obzir tjelesnu građu mjerene osobe. Indeks tjelesne mase (ITM) računa se na način da se tjelesna masa ispitanika prikazana u kilogramima podijeli s kvadratom visine u metri-ma [11] (1):

(1)

Svjetska zdravstvena organizacija (WHO) prikazuje indeks tjelesne mase kao dijagnostičku metodu, a vrijednosti se kategoriziraju kako slijedi: ITM <20 pothranjenost, ITM 20-25 idealna masa, ITM 25-30 pre-komjerna tjelesna masa i ITM >30 pretilost [12]. Posljednjih se deset-ljeća broj pretilih osoba povećao te postoje istraživanja koja istražuju utjecaj tjelesne mase na oblik stopala, osobito na strukturu medijalnog svo-da [5, 13-15].

2.2. Priprema površinskog modela stopala za analizu

Iz trodimenzionalnog površinskog modela primjenom programa Amira® generiran je otisak stopala postav-ljanjem transverzalne ravnine na 2 mm od podloge. Za analizu geome-trijske morfometrije korišten je pro-gramski paket TPS (James Rohlf) i Mathematica®. Na svakom stopalu ukupno je određeno 85 ravnomjerno raspoređenih točaka (engl. landmark i semilandmark) pomoću programa TPSDig2. Na sl.3 dat je prikaz pozi-cije odabranih točaka s korištenim algoritmom (engl. Sliding Landmark

Sl.1 Bilateralna simetrija parne cjeline kod stopala ljudi

Sl.2 Skener za stopala Pedus® [1]


Algorithm) [16], za određivanje po-ložaja specifi čnih točaka na svim oblicima stopala, dok je u tab. 1 dat broj i opis korištenih tipova kao i po-zicije digitaliziranih točaka. U litera-turi [17-21] se najčešće spominju tri osnovna tipa specifi čnih točaka koje je 1991. godine defi nirao Bookstein na temelju anatomskih i geometrij-skih kriterija, međutim u novije vrije-me broj je proširen na šest tipova točaka.

ja analizira matematički oblik mor-foloških struktura pomoću geome-trije ispitivanog oblika. Veličina, po-ložaj i orijentacija morfološke cjeline isključene su iz matematičkog oblika čime se dobivaju samo geometrijske informacije, te se mogu otkriti sitne promjene ispitivane forme [16-24].Primjena osobnih računala pridonije-la je razvoju nove metodologije u morfometriji. Na temelju već pozna-tih deformacijskih mreža Albrechta Dürera i D’Archy Thompsona, Book-stein je u kasnim osamdesetim godi-nama razvio TPS (engl. Thin-Plate Spline) metodu. Uz pomoć TPS algo-ritma može se matematički izračunati energija deformacije, hipotetski re-čeno, „neograničene, beskonačno tanke, metalne ploče“ s obzirom na relativnu promjenu koordinata homo-lognih anatomskih točaka neke mor-fološke cjeline, sl.4. Glavna odlika TPS algoritma je vizualizacija varija-cija oblika [19, 20, 23].

3. Rezultati i raspravaZa analizu ukupne promjene oblika bilateralne simetrije ženskog stopala korištena je metoda geometrijske mor-fometrije. Iz literature [2] je poznato da stopalni lukovi imaju značajnu ulogu u hodu pri čemu se djelovanje tjelesne mase (silom težine) prenosi s pete na lateralni uzdužni luk, a za-tim i na prednji dio stopala. Meha-ničke sile nastale u dvonožnom kre-tanju (hodu) čovjeka uzrokovane su tjelesnom masom, stoga je uz bilate-ralnu simetriju, indeks tjelesne mase uključen u analizu u svrhu određivanja deformacije stopala prilikom hoda koji ima utjecaj i na udobnost obuće. Osim stopalnih lukova, potkožno ma-

Tab.1 Tipovi korištenih točaka [10]

Tip specifi čne točke Broj Opis

Tip III 5 Vrh distalnog dijela prstiju stopalaTip III 2 Najizbočenija medijalna pozicija konture stopalaTip IV 35 Vanjska kontura prstiju (svakog prsta zasebno)Tip IV 34 Vanjska kontura prednjeg, središnjeg i stražnjeg dijela

stopalaTip IV 9 Medijalna kontura stopala (počevši i završivši

od najizbočenijih medijalnih pozicija konture stopala)

Sl.3 Otisak stopala jedne ispitanice izdvojen iz trodimenzionalnog površinskog modela stopala zajedno s postavljenim anatomskim točkama korištenim za morfometrijsku analizu [1]

Geometrijske informacije analizira-nih stopala dobiju se nakon uklanjanja razlika u veličini, položaju i orijenta-ciji primjenom postupaka Generalizi-rane Prokrustove analize (GPA) pri čemu se iz zadanog uzorka izdvajaju varijable oblika svakog modela tog uzorka [21].

2.3. MorfometrijaMorfometrija (dolazi iz grčke riječi μορϕή “morphé” = oblik i μετρία “metría” = mjerenje) je znanstvena disciplina koja proučava varijabilnost oblika morfoloških cjelina sa svrhom kvantitativnog određivanja anatom-skih razlika između pojedinaca ili skupina. Osnovna primjena morfo-metrije zabilježena je u antropologiji i biologiji, a u posljednje se vrijeme

primjenjuje u medicini, veterini, šu-marstvu i doživljava sve širu primje-nu, pa čak i u odjevnoj i obućarskoj tehnologiji. U literaturi se razlikuju dva osnovna pravca ispitivanja: prvi pravac je tzv. tradicionalna morfome-trija, a drugi pravac ispitivanja naziva se geometrijska morfometrija (GM), odnosno nova GM. Dok tradicional-na morfometrija za analizu koristi morfometrijske varijable (duljine, širine i sl.) geometrijska morfometri-

Sl.4 Promjena oblika prikazan pomoću TPS algoritma [1]


sno tkivo stopala sudjeluje u formi-ranju izgleda i oblika stopalnog otiska [2]. Nakon postavljanja točaka na otiscima stopala primijenjena je

metoda Generalizirane Prokrustove analize kojom su iz uzorka izdvojene varijable koje nose informacije o ob-liku svakog stopala u uzorku. Koor-dinate točaka nakon skaliranja, cen-triranja i rotacije nazivaju se Prokru-stove koordinate i uzete su kao po-lazni podaci za daljnju analizu. Izra-čunate su vrijednosti indeksa tjelesne mase (ITM) koji se kreću u rasponu od 15,1 do 29,4 i istražen je utjecaj tjelesne mase na oblik otiska stopala primjenom regresijskog modela, gdje su Prokrustove koordinate uzete kao zavisna varijabla, sl.5.Promjene oblika otiska stopala uz im-plikaciju indeksa tjelesne mase, pri-mjenom multivarijantne regresije po-kazuje proširenje u području srednjeg dijela stopala. Model promjena je taj da se medijalna i lateralna kontura

pomiču prema van. Vrijednosti kova-rijance između ITM i oblika dana je vektorima koji prikazuju pomake specifi čnih točaka, sl.6.Indeks tjelesne mase ima statistički značajan utjecaj na oblik otiska sto-pala (p < 0,001). Niže vrijednosti in-deksa tjelesne mase povezane su s izraženijim medijalnim stopalnim svodom, dok su više vrijednosti ITM povezane sa spuštenim lukom. Na sl.7 prikazan je utjecaj Indeksa tjele-sne mase na odnos duljine i širine stopala. Za prikaz su korištene vrijednosti ITM 15, ITM 20, ITM 25, ITM 30 i ITM 35.Na sl.8 dat je numerički prikaz Pro-krustovih koordinata analiziranih specifi čnih točaka lijevih i desnih sto-pala. Na temelju različitih položaja specifi čnih točaka izračunata je ener-gija deformacije i izdvojene su vari-jable oblika koji predstavljaju vla-stite vektore matrice energije defor-macija. Na sl.9a i 9b dat je grafi čki prikaz prosječnog lijevog i desnog stopala ispitanog uzorka. Za testira-nje postoji li statistički značajna razli-ka dobivenih oblika korišten je per-mutacijski test. Lijevo i desno stopa-lo statistički se značajno razlikuju (p < 0,001). Desna stopala su u prosjeku šira u odnosu na njihovu duljinu i granica između prednjeg i središnjeg dijela stopala ima veći kut u desnim stopalima u usporedbi s lijevim.Promjene oblika mogu biti umjerena. Kako bi se poboljšali vizualni učinci, signal varijacije je pojačan s fakto-

Sl.5 Dijagram rasipanja Prokrustovih koordinata u odnosu na indeks tjelesne mase [1]

Sl.6 Oblik regresije otiska stopala - promjene oblika za ITM

Sl.7 Grafi čki prikaz utjecaja indeksa tjelesne mase na oblik otisaka stopala za iznose: a) 15, b) 20, c) 25, d) 30 i e) 35 ITM [1, 23]a) b) d) e)c)


rom 4 (sl.9c i 9d), korištenjem četi-ri puta komponentu pomaka vekto-ra [25].

4. ZaključakStopala 83 mladih djevojaka skenira-na su primjenom Pedus® 3D skenera za stopala. Tradicionalne mjere sto-pala zamijenjene su specifi čnim toč-kama na točno određenim pozicijama na transferzalnoj ravnini stopala i analizirane algoritmom za kvantifi ka-ciju razlike u obliku. Varijabilnost rezultata dobivenih Proksrustovom

analizom (engl. Procrustes analysis) pokazuje najveću promjenu oblika u predjelu uzdužnih, medijalnih i late-ralnih stopalnih lukova.U prosjeku desna su stopala šira od lijevih i kontura medijalnog stopal-nog luka pokazuje veći kut u desnim stopalima. Varijabilnost asimetrije u uzorku također se mijenja s obzirom na vrijednost indeksa tjelesne mase, tako da je simetrija veća kod mladih djevojaka s indeksom tjelesne mase manje od 21. Može se pretpostaviti da više vrijednosti tjelesne mase utječu na opterećenje stopala tijekom

Sl.8 Vizualni prikaz disperzije Prokrustovih koordinata specifi čnih točaka iz uzorka za lijevo (L) i desno (R) stopalo [1]

Sl.9 Prosječni oblik otiska stopala: a) lijevo stopalo, b) desno stopalo, c) zbog boljeg uočavanja razlika signal varijacije pojačan je četiri puta za c) lijevo stopalo i d) desno stopalo [1, 23]

a) b) d)c)

hoda i time imaju utjecaj na mor-fološku simetriju stopala. Također je vidljivo da su više vrijednosti indeksa tjelesne mase u vezi sa širokim i spuštenim stopalima. Ovo istraživa-nje daje uvid u morfologijske karak-te ristike ljudske varijabilnosti i može biti temelj budućim istra živanjima. Geometrijska se morfometrija poka-zala kao nova metoda u odjevnoj i obućarskoj tehnologiji za testiranje promjena oblika stopala uvjetovanih unutarnjim i vanjskim faktorima koji djeluju na ljudsko tijelo, i može pri-donijeti poboljšanju u projektiranju i izradi funkcionalne i udobne obuće dobre pristalosti.

Istraživanje je izvršeno u sklopu su-radnje sa em. O. Univ.-Prof. Dr. Horst Seidler i Prof. Mag. Dr. Priv. Doz. Philipp Mitteröcker sa Sveu-čilišta u Beču.


[1] Domjanić J.: 3D Surface Models and Geometric Morphometric Analysis of Female Feet. Doctoral Dissertation. University of Za-greb. Zagreb, 2013.

[2] Keros P., M. Pećina: Funkcijska anatomija lokomotornoga sustava. Medicinska biblioteka. Naklada Ljevak, Zagreb, 2006. ISBN 978-953-178-787-1

[3] Kalebota N.: Regionalne razlike u građi stopala mladih muškara-ca u Hrvatskoj, Magistarski rad, Sve učilište u Zagrebu, Zagreb, 2006


[4] Akalović J. Anthropometry in Footwear Design and Last Mak-ing. In Theoretical Aspects and Application of Croatian Anthropo-metric System, Zagreb, 2010, ISBN 978-953-7105-28-0

[5] Mauch M.: Kindliche Fußmor-phologie: Ein Typisierungsmodell zur Erfassung der dreidimension-alen Fußform im Kindesalter. AV Akademikerverlag. 2012, ISBN 978-3-639-42138-5

[6] Ujević D. i sur.: Hrvatski antro-pometrijski sustav: Podloga za nove hrvatske norme za veličinu odjeće i obuće, Publikacije serije HAS, ISBN 953-7105-09-1, 2006

[7] Ujević D. et al.: Theoretical As-pects and Application of Croatian Anthropometric System, Zagreb, Croatia. 2010, ISBN 978-953-7105-28-0

[8] Bogović S.: Konstrukcija odjeće prilagođena tjelesnim deformite-tima primjenom topoloških inva-rijanti, Doktorska disertacija, Sve-učilište u Zagrebu, Zagreb, 2012.

[9] Ivšac D.: Usporedba 3D mjernih postupaka u kontroli kvalitete, Diplomski rad, Sveučilište u Za-grebu, Zagreb, 2014.

[10] Weber G.W., F.L. Bookstein: Vir-tual Anthropology: Mapping the physical world: Digitise, Wien, New York: Springer Verlag. ISBN 978-3-211-48647-4

[11] Indeks tjelesne mase, dostupno na http://hr.wikipedia.org/wiki/In-deks_tjelesne_mase, pristupljeno 11.01.2015.

[12] World Health Organization: Obe-sity: preventing and managing the global epidemic Report of a WHO Consultation (WHO Technical Report Series 894). 2000.

[13] Sforza C, G. Michielon, N. Frag-nito, V.F. Ferrario: Foot asymmetry in healthy adults: elliptic fourier analysis of standardized footprints. J Orthop Res 16 (1998) 6, 758-765

[14] Kraus I. et al.: Sex-related differ-ences in foot shape. Ergonomics 51 (2008) 11, 1693-1703

[15] Kraus I., M. Mauch: Foot Morpho-logy, The Science of Footwear. Tay-lor & Francis Group, Boca Raton, 2013, ISBN 13:978-1-4398-3569-2

[16] Bookstein F.L.: Landmark meth-ods for forms without landmarks: morphometrics of group differ-ences in outline shape. Med Image Anal 1 (1997) 3, 225-243

[17] Bookstein F.L.: Morphometric tools for landmark data: geometry and biology. Cambridge (UK); New York: Cambridge University Press, 1991

[18] Ivanović A., M. Kalezić: Evolu-ciona morfologija: teorijske post-avke i geometrijska morfometrija. Biološki fakultet, Beograd, 2009., ISBN 978-86-7078-100-9

[19] Mitteroecker P, P. Gunz: Advances in geometric morphometrics. Evo-lutionary Biology (2009) 36:235-247

[20] Gunz P., P. Mitteroecker: Semi-landmarks: a method for quantify-ing curves and surfaces. Italian Journal of Mammalogy 24 (2009) 1, 1-7

[21] Zelditch M.L., D.L. Swiderski D.H. Sheets & W.L. Fink: Geo-metric morphometrics for biolo-gists: a primer. - Elsevier Academ-ic Press, London, 2004, ISBN 0-12-77846-08

[22] Janković I.: Neandertal Lateral Midface: A Morphometric Analy-sis. Hrvatsko antropološko dru-štvo. Zagreb, 2009., ISBN 978-953-7467-01-2

[23] Domjanić J. et al.: Geometric mor-phometric footprint analysis of young women, Journal of Foot and Ankle Research 6 (2013) 27, 1-8

[24] Bookstein F.L., J. Domjanić: Analysis of the Human Female Foot in Two Different Measure-ment Systems: From Geometric Morphometrics to Functional Morphology, Collegium Antropo-logicum 38 (2014) 3, 855-863

[25] Bookstein F.: A hundred years of morphometrics, Acta Zoologica Academiae Scientarium Hungari-cae, 44 (1998) 1-2, 7-59


SUMMARYGeometric morphometrics in the analysis of bilateral feet symmetry

J. Domjanić, D. UjevićFor design and production of functional and comfortable shoes the knowledge of the morphology of the feet is of vital importance. Development of the tech-nology of 3D-scanning of human body and personal computers has enabled the application of the new methods of data analysis using the empirical and theoretical knowledge in anthropology, statistics as well as the clothing and footwear technology. The aim is to study bilateral symmetry of the complex human foot in selected student population of young girls using geometric morphometrics, which has become the main direction of research in the fi eld of morphometrics in the last thirty years. Due to the application of the proposed methodology, this method compares body forms on the basis of the set points of anatomic characteristics. The paper examines anthropomorphic character-istics of the body and feet to enable graphical representation of composition of the feet for the selected pattern that may have wide application in practice. The results of research indicate that there is a variability of morphologic char-acteristics of feet and that the need of further study of variations in the shape and size of the feet is justifi ed.Key words: human feet, 3D foot scanner, asymmetry, deformationUniversity of Zagreb, Faculty of Textile TechnologyDepartment of Clothing TechnologyZagreb, Croatiae-mail: [email protected]

Received January 17, 2015

Geometrische Morphometrie in der Analyse der bilateralen Fuβ-Symmetrie

Für das Design und die Produktion von funktionellen und bequemen Schuhen sind die Kenntnisse der Morphologie der Füße von grosser Bedeutung. Die Entwicklung der 3D Scanning-Technologie des menschlichen Körpers und des Personalrechners hat die Anwendung neuer Methoden der Datenanalyse mit Hilfe der empirischen und theoretischen Kenntnisse in Anthropologie, Statistiken, sowie Bekleidungs- und Schuh-Technologie ermöglicht. Ziel ist, bilaterale Symmetrie des komplizierten menschlichen Fußes in der ausgewähl-ten Studentenpopulation von jungen Mädchen zu untersuchen, durch Verwen-dung von geometrischer Morphometrie, die in den letzten dreissig Jahren die Hauptrichtung der Forschung in der Morphometrie geworden ist. Aufgrund der Anwendung der vorgeschlagenen Methodik vergleicht diese Methode Kör-performen auf der Grundlage der Sollwerte der anatomischen Eigenschaften. Der Beitrag untersucht anthropomorphe Eigenschaften des Körpers und der Füße, um grafi sche Darstellung der Zusammensetzung der Füße für das aus-gewählte Muster, das eine breite Anwendung in der Praxis ermöglicht. Die Forschungsergebnisse zeigen an, dass es eine Variabilität von morphologi-schen Eigenschaften von Füßen gibt und dass der Bedarf der weiteren Studie von Schwankungen der Form und Größe der Füße gerechtfertigt ist.

J. DOMJANIĆ, D. UJEVIĆ: Geometric morphometrics in the analysis of bilateral feet symmetryTekstil 64 (3-4) 103-108 (2015.) 103

Geometric morphometrics in the analysis of bilateral feet symmetry

Jacqueline Domjanić, PhDProf. Darko Ujević, PhDUniversity of Zagreb, Faculty of Textile TechnologyDepartment of Clothing TechnologyZagreb, Croatiae-mail: [email protected] January 17, 2015

UDK 687:611:572:685.3Original scientifi c paper

For design and production of functional and comfortable shoes the knowledge of the morphology of the feet is of vital importance. Development of the tech-nology of 3D-scanning of human body and personal computers has enabled the application of the new methods of data analysis using the empirical and theoretical knowledge in anthropology, statistics as well as the clothing and footwear technology. The aim is to study bilateral symmetry of the complex human foot in selected student population of young girls using geometric morphometrics, which has become the main direction of research in the fi eld of morphometrics in the last thirty years. Due to the application of the pro-posed methodology, this method compares body forms on the basis of the set points of anatomic characteristics. The paper examines anthropomorphic characteristics of the body and feet to enable graphical representation of composition of the feet for the selected pattern that may have wide application in practice. The results of research indicate that there is a variability of mor-phologic characteristics of feet and that the need of further study of variations in the shape and size of the feet is justifi ed.Key words: human feet, 3D foot scanner, asymmetry, deformation

1. Introduction

Italian Renaissance artist Leonardo da Vinci described the human foot as “The engineering masterpiece” which was certainly true, because the human foot forms a single functional unit, which consists of 26 bones, connected by firm ligaments and muscles. The interaction of bones, joints, ligaments, tendons and mus-cles is described through morphology (shape and structure) and mechanics (statistic-dynamic function) of feet [1]. The human body was created as a complex entity, where the three-dimensionality of the body is spa-

tially determined by the main body planes. The central plane divides the body into right and left symmetrical halves, where the left and the right foot represent the refl ected image of the body, forming the so-called bilateral symmetry, Fig.1 [2].During bipedal movement the foot changes its shape. The differences become apparent in the length, shape and angle of toes, width and shape of the heel as well as in the shape of lateral and distal arch of feet. The variations in these characteristics indicate the need of analysis of shape because a single shape can not be suffi ciently precise in the description

of a human foot and meet the requirements of footwear comfort for a large number of people. In urban civilization, the emphasis is increa-singly being put on the health of feet. Therefore, systematic analysis of the variations of feet shapes is necessary, which can be applied to the mo-difi cation of the last and shoes to fi t the feet of different shapes [2-4].The primary task of socks and shoes is to protect the feet from extreme temperatures, injuries as well as external infl uences. Unsuitable foot-wear, however, can contribute to the appearance of deformations. In the mid 19th century, the German doctor

J. DOMJANIĆ, D. UJEVIĆ: Geometric morphometrics in the analysis of bilateral feet symmetryTekstil 64 (3-4) 103-108 (2015.)104

Hermann von Meyer launched a groundbreaking research, which proved the occurrence of deforma-tions of feet as a result of wearing footwear of inappropriate construc-tion. Until then, the shoes were made on the basis of symmetrical lasts, left and right insoles were completely identical, and the shoes came out identical as well. The greatest de-formations were caused to the fore-feet. In 1965, Debrunner warned that the deformation known as Hallux valgus (bunion) appeared as a result of wearing too short shoes. Footwear laboratory in Krakow obtained the evidence that each shoe hinders the freedom of pedal joints to a certain extent. The stiffer the shoe, the greater the constraint. From all above one can conclude that the knowledge of morphology of feet is of vital importance for design and produc-tion of functional foot wear [5].The national research and deve-lopment project entitled Croatian Anthropometric System (CAS) has been conducted in the Republic of Croatia within anthropometric mea-surements of 30,866 individuals were performed with the aim to establish a new sizing system in apparel and footwear. The con-ventional measuring method was used to collect length characteristics of the population and to create a unique database. Data analysis con-sisted of a description of certain variables with a systematic review of

evaluation parameters distribution of body measurements that were listed in tables and published in CAS book series [6, 7]. In a traditional approach of anthropometric data presenting, a separation of size and form variability is immanent. For this reason, the paper presents a new approach of morphological unit analysis by direct graphical form visualization where it is possible to detect small shape changes, which is not possible using traditional methods.

2. Materials and Methods2.1. 3D foot scannerThe foot scanner Pedus® was used to scan the feet of a sample of 83 young women in an age range from 18 to 36 years. Pedus® (Vitronic and Human Solutions GmbH, Germany) is an optical 3D digitizer with physical dimension of 600 x 600 x 800 mm, with a defined three-dimensional scanning volume of 100 x 190 x 320 mm. It is a contact-free measuring device with an active optical trian-gulation as the measurement prin-ciple according to the way how the position of the measuring point on the surface is defined relative to the measuring sensor. By the triangu-lation method the laser light illumi-nates the object, while simultaneously the camera aquire the position of the laser dot on the object. The laser source, the projected laser dot on the foot and the sensor element of the camera form a triangle. The distance between the transmitter, the sensor element of the camera are known as well as the angles that form the transmitter and camera with the object. As a result, the shape and the size of the triangle that together form the laser source, sensor element of the camera and the iluminated object can be determined. These three pieces of information fully determine and store coordinates of the object (x, y, z). Before each cycle of scan-ning, sensor calibration was perfor-med in order to set the parameters for each of the 3 CCD camera which is

achieved by scan ning special cali-bration tool of known geometry [1, 8-10]. The used 3D foot scanner is located at the Faculty of Textile Technology, Uni versity od Zagreb in the Department of Clothing Tech-nology in the La boratory for taking anthropometric body measurements and garment construction, Fig. 2.Before the scanning process started, the purpose of the research and pro-cedure was explained to all indi-viduals the details of the purpose of research and the procedures being used. All participants took part in the research voluntarily. For each person we additionally collected the data on body mass and height to calculate the Body mass index, which is being used as a general indicator of obesity, however doesn’t take into account the body composition of the person measured. The Body mass index (BMI) is being calculated in such a way that the body mass of the respondent displayed in kilograms is divided by the square of height in meters [11]:

(1)

The World Health Organization uses the Body mass index as a diagnostic method, and the values are cate-gorized as follows: BMI <20 under-weight, BMI 20-25 ideal weight, BMI 25-30 overweight and BMI >30 obesity [12]. In recent decades, the number of obese people has increa-sed, and there are studies that explore the impact of body mass on the shape of feet, especially on the structure of the medial arch [5, 13-15].

Fig.1 Bilateral symmetry of human feet pair unit

Fig.2 Foot scanner Pedus® [1]


2.2. Surface model preparation for analysis

Footprints were generated from three--dimensional surface models using the Amira® software by placing a transverse plane at 2 mm from the surface ground. For the geometric morphometrics analysis, the software packages TPS (James Rohlf) and Mathematica® were used. For data acquisition, 85 evenly aranged land-marks and semilandmarks were di-gitized using the software program

TPSDig2. Fig. 3 shows positions of the selected semilandmarks that slide along the curve based on the Sliding Landmark Algorithm [16], in order to estimate the position of speci-fi c points of the foot in all forms, whereas Table 1 provide the number and de scription of the types and positions of digitized landmarks. The literature [17-21] most often cited three main types of landmarks points that were defi ned in 1991 by Book-stein, based on anatomical and geometrical criteria, but recently the number has expanded to six types of points.Geometric information from data col-lection are remained on an object after removing differences in size, location and orientation using ge-neralized Procrustes analysis (GPA) whereat shape variables are fi ltered out from each object in the sample [21].

2.3. MorphometricsMorphometrics (from the Greek μορϕή “morphé” = shape and μετρία “metría” = measurement) is a sci-entifi c dis cipline, which studies the shape va riability of morphological entities with the aim of quantitative determination of anatomical differen-ces between individuals or groups.

The basic ap plication of morphome-trics was re corded in anthropology and biology, and it has been recently applied in medicine, veterinary, forestry and experiences wider use, even in the clothing and footwear technology. In literature, we distin-guish between the two basic direc-tions of research: the so-called traditional morphometrics and geo-metric morphometrics (GM), or, the new GM. While traditional morpho-metrics uses morphometric variables (length, width, etc.) for the analysis, geometric morphometrics analyzes mathematic shape of mor phological structures through geometry of the studied shape. Size, position and orientation of the morphologic entity were excluded from the mathematic shape, thus only geometric infor-mation is being obtained, and tiny changes in the studied shape can be detected [16-24].The use of personal computers has contributed to the development of the new methodology in morphology. Based on the known deformation grids by Albrecht Dürer and D’Archy Thom pson, Bookstein in the late eighties developed the TPS (Thin-Plate Spline) method. With the help of the TPS algorithm it is possible to mathe matically calculate the energy of de formation, hypothetically spea-king, „of an unlimited, infi nitely thin metal plate“ due to the relative change in the coordinates of homo-logous anatomical points in some morphological entity. The main feature of the TPS algorithm is the visualization of shape variations [19,20,23].

Tab.1 Types of used landmark points [10]

Landmark type Number Description

Type III 5 Tip of the distal toe part Type III 2 Most prominent medial position of the foot outline Type IV 35 External toe outline (each toe separate)Type IV 34 External outline of the forefoot, midfoot and the heelType IV 9 Medial foot outline (begining and fi nishing from

most prominent medial position of the foot outline

Fig.3 Footprint of one individual ex-tracted from three dimensional surface foot model together with landmarks and semilandmarks for morphometric analysis [1]

Fig.4 Deformation presented with TPS algorhythm [1]


3. Results and discussion

For the analysis of the overall chan-ges in shape of bilateral symmetry of a female shape the method of geo-

Fig.5 Scaterplot of Procrustes shape coordinates against body mass index [1]

Fig. 6 Regression footprint shape - deformation for BMI

Fig.7 Visualization of the impact of BMI on footprint shape for: a) 15, b) 20, c) 25, d) 30 and e) 35 BMI [1, 23]a) b) d) e)c)

metric morphometrics was used. From the literature [2] it is well-known that the foot arches play a signifi cant role in walking, where the body weight is transferred from the

heel to the lateral longitudal arch, and then to the front part of the foot. The mechanical forces created in the bipedal movemant of the human are caused by the body mass, therefore the Body mass index, as well as bilateral symmetry, is included in the analysis to determine the defor mation of feet during walking, which also has an impact on the comfort of shoes. In addition to the pedal arch, subcutaneous adipose tissue also takes part in the forming of the footprint shape [2]. After placing the points on the footprints, the method

of the Ge neralized Procrustes ana-lysis is being used, which excludes from the sample variables containing the data about the shape of every foot in the sample. The coordinates of points after scaling, centering and rotation are called Pro crustes coor-dinates and are taken as initial data for further analysis. The calculated values of the Body mass index (BMI) lie in the range from 15,1 to 29,4, and the impact of body mass on the shape of footprints was investigated by using a regression model, where the Procrustes coordi nates are taken as a dependent variable, Fig. 5.The changes in the shape of foot-prints with the implication of the Body mass index and the use of multivariant regression show the stretching in the area of the middle part of the foot. The model of change is that the medial and lateral contour move outwards. The value of co-variance between the BMI and the shape is given in vectors, that show the displacement of certain points, Fig.6.The Body mass index has a statisti-cally signifi cant impact on the shape of footprints (p < 0,001). Lower va-lues of the Body mass index are associated with a marked medial pedal arch, while higher BMI values are associated with a lower arch. Fig. 7 provides the visualization of the impact of BMI on the length to width ratio for the values of BMI 15, BMI 20, BMI 25, BMI 30 and BMI 35.


Fig.8 Visualization of the variance of Procrustes shape coordinates for the sample for the left (L) and right (R) feet [1]

Fig.9 Mean footprint shape: a) left foot, b) right foot, c) for a better shape change visualization the signal was 4 times exagger-ated for c) left foot and d) right foot [1, 23]

a) b) d)c)

Fig.8 provides a numerical presenta-tion of the Procrustes coordinates of the analyzed specifi c points (land-marks, semilandmarks) of the left and right feet. Based on the different po-sitions of specifi c points the ener gy of deformation and the excluded variables of shape that represent their own vectors of deformation energy matrix were calculated. The Fig.9a and 9b give a graphical presentation of the average left and right feet of the studied sample. In order to test whether there is a statistically sig-nifi cant dif ference in the obtained

shapes, the permutation test was used. The left and right feet differ greatly statistically (p < 0,001). The right feet are on ave rage wider in relation to their length and the boundary between the front and the middle part has a larger angle in right feet when compared to the left.Visible shape changes are quite mo-derate. In order to improve the visual effects, the variation signal has been amplifi ed by factor 4 (Fig.9c and 9d), using four times the shift component of the coeffi cient vector of the spline equation [25].

4. ConclusionThe feet of 83 young girls were scan-ned using 3D foot scanner. Tra-ditional foot measures have been replaced by specifi c points in specifi c positions on the transverse plane of the feet and analyzed using the algorithm for quan tification of differences in the shape. Variability of results obtained using Procrustes analysis shows the greatest change of shape in the area of longitu dinal, medial and lateral pedal arches.On the average the right feet are wider than the left, and the contours of the medial pedal arches show a higher angle in the right feet. Va-riability of asymmetry in the sample also changes according to the value of the Body mass index, so the symmetry is greater for young wo-men with body mass index smaller than 21. It can be as sumed, that the

more the body mass value affects the load on the feet during walking, the more it affects the morphological symmetry of the feet. It is also evident, that the higher values of the Body mass index are associated with wider and lowered feet. This study provides insight into morpho logical characteristics of human va riability and can be seen as a basis for future research. Geometric morpho metrics turned out to be the new method in the clothing and footwear technolo-gy to test the change of the shape of feet caused by internal and external


factors that affect the human body, and can contribute to improve foot-wear design and manufacture of functional and comfortable footwear with good fi t.

The research was conducted within the cooperation with em. O. Univ.-Prof. Dr. Horst Seidler and Prof. Mag. Dr. Priv. Doz. Philipp Mitteröcker from the University of Vienna.


[1] Domjanić J.: 3D Surface Models and Geometric Morphometric Analysis of Female Feet. Doctoral Dissertation. University of Za-greb. Zagreb, 2013.

[2] Keros P., M. Pećina: Funkcijska anatomija lokomotornoga sustava. Medicinska biblioteka. Naklada Ljevak, Zagreb, 2006. ISBN 978-953-178-787-1

[3] Kalebota N.: Regionalne razlike u građi stopala mladih muškaraca u Hrvatskoj, Magistarski rad, Sveu-čilište u Zagrebu, Zagreb, 2006

[4] Akalović J. Anthropometry in Footwear Design and Last Mak-ing. In Theoretical Aspects and Application of Croatian Anthropo-metric System, Zagreb, 2010, ISBN 978-953-7105-28-0

[5] Mauch M.: Kindliche Fußmor-phologie: Ein Typisierungsmodell zur Erfassung der dreidimension-alen Fußform im Kindesalter. AV Akademikerverlag. 2012, ISBN 978-3-639-42138-5

[6] Ujević D. i sur.: Hrvatski antro-pometrijski sustav : Podloga za nove hrvatske norme za veličinu odjeće i obuće, Publikacije serije HAS, ISBN 953-7105-09-1, 2006

[7] Ujević D. et al.: Theoretical As-pects and Application of Croatian

Anthropometric System, Zagreb, Croatia. 2010, ISBN 978-953-7105-28-0

[8] Bogović S.: Konstrukcija odjeće prilagođena tjelesnim deformite-tima primjenom topoloških in-varijanti, Doktorska disertacija, Sveučilište u Zagrebu, Zagreb, 2012.

[9] Ivšac D.: Usporedba 3D mjernih postupaka u kontroli kvalitete, Diplomski rad, Sveučilište u Za-grebu, Zagreb, 2014.

[10] Weber G.W., F.L. Bookstein: Vir-tual Anthropology: Mapping the physical world: Digitise, Wien, New York: Springer Verlag. ISBN 978-3-211-48647-4

[11] Indeks tjelesne mase, dostupno na http://hr.wikipedia.org/wiki/In-deks_tjelesne_mase, pristupljeno 11.01.2015.

[12] World Health Organization: Obe-sity: preventing and managing the global epidemic Report of a WHO Consultation (WHO Technical Report Series 894). 2000.

[13] Sforza C, G. Michielon, N. Frag-nito, V.F. Ferrario: Foot asymme-try in healthy adults: elliptic fou-rier analysis of standardized foot-prints. J Orthop Res 16 (1998) 6, 758-765

[14] Kraus I. et al.: Sex-related differ-ences in foot shape. Ergonomics 51 (2008) 11, 1693-1703

[15] Kraus I., M. Mauch: Foot Mor-phology, The Science of Footwear. Taylor & Francis Group, Boca Ra-ton, 2013, ISBN 13:978-1-4398-3569-2

[16] Bookstein F.L.: Landmark meth-ods for forms without landmarks: morphometrics of group differ-ences in outline shape. Med Image Anal 1 (1997) 3, 225-243

[17] Bookstein F.L.: Morphometric tools for landmark data: geometry and biology. Cambridge (UK); New York: Cambridge University Press, 1991

[18] Ivanović A., M. Kalezić: Evolu-ciona morfologija: teorijske po-stavke i geometrijska morfome-trija. Biološki fakultet, Beograd, 2009., ISBN 978-86-7078-100-9

[19] Mitteroecker P, P. Gunz: Advan-ces in geometric morphometrics. Evolutionary Biology (2009) 36:235-247

[20] Gunz P., P. Mitteroecker: Semila-ndmarks: a method for quantify-ing curves and surfaces. Italian Journal of Mammalogy 24 (2009) 1, 1-7

[21] Zelditch M.L., D.L. Swiderski D.H. Sheets & W.L. Fink: Geo-metric morphometrics for biolo-gists: a primer. - Elsevier Academ-ic Press, London, 2004, ISBN 0-12-77846-08

[22] Janković I.: Neandertal Lateral Midface: A Morphometric Analy-sis. Hrvatsko antropološko dru-štvo. Zagreb, 2009., ISBN 978-953-7467-01-2

[23] Domjanić J. et al.: Geometric mor-phometric footprint analysis of young women, Journal of Foot and Ankle Research 6 (2013) 27, 1-8

[24] Bookstein F.L., J. Domjanić: Analysis of the Human Female Foot in Two Different Measure-ment Systems: From Geometric Morphometrics to Functional Mor-phology, Collegium Antropolo-gicum 38 (2014) 3, 855-863

[25] Bookstein F.: A hundred years of morphometrics, Acta Zoologica Academiae Scientarium Hungari-cae, 44 (1998) 1-2, 7-59

K. VIŠIĆ i sur.: Problematika zbrinjavanja i pročišćavanja otpadnih voda - zakonski propisiTekstil 64 (3-4) 109-121 (2015.) 109

Problematika zbrinjavanja i pročišćavanja otpadnih voda - zakonski propisi

Ksenija Višić, dipl.ing.Izv.prof. Branka Vojnović, dipl.ing.Prof.dr.sc. Tanja Pušić, dipl.ing.Sveučilište u Zagrebu Tekstilno-tehnološki fakultete-mail: [email protected] 14.1.2015.

UDK 677.01:628.3Pregled

U radu su istaknuti zakonski propisi, pravilnici i uredbe koji su izravno pove-zani s otpadnim vodama, a ujedno obuhvaćaju ekološki, humano-ekološki i tehnološki aspekt. Problematika otpadnih voda tekstilne industrije razmatra se s više aspekata kroz cijeli rad. Dodatno je istaknut primjer dobre prakse u pročišćavanju otpadne vode praonice rublja u Hrvatskoj.Ključne riječi: industrijska otpadna voda, tekstil, praonica rublja, pročiš-ćavanje voda, zakonski propisi

1. UvodStrateški cilj upravljanja vodama i njihovom zaštitom je izrada planskih dokumenata za upravljanje i gospo-darenje vodama, te intenzivno gra-đenje i rekonstrukcija sustava javne odvodnje, postavljanje visokih zah-tjeva za tehnologijama i postupcima pročišćavanja otpadnih voda polazeći od koncepcije održivog razvoja [1].Voda je jedan od najvažnijih resursa za život na Zemlji. Zaštita postojećih vodnih zaliha te poboljšanje posto-jećih, već onečišćenih voda je bitan uvjet razvoja i opstanka ljudske za-jednice. Pristup kvalitetnoj vodi od osobitog je značenja za ljudsko zdravlje i stoga je važno održavati kvalitetu svih vodenih ekosustava. Kvaliteta vode prati se kroz određene pokazatelje, a ispitivanje kvalitete voda provode kvalifi cirani laborato-riji.Otpadna voda industrijskih postro-jenja je u većini slučajeva optereće-na visokim sadržajem tvari organskog

i/ili anorganskog podrijetla, različitim mineralima i metalima, a vrlo često i toksičnim i/ili kancerogenim tvarima. Koncentracije onečišćenja se prije ispuštanja u okoliš moraju svesti na maksimalno dozvoljene vrijednosti koje su propisane zakonom.Projektiranje i građenje sustava od-vodnje i pročišćavanja otpadnih voda u Hrvatskoj temelji se na pravnim normama - zakonskim i podza-konskim aktima (uredbama, pravil-nicima, planovima). Hrvatska kao kandidat za članstvo u Europskoj uniji 2004. godine, te država članica 2013. godine, preuzela je obvezu vodnogospodarske suradnje s Europ-skom komisijom i državama člani-cama i potpunog usklađenja vodnog zakonodavstva s pravnom stečevinom Europske unije.

2. Zakonski propisiPrirodni vodni resursi neophodni su za razvoj i ekonomski napredak, a njihova zaštita pripada u nacionalne

prioritete. Cjelokupno područje voda pravno je uređeno Zakonom o voda-ma [2], kojim se uređuje pravni status voda i vodnog dobra, način i uvjeti upravljanja vodama, organiziranja i obavljanja poslova i zadataka kojima se ostvaruje upravljanje vodama; osnovni uvjeti za obavljanje djelatno-sti vodnoga gospodarstva; ovlasti i dužnosti tijela državne uprave i dru-gih državnih subjekata, te druga pi-tanja značajna za upravljanje vodama [2]. Financiranje vodnoga gospo-darstva uređeno je Zakonom o fi nan-ciranju vodnoga gospodarstva [3].Osim tih dvaju zakona, pojedinačne odredbe o vodama nalaze se i u zako-nima kojima se uređuju druga pravna područja: Zakon o zaštiti okoliša [4], čije se pojedine odredbe odnose na vode kao bitni dio okoliša, Zakon o zaštiti prirode [5], koji se bavi zaš-titom vodenih i kopnenih ekosustava i bioraznolikosti, Zakon o zaštiti od elementarnih nepogoda [6], koji se odnosi i na poplave, erozijske nepo-gode i nagomilavanje leda na vodo-

K. VIŠIĆ i sur.: Problematika zbrinjavanja i pročišćavanja otpadnih voda - zakonski propisiTekstil 64 (3-4) 109-121 (2015.)110

tocima, Zakon o komunalnom gospo-darstvu [7], koji sadrži odredbe o komunalnim djelatnostima opskrbe pitkom vodom i odvodnje i pročiš-ćavanja otpadnih voda. U procesu planiranja treba uvažavati i djelokrug nadležnosti koje su utvrđene Zako-nom o prostornom uređenju i gradnji [8], Zakonom o šumama [9], Zako-nom o poljoprivrednom zemljištu [10], Zakonom o izvlaštenju i odre-đivanju naknade [11], Zakonom o slatkovodnom ribarstvu [12], Zako-nom o energiji [13] i drugim zako-nima.Prema Zakonu o vodama, vode su opće dobro, koje zbog svojih pri-rodnih svojstava ne može biti ni u čijem vlasništvu. Pravo na zahvaća-nje vode radi iskorištavanja za raz-ličite namjene stječe se na temelju koncesije. Iznimka od toga jest pravo opće uporabe voda za sve površinske i podzemne kopnene vode, uklju-čujući mineralne i termalne vode koje se iskorištavaju za piće, liječenje i rekreaciju. Osim kopnenih voda, na koje se Zakon odnosi u cijelosti, nje-gove se odredbe, u pojedinim izričito navedenim slučajevima, primjenjuju i na područje mora i morske obale. Novim zakonskim rješenjem uveden je jedinstveni sustav voda koji čine vode I. reda (međudržavne vode, pri-obalne vode, druge veće vode i kana-li, te bujične vode veće snage) i II. reda (ostale površinske vode) [2, 14].Prema odredbama Zakona o vodama Republika Hrvatska je u svrhu up-ravljanja vodama podijeljena na četiri vodna područja:1) vodno područje sliva Save,2) vodno područje slivova Drave i

Dunava,3) vodno područje primorsko-istar-

skih slivova i4) vodno područje dalmatinskih sli-

vova.Na području države organizirana su 34 slivna područja, kojima upravljaju 32 vodnogospodarske ispostave i Vodnogospodarski odjel za slivno područje Grada Zagreba Hrvatskih voda [2].

Zakonski propisi u području zaštite okoliša su strogi i ubuduće će se sve više kontrolirati njihova primjena pa je nužno osigurati minimalno ispuš-tanje štetnih tvari u okoliš [4, 15].U nekim djelatnostima EU odredbe su u cjelosti prenešene u nacionalno zakonodavstvo, npr. Pravilnik o de-terdžentima [16] preko Uredbe Eu-ropskoga parlamenta br. 648/2004 i Vijeća o deterdžentima i Uredbe Ko-misije br. 551/2009 o izmjenama i dopunama Uredbe br. 648/2004, s ciljem prilagodbe njenih Priloga V. i VI. (izuzeće tenzida). Deterdženti i površinski aktivne tvari mogu se sta-viti na tržište samo ako su sukladni uvjetima, svojstvima i ograničenjima utvrđenim dokumentom Nacionalne strategije kemijske sigurnosti [17].Ministarstvo zdravlja, Uprava za sta-cionarnu zdravstvenu zaštitu i in-spekcijske poslove nadležno je tijelo za provedbu zakona i upravnog po-stupka, dok je Sanitarna inspekcija nadležna za nadzor nad predmetima opće uporabe i deterdženata u Repu-blici Hrvatskoj. U okviru nadzora, za dio koji se odnosi na kontrolu dekla-racije, prema Zakonu o predmetima opće uporabe [18], nadležna je go-spodarska inspekcija. Ovaj Zakon predstavlja važan korak unapređenju zaštite ljudskog zdravlja od štetnih učinaka kemikalija u predmetima opće uporabe, te posebno u uskla-đenju s propisima Europske unije. Inspekcija zaštite okoliša, pri Mini-starstvu zaštite okoliša, prostornog uređenja i graditeljstva, nadležna je za svojstva biorazgradljivosti.

2.1. Pokazatelji kakvoće industrijskih otpadnih voda

Navode se samo najvažnije odredbe iz prethodno navedene regulative, ve-zane uz određivanje potrebnog stup-nja pročišćavanja i načina ispuštanja otpadnih voda.Pokazatelji kakvoće industrijskih otpadnih voda koje se ispuštaju u su-stav javne odvodnje ili u površinske vodotokove te njihove granične vri-jednosti u Hrvatskoj su propisani Pra-vilnikom o graničnim vrijednostima emisija otpadnih voda [19].

Odredbe Pravilnika o graničnim vri-jednostima emisija otpadnih voda iz objekata i postrojenja za proizvodnju i preradu tekstila odnose se na ob-jekte i postrojenja iz kojih se ispušta-ju tehnološke otpadne vode nastale tijekom proizvodnje i prerade tek-stila, a odnose se na sljedeće izvore onečišćenja:• izrade i prerada pređa i prediva,• bijeljenje, mercerizacija ili alkalne

obrade tekstila,• bojadisanje tekstila,• tisak tekstila,• plastifi ciranje ili kaširanje tekstila,• apretiranje tekstila,• čišćenje i pranje vlakana u svim

oblicima,• pranje sirove vune,• grafi čke i fotografi čke procese i

obrade kovinskih površina pri proizvodnji valjaka za tisak teksti-la i šablona,

• kemijsko čišćenje tekstila, ako se za čišćenje koriste halogena or-ganska otapala.

U tab.1 su za pojedine pokazatelje kakvoće voda prikazane njihove granične vrijednosti, odnosno doz-voljene koncentracije nekih opasnih i drugih tvari u tehnološkim otpadnim vodama, koje se ispuštaju u povr-šinske vode ili u sustav javne od-vodnje te norme koje propisuju od-govarajuću metodu određivanja tih parametara [19].Prema odredbama dozvoljava se is-puštanje pročišćenih otpadnih voda u površinske vodotokove (rijeke, poto-ci, melioracijski kanali) i mora. Po-treban stupanj pročišćavanja ovisi u prvom redu o propisanoj kategoriji prijamnika (vodotoka) u koji se is-puštaju pročišćene otpadne vode te o veličini uređaja za pročišćavanje. Prema zakonskoj regulativi, u “osjet-ljivim” i “manje osjetljivim” po-dručjima dopušteno je ispuštanje otpadnih voda uz postizanje odgo-varajućeg stupnja pročišćavanja.Potreban stupanj pročišćavanja ot-padnih voda defi niran je Strategijom upravljanja vodama [1] i Pravil-nikom o graničnim vrijednostima emisija otpadnih voda [19]. Regula-


tivom je defi nirano je potreban stu-panj pročišćavanja u ovisnosti o osjetljivosti područja (kategorizaciji vodotoka) i veličini aglomeracija, odnosno kapaciteta promatranog su-stava, tab.2.Nazivlje osnovnih pojmova također je defi nirano u navedenoj regulativi, te se ovdje izdvajaju osnovni poj-movi:• stupanj pročišćavanja - primjena fi zikalnih i/ili kemijskih postupa-ka čišćenja otpadnih voda, kojima se iz vode uklanja najmanje 50 %

suspendiranih tvari, a vrijednost BPK5 smanjuje barem 20 % od ulazne vode.

• stupanj pročišćavanja - primjena bioloških i/ili drugih postupaka čišćenja, kojima se u otpadnim vodama smanjuje koncentracija suspendirane tvari i BPK5 ulazne vode za 70 do 90 %, a KPK za najmanje 75 %.

• stupanj pročišćavanja - primjena fi zikalno-kemijskih, bioloških i drugih postupaka, kojima se u otpadnim vodama smanjuju kon-

centracije hranjivih tvari ulazne vode za najmanje 80 %, odnosno uklanjaju i drugi osebujni pokaza-telji otpadnih tvari, u vrijednosti-ma koje nije moguće postići pri-mjenom drugoga stupnja čišćenja.

Odgovarajuće pročišćavanje otpad-nih voda znači obradu otpadnih voda bilo kojim procesom, koje nakon ispuštanja ne narušavaju dobro stanje vode u prijamniku.Industrijski pogoni koji su priklju-čeni na sustave javne odvodnje, u pravilu, imaju izgrađene uređaje za

Tab.1 Granične vrijednosti nekih pokazatelja kakvoće tehnološke otapadne vode [19]

Pokazatelji Jedinica Ispust: površinske vode Ispust: sustav javne odvodnjeFizikalno-kemijski Temperatura oC 30 40pH-vrijednost 6,5 – 9,0 6,5 – 9,5Suspendirane tvari mg/l 80 (a)Taložive tvari ml/lh 0,5 10Boja (obojenost) bez bezEkotoksikološki Toksičnost na dafnije LIDD faktor razrjeđenja* 3 -Toksičnost na svjetleće bakterije LIDL faktor razrjeđenja* 4 -Organski Ukupni organski ugljik (TOC) mg C /l 30 -Kemijska potrošnja kisika (KPK) mg O2/l 125 sukladno članku 5. PravilnikaBiološka potrošnja kisika (BPK5) mg O2/l 25 sukladno članku 5. PravilnikaUkupni ugljikovodici mg/l 10 30Adsorbilni organski halogeni (AOX) mg Cl /l 0,5 0,5Lakohlapljivi klorirani ugljikovodici mg Cl /l 0,1 1,0Fenoli mg/l 0,1 10Zbroj anionskih i neionskih deterdženata mg/l 1,0 10AnorganskiAluminij mg Al /l 3,0 -Bakar mg Cu /l 1,0 1,0Cink mg Zn /l 3,0 3,0Kadmij mg Cd /l 0,1 0,1Kobalt mg Co /l 0,5 0,5Kositar mg Sn /l 1,0 1,0Ukupni krom mg Cr /l 0,5 1,0Krom VI mg Cr /l 0,1 0,1Olovo mg Pb /l 0,5 0,5Klor slobodni mg Cl /l 0,2 0,5Ukupni klor mg Cl /l 0,5 1,0Amonij mg N /l 5,0 -Ukupni fosfor mg P /l 1,0 sukladno članku 5. PravilnikaSulfati mg SO4/l 1000 -Sulfi di mg S /l 0,5 1,0Sulfi ti mg SO3/l 1,0 10

*LIDD, LIDL – najmanje razrjeđenje otpadne vode koje nema učinka na test organizme; određuje se najmanje četiri puta godišnje; Toksičnost na dafnije određuje se u ispustu otpadne vode u kopnene vode, a toksičnost na svjetleće bakterije u ispu-stu u priobalne vode


prethodno pročišćavanje otpadnih voda, čime se kakvoća industrijskih otpadnih voda svodi na razinu kak-voće komunalnih otpadnih voda. Prikupljene komunalne otpadne vode i dijelom pročišćene industrijske otpadne vode zatim se zajednički čiste na komunalnim uređajima.Korisnik javnog odvodnog sustava koji ima vodopravnu dozvolu dužan je prema Pravilniku provoditi re-dovne fi zikalne, mikrobiološke i ke-mijske analize otpadnih voda, te o rezultatima analize i količinama ot-padnih voda voditi očevidnik. U slu-čaju stavljanja u promet kemikalija, korisnici su dužni Hrvatskim vodama redovito dostavljati podatke o proiz-vodnji odnosno uvozu kemikalija koje nakon uporabe dospijevaju u vode. Pravilnikom o graničnim vri-jednostima emisija otpadnih voda i zakonom o vodama uređuje se meto-dologija uzorkovanja i ispitivanja sastava otpadnih voda, učestalost uzorkovanja i ispitivanja, obrazac očevidnika ispuštenih otpadnih voda, njegov oblik i način vođenja, rokovi i oblici dostavljanja podataka. Hr-vatskim vodama potrebno je redovito dostavljati podatke o uzorkovanju i ispitivanju sastava ispuštenih otpad-nih voda.Ako ne postoji mjerni uređaj, protok se procjenjuje u odnosu na količinu utrošene vode, a u zapisnik se upisuje visina vode u kontrolnom oknu.Loše uzorkovanje rezultira najvećom pogreškom analitičkog mjernog su-stava pa najveću pozornost treba po-svetiti uzorkovanju. Uzorak mora biti

reprezentativan, što znači da mora sadržavati sva bitna obilježja cjeline iz koje je uzet [21]. Važnost pravilnog uzorkovanja svih vrsta voda ističe cijeli normni niz (EN) ISO 5667.Rezultati analiza koriste se za ob-račun naknade za zaštitu voda. Kori-snici koji su spojeni na sustav javne odvodnje plaćaju naknadu za koriš-tenje sustava javne odvodnje, a kori-snici čije otpadne vode dolaze na uređaj za pročišćavanje plaćaju nak-nadu za pročišćavanje otpadnih voda. Visine naknada određuju se na te-melju zakonskih propisa, a količina otpadne vode prema količini potro-šene vode koja se utvrđuje očitava-njem vodomjera. Nadzor u primjeni ove odluke obavljaju nadležna vodo-pravna i sanitarna inspekcija te in-spekcija za zaštitu okoliša kao i ko-munalno redarstvo, svaki u okviru svoje nadležnosti.Prema Zakonu o održivom gospoda-renju otpada [22] otpad je svaka tvar ili predmet koji posjednik odbacuje, namjerava ili mora odbaciti. Otpa-dom se smatra i svaki predmet i tvar čije su prikupljanje, prijevoz i obrada nužni u svrhu zaštite javnog interesa. U Registru onečišćenja okoliša (ROO) podaci o otpadu se prijavljuju prema vrstama otpada određenih Uredbom o kategorijama, vrstama i klasifi kaciji otpada s katalogom otpa-da i listom opasnog otpada [23]. Po-pis postupaka oporabe i zbrinjava-nja otpada sadržan je u Dodatku I i Dodatku II Zakona o održivom go-spodarenju otpadom [22] i Izvješće o podacima iz Registra onečišćenja okoliša za 2013. godinu [20].

3. Pročišćavanje otpadnih voda

Iako se u gradskim postrojenjima za pročišćavanje otpadnih voda može obrađivati otpadna voda naselja i in-dustrije, većina industrijskih otpadnih voda, prije dolaska do zajedničkog postrojenja, prethodno se pročišćava. Industrijske otpadne vode predstav-ljaju posebnu opasnost za okoliš, budući da nerijetko sadrže štetne i toksične tvari organskog i anor-ganskog podrijetla koje imaju izrazi-to negativan utjecaj na prijamnike takvih otpadnih voda. Osim što pri-likom razgradnje troše kisik iz vode, zagađivala organskog podrijetla mogu uzrokovati i akutno trovanje živih organizama, što ima za poslje-dicu narušavanje osjetljive ravnoteže ekosustava.Primarni, sekundarni i tercijarni po-stupci za obradu industrijskih ot-padnih voda su shematski prikazani na sl.1.Obrada otpadnih voda predstavlja po-stupak djelomičnog smanjenja koli-čina onečišćujućih tvari do propisa-nih vrijednosti odnosno uklanjanje istih u potpunosti. Razni postupci obrade otpadnih voda često se kom-biniraju, ovisno o tehnologiji, sastavu otpadne vode koja ulazi u sustav obrade i zadanim izlaznim vrijedno-stima. Ispuštena otpadna voda se u najvećem broju prijavljenih sluča-jeva, 50,95 % pročišćava fi zikalnim postupcima, dok se otpadne vode bez ikakve obrade ispuštaju u čak 26,79 % slučajeva, tab.3 [20].Industrijski pogoni koji su priključe-ni na sustave javne odvodnje, u pra-vilu, imaju izgrađene uređaje za pre-thodno pročišćavanje otpadnih voda. Time se kakvoća industrijskih ot-padnih voda svodi na razinu kakvoće komunalnih otpadnih voda. Prikup-ljene komunalne otpadne vode i dije-lom pročišćene industrijske otpadne vode zatim se zajednički čiste na ko-munalnim uređajima. Industrija je u skladu s tehnološkim procesima raz-dijeljena u pet vrsta: prehrambena, drvna i proizvodnja celuloze i papira,

Tab.2 Određivanje potrebnog stupnja pročišćavanja otpadnih voda [20]

ES 2 000 - 10 000 10 000 - 15 000 15 000 – 150 000 >150 000osjetljivo područje

I. stupanj (ili odgovarajuće*) pročišćavanja

III. stupanj pročišćavanja



normalno područje

II. stupanj (ili odgovarajuće*) pročišćavanja

II. stupanj pročišćavanja



manje osjetljivo područje

odgovarajuće pročišćavanje

I.stupanj ili II. stupanj pročišćavanje



ES - ekvivalent stanovnika jest potrošnja vode od 200 litara na dan po stanovniku, * - priobalna područja


metaloprerađivačka, tekstilna te ke-mijska i petrokemijska.Prema količinama otpadne vode u Hrvatskoj, najveće količine otpada-ju na kemijsku i petrokemijsku indu-striju. Temeljem rezultata provede-nih analiza proizlazi da se više od 50 % količina otpadnih voda ispu-šta u prirodne prijamnike bez po-trebnog stupnja pročišćavanja, sl.2 i tab.3 [1,20].U izgradnju uređaja, radi zaštite voda, najviše se ulagalo u turističkim područjima primorsko-istarskih sli-vova, i to u Istri i Kvarnerskom zalje-vu. Od 28 % količine otpadnih voda od stanovništva koja se čisti u Hr-vatskoj, 43 % se čisti na prethodnom i I. stupnju, a 57 % otpadnih voda pročišćava se na II. stupnju pročiš-ćavanja [1].

Pročišćavanje otpadnih voda tekstil-ne industrije se provodi mehaničkom, fizikalnom, fizikalno-kemijskom i biološkom obradom. Sam postupak se odabire na temelju učinkovitosti s obzirom na sve strože ekološke krite-rije, stoga se najčešće primjenjuje kombinacija navedenih postupaka [25-28]. Kombinacijom ovih postu-paka može se postići djelomično ili potpuno pročišćavanje vode, tj. sma-njenje KPK, BPK5, TOC i drugih pa-

rametara. Kod odabira metode treba voditi računa o vrsti onečišćenja/zagađenja, količini otpadne vode, o sugeriranoj ili zahtijevanoj kvaliteti vode, pazeći pri tome da ne dođe do dodatnog opterećenja vode razgrad-nim produktima kemikalija, te o eko-nomskoj opravdanosti koja je naj-češće ključni faktor u industrijskoj primjeni [26].Obrada industrijskih otpadnih voda u najvećem broju slučajeva podrazu-mijeva kombinaciju primarnih, se-kundarnih i tercijarnih postupaka ob-rade, sl.1. Primarnom se obradom, primjenom različitih fi zikalnih i/ili kemijskih postupaka, uklanjaju čvrste suspendirane čestice što rezultira smanjenjem indeksa BPK5 za naj-manje 20 % i smanjenjem suspendi-ranih tvari (TSS) za najmanje 50 %. Sekundarna i tercijarna obrada us-mjerene su prema smanjenju koncen-tracije otopljenih tvari organskog i anorganskog podrijetla. Sekundarna obrada obuhvaća primjenu različitih bioloških i kemijskih postupaka sa sekundarnim taloženjem, koji re-zultira smanjenjem indeksa BPK5 za 70-90 %, smanjenjem pokazatelja KPK za 75 %, te smanjenjem ukupnih suspendiranih tvari (TSS) za 90 %. To je osnovna razina koju treba osi-gurati kako bi se postiglo drastično smanjenje biorazgradljivog onečiš-ćenja otpadnih voda, koje bi inače moglo značajno utjecati na ravnotežu kisika i ekosustava voda. Tercijarna obrada usmjerena na dodatno ukla-njanje onečišćenja hranjivim tvarima (dušikom i/ili fosforom) iz otpadnih voda zahtijeva se u osjetljivim po-dručjima i njihovim slivovima, kao što su područja koja pate od eutrofi -kacije [28].

Tab.3 Načini prethodnog čišćenja ili pročišćavanja otpadnih voda prikazani na razini Republike Hrvatske [20]

Način prethodnog čišćenja ili pročišćavanja otpadnih voda

Ukupan broj prijava

Udio pojedinačnog načina (%)

Bez pročišćavanja 508 26,79Fizikalnim postupcima 966 50,95Kemijskim postupcima 33 1,74Biološkim postupcima 103 5,43Toplinsko rasterećenje 2 0,11Kombiniranim postupcima (nedefi nirano) 63 3,43Kombinirano fi zikalno-kemijskim postupcima 89 4,96Kombinirano fi zikalno-biološkim postupcima 93 4,91Kombinirano kemijsko-biološkim postupcima 6 0,32Kombinirano fi zikalno-kemijsko-biološkim postupcima

31 1,64

Sl.1 Shematski prikaz postupaka za obradu industrijskih otpadnih voda [24]

Sl.2 Količine ispuštenih otpadnih voda uz i bez prethodnog pročišćavanja [1]


3.1. Fizikalni procesi pročišćavanja

Fizikalni procesi pročišćavanja ot-padnih voda podrazumijevaju meto-de za uklanjanje grubih i plivajućih tvari iz otpadnih voda pomoću rešet-ki i sita raznih dimenzija. Uklanjanje plivajućih tvari podrazumijeva po-stavljnje grubih i fi nih rešetki i sita kako bi se uklonile najgrublje čestice iz otpadne vode. Postupak ujedna-čavanja važan je kako bi se poboljšala učinkovitost rada uređaja za pročiš-ćavanje jer tijekom dana dolazi do velikih oscilacija u protoku otpadne vode. Miješanjem se ostvaruje bolji kontakt sadržaja s kemijskim tvarima koje se ciljano doziraju. Da bi se uk-lonile čvrste tvari iz otpadne vode taloženjem, najčešće se koriste gravi-tacijski taložnici. U pjeskolovima i mastolovima odvija se zajedničko taloženje pijeska i fl otacija masti i ulja, koja zbog manje gustoće od vode, isplivaju na površinu.Tijekom fi ltracije, na sloj odgova-rajućeg adsorbensa (najčešće aktiv-nog ugljena) vežu se otopljene i ko-loidne tvari [29].

3.2. Fizikalno-kemijski procesi pročišćavanja

U procesu neutralizacije dozira-njem raznih kemikalija razgrađuje se ili ubrzava taloženje nepoželjnih tva-ri iz voda. Pri procesu neutralizacije potrebno je voditi računa o tome da nastaju i određeni produkti neutrali-

zacije, što se može očitovati u po-većanju sadržaja soli u vodama ili pak nastajanju veće količine teško topljivih taloga, koje je također po-trebno zbrinuti na kraju procesa.Taloženjem se odvajaju suspendira-ne tvari iz vode, u gravitacijskim taložnicima. Vrlo često je potrebno utjecati na elektrokinetička svojstva koloidno suspendiranih tvari (koagu-lacija) radi ubrzanja taloženja. Talože se samo tvari teže od vode te one koje imaju dovoljno veliku dimenziju kako bi se pod utjecajem gravitacije sedimentirale na dno taložnika.Koagulacija je fi zikalno-kemijski proces prevođenja jednofaznog su-stava (npr. otpadne vode) u pravi dvofazni sustav, destabilizacijom koloidnih čestica kemijskim sred-stvima, izbijanjem površinskog na-boja. Uglavnom se koriste anorganski koagulanti na bazi željeza (FeCl3, Fe2(SO4)3) i aluminija (Al2(SO4)3). Poznati su i aluminijevi polimeri – tzv. polialuminijevi kloridi (PAC).Flokulacija je proces oblikovanja velikih fl okula od sitnih, destabilizi-ranih koloidnih čestica, stvaranjem povećanog gradijenta brzine u masi vode.Osnovna primjena ovih procesa je u svrhu bistrenja otpadnih voda, uk-lanjanje algi iz efl uenta oksidacijskih laguna, te u biološkoj obradi otpadnih voda (fl okulacija mikroorganizama). Koagulacija i fl okulacija su dva me-đusobno ovisna procesa.

Odvajanje suspendiranih tvari (čvr-stih i kapljevitih) podizanjem uz pomoć fi nih mjehurića na površinu naziva se fl otacija (metoda otplinja-vanja). Ovaj postupak separacije su-spendiranih tvari je pogodan za tvari manje gustoće od gustoće vode, ali se fl otacijom mogu odvojiti i tvari veće gustoće od vode. Flotacija se koristi kao alternativna metoda drugim sepa-racijskim postupcima: sedimentaciji, separaciji centrifugama, fi ltraciji i slično, od kojih je često ili efi kasnija ili ekonomski prihvatljivija. Nakon primarnog bistrenja (taloženja) slijedi fi ltracija preko različitih fi ltracijskih materijala: kvarcni pijesak, antracit, lava, aktivni ugljen, koks, bentonit i dr. Kemijska oksidacija se provodi uz primjenu jakih oksidacijskih sredstava kao što su O3, H2O2, O3/H2O2, klorni spojevi i dr. Kemijskom oksidacijom se djeluje dezinfekcijski na otpadnu vodu. Učinkovitost joj ovisi o količini suspendiranih tvari, količini i vrsti upotrijebljenog sred-stva, vremenu kontakta, stupnju mi-ješanja i hidrodinamičkim karak-teristikama reaktora. Danas se kori-ste metode kloriranja, ozoniranja, UV-dezinfekcije i kloriranje (NaOCl, Ca(OCl)3) [30].

3.3. Biološka obradaFizikalnim pročišćavanjem uklanja se manji dio onečišćenja (krupni otpad, brzo taložive krutine, ulja, ma-sti), dok veći dio onečišćenja ostaje u

Tab.4 Značajke ispuštenih otpadnih voda (mjerene količine) pojedinih vrsta industrije [1]

Vrsta industrije

Ispušta se u kanalizacijski sustav Ispušta se u vodne resurse Količina ispuštene otpadne

vodeUz prethodno pročišćavanje

Bez prethodnog pročišćavanja Ukupno Uz prethodno

pročišćavanjeBez prethodnog pročišćavanja Ukupno

103 m3/god.Prehrambena 7,720 3,898 11,618 2,887 684 3,571 15,189Drvna, proizvodnja celuloze i papira

1,841 444 2,285 198 2,999 3,197 5,482

Metaloprerađivačka 1,540 62 1,602 2,155 2,438 4,593 6,195Tekstilna 1,265 48 1,313 103 672 775 2,088Kemijska i petrokemijska

4,191 520 4,711 11,755 2,520 14,275 18,986

Ostale vrste 1,370 468 1,838 1,836 427 2,263 4,101Ukupno 17,927 5,440 23,367 18,934 9,740 28,674 52,041


otpadnim vodama (organske i anor-ganske krutine u otopljenom ili ko-loidnom stanju, hranjive soli, pestici-di, deterdženti, otrovne i radioaktivne tvari) koje se onda uklanjaju bio-loškim ili fi zikalno-kemijskim pro-čišćavanjem.Biološko pročišćavanje uvijek je sekundarna obrada, dakle uvijek joj prethodi mehanička i eventualno ke-mijska obrada. U suštini, biološka obrada je oponašanje procesa samo pročišćavanja koji savršeno funkcio-niraju u prirodi. Obuhvaća razgrad-nju organskih otpadnih tvari pomoću mikroorganizama i njihovo prevo-đenje u biomasu ili plinove (sl.3).Prednost biološke obrade je u do-brom razgrađivanju nečistoća (98 % pročišćavanje za razliku od konven-cionalnih 75 %), te u izbjegavanju rada s kemijskim tvarima koje izazi-vaju neželjene efekte ili su opasne za zbrinjavanje i odlaganje. Kod bio-loške obrade nema značajnog na-kupljanja štetnih iona i spojeva u otpadnoj vodi. Nedostatak ove meto-de su veliki zahtjevi za prostorom, potrebna velika postrojenja male mobilnosti kojima je teško rukovati [31-33].Mikroorganizmi mogu razgraditi go-tovo sve organske tvari koje im služe kao hrana za rast i razmnožavanje. Za život zahtijevaju određene uvjete kao što su temperatura, pH, hranjive tvari: dušik, fosfor, spojevi s ugljikom te kisik.Svrstavaju se u tri skupine:

• aerobne - trebaju kisik za život i razvoj,

• anaerobne - žive bez prisustva ki-sika,

• fakultativne mogu živjeti u raz-ličitim uvjetima, s kisikom ili bez kisika.

Da se ubrza proces razgradnje or-ganskih tvari, potrebno je osigurati optimalne uvjete za život bakterija, posebno prisutnost dušika i fosfora [28].

3.3.1. Aerobna razgradnja

Aerobna razgradnja je biokemijski proces u kojem se molekularni kisik iskorištava kao oksidans u redoks re-akciji i pojavljuje se i reduciranom obliku u molekuli vode (krajnjem produktu metabolizma). U aerobnim procesima odvija se razgradnja or-ganskih tvari pomoću aktivnog mulja uz prisutnost kisika. Populacija oda-branih mikroorganizama miješa se vodom u suspenziju u aerobnim uvje-tima (upuhivanjem zraka u vodu pomoću aeratora ili jako miješanje vode i zraka - bioaeracijski proces). Bakterije razgrađuju organske spoje-ve, a zatim se odvode u taložnik, gdje se istaloži čvrsta faza koja se zatim uklanja. Dio istaloženog mulja se baca kao otpad, a drugi se vraća u proces, kako bi se zadržala potrebna koncentracija aerobnih mikroorgani-zama. Produkti oksidacije su: CO2, nitrati, sulfati i fosfati. Ovim po-stupkom se uklanjaju biorazgradljivi

spojevi, ali i čvrste suspendirane če-stice koje se apsorbiraju unutar fl o-kula aktivnog mulja [35]. U aerobne procese ubraja se i nitrifi kacija - pro-ces oksidacije amonijaka do nitrata, koji se odvija u dva stupnja. Prvi stu-panj je oksidacija amonijaka do nitri-ta uz oslobađanje energije, a drugi stupanj oksidacija nitrita do nitrata.Aerobni procesi ovise o ulaznoj kon-centraciji otpadnih tvari, koncentra-ciji mikroorgaizama, vremenu kon-takta supstrata s mikroorganizmima i količini raspoloživog kisika. Proces se odvija tako što otpadna voda ulazi u biološki reaktor u kojemu su ras-pršeni mikroorganizmi, zatim se ae-racijom dovodi zrak uz miješanje, čime se sprečava taloženje i postiže bolji kontakt između mikroorgani-zama i otpadne vode. Obrađena ot-padna voda odvodi se u naknadni taložnik u kojem se taloži aktivni mulj, te se dio aktivnog mulja vraća nazad u reaktor, a višak mulja se izdvaja i odvodi na daljnju obradu [36].

3.3.2. Anaerobna razgradnja

Biokemijski proces nema molekular-nog kisika, već se u ulozi oksidansa iskorištavaju izvori anorganskih iona, kao što su nitriti, sulfi ti ili karbonati koji se zatim reduciraju do odgo-varajućih spojeva. Anaerobna raz-gradnja organskih otpadnih tvari u vodi odvija se u tri stupnja: hidroliza, kiselinska i metanska fermentacija. Hidrolitičke bakterije razgrađuju nerazgrađene organske tvari (uglji-kohidrate, masti, bjelančevine), a acetogene i acidogene bakterije po-mažu u pretvorbi razgrađenih or-ganskih tvari u alkohole, aldehide, CO2, H2O i sl. Metanogene bakterije kao obvezni anaerobi koriste pro-dukte iz kiselinskog vrenja i prevode ih u bioplin metan koji se može kori-stiti kao energent [36].Kod pomanjkanja kisika a u prisut-nosti razgradljivog ugljika, nitrat preuzima ulogu kisika kao oksida-cijskog sredstva. Pri takvoj razgradnji biokemijskom reakcijom nastaje me-

Sl.3 Shematski prikaz biološkog pročišćavanja otpadnih voda [34]


tan i mineralizirana otpadna tvar amonijak i sumporovodik. Denitrifi -kacijske bakterije razgrađuju nitrat do elementarnog dušika.Oba postupka razgradnje pospješuju enzimi koje izlučuju mikroorganizmi. Enzimi su biološki katalizatori koji se transformiraju i regeneriraju u pro-cesu biološke razgradnje, a ovisno o količini kisika dovode do različitih produkata razgradnje [33].

3.3.3. Sustav biljnih laguna (Wetland sustav)

Radi se o ekonomičnoj obradi ot-padnih voda uz značajno snižavanje koncentracije suspendiranih krutih čestica, KPK i BPK5 vrijednosti, kon-centracije dušika, fosfora te koli-formnih bakterija čak do 98 %. Jed-nostavnost primjene i modularnost, sustav biljnih laguna čini prikladnim za nerazvijena i ruralna područja, male industrijske pogone, farme, male zajednice, odnosno kućanstva i druga mjesta gdje drugi načini pro-čišćavanja nisu isplativi. Zahtijevaju malu količinu energije i radne snage. Pročišćavanje otpadnih voda pomoću sustava biljnih laguna, odnosno Wet-land sustava (sl.4) alternativan je po-stupak i najčešće se koristi kao po-sljednja faza pročišćavanja. Nakon pada protoka otpadne vode, na iz-građenom području, dolazi do talo-ženja suspendiranih čestica koje se smještaju na dnu Wetland sustava i nastaje muljevito tlo koje sadržava velike količine mikroorganizama (kao u bazenu za taloženje). Ovim procesom talože se teški metali, fos-fati, pesticidi koji služe kao hrana mikroorganizmima. Netopljivi i bilj-kama nedostupni fosfati vežu se sa česticama tla i dolazi do precipitacije iz sustava u obliku sedimenta.Velike količine raspadajuće organske tvari (15-20 %) opskrbljuju sustav nabijenim česticama koje privlače i vežu na tlo organske molekule i tako ih uklanja iz vode. Neke od biljaka akumuliraju i teške metale iz otpadnih voda. Najčešće su to vodeni peršin, vodena leća, šaš, lopoč, a rogoz i trstika pomažu u raspadu organskih nečistoća [37].

Prednosti Wetland sustava su:• pročišćavanje, recikliranje i po-

novna upotreba na licu mjesta,• fi nancijska opravdanost (mala po-

četna ulaganja, niska potrošnja energije, manja potreba za radnom snagom),

• mogućnost pripreme, konstrukcije i izgradnje ovisno o karakteristi-kama otpadnih voda,

• inovativni pristup pročišćavanju otpadnih voda tekstilne industrije,

• stupanj čišćenja zadovoljava gra-nične vrijednosti za ispuštanje u okoliš,

• uklapa se u prirodu (sadnja gredi-ca u raznim oblicima).

Nedostaci sustava su:• obojenost vode i• potrebna predobrada sirovina

zbog eventualno prisutnog for-maldehida.

tara - prokapnika, a najčešće se pro-vodi postupak s aktivnim muljem [39].

3.4. Kombinacija fi zikalno--kemijskih i bioloških postupaka obrade

Danas su tehnologije obrade otpadnih voda visokorazvijene pa se, ako je potrebno, pročišćene otpadne vode mogu ponovno koristiti kao vode za piće. U većini slučajeva, tako visok stupanj obrade otpadnih voda nije potreban s gledišta zaštite voda, a niti opravdan s ekonomskog stanovišta jer zahtijeva velika investicijska i operativna ulaganja [27].Fizikalno-kemijski i biološki postup-ci obrade na svoj način doprinose uklanjanju teško razgradljivih or-ganskih spojeva. Klasični biološki procesi obrade daju dobre rezultate

Sl.4 Umjetni sustav biljnih laguna (Wetland sustav) [38]

Otpadne vode praonica imaju od-ređena svojstva koja mogu u procesu biološke obrade stvarati probleme, a to su:• sadržaj toksičnih tvari, npr. kroma

iz bojila, klor i peroksid iz sredsta-va za dezinfekciju rublja,

• nedostatak hranjivih tvari (soli dušika i fosfora),

• povišen pH,• nagle promjene u količini i sa-

stavu,• povišena temperatura.Od bioloških postupaka za pročiš-ćavanje otpadnih voda iz praonica je prihvatljivo pročišćavanje u aerira-nim lagunama, pomoću bioloških fi l-

ako se uzme u obzir niska cijena pro-vedbe procesa i obrada velikih koli-čina otpadne vode bilo da se radi o mješovitom ili specifi čnom mikroor-ganizmu.Ostale fizikalno-kemijske tehnike pročišćavanja daju također dobre re-zultate, ali je cijena reagensa visoka i nastaju velike količine otpadnog mulja, kojega je također potrebno na odgovarajući način obraditi i zbrinu-ti. Stoga kombinacija metoda daje najbolje rezultate i kao takva bi se trebala koristiti za obradu voda indu-strijskih i obrtničkih praonica. U na-predne procese pročišćavanja ot-padne vode ubrajaju se mikrofi ltraci-


ja, ultrafi ltracija, nanofi ltracija te re-verzna osmoza. Prolazak molekula otapala uslijed razlike tlakova kroz polupropusnu membranu naziva se osmoza, a tlak osmotski. Kada je tlak koji djeluje na otopinu u obrnutom smjeru veći od osmotskog, otapalo se istiskuje iz otopine i to se naziva re-verzna osmoza. Kombinacija procesa koagulacije, adsorpcije i membran-ske fi ltracije ima veliki potencijal za dobivanje pročišćene vode visoke kakvoće i omogućuje uštede na koa-gulantima i adsorbensima [39].Tehnike koje imaju prednost u obradi otpadnih voda iz praonica sa svrhom dobivanja vode za ponovnu upotrebu su fi zikalno-kemijske metode, npr. koagulacija, fl okulacija, membran-ska fi ltracija, ozonizacija, oksidacija s Fentonovim reagensom, fl otacija itd. [40].

3.4.1. Pročišćavanje otpadnih voda membranskim bioreaktorom

Kod membranskih procesa dolazi do izdvajanja tvari uz pomoć selektivne propusnosti membrane, a učinak odvajanja temelji se na razlikama u koncentracijama, tlakovima ili elek-tričnoj napetosti. Za izradu membra-na koriste se različiti materijali kao što su celulozni acetati i poliamidi, a pore mogu varirati od 0,0001 μm do 100 μm.Membranski bioreaktor (MBR) je tehnologija koja pripada skupini se-paracijskih procesa s biološkom ob-radom s aktivnim muljem (sl.5) [41,42]. Dobar je odabir za pročiš-ćavanje otpadnih voda zbog (brojnih prednosti koje se odnose na stabilan proces nitrifi kacije i denitrifi kacije) velike koncentracije biomase aktiv-nog mulja u sustavu, te zadržavanja ak tivnih spororastućih mikroorgani-zama i izvanstaničnih polimernih tva-ri. Kakvoća izlaznog toka iz mem-branskog bioreaktora je vrlo stabilna, što je posljedica stacioniranih uvjeta membranskog bioreaktora i održa-vanja visoke reaktivnosti mikroor-ganizama.Uređaj se sastoji od jedinice za pred-obradu otpadne vode, biološkog dije-

la uređaja te dijela uređaja za mem-bransku fi ltraciju. Biološki dio sastoji se od egalizacijskog bazena za ujed-načavanje sastava, primarnog talož-nika, fi ne mehaničke rešetke, bio-loškog dijela bazena s odjeljcima za aerobnu, anaerobnu i anoksičnu pro-vedbu procesa nitrifi kacije i denitrifi -kacije. Dio za membransku fi ltraciju sastoji se od bazena s uronjenom membranom za izdvajanje pročišćene vode, te pomoćnih sustava za dozi-ranje sredstava za čišćenje i ispiranje membrane i sustava za izdvajanje viška aktivnog mulja. Prednosti MBR tehnologije su:• kompaktnost i mala tlocrtna veli-

čina uređaja,• lako vođenje uređaja zbog visoke

automatiziranosti (mala ovisnost o ljudskom faktoru),

• mala količina viška mulja i zato manji troškovi,

• kvaliteta vode je konstantna neo-visno o sastavu ulazne vode,

• troškovi vođenja uređaja su manji nego kod klasičnih bioloških ure-đaja,

• potpuno uklanjanje bakterija,• mogućnost uporabe obrađene vode

za potrebe zalijevanja ili kao teh-nološke vode,

• nema emisije neugodnih mirisa i buke,

• zbog relativno male veličine ure-đaja moguća brza izgradnja,

• reducira količinu kemikalija za uklanjanje fosfora,

• uklanja i sporo razgradljivi BPK5,• nema rizika gubitka biomase,

• fl eksibilan na maksimalne i mini-malne dotoke unutar zadanih pa-rametara,

• nije potrebna stalna posada,• MBR uređaji spadaju u tzv. zelenu

tehnologiju (green technology),• mogućnosti izvedbe uređaja pod-

zemno ili nadzemno s arhitek-tonskim rješenjima radi uklapanja u okoliš,

• MBR uređaji omogućuju potpuno upravljanje otpadnim vodama (Total Waste Water Management).

Prema pokretačkoj sili koja uzrokuje protok očišćenog toka (permeata) kroz membranu razlikuju se više ti-pova membranskih separacijskih pro-cesa. Prema gradijentu tlakova: mi-krofiltracija (MF), ultrafiltracija (UF), nanofi ltracija (NF), reverzna osmoza (RO), plinska membranska separacija (GS), parna membranska separacija (VP) i pervaporacija (PV). Osnovna razlika između postupaka je vrsta upotrijebljenih membrana (veličina pora) i tlak koji je potrebno primijeniti za razdvajanje kompone-nata u sustavu. Veličina pora se sma-njuje od mikrofi ltracije do reverzne osmoze, a radni tlak se povećava. Primjenom tlaka višeg od osmotskog na kapljevinu, komponente kapljevi-ne se protiskuju kroz membranu. Najbrže prolazi otapalo, a otopljene tvari puno sporije ili uopće ne prolaze [42, 43].Osnovna komponenta u membran-skoj tehnologiji (upotreba UF i RO) je polupropusna membrana koja se-lektivno propušta tvari, jednu kom-

Sl.5 Shematski prikaz pročišćavanja otpadnih voda membranskim bioreaktorom [42]


ponentu u većoj mjeri nego drugu zbog fi zikalnih i/ili kemijskih svoj-stava membrane i komponenata koje se obrađuju. Stupanj pročišćenja ekonomičnost, kapacitet i namjena postrojenja ovise o kvaliteti i vrsti membrane te radnom tlaku, omo-gućene su uštede na koagulantima i adsorbensima [32].

3.4.2. Reverzna osmoza (RO) kao univerzalna tehnika za separaciju

Prolazak molekula otapala kroz polu-propusnu membranu naziva se osmo-za, a tlak koji se tada povećava naziva se osmotski tlak. Kada je tlak koji djeluje na otopinu u obrnutom smjeru veći od osmotskog, otapalo se is-tiskuje iz otopine i to se naziva re-verzna osmoza.Karakteristično za ovaj proces je da se strujanje obavlja paralelno s membra-nom (sl.6), a ne okomito na nju [44].Permeat, ili dobivena pročišćena voda, prolazi kroz membranske ele-mente, dok otopljene krute tvari, čestice i organske tvari ne mogu proći kroz membranu već se odvode u odvod kao retentat ili otpadna voda. Voda se doprema višestupanjskom crpkom do spiralno namotanih mem-branskih elemenata gdje se prisustvo različitih soli uklanja izdvajanjem u dva toka, sl.6.Proces se odvija izotermno, tempera-tura može biti sobna ili čak i niža. Pri odvijanju procesa nema nikakvih faznih promjena, proces je kontinui-ran i sam ne troši nikakve pomoćne sirovine. Postiže se izvanredna se-lektivnost za pojedina otapala (voda) u odnosu na bilo koju otopljenu tvar (s malim brojem izuzetaka). Po-sljednjih godina cijena postrojenja i membrana se dosta brzo smanjuje, kvaliteta i trajnost postrojenja, a na-ročito membrana rastu. Izgradnja je modularna, pa je ekonomičnost pro-cesa ista u širokim granicama, proši-rivanje postrojenja je jednostavno.RO je započeta s osnovnom namje-nom da se pomoću ovog procesa vrši desalinizacija morske i drugih sla-nih voda. U novije vrijeme upotreba

ovog procesa proširena je na separa-ciju niza organskih i anorganskih tva-ri iz vode, posebno za pročišćavanje otpadnih voda, na koncentriranje pojedinih tvari iz vodene otopine (lijekovi, proizvodi za osobnu njegu, voćni sokovi) i na razdvajanje poje-dinih otopljenih tvari jednih od dru-gih.Membranski separacijski procesi, po-sebno RO kao univerzalna tehnika za separaciju, funkcioniranje i koncen-triranje organskih i anorganskih tvari, dobivaju sve veće značenje i nalaze široku primjenu u tehnologiji pro-čišćavanja voda. Nagloj ekspanziji procesa reverzne osmoze posebno su doprinijele sljedeće značajke:• nova tehnologija omogućava da se

RO uklanja iz vode i više od 99 % prisutnih soli,

• membranski elementi su moleku-larna sita koja stvaraju fi zičku ba-rijeru prolazu otopljenih soli, teških metala, klora, kamenca, virusa, bakterija, gljivica i dr., a da bi voda mogla proći kroz te fi ne otvore potrebno je primjeniti viso-ki tlak (veći od 10 bara), koji se postiže upotrebom višestupanjske crpke.

Zbog ovako izuzetno fi nog oblika fi l-tracije neposredno prije ulaska sirove vode u sustav reverzne osmoze, pret-hodno je neophodno napraviti kvali-tetnu predobradu. Predobrada je od velike važnosti za dugoročno učin-kovit rad uređaja i stabilnost kvalite-te proizvedene vode.

4. Primjer pročišćavanja otpadnih voda praonice rublja

Svjetska godišnja upotreba vode za proizvodnju tekstila ekvivalentna je

količini vode u dva Sredozemna mora, dok se za njegu tekstila potroši količina vode jednaka volumenu tri Sredozemna mora [45]. Načela održivog razvoja i poslovanja nalažu osiguranje što manjih gubitaka siro-vina, pa tako i svježe vode koja se upotrebljava u industrijskim procesi-ma [4].Kućanstva, industrijske i obrtničke praonice su najveći potrošači deter-dženata te se ovom području pridaje velika pažnja s obzirom na količinu, ekološki i ekonomski utjecaj. Indu-strijske praonice otpuštaju u otpadne vode milijune tona deterdženta, omekšivača i drugih pomoćnih sred-stava, te je upravo zbog toga neop-hodna upotreba dobro biorazgradlji-vih komponenata [45].Sastav i količina otpadnih voda indu-strijskih i obrtničkih praonica ovisi o vrsti tekstila koji se pere i stupnja za-prljanja, o načinu pranja i o vrsti korištenih sredstava. O vrsti i količini otpadne vode ovisi i odabir postupka za pročišćavanje koji će se primjenji-vati, vodeći računa o ekonomskoj i ekološkoj isplativosti za svaki slučaj praonice posebno i o namjeni vode nakon pročišćavanja. Za to su potreb-ne investicije jer su to dugoročni zahvati čija je svrha očuvanje okoliša. Moguće je projektiranje takvih susta-va kojima će se omogućiti recirkula-cija pročišćene vode i veća kvaliteta pročišćene vode koja se ispušta u re-cipijente, što je cilj za kojim teže suvremene praonice.Otpadne vode iz praonica rublja općenito imaju sljedeća obilježja:• jaku varijaciju protoka odvoda u

ovisnosti o svojstvima strojeva za pranje (trajanje ciklusa pranja, is-pusta, količina upotrebljene vode pri svakom pranju)

Sl. 6 Shematski prikaz procesa pročišćavanja vode reverznom osmozom – membrana u obliku spiralnog namotaja [44]


• veliku varijabilnosti koncentracije zagađujućih tvari u ovisnosti o načinu pranja (predpranje, pranje, ispiranje itd.),

• prisutnosti fibrila, vlakanaca i čvrstih tijela malih dimenzija,

• vrijednosti pH od 9 do 11 i• minimalnoj prisutnosti organskih

i dušikovih spojeva.Ispuštanje otpadnih voda iz praonica karakterizirano je jakim oscilacijama protoka, onečišćujućih tvari i pH vrijednostima, što negativno utječe na biološki proces pročišćavanja. Zbog toga se otpadna voda uvodi u jedinici za egalizaciju čime se sma-njuje utjecaj tih varijacija na daljnji proces pročišćavanja.U ovom dijelu se opisuje biološki proces koji se temelji na korištenju aktivnog mulja i zato se predviđa ge-neriranje biomase, posebnog sastava, za uklanjanje tenzida iz deterdženata. Takva biomasa se generira postupno doziranjem bifiliziranih bakterija, odabranih za razgradnju supstrata s velikim količinama tenzida.Otpadne vode praonica ispuštaju se u kanalizacijski sustav i usmjeravaju ka sustavu bazena za pročišćavanje. Po-moću crpke voda se doprema kroz rešetku na cilindrično rotirajuće sito kojim se uklanjaju čvrste tvari (konci i vlakana raznog porijekla) do 0,5 mm veličine. Otpadna voda se zatim dovodi do bazena za homogenizaciju, u kojem se pomoću difuzora upuhuje zrak kojim se voda istodobna miješa i obogaćuje kisikom. Bazen je izgra-đen od armiranog betona, opremljen s potopljenom crpkom za ujedna-čavanje otpadnih homogeniziranih voda jednoličnim protokom, nakon čega se transportira do bazena za ega-lizaciju/izjednačavanje. Alkalne ot-padne vode (pH 9-11), moraju se neutralizirati do vrijednosti pH 7,5-8,5. Kemikalije za neutralizaciju uvo-de se u sustav dozirnom crpkom koja se automatski uključuje kad pH mjerač utvrđuje odstupanje od zah-tijevanih vrijednosti. Iz bazena za neutralizaciju vode se izlijevaju pre-ma bazenu za biološku oksidaciju pomoću aktivnog mulja.

Najprije se odvija proces razgradnje onečišćujućih tvari uz pomoć ae-robnih mikroorganizama. Potreban kisik za aktiviranje biomase dodaje se upuhivanjem zraka difuzorima, ugrađenim na dnu bazena za biološku oksidaciju, koja dodatno stabilizira mulj. Suvišak proizvedenog aktivnog mulja može se zbrinjavati, bez opa-snosti od ispuštanja neugodnih miri-sa, te je moguće i odlaganje na gradska odlagališta otpada. Za pravil-no funkcioniranje biološkog procesa potrebno je dozirati i optimalnu količinu hranjivih tvari tj. dušikovih i fosfornih spojeva tako da odnos hranjivih tvari i biomase bude u omjeru BPK5:N:P=100:5:1. U tu svrhu se uglavnom koristi urea, a fos-fata ima u suvišku. Me đutim, kon-centracija fosfornih spojeva je sma-njena upotrebom suvremenih bez-fosfatnih deterdženata koji se danas primjenjuju u svim praonicama ru-blja, pa i u kućanstvu. Voda se iz ba-zena za biološku obradu, gdje odstoji oko 24 h, dalje odvodi u manji bazen u obliku prevrnute krnje piramide, radi olakšanog taloženja/sakupljanja i reciklaže istaloženog mulja. Dio aktivnog mulja se pomoću hidro crp-ke vraća u bazen za biološku obradu voda, a pročišćena voda, nakon de-zinfekcije, odlazi u sustav kanaliza-cije [46].

5. Zaključna razmatranjaTekstilna industrija je veliki potrošač vode unatoč racionalizaciji procesa koji se provode uz male omjere ku-pelji. Praonice i ostali industrijski onečišćivači prisiljeni su zakonskim mjerama i visokim troškovima zbog zagađivanja smanjiti količinu ot-padnih voda. Zakonskim odredbama i propisima ograničena je upotreba štetnih (toksičnih i teško bioraz-gradljivih) sredstava. Time se osigu-rala potrebna kvalitete proizvoda, kvaliteta vode koja se ispušta u rijeke, jezera i mora, ali i zaštita na radu. Op-timalno rješenje za pročišćavanje otpadnih voda praonica razmatra se posebno za svaki slučaj. Odabir po-

stupka ovisi o sastavu otpadne vode i o postojećim lokalnim uvjetima poje-dine praonice. Najučinkovitije meto-de su kombinacija fizikalno-ke-mijskih procesa: neutralizacija, sedi-mentacija, fl okulacija, fl otacija i fi l-tracija, te bioloških aerobnih i anae-robnih procesa za manje obrtničke praonice. Prednosti biološke obrade su relativano mala početna ulaganja, zahtijevaju manje opreme, troše manje energije, jednostavni su za održavanje, dobro razgrađuju neči-stoće (do 98 %) te je izbjegnut rad s kemijskim tvarima koje izazivaju neželjene efekte ili su opasne za zbri-njavanje.Za industrijske praonice, kojima je dnevni kapacitet potrošnje svježe vode velik, rastu investicijski i po-gonski troškovi. Membranske tehno-logije su alternativa konvencional-nim metodama, zbog niskih troškova rada te sposobnosti odstranjivanja organskih nečistoća i anorganskih soli i do 95-99 %, a osobito zbog do-bivanja vode primjerene za ponovnu upotrebu [47]. Za uspostavljanje zat-vorenog ciklusa vode u procesu pra-nja rublja, upotreba ultrafi ltracije i reverzne osmoze je zanimljiva tehno-logija. Kod pročišćavanja otpadnih voda bolničkih ili laboratorijskih pra-onica u kojima su prisutni patogeni mikroorganizmi potrebno je dodatno provesti kemijsku dezinfekciju ili UV radijaciju radi njihova uklanjanja.S obzirom na ekonomsku situaciju i ekološki imperativ, biološki sustavi svakako imaju široku primjenu za obradu otpadnih voda u ruralnim po-dručjima, te manjih industrija, ku-ćanskih i komunalnih voda iz manjih naselja i farmi. Izgradnja takvih uređaja koji funkcioniraju bez veli-kog utroška energije, ali uz maksi-malno iskorištavanje procesa koji se i inače zbivaju u prirodi, izvanredno se dobro uklapa u ideju održivog razvoja i općenito u ekološki pristup zaštiti voda koji u svijetu danas po-prima glavno značenje. Upravo zbog svega što je iznijeto, i Hrvatska bi se trebala dinamičnije uključiti u istra-živanja mogućnosti izgradnje i isko-


rištavanja takvih uređaja. Njihovim postavljanjem na vlastita područja, koja odgovaraju zahtjevima uređaja (manje naseljena mjesta), ne narušava se kreiranje okoliša u estetskom smi-slu u već narušenom ekosustavu.

Autori se zahvaljuju Hrvatskoj zakla-di za znanost na fi nanciranju projekta 9967 Advanced textile materials by targeted surface modification, ADVANCETEX, za kojeg je ovaj rad tematski vezan.


[1] Strategija upravljanja vodama, Hr-vatske vode, Zagreb, 2009.

[2] Zakon o vodama (NN 153/2009)[3] Zakon o fi nanciranju vodnoga go-

spodarstva (NN 153/2009)[4] Zakon o zaštiti okoliša (NN 080/

2013)[5] Zakon o zaštiti prirode (NN 080/

2013)[6] Zakon o zaštiti od elementarnih

nepogoda (NN 073/1997)[7] Zakon o izmjeni Zakona o izmje-

nama i dopunama Zakona o komu-nalnom gospodarstvu (NN 129/2000)

[8] Zakon o prostornom uređenju i gradnji (NN 076/2007)

[9] Zakon o šumama (NN 140/2005)[10] Zakon o poljoprivrednom zemlji-

štu (NN 039/2013)[11] Zakon o izvlaštenju i određivanju

naknade (NN 074/2014)[12] Zakon o slatkovodnom ribarstvu

(NN 106/2001)[13] Zakon o energiji (NN 120/2012)[14] Odluka o Popisu voda 1. reda (NN

079/2010)[15] Uredba o strateškoj procjeni ut-

jecaja plana i programa na okoliš (NN 064/2008)

[16] Pravilnik o deterdžentima (NN 01/2011)

[17] Nacionalna strategija kemijske sigurnosti (NN 143/2008)

[18] Zakon o predmetima opće uporabe (NN 039/2013)

[19] Pravilnik o graničnim vrijedno-stima emisija otpadnih voda (NN 80/2013, 43/2014 i 27/2015)

[20] Izvješće o podacima iz Registra onečišćenja okoliša za 2013. go-

dinu, Zagreb, prosinac 2014., 1-269

[21] HRN ISO 5667-10:2000 - Kak-voća vode - Uzorkovanje - 10. dio: Smjernice za uzorkovanje otpad-nih voda (ISO 5667-10:1992)

[22] Zakon o održivom gospodarenju otpadom (NN 094/2013)

[23] Uredba o kategorijama, vrstama i klasifi kaciji otpada s katalogom otpada i listom opasnog otpada (NN 050/2005), (NN 039/2009)

[24] Maduna Valkaj K.: Priprava i karakterizacija heterogenih katali-zatora za obradu otpadnih voda / doktorska disertacija, Zagreb : Fakultet kemijskog inženjerstva i tehnologije, 26.01. 2010.

[25] Jurac Z., E. Felić, V. Jurac: Ot-padne vode u pamučnoj industriji Duga Resa, Sigurnost 50, (2008) 2, 129-138

[26] Parac-Osterman Đ. i sur.: Voda u oplemenjivanju tekstila - sirovi-na i otpad, Tekstil 52, (2003.) 2, 52-62

[27] Jurac Z.: Otpadne vode, Veleuči-lište u Karlovcu, Karlovac (2009)

[28] http://www.odvodnja.hr/ (pristup-ljeno dana 15.06.2015.)

[29] Brnada I. i sur.: EU i zaštita okoliša: Upravljanje vodama na lokalnoj razini, Regionalni centar zaštite okoliša za Srednju i Istočnu Europu, Zagreb, 2010. 1-78

[30] Tušar B.: Pročišćavanje otpadnih voda, Kigen d.o.o., Zagreb, 2009. str.51-69, 73-121

[31] Roš M., M. Simonič i S. Šostar Turk: Priprava in čiščenje vod, 2005.

[32] Petrinić I., S. Šostar Turk, M. Simonič: Pročišćavanje otpadnih voda u praonicama rublja pomoću aktivnog ugljena, Tekstil 51 (10) 463-469 (2002.)

[33] Petrinić I., S. Šostar Turk, M. Si-monič: Upotreba naprednih teh-nologija za pročišćavanje otpad-nih voda u praonicama rublja, Tekstil 52 (2003.) 9, 455-462

[34] Bokić Lj., I. Rezić; Mikrobiološ-ko pročišćavanje otpadnih voda tekstilne industrije, Tekstil 52(2003) 12, 503-511

[35] http://www.biotok.hr/tehnologija.html (pristupljeno dana 15.02.2015.)

[36] Kadel R.H., S.D. Wallace: Treat-ment Wetlands, Taylor&Francis Group, ISBN 978-1-56670-526-4, New Youk, (2009)

[37] Mioč M.: Završni rad, Interdisci-plinarni sveučilišni postdiplomski studij, Zagreb 2008.

[38] Gabriel Maltais-Landrya et al, Ni-trogen transformations and reten-tion in planted and artifi cially aer-ated constructed wetlands, Water Research 43 (2009) 2, 535-545

[39] Parac-Osterman Đ. et al.: Use of Wetland for Dye-house Waste Waters Purifying Purposes; Asian Journal of Water, Environment and Pollution (0972-9860) 4 (2007) 1, 101-106

[40] Petrinić I. i sur.: Obrada otpadnih voda tekstilne industrije mem-branskim bioreaktorom i ponov-na upotreba pročišćene vode, Tek-stil 58 (2009.) 1-2, 20-30

[41] M. Marcucci et al.: Experimental Campaigns on Textile Wastewater for Reuse by Means of Different Membrane Processes, Desalina-tion 149 (2002) 137-143

[42] Ferrero G. et al.: Automatic con-trol systems for submerged mem-brane bioreactors: A state-of-the-art, Water Research, 46 (2012) 11, 3421-3433

[43] Mulder M.: Basic principles of membrane technology, 2nd Edi-tion, Kluwer Academic Publish-ers, The Netherlands (2000) ISBN: 0-7923-4247

[44] Šostar Turk S., I. Petrinić, M. Si-monič: Laundry wastewater treat-ment using coagulation and mem-brane fi ltration, Resources, Con-servation and Recycling 44 (2005) 2, 185-196

[45] Soljačić I., T. Pušić: Tekstil i eko-logija, Zbornik radova 4. međuna-rodno znanstveno-stručno savje-tovanje Tekstilna znanost i gospo-darstvo (2011) 3-12

[46] Elaborat rješavanja pročišćavanja otpadne vode praonice rublja u Hrvatskoj

[47] Petrinić I., C. Hélix-Nielsen: Nove membranske tehnologije za obra-du tekstilnih otpadnih voda i nji-hovu ponovnu uporabu, Tekstil 63 (2014) 7-8, 243-250


SUMMARYThe problem of waste disposal and waste water treatment

– legislationK. Višić, B. Vojnović, T. Pušić

The scope of a paper is national legislation, regulations and ordinances related to waste disposal and waste water treatment, primary focused on environmen-tal, human-ecological and technological issues. Final part of a paper is dedi-cated to example of good practice in the purifi cation of waste water from Croatian laundry.Key words: industry waste water, textil, laundry, water purifi cation, legislationUniversity of Zagreb, Faculty of Textile TechnologyZagreb, Croatiae-mail: [email protected]

Received January 14, 2015

Die Problematik von Abfallentsorgung und Abwasseraufbereitung – Gesetzgebung

Die Arbeit beschäftigt sich mit nationaler Gesetzgebung, Bestimmungen und Verordnungen, die mit Abfallentsorgung und Abwasseraufbereitung verbun-den sind. Sie umfassen auch ökologische, humanökologische und technolo-gische Aspekte. Der letzte Teil der Arbeit beschreibt ein Beispiel für gute Praxis in der Abwasserreinigung einer Wäscherei in Kroatien.

E. ADAMOWICZ i sur.: Mikroinkapsuliranje aktivnih tvari i mirisa za primjenu u tekstilnim materijalimaTekstil 64 (3-4) 122-127 (2015.)122

Mikroinkapsuliranje aktivnih tvari i mirisa za primjenu u tekstilnim materijalima

Emilia Adamowicz, doktorandProf. dr. sc. Krzysztof Śmigielski, dip.ing.Dr.sc. Michał Frydrysiak, dipl.ing.Lodz University of TechnologyFaculty of Biotechnology and Food SciencesInstitute of Chemical Technology of FoodFaculty of Material Technologies and Textile DesignLodz, Polande-mail: [email protected] 15.5.2014.

UDK 677.047.6Stručni rad

Mikroinkapsuliranje tvari za primjenu na tekstilnim materijalima je relativno nova metoda s mnogim prednostima primjenjiva u različitim područjima. Postoji više učinkovitih pristupa mikroinkapsuliranju za postupno otpuštanje ugodnih mirisa i aktivnih tvari kao što su esencijalna ulja i kozmetički sastojci primjenom ciklodekstrina, stanica kvasca, hitozana, melamin-formaldehida ili poli(L-laktida) kao nosača (materijala za ovojnicu). Neke metode in-kapsuliranja su: kompleksna koacervacija, fazna separacija, međufazna i in-situ polimerizacija, sušenje raspršivanjem, zamrzavanje raspršivanjem i oblaganje taljenjem. Trgovački proizvodi tekstila s mikrokapsulama uključuju kozmetičke tekstile, tekstile za aromaterapiju, kućanski tekstil, sportsku i modnu odjeću, mogu se dobiti raznim tehnikama: impregnacijom, nasloja-vanjem, raspršivanjem ili iscrpljenjem iz kupelji. Svrha je proizvesti tekstile s mikrokapsulama koje bi trebale izdržati što veći broj ciklusa pranja i sušenja, odnosno predviđene njege tekstilnog proizvoda.Ključne riječi: mikrinkapsuliranje, aktivne tvari, mirisi, primjene u tekstilu

1. Uvod

Mikroinkapsuliranje je proces izrade mikrokapsula, odnosno oblaganja malih kapljica tekućina ili krutih čestica tankom ovojnicom načinje-nom od različitih polimernih materi-jala. Vanjski dio mikrokapsula naziva se ovojnica ili ljuska, odnosno opna ili stijenka, a ispunjena unutrašnjost jezgra, sl.1. Izbor materijala za ovoj-nicu ovisi o materijalu koji sačinjava jezgru, o načinu otpuštanja (propuš-tanja) i upotrebi proizvoda [1, 2].

Mikrokapsule se upotrebljavaju u mnogim različitim područjima, npr. farmaceutskim, kozmetičkim, agro-kemijskim, u području mirisa, začina, parfema (esencija). Neke vrste mi-krokapsula se stvaljaju u hranu, neke u kozetičke proizvode, npr. gelove za tuširanje, dok se neke vrste upo-trebljavaju za tekstilne materijale. Neke od najuobičajenijih tvari koje se upotrebljavaju u obliku mikrokap-sula su omekšivači kože, repelenti, antimikrobna sredstva, bojila, vitami-ni, hormoni i drugi ljekovi kao i mi-

risi [2, 3]. Materijali za primjenu mikrokapsula osim tekstila su papir, fl asteri i dr.S dodavanjem mirisa u tekstilne proizvode započelo se već prije mno-go godina, ali su mirisi bili prisutni samo kraće vrijeme, odnosno do jed-nog ili dva ciklusa pranja. Upotrebom mikrokapsula s jezgorm od mirisnih tvari omogućeno je zadržavanje mi-risa na tekstilima čak do 30-50 ciklu-sa pranja, ili do 3-5 godina ako je proizvod odložen [4]. Većina mikro-kapsula s mirisom primijenjivala se

E. ADAMOWICZ i sur.: Mikroinkapsuliranje aktivnih tvari i mirisa za primjenu u tekstilnim materijalimaTekstil 64 (3-4) 122-127 (2015.) 123

za “zagrebi i pomiriši” majice i za ženske čarape. Znatna je primjena mikrokapsula s mirisom u naslo-njačima, zavjesama, jastucim, prekri-vačima i nekim igračkama. U po-sljednje vrijeme, primjena im je znat-na i u izradi obloga za komode (ladi-ca), papirnatih maramica, papira za zamatanje poklona, papirnatoj robi, čestitkama, oglašivačkim brošurama, knjigama, kartonima i oznakama [3].Tekstilni proizvodi s mikrokapsula-ma na tržištu, između ostalih, uklju-čuju kozmetičke tekstile, tekstile za aromaterapiju, kućanske tekstile, tekstil za sportsku i za modnu odjeću [5]. U prvoj skupini često se primje-njuju mikrokapsule sa sredstvima za vlaženje kože, vitaminima, provita-minima i sredstvima za sprječavanje nastanka bora, a djelovanje im se izražava u kontaktu s kožom. U dru-gim skupinama se nalaze tekstili s mikroinkapsuliranim mirisima, ili i s tvarima za sprječavanje nastanka neugodnih mirisa, odn. dezodoransi-ma kao npr. u kućanskom tekstilu [6].U ovom radu se navode aktivne tvari za mikroinkapsuliranje, koje se po-sebno upotrebljavaju za tekstilne ma-terijale.

2. Sastav mikrokapsulaPostoji više učinkovitih načina mi-kroinkapsuliranja, odnosno vrsta mi-krokapsula s odgođenim otpušta-njem mirisa, a mikrokapsule s ovoj-nicom od ciklodekstrina (CD) su najbolje s obzirom na sigurnost, od-nosno zaštitu čovjekovog zdravlja. CD ne izaziva iritaciju, senzibilizaci-ju ili mutagene učinke na koži [7]. Mogućnosti primjene ciklodekstrina

u tekstilnoj industriji postaju sve za-nimljivije [8].Wang i Chen su radili istraživanja na tekstilima s aromaterapeutskim svoj-stvima. Istraživali su otpuštanje miri-snih tvari ukomponiranih u mikro-kapsule s ciklodekstrinima nanijete na pamučne materijale konvencio-nalnom postupkom impregnacije i termofi ksiranja uz dodatak niskotem-peraturnog polimernog veziva. Ot-puštanje mirisa je mjereno svakih 5 dana tijekom jednog mjeseca. Iako je intenzitet mirisa smanjen, otpuštanje mirisa je trajalo više od 30 dana [7].Lee i sur. su β-ciklodekstrin kao akril amidometil-ciklodekstrin na-slojili na celulozna vlakna upotrebom kemijskog umjesto fi zikalnog vezi-vanja. Jezgra mikrokapsula sadrža-vala je benzojevu (benzenkarbo-ksilnu) kiselinu koja ima antimikrob-no djelovanje i aromu vanilije. Anti-mikrobno djelovanje je određivano na prisutnost bakterija Escherichia coli i Staphylococcus aureus. Anti-mikrobnost je bila zadržana i nakon 10 ciklusa pranja. Miris inkapsulirane arome vanilije ostao je prisutan i na-kon 7-dnevnog skladištenja na sobnoj temperature, te sljedećih 7 dana na temperaturi od 80 °C [9].Ideju izrade mikrokapsula s ovojni-com od hitozana patentirali su Cope-te Vidal i sur. Membrana (ovojnica) je bila izrađena upotrebom soli al-ginskih kiselina.Mikrokapsule koje sadrže različite aktivne tvari bile su naslojene na vlakna uz dodatak veziva. U istraži-vanju je utvrđeno da dodatak veziva za naslojavanje mikrokapsula sma-njuje stupanj otpuštanja aktivnih tva-ri s vlakana u strojnom i u ručnom pranju [10].Nelson je upotrijebio otpadne stanice pivskog kvasca u mikroinkapsulira-nju za primjenu na tekstilu. Nakon inkapsuliranja materijala za jezgru, stanice kvasca su pričvršćene na pamučna i vunena vlakna upotre-bom sredstva za umrežavanje i vezi-va [3, 11].Hong i Park su pripremili mikrokap-sule s ovojnicom od melamin-formal-

dehida i s jezgrom od mirisnog ulja Migrin, te su ih primijenili na pa-mučni materijal. Mikrokapsule su izrađene in-situ polimerizacijom. Je-dan od istraživanih parametara kap-sula s mirisnim uljem bila je veličina čestica, koja je ostala prosječno 10 μm i nakon 15 ciklusa pranja [12].Hong i Park su istraživali i poli(L-laktidne) mikrokapsule s mirisom šumske kiše, koje su izradili među-faznom taložnom metodom, evapori-zacijom otapala iz emulzija tipa (voda/ulje)/voda na pamučnim ma-terijalima. Veličine čestica su bile uglavnom manje od 5 μm, a slična veličina zadržana je i nakon 15 ciklu-sa pranja [13].

3. Metode mikroinkapsuliranja

Kod mikroinkapsuliranja esencijal-nih ulja i mirisa važno je pronaći način kako zadržati sve sastojke u kapsulama [6].Neke od metoda inkapsuliranja su: kompleksna koacervacija, fazna se-paracija (odvajanje faza), polimeri-zacija na granici faza i in situ poli-merizacija, sušenje raspršivanjem, zamrzavanje raspršivanjem i naslo-javanjem u komorama [11, 14, 15].

3.1. Kompleksna koacervacija

Komleksna koacervacija je metoda mikroinkaspuliranja kod koje je jez-gra potpuno okružena kontinuiranim slojem ovojnice. Ovom metodom mo- guće je inkapsulranje do 99 % aktivne tvari unutar ovojnice [11, 16, 17].Uglavnom se upotrebljava za inkap-suliranje tvari hidrofobnih svojstava, budući da se temelji na inerakciji između različitih polimera suprotnog naboja. U interakciji nastaju netoplji-vi kompleksi i separacija (odvajanje) faza, i ovise (između ostalog) o na-bojima koje nose biopolimeri, njiho-vim omjerima, pH koacervacijske mješavine, jakosti iona, te mogućnosti naboja da stupi u rekaciju. Nakup-ljanje ovakvih kompleksa oko hidro-fobnih jezgri stvara barijeru, koja

Sl.1 Struktura mikrokapsule


omogućuje inkapsuliranje. Biopoli-meri koji se upotrebljavaju u koacer-vacijskom procesu imaju hidrofi lno-koloidna svojstva, topljivi su u vode-nim otopinama, trebaju imati odgo-varajuću gustoću naboja i linearnost molekulnog lanca [17, 18].Mikrokapsule dobivene koacerva-cijskim procesom imaju izvrsna svoj-stva kontroliranog otpuštanja i otpor-nosti na toplinu [19]. U usporedbi s drugim tehnologijama mikroinkapsu-lacije, kao što je sušenje rasprši-vanjem, koacervacija je blag proces jer nema potrebe za velikim zagrija-vanjem, odnosno ne radi se na viso-kim temperaturama. Zbog toga, ovaj proces je pogodan za inkapsuliranje mirisnih ulja, ali i ribljih ulja, nutrie-nata, vitamina, prezervativa, enzima i sl. [17].

3.2. Odvajanje fazaOdvajanje, odnosno separacija faza je fi zikalno-kemijski proces dobi-vanja mikrokapsula, koji omogućuje veličine čestica od 2-5000 μm i tekuću (kapljevitu) jezgru [15].Dva polimera koja se ne miješaju je-dan s drugim se otapaju u uobičajenim otapalima. Ovi polimeri tvore dvije odvojene faze. Jedna faza je bogata polimerom i načinjena tako da izgra-đuje ovojnicu kapsule, a druga sadr-žava inkompatibilni polimer. Inkom-patiblini polimer se uvodi u sustav kako bi potaknuo formiranje dviju faza. Nije dizajniran da bi bio dio ovojnice kapsule, iako manji dio može zaostati u fi nalnoj kapsuli kao nečistoća (primjesa). Proces se naj-češće provodi u organskim otapali-ma i upotrebljava se za inkapsulira-nje krutih tvari s određenim stupnjem topljivosti u vodi [11].

3.3. Polimerizacija na granici fazaPolimerizacijom na granici faza ovoj-nica se formira od multifunkcional-nih monomera koji su otopljeni u tekućem materijalu jezgre te disper-girani u vodenu fazu pomoću sredstva za dispergiranje. Brza reakcija poli-merizacije se odvija na granici faza što na kraju dovodi do nastanka

ovojnice kapsule. Iako se ovom me-todom mogu inkapsulirati tekuće i krute tvari, kemizam polimerizacije je različit [11, 15, 20].Ova metoda ima široku primjenu u industriji, ali se ne može primijeniti za inkapsuliranje osjetljivih aktivnih tvari [20].

3.4. In situ polimerizacijaSlično polimerizaciji na granici faza in situ polimerizacija uključuje iz-gradnju ovojnice kapsule polimeriza-cijom monomera koji su dodani u reaktor za inkapsuliranje. Međutim, aktivna tvar se ne dodaje u materijal za jezgru [11, 15].Polimerizacija se odvija samo na strani kontinuirane faze međupovrši-ne formirane od dispergiranog mate-rijala jezgre i kontinuiranih faza. Predpolimer male molekulne mase nastaje tijekom procesa polimeriza-cije i s porastom molekulne mase odlaže se na površinu dispergiranog materijala za jezgru te ga inkapsulira. Tamo gdje se odvija polimerizacija umrežavanjem, nastaju kapsule s kru-tom ovojnicom [11, 15].

3.5. Sušenje raspršivanjemSušenje raspršivanjem je fi zikalno-mehanička metoda često upotreblja-vana za mikroinkapsuliranje kad su aktivne tvari otopljene ili suspendira-ne u talinu ili otopinu polimera i osta-nu za zatvorene u osušenoj čestici [11, 12]. Veličine kapsula dobivene ovom metodom su u rasponu od 1 do 150 μm [21].U ovom postupku emulzija za obradu se izrađuje od tekućih tvari, noseće tvari i fi lmogene otopine. Izrađena emulzija se raspršuje u obliku malih kapljica u vrući zrak. Na visokoj tem-perature otapalo isparava pričem ostaje čvrsta matrica okružena dis-pergiranom drugom fazom. To uz-rokuje pohranu malih kapljica proiz-voda u nosećoj tvari, naslojenoj tan-kim fi lmom [22].Glavni parametri procesa su materi-jali za jezgru i ovojnicu, temperatura zraka za sušenje na ulazu i izlazu, stupanj protoka plina, distribucija

temperature i vlažnost unutar sušio-nika, vrijeme boravka, te geometrija komore za sušenje [21].Poželjno je da materijal za ovojnicu ima dobra svojstva emulgiranja i mogućnost stvaranja fi lma, da se lako može sušiti uz nisku viskoznost i vi-soku koncentraciju krutih čestica te da je kemijski inertan [21]. Prednost ovog procesa je kratko vrijeme kon-takta u sušioniku, što omogućava nje-govu upotrebu u inkapsuliranju labil-nih materijala. Postoji mogućnost upotrebe plina dušika za vrući plin umjesto zraka, ako se inkapsuliraju tvari osjetljive na djelovanje kisika. Tako neke aromatske tvari s nižim temperaturama vrenja mogu biti ra-zorene u procesu sušenja raspršiva-njem [11, 23].

3.6. Zamrzavanje raspršivanjemZamrzavanje raspršivanjem sastoji se od atomiziranja fl uida unutar nekog okruženja na temperaturama nižim od onih pri kojim dolazi do taljenja. Atomizacija dovodi do oblikovanja istaljenih kapljica koje se zatim skrut-njuju hlađenjem, te fi nalno nastaju mikročestice [14].

3.7. Naslojavanje u komoramaNaslojavanje u komorama taljenjem polimera za ovojnicu (engl. Pan coa-ting) ima vrlo široku primjenu u far-maceutskoj industriji. Ovom meto-dom se izrađuju tablete, kapsule, lijekovi sa sustavom više čestica i kristala [11].Naslojavanje je proces u kojem se otopina za naslojavanje nanosi na kruti materijal za jezgru (npr. tablete) u komori sa zagrijavanjem površina tablete koje se prekrivaju s polimer-nim fi lmom. Tijekom sušenja povr-šine tableta, nanos se mijenja od ljep-ljive tekućine do ljepljive polukruti-ne, pa na kraju sve do neljepljive površine. Cijeli proces naslojavanja se provodi u seriji mehanički uprav-ljanih komora za naslojavanje. Manje komore se upotrebljavaju za eksperi-mente, razvoj proizvoda i za pilotna postrojenja, a velike komore se upo-trebljavaju za industrijsku proizvod-nju [15].


4. Primjena za tekstil i u proizvodima vezanima za tekstil

Mikrokapsule se mogu primijeniti na tekstil fulardiranjem, naslojavanjem, raspršivanjem, namakanjem ili is-crpljenjem. Vezivno sredstvo je nuž-no u svim postupcima nanošenja. Vezivno sredstvo može biti akrilno, poliuretansko, silikonsko, škrobno i dr., a njegova je uloga da povezuje kapsule s tekstilnim materijalom i drži ih vezanima tijekom nošenja i pranja, odnosno njege. Mikrokapsule se mogu nanijeti na različite vrste vlakana, prirodna i umjetna [3, 4].Mehanizami za otpuštanje tvari iz jezgre kod kozmetičkih tekstila su trenje, pritisak, biodegradacija, a kod aromaterapeutskog tekstila i tekstila s mirisima najćešći mehanizam je trenje, odnosno trljanje i difuzija kroz ovojnicu [11].Materijali s promjenom faza – PCM materijali i antimikrobni materijali se proizvode s kasnijom injekcijom mikrokapsula u vlakno, do njihovog sadržaja u vlaknu od 5-10%. Na taj se način eliminiraju procesi, npr. pre-denje, pletenje, ili bojadisanje, a ovom metodom se ne mijenjaju nor-malna svojstva vlakana (čvrstoća, mekoća i drapiranje) [24].Što su mikrokapsule manje, veća je pokrivnost proizvoda i dulje trajanje mirisa, budući da treba dulje vrijeme do rupture kapsula pod djelovanjem pritiska [3]. U praksi je cilj proizvesti tekstil s mikrokapsulama koje će tra-jati u što više ciklusa pranja.U tvrtki Matsui Shikiso Chemical Co iz Kjota razvijen je poseban način fi ksiranja mikrokapsula s aromama na tekstilnim materijalima. Materijal se prvo obrađuje kationskim tvarima na bazi dušika, a ovojnice mikrokap-sula su proizvedene tako se adhe-zijski prijanjaju na taj sloj. Veličine kapsula su od 0,1 do 100 μm a proizvedene su metodom polimeriza-cije na granici faza ili in situ polime-rizacijom. Tipične inkapsulirane tva-ri su parfemi [3].Konvencionalno fi ksiranje tijekom oplemenjivanja materijala povezano

je s visokom temperaturom, koja može razoriti mirise. Li i sur. pripra-vili su pamučnu tkaninu s inkapsuli-ranim mirisom limuna koji su fi ksira-li smolama pomoću ultraljubičastog zračenja (UV smole) uz dodatak ini-cijatora. UV smole mogu se primije-niti na niskim temperaturama. Znan-stevnici koji su proučavali te smole uz upotrebu inicijatora utvrdili su da na tako obrađenim materijalima mi-risi ostaju i nakon više od 50 ciklusa pranja, što su uspoređivali s materija-lom obrađenim konvencionalnim to-plinskim postupkom koji je zadržavao miris do 25 ciklusa pranja [25].Tržišni proizvodi mikroinkapsuli-ranja na tekstilu, koji su tema ovoga rada, uključuju kozmetički tekstil, aramaterapijski i kućanski tekstil, sportsku odjeću i opremu te modnu, konvencionalnu odjeću [5].U prvoj skupini tekstilnih proizvoda najčešće se mikroinkapsuliraju sred-stva za vlaženje kože, vitamini, pro-vitamini i tvari protiv starenja. Na-mijenjeni su za direktan dodir s kožom. U drugim skupinama su tekstili s mikroinkapsuliranim mirisi-ma ili kao u slučaju kućanskog teksti-la, i dezodorirajućih tvari [6]. Postoje mnoge tvrtke koje proizvode mirisne i kozmetičke tekstile, od prirodnih ili umjetnih vlakana za odjeću, donje rublje, namještaj, posteljno rublje, modne dodatke i sl. Mikrokapsule s aktivnim sadržajem ili esencijalnim uljima imaju polimerne ovojnice, a njihov promjer je oko 2 μm. Na tekstilne materijale nanose se na fu-laru, postupcima namakanja, raspr-šivanja ili ponovnog punjenja. Sadr-žaj jezgre mikrokapsule se otpušta tijekom nošenja zbog rupture ovoj-nica mikrokapsula. Linija kozme-tičkog tekstila uključuje i tekstil za aromaterapiju, za poboljšanje ugod-nosti nogu, energiziranje, relaksaciju i respiracijski tretman [26]. Neke tvrtke tiskaju kozmetičke kataloge s mirisnim papirima za isprobavanje mirisa parfema. Da bi se tiskale takve stranice, upo trebljava se mirisni lak u kojem se nalaze mikrokapsule s aro-matičnim uljima u jezgi. One se akti-

viraju trljanjem, odnosno grebanjem kojima se oštećuje ovojnica, pričem se otvara mirisni sadržaj jezgre [27].Postoji još mnogo više tvrtki koje proizvode vlakna s mikrokapsulama s mirisima ili kozmetičkim sredstvi-ma. Oni proizvode proizvode kao npr. ogrtače, prekrivače, parfemirane haljine, grudnjake, steznike za vla-ženje i energiziranje, te donje rublje s mikrokapsulama s aktivnim tvari-ma protiv celulita ili za njegu kože [3, 28].Kao što je navedeno, inkapsulirati se mogu ne samo mirisi, esencijalna ulja ili kozmetički preparati, već se u jezgre mikrokapsula mogu ugrađi-vati hormoni i vitamini. Bilo bi dobro primijeniti lijekove na tekstilnim materijalima koji bi se nosili kada bi to bilo potrebno, te se ne bi moralo brinuti oko uzimanja pilula s takvim ljekovitim svojstvima, a koja mogu imati štetno djelovanje na jetru ili probavu.Međutim, postoje i neki problem vezani za mikroinkapsuliranje tvari. Najčešći je problem kako povećati trajnost (postojanost) kapsula na pranje i sušenje, odnosno predviđene postupke njege proizvoda. Prema istraživačima, danas ovakvi proizvo-di zadržavaju svojstva tijekom oko 30 ciklusa pranja. Povećanje trajnosti zahtijeva odgovarajući odabir mate-rijala za ovojnicu i načina izrade i primjene mikrokapsula na materijal. Ova područja mikroinkapsuliranja u stalnom su razvoju.Razmatrajući mikoinkapsuliranje mi-risa i esencijalnih ulja, postoji rizik od alegrija koje mogu nastupiti u njihovom kontaktu s ljudskom ko-žom. Ove tvari, uglavnom esencijal-na ulja koja su prirodne tvari, mogu sadržavati 26 potencijalno alergenih mirisnih tvari, koje osim ostalog, mogu izazvati iritaciju kože, svrbež ili nateknuće.

5. ZaključakMikroinkapsuliranje tvari za primje-nu na tekstilnim materijalima je rela-tivno novo, a ima mnoge prednosti.


Omogućuje kreiranje inovativnih proizvoda s novim svojstvima. Me-đutim, postoje i neki nedostaci, od kojih su najčešći trajnost i mogućnost alergijskih reakcija.Unatoč tome, mikroinkapsuliranje za tekstilne primjene je inovativna me-toda koja može imati utjecaj u mno-gim područjima i ima velike moguć-nosti razvoja u kozmetičkom i tekstil-nom području. Također postoji velika mogućnost primjene mikroinkapsuli-ranja za tekstila u farmaceutskom i medicinskom sektoru.

(Prevela A. Vinčić)


[1] Jyothi SriS. et al.: Microencapsu-lation: A Review. International Journal of Pharma and Bio Sci-ences 3 (2012) 1, 510-531

[2] Hammad U. et al.: Microencapsu-lation: Process, Techniques and Applications. Internatio-nal Jour-nal of Research in Pharmaceutical and Biomedical Sciences 2011, 2 (2): 474-481

[3] Nelson G.: Application of micro-encapsulation in textiles. Interna-tional Journal of Pharmaceutics (2002) 242, 55-62

[4] Ocepek B., P. Forte-Tavčer: Mi-croencapsulation in textiles. XVIth International Conference on Bioencapsulation 2008, Ire-land: 1-4

[5] Desai AA.: Medical Textiles: Healthcare And Hygiene Prod-ucts. www.fi bre2fashion.com, De-cember (2013)

[6] Bolenwar P. et al.: Fragrance fi n-ishing of textiles. www.fi bre2fash-ion.com, November (2013)

[7] Wang CX., ShL. Chen: Aroma-chology and its Application in the

Textile Field, Fibres & Tetiles in Eastern Europe January (2005) 13, 6 (54): 41-44

[8] Shahba AF.: Production and Char-acterization of Novel Perfumed Curtain Fabrics. RJTA 12 (2008) 4, 31-40

[9] Lee MH. et al.: Grafting onto Cot-ton Fiber with Acrylamidomethyl-ated -Cyclodextrin and Its Appli-cation. Journal of Applied Poly-mer Science (2000) 78, 1986-1991

[10] Vidal C. et al.: Equipped fi bers and textile surface structures. Patent 0150056 A1, USA 2005

[11] Cheng SY. et al.: Development of Cosme-tic Textiles Using Micro-encapsulation Tech-nology. RJTA 12 (2008) 4, 41-51

[12] Hong K., S. Park: Melamine resin micro-capsules containing fra-grant oil: synthesis and character-ization. Mater-ials Chemistry and Physics 58 (1999) 128-131

[13] Hong K., S. Park: Preparation of poly(L-lactide) microcapsules for fragrant fi ber and their character-istics. Polymer 41 (2000) 4567-4572

[14] Passarini N. et al.: Solid Lipid Mi-croparticles Produced by Spray Congealing: Infl uence of the At-omizer on Micro-particle Charac-teristics and Mathematical Model-ling of the Drug Release. Journal of Pharmaceutical Sciences 99 (2010) 2, 916-931

[15] Jyothi NVN. et al.: Microencapsu-lation techniques, factors infl uenc-ing encapsulation effi ciency, Jour-nal of Microencapsulation 27 (2010) 3, 187-197

[16] Lee-Fong S., O. Chee-Sian: Effect of pH on Garlic Oil Encapsulation by Complex Coacer-vation, J Food Process Technol 4 (2013) 1, 1-5

[17] Gouin S.: Microencapsulation: in-dustrial appraisal of existing tech-nologies and trends, Trends in Food Science & Technology (2004) 15, 330-347

[18] Alvim ID., CRF. Grosso: Mic-roparticles obtained by complex coacervation: infl uence of the type of reticulation and the drying pro-cess on the release of the core ma-terial, Ciência e Tecnologia de Alimentos 30 (2010) 4, 1069-1076

[19] Xiao J.-Xia et al.: Microencap-sulation of sweet orange oil by complex coacervation with soy-bean protein isolate/gum Arabic, Food Chemistry 125 (2011) 1267-1272

[20] Perignon C., G. Ongmayeb: In-terfacial polymerization versus cross-linking microencapsulation, Bioencapsulation Innovations, March (2013) 8-10

[21] Oliveira WP. et al.: Food and herb-al products. In: Spray Drying Technology 1. Singapore (2010) pp. 132-133

[22] Training Papers Spray Drying. www.uechi-prd-web.unic24.net (December 2013).

[23] Li YO.: Development of microen-capsulation-based technologies for micronutrient fortifi cation in staple foods for developing coun-tries, PhD Thesis, University of Toronto, Canada, 2009

[24] Nelson G.: Microencapsulation in textile fi nishing. Rev. Prog. Color. 31 (2001) 57-64

[25] Li S. et al.: UV curing for encap-sulated aroma fi nish on cotton, Journal of The Textile Institute 96 (2005) 6, 407-411

[26] www.euracli.fr[27] www.avonpolska.pl[28] www.nordcell.pl


SUMMARYMicroencapsulation of active substances and fragrances

in textile material applicationsE. Adamowicz, K. Śmigielski, M. Frydrysiak

Microencapsulation of substances applied on textiles is a relatively new meth-od with many advantages applied in many different fi elds. There are many effective approaches to microencapsulation for decreasing release of fragranc-es and active substances such as essential oils and cosmetic ingredients using cyclodextrins, yeast cells, chitosans, melamine-formaldehyde or poly(L-lac-tide) as wall materials. Some of the methods for encapsulating are: complex coacervation, phase separation, interfacial polymerization and in situ polym-erization, spray drying, spray congealing and pan coating. Market products for textiles with microcapsules include cosmetotextiles, aromatherapy textiles, home textiles, sports wears and apparel and microcapsules can be applied to these textiles by padding, coating, spraying or immersion exhaustion tech-niques. In practice the aim is to produce textiles with microcapsules which would last for as much wash and dry cycles as possible.Key words: microencapsulation, active substances, fragrances, textile appli-cationsLodz University of TechnologyFaculty of Biotechnology and Food SciencesInstitute of Chemical Technology of FoodFaculty of Material Technologies and Textile DesignLodz, Polande-mail: [email protected]

Received May 15, 2014

Mikroverkapselung von aktiven Substanzen und Düften in textilen Anwendungen

Mikroverkapselung von auf Textilien angewendeten Substanzen ist eine rela-tiv neue Methode mit vielen Vorteilen, die in vielen verschiedenen Bereichen angewendet werden. Es gibt viele wirksame Ansätze zu Mikroverkapselung, um die Freigabe von Düften und aktiven Substanzen wie Ölen und kosmetischen Zutaten mit Hilfe von Cyclodextrinen, Hefezellen, Chitosanen, Melaminformal-dehyden oder Poly(L-lactide) als Wandmaterialien zu vermindern. Einige Me-thoden zur Verkapselung sind: komplexe Koazervation, Phasenseparation, Grenzfl ächenpolymerisation, In-Situ Polymerisation, Sprühtrocknung, Sprühküh-lung und Pfannenbeschichtung. Marktprodukte für Textilien mit Mikrokapseln sind: Kosmetotextilien, Textilien zur Aromatherapie, Heimtextilien, Sport-kleidung und Bekleidung. Mikrokapseln können für diese Textilien durch Imprägnierung, Beschichtung, Sprühen oder Eintauch- sowie Ausziehverfah-ren angewendet werden. In der Praxis ist das Ziel, Textilmaterialien mit Mikro-kapseln zu produzieren, die unzählige Wasch- und Trocknungszyklen überstehen würden.

E. ADAMOWICZ et al.: Microencapsulation of active substances and fragrances in textile material applicationsTekstil 64 (3-4) 128-132 (2015.)128

Microencapsulation of active substances and fragrances in textile material applications

Emilia Adamowicz, PhD studentAssoc. Prof. Krzysztof Śmigielski, PhDMichał Frydrysiak, PhDLodz University of TechnologyFaculty of Biotechnology and Food SciencesInstitute of Chemical Technology of FoodFaculty of Material Technologies and Textile DesignLodz, Polande-mail: [email protected] May 15, 2014

UDK 677.047.6Professional paper

Microencapsulation of substances applied on textiles is a relatively new method with many advantages applied in many different fi elds. There are many effective approaches to microencapsulation for decreasing release of fragrances and active substances such as essential oils and cosmetic ingre-dients using cyclodextrins, yeast cells, chitosans, melamine-formaldehyde or poly(L-lactide) as wall materials. Some of the methods for encapsulating are: complex coacervation, phase separation, interfacial polymerization and in situ polymerization, spray drying, spray congealing and pan coating. Market products for textiles with microcapsules include cosmetotextiles, aroma-therapy textiles, home textiles, sports wears and apparel and microcapsules can be applied to these textiles by padding, coating, spraying or immersion exhaustion techniques. In practice the aim is to produce textiles with micro-capsules which would last for as much wash and dry cycles as possible.Key words: microencapsulation, active substances, fragrances, textile ap-plications

1. IntroductionMicroencapsulation is a process of packing small droplets of liquids or solid particles into a thin fi lm which may be made with various coatings. The outer part of a microcapsule is called a shell or a wall, and the fi lling is called a core (Fig.1). The choice of the wall material depends on the core material, its release method and the use of the product [1, 2].Microcapsules are used in many dif-ferent fi elds, e.g.: pharmaceuticals, cosmetics, agrochemicals, and fl a-

vors and essences. Some types of mi-crocapsules are put in food, other in cosmetics e.g. in shower gels, and yet others are applied on fabrics. Some of the most common substances put into microcapsules in materials are skin softeners, repellents, antimicrobial agents, dyes, vitamins, hormones and other drugs, as well as fragrances [2, 3]. However, material applications include not only textiles, but also pa-per, band aids etc.Adding fragrances to textiles was in-troduced a long time ago, but fra-

grances remained present only for one or two wash cycles. Application of microcapsules with fragrances al-lowed to extend the life time of the product to even 30 wash cycles and to three to fi ve years if the product is on the shelf [4]. The majority of the work has been in microencapsulated ‘scratch and sniff’ T-shirts and in women’s hosiery. Many companies applied microcapsules with fragranc-es to sofas, curtains, cushions, sheets and some toys. In the early days the applications included drawer liners,

E. ADAMOWICZ et al.: Microencapsulation of active substances and fragrances in textile material applicationsTekstil 64 (3-4) 128-132 (2015.) 129

paper handkerchiefs, gift wrapping, stationary, greeting cards, adverti-sing brochures, books, cartons and labels [3].Marketed product for textiles with microcapsules include among others cosmetotextiles, aromatherapy tex-tiles, home textiles, sports wears and apparel [5]. In the fi rst group there are microencapsulated skin moisturiz-ers, vitamins, provitamins and antiag-ing substances. The purpose of these textiles is to contact with the skin. In other groups there are textiles with microencapsulated fragrances or, as in the case of home textiles, also de-odorizing substances [6].This article is a review of microen-capsulating active substances, used in applying on materials, especially textiles.

2. Composition of microcapsules

There are many effective methods of microencapsulation which postpone the release of fragrances, but cyclo-dextrins (CD) are the best regarding safety of the human body, because β-cyclodextrin does not cause skin irritation, skin sensibilisation or mu-tagenic effect [7]. The possibilities of application to the textile industries using cyclodextrins has become more interesting [8].Wang and Chen worked on textiles with aromatherapeutic properties. In their research, the fragrance with β-cyclodextrin inclusion compounds were fi xed onto cotton with a low-temperature binder by the conven-tional padthermofi xed method. That binder was a polymer. Scent release was measured every 5 days for a

month. Even though the scent inten-sity decreased, the release of fra-grances lasted over 30 days [7].Lee and his coworkers embedded β-cyclodextrins as acrylamidomethyl CD onto cellulose fibers using a chemical bonding instead of physical attachment. Benzoic acid with its an-timicrobial activity and vanillin as the aroma agent were encapsulated. The antibacterial activity investigated in the presence of Escherichia coli and Staphylococcus aureus was retained after 10 wash cycles. The fragrance of the encapsulated vanillin remained present during storing for 7 day at room temperature and the next 7 days at the temperature of 80 °C [9].The idea of microcapsules whose walls were made with chitosans was patented by Copete Vidal et al. Mem-branes were made with the use of salts of alginic acids. Microcapsules containing various active compo-nents were embedded onto the fi bers with a binder. It was examined that using a binder to embed microcap-sules reduces the degree of releasing active substances from the fi ber both in machine and hand washing [10].Nelson used waste yeast cells of Sac-charomyces cerevisiae in microen-capsulation in textiles. After encapsu-lating the core material, yeast cells were attached to both cotton and wool fi bers by using crosslinking agents and binders [3, 11].Hong and Park prepared me-lamine-formaldehyde as wall materials with Migrin oil as a core and applied it on cotton fabrics. Microcapsules were prepared by in situ polymerization. One of the examined parameters of capsules with fragrant oil was the size of particles which remain 10 μm even after 15 wash cycles [12].Hong and Park investigated also poly(L-lactide) microcapsules with Forest-shower fragrance. They were pre-pared by the interfacial precipita-tion method through solvent evapora-tion from (w/o)/w emulsion and em-bedded on cotton fabric. The sizes of most particles were below 5 μm and remained the same even after 15 cy-cles of washing [13].

3. Microencapsulation methods

An important part of microencapsu-lating of essential oils and fragrances is how to contain all of ingredients in the capsules [6].Some of the microencapsulation methods are: complex coacervation, phase separation, interfacial poly-merization and in situ polymeriza-tion, spray drying, spray congealing and pan coating [11, 14, 15].

3.1. Complex coacervation

Complex coacervation is a method of microencapsulation in which a core is completely surrounded by a con-tinuous coating of a wall. It allows to encapsulate up to 99 % of active sub-stances inside the wall [11, 16, 17].This method is mainly used to micro-encapsulate substances with hydro-phobic properties. Complex coacer-vation is based on the interaction between different polymers with op-posite charges. This interaction forms insoluble complexes and phase sepa-ration, and relies among other things on the charges carried by the biopoly-mers, the ratio between them, the pH of the coacervation mixture, the ionic strength, and the accessibility of the charges for the interaction. The depo-sition of such complexes around a hydrophobic core creates a barrier, which enables the encapsulation. The biopolymers which are used in the coacervation process have hydrophil-ic colloidal properties, solubility in aqueous medium, adequate charge density and linear chains [17, 18].Microcapsules produced in the coac-ervation process have excellent con-trolled release characteristics and heat resistant properties [19]. Com-paring to other microencapsulation technologies such as spray drying, coacervation is a gentle process be-cause no high heat is involved. Be-cause of that, this process may be used to encapsulate fl avor oils but also fi sh oils, nutrients, vitamins, pre-servatives, enzymes etc. [17].

Fig.1 Structure of a microcapsule


3.2. Phase separationPhase separation is a physicohemical process of making microcapsules. It allows to produce particles of 2-5000 μm size and with liquid core [15].Two polymers which are not mixing with each other are dissolved in a common solvent. These polymers form two distinct liquid phases. One phase is rich in polymer and designed to act as the capsule shell, while the other is rich in incompatible polymer. The incompatible polymer is present-ed in the system to cause the forma-tion of two phases. It is not designed to be part of the fi nal capsule shell, although a small amount may remain entrapped in the fi nal capsule as an impurity. The process is normally carried out in organic solvents and used to encapsulate solids with a fi -nite degree of water solubility [11].

3.3. Interfacial PolymerisationIn the interfacial polymerization the shell is formed from multifunctional monomers which are dissolved in the liquid core material and then dis-persed in an aqueous phase with a dispersing agent. A rapid polymeriza-tion reaction is then produced at the interface which fi nally generates the capsule shell. Although this method allows to encapsulate both the liquid and solid, the chemistry of the po-lymerization is different [11, 15, 20].This method is widespread in indus-trial use, but it cannot be used to en-capsulate sensitive actives [20].

3.4. In Situ PolymerisationSimilar to interfacial polymeriza-tion, the in situ polymerization in-volves preparing the wall of a cap-sule through polymerization of mo-nomers which are added to the encap-sulation reactor. However, reactive agents are not added to the core mate-rial [11, 15].Polymerization occurs exclusively in the continuous phase side of the in-terface formed by the dispersed core material and continuous phases. A low weight prepolymer is produced in a polymerization process and dur-

ing growing in size it deposits onto the surface of the dispersed core ma-terial being encapsulated, where po-lymerization with crosslinking con-tinues to occur, thereby generating a solid capsule shell [11, 15].

3.5. Spray dryingSpray drying is the physicomecha-nical method commonly used for mi-croencapsulation where an active material is dissolved or suspended in a melt or polymer solution and be-comes trapped in the dried particle [11, 21]. Particles produced in this process are the size 1-150 μm [21].In this process an emulsion is created from the liquid product to be treated, a carrier substance and a fi lmogen solution. This emulsion is sprayed into small droplets in hot air. In high temperature, the solvent evaporates leading to a solid matrix around the dispersed second phase. It causes the small droplets of the product to be stored in the carrier substance and embedded in the fi lmogen [22].The main parameters of the process are the core and the wall material, the temperatures of drying air of inlet and outlet, the gas fl ow rate, the distribu-tion of temperature and humidity in-side the dryer, the time of residence, and the geometry of the drying cham-ber [21].It is desired for the wall material to have good emulsifying and film-forming properties, be easy to dry with low viscosity at high solid con-centrations and chemically inert [21]. An advantage of this process is the short time of contact time in the drier, which allows to use this method to encapsulate labile materials. It is pos-sible to use nitrogen gas as the hot gas instead of air if the encapsulated sub-stances are sensitive to oxygen. How-ever, some of the low-boiling point aromatic substances can be destroyed in the spray drying process [11, 23].

3.6. Spray congealingSpray congealing consists of atomi-zation of a fl uid into an environment

maintained at a temperature below the carrier melting point. The atomi-zation leads to the formation of mol-ten droplets which then solidify upon cooling, producing the fi nal micro-particles [14].

3.7. Pan coatingPan coating is widespread in the pharmaceutical industry. With this method tablets, capsules, multipar-ticulates and drug crystals are pro-duced [11].Coating is a process in which a coat-ing solution is applied to a solid core material (e.g. tablets) in a coating pan and the tablet surfaces become cov-ered with a polymeric fi lm. Before the tablet surface dries, the applied coat-ing changes from a sticky liquid to tacky semisolid, and eventually to a nonsticky surface. The entire coating process is conducted in a series of me-chanically operated coating pans. The smaller pans are used for experimen-tal, developmental, and pilot plant operations and the larger once are used for industrial production [15].

4. Application in textiles and issues related to them

Microcapsules can be applied to tex-tiles by padding, coating, spraying, immersion or exhaustion. A binder is required for all these methods. The binder may be acrylic, polyurethane, silicone, starch, etc. Its role is to fi x the capsules onto the fabric and to hold them in place during wear and washing. Microcapsules can be ap-plied to various fi bers both natural and synthetic [3, 4].Release mechanisms of the core for cosmetic textiles are friction, pres-sure, biodegradation and for aroma-therapy and fragrance textiles these methods are friction and diffusion through polymer wall [11].PCM (phase change materials) and antimicrobial materials were pro-duced using late injection of micro-capsules into the fi ber and loading it with 5-10 % of microcapsules. This allowed to eliminate such processes

E. ADAMOWICZ et al.: Microencapsulation of active substances and fragrances in textile material applicationsTekstil 64 (3-4) 128-132 (2015.) 131

as knitting, spinning or dyeing. Using this method did not change normal properties of the fi ber (strength, soft-ness and drape) [24].The smaller the microcapsules, the greater the covering of the product and the longer the fragrance will last, as it takes longer for the capsules to be ruptured by physical pressure [3]. In practice the aim is to produce tex-tiles with microcapsules which would last for as many wash cycles as pos-sible.The Matsui Shikiso Chemi-cal Co of Kyoto has developed a way of fi xing microcapsules with aroma to a fab-ric. The fabric is fi rst treated with a nitrogenous cationic compound and the microcapsule wall is manufac-tured to adhere to this layer. The pro-duced capsules are 0.1 to 100 μm in size and are made using interfacial or in situ polymerization methods. Typ-ical encapsulated compounds include perfumes [3].Conventional fi xation during fi nish-ing the fabric is associated with high temperatures, which may destroy the fragrant. Li and coworkers prepared cotton fabric with encapsulated lem-on fragrant on it and fi xed it with an UV resin in the presence of initiator. UV resin may be cured in low tem-peratures. Scientists investigated that using that resin with an initiator al-lows the fragrant to remain on the fabric for more than 50 wash cycles compared to 25 cycles of washing for thermal curing of a fi ber [25].The market products of microencap-sulating in textiles that are the topic of this article include cosmetotex-tiles, aromatherapy textiles, home textiles, sports wears and apparel [5].In the fi rst group there are included microencapsulated skin moisturizers, vitamins, provitamins and anti-aging substances. A purpose of this textiles is to contact with skin. In other groups there are textiles with microencapsu-lated fragrances or as in the case of home textiles also deodorizing sub-stances [6].In the market there are many compa-nies which produce scented and cos-

metic textiles, both natural and syn-thetic for clothing, undergarments, furnishings, bedding, accessories, etc. Microcapsules with active ingre-dients or essential oils have polymer walls and their diameters are about 2 μm. They are put into textiles using padding, immersion, spraying or re-charging. The cores of microcapsules are released during wearing due to their rupture. Cosmetic textiles line includes aromatherapy for leg com-fort, energizing, relaxing and respira-tory treatment [26].Some companies prints cosmetics catalogues with scented paper to smell perfumes. To print a page like that it is needed to use a scented lac-quer in which there are microcap-sules with an aroma oils as cores. After rubbing the page, walls of mi-crocapsules rupture and the scent is remained [27].There are many more companies that produce fi bers with microcapsules with fragrances or cosmetics. They produce such products as scarfs with perfumes, perfumed dresses, bras and moisturizing and energizing tights and also underwear with microcap-sules with silk to reduce cellulite and smooth the skin [3, 28].As it was mentioned not only fra-grances, essential oils and cosmetic compounds may be encapsulated. Also hormones and vitamins may be a core of a microcapsule. It would be good to apply medicines on textiles and wear them when we need it and not being worried of taking pills with those medicines which may cause destroying the liver or stomach.However, there are also some prob-lems related to microencapsulation compounds.The most common issue is how to increase the durability of capsules during washing and drying. Nowa-days, according to researches, these products withstand only for about 30 wash cycles. Increasing the durability involves the proper choice of wall material and the methods of prepar-ing and applying microcapsules on materials. This areas of microencap-

sulating are constantly being devel-oped.Taking into account microencapsu-lated fragrances and essential oils there is a risk of allergies in contact them with the human skin. These substances, mainly essential oils which are natural products may con-tain some of 26 potential fragrance allergens. These substances may cause among others skin irritations, rash or swelling.

5. ConclusionMicroencapsulation of substances applied on textiles is a relatively new method with many advantages. It al-lows to create innovative products with new properties. Hoever, there are also some problems related to this method.Despite problems of allergies and du-rability of microcapsules applied on textiles it is still an innovative meth-od which may infl uence many areas of life and may cause development of the cosmetic and textile sector. It may also develop the pharmaceutical and medicine sector if textiles with mi-croencapsulated medicines will be widely accessible for users.


[1] Jyothi SriS. et al.: Microencapsu-lation: A Review. International Journal of Pharma and Bio Sci-ences 3 (2012) 1, 510-531

[2] Hammad U. et al.: Microencapsu-lation: Process, Techniques and Applications. Internatio-nal Jour-nal of Research in Pharmaceutical and Biomedical Sciences 2011, 2 (2): 474-481

[3] Nelson G.: Application of micro-encapsulation in textiles. Interna-tional Journal of Pharmaceutics (2002) 242, 55-62

[4] Ocepek B., P. Forte-Tavčer: Mi-croencapsulation in textiles. XVIth International Conference on Bioencapsulation 2008, Ire-land: 1-4

[5] Desai AA.: Medical Textiles: Healthcare And Hygiene Prod-ucts. www.fi bre2fashion.com, De-cember (2013)


[6] Bolenwar P. et al.: Fragrance fi n-ishing of textiles. www.fi bre2fash-ion.com, November (2013)

[7] Wang CX., ShL. Chen: Aroma-chology and its Application in the Textile Field, Fibres & Tetiles in Eastern Europe January (2005) 13, 6 (54): 41-44

[8] Shahba AF.: Production and Char-acterization of Novel Perfumed Curtain Fabrics. RJTA 12 (2008) 4, 31-40

[9] Lee MH. et al.: Grafting onto Cot-ton Fiber with Acrylamidomethyl-ated -Cyclodextrin and Its Appli-cation. Journal of Applied Poly-mer Science (2000) 78, 1986-1991

[10] Vidal C. et al.: Equipped fi bers and textile surface structures. Patent 0150056 A1, USA 2005

[11] Cheng SY. et al.: Development of Cosme-tic Textiles Using Micro-encapsulation Tech-nology. RJTA 12 (2008) 4, 41-51

[12] Hong K., S. Park: Melamine resin micro-capsules containing fra-grant oil: synthesis and character-ization. Mater-ials Chemistry and Physics 58 (1999) 128-131

[13] Hong K., S. Park: Preparation of poly(L-lactide) microcapsules for fragrant fi ber and their characteris-tics. Polymer 41 (2000) 4567-4572

[14] Passarini N. et al.: Solid Lipid Mi-croparticles Produced by Spray Congealing: Infl uence of the At-omizer on Micro-particle Charac-teristics and Mathematical Model-ling of the Drug Release. Journal of Pharmaceutical Sciences 99 (2010) 2, 916-931

[15] Jyothi NVN. et al.: Microencapsu-lation techniques, factors infl uenc-ing encapsulation effi ciency, Jour-nal of Microencapsulation 27 (2010) 3, 187-197

[16] Lee-Fong S., O. Chee-Sian: Effect of pH on Garlic Oil Encapsulation by Complex Coacer-vation, J Food Process Technol 4 (2013) 1, 1-5

[17] Gouin S.: Microencapsulation: in-dustrial appraisal of existing tech-nologies and trends, Trends in Food Science & Technology (2004) 15, 330-347

[18] Alvim ID., CRF. Grosso: Mic-roparticles obtained by complex coacervation: infl uence of the type of reticulation and the drying pro-cess on the release of the core ma-terial, Ciência e Tecnologia de Alimentos 30 (2010) 4, 1069-1076

[19] Xiao J.-Xia et al.: Microencapsu-lation of sweet orange oil by com-plex coacervation with soybean

protein isolate/gum Arabic, Food Chemistry 125 (2011) 1267-1272

[20] Perignon C., G. Ongmayeb: Inter-facial polymerization versus cross-linking microencapsulation, Bioencapsulation Innovations, March (2013) 8-10

[21] Oliveira WP. et al.: Food and herb-al products. In: Spray Drying Technology 1. Singapore (2010) pp. 132-133

[22] Training Papers Spray Drying. www.uechi-prd-web.unic24.net (December 2013).

[23] Li YO.: Development of microen-capsulation-based technologies for micronutrient fortifi cation in staple foods for developing coun-tries, PhD Thesis, University of Toronto, Canada, 2009

[24] Nelson G.: Microencapsulation in textile fi nishing. Rev. Prog. Color. 31 (2001) 57-64

[25] Li S. et al.: UV curing for encap-sulated aroma fi nish on cotton, Journal of The Textile Institute 96 (2005) 6, 407-411

[26] www.euracli.fr[27] www.avonpolska.pl[28] www.nordcell.pl

K. v. WERSCH: Ekonomski i ekološki aspekti obrade frotirnih tkaninaTekstil 64 (3-4) 133-135 (2015.) 133

Ekonomski i ekološki aspekti obrade frotirnih tkanina

Kurt van Wersch, dipl.ing.A. Monforts Textilmaschinen GmbH & Co.KG

Prikaz

Dobro obrađena frotirna tkanina ka-rakteristična je po ugodnom opipu, velikoj apsorptivnosti, izvrsnoj ugod-nosti na koži i lakoj njezi. Međutim, potreban je velik broj procesnih faza da bi se to postiglo.Četiri glavna procesa su: tkanje, pred-obrada, bojadisanje i završna obrada. Na tržištu postoje frotirne tkanine izrađene od obojene pređe ili konti-nuirano obojene. Visoka vrijednost zadržavanja vode i zato dobra ap-sorpcija kupelji tijekom procesa obra-de znače i visoke troškove sušenja.U ovom članku opisuje se kako bi se frotirna tkanina trebala bojadisati s ekonomskog i ekološkog stajališta.

1. Posebne karakteristike frotirne tkanine

Obrađuju se sljedeće vrste proizvoda:– frotirne tkanine za izradu ručnika

različitih veličina,– fl aneli u različitim veličinama,– tkanine za gornji dio rukavica,– ručnici za kupanje različitih veli-

čina,– kupaonske prostirke različitih ve-

ličina,– frotiri u raširenom stanju za izradu

kupaćih ogrtača,– frotiri u raširenom stanju za po-

steljinu itd.Da bi se spomenuti proizvodi obojili ton u ton, oni se kreću jedan iza dru-gog tijekom kontinuiranog procesa bojadisanja i u pojedinačnim serija-ma tijekom hladnog procesa bojadi-sanja impregnacijom kupelji s odle-žavanjem (pad-batch).Dodatno i sljedeća svojstva frotirnih taknina su različita:– Površinske mase (250 do 1500

g/m2);

– Sastavi materijala (100 % pamuk, pamuk s bordurama, 100 % bam-bus, mješavine pamuka i bam-busa);

– Bordure, u nekim slučajevima koristi se i viskoza za postizavanje efekata;

– Apsorptivnost, razlikuje se i koli-čina ostatne vlage nakon pranja.

Zato su potrebni precizno mjerenje i kontrola kako bi se postiglo npr. zah-tijevano nanošenje kupelji tijekom procesa mokro na mokro.

2. Opis “normalnog” i modifi ciranog procesa obrade

Nakon predobrade, frotirna tkanina se bojadiše i pere. Prije sušenja i ob rade primjenjuju se hidrofi lna sred stva kao i sredstva za poboljšanje opipa.To se može raditi postupcima “suho na mokro” ili “mokro na mokro”.Postupak “mokro na mokro” više štedi energiju, jer se faza sušenje može potpuno eliminirati.Postupak “mokro na mokro” ima prednost u odnosu na drugi postupak i u ovom članku.Tijekom postupka “mokro na mokro” sa dva fulara upotrebljava se stroj za cijeđenje visokog učinka u prvoj fazi (može se instalirati i na izlaznoj stra-ni sekcije za pranje).Kupelj za obradu se nanosi u sljede-ćem fularu, tj. oko 20 % kupelji se dodaje na još vlažnu tkaninu.Nakon cijeđenja ne cijedi se samo kupelj, već i kupelj pomiješana s vo-dom, koja se vraća u kadu pričem se kupelj razrjeđuje. Zato su nadziranje kupelji i podešavanje koncentracije važni za osiguranje konstantne obra-de tkanine.

Primjer 1 ilustrira postupak sa suše-njem na rasteznom sušioniku s 10 sekcija.Svrha: omekšavanje frotirne tkanineMaterijal: 100 % pamučna frotirna tkanina 450 g/m2, širine 2,10 m, brzi-ne prolaza 21 m/min, proizvodnja 4400 h/godišnje.

I. Konvencionalni postupak1. bojadisanje i pranje, ocjeđivanje

visokog učinka (efekt cijeđenja) f1 = 84 %

2. nanošenje kupelji na fularu (efekt cijeđenja): f1 = 103 %, tj. 19 % ku-pelji

3. sušenje na rasteznom sušioniku

Ġtkanine = 0,450 kg / m2 · 2,10 m · 21 m / min · 60 min / h = 1.190,7 kg tkanine / h

Ġkupelji = 1.190,7 kg robe / h · 0,19 = 226,2 kg kupelji / h

Ġomekšivača (150 g / l) = 226,2 kg kupelji / h · 0,150 l = 33,93 kg omek-šivača / h

II. Modifi cirani postupak1. bojadisanje i pranje, zatim ocjeđi-

vanje visokog učinka (efekt cijeđe-nja) f1 = 84 %

2. nanošenje kupelji u stroju Matex Eco 2 x 3 % = 90 % (tj. nanošenje kupelji 6 %)

3. sušenje na rasteznom sušioniku

Ġtkanine = 0,450 kg / m2 · 2,10 m · 23 m / min · 60 m / h = 1.304,1 kg tkanine / h

Ġkupelji = 1.304,1 kg tkanine / h · 0,06 = 78,25 kg kupelji / h

Ġomekšivača (150 g / l) = 78,25 kg kupelji / h · 0,150 l = 11,73 kg omek-šivača / h

K. v. WERSCH: Ekonomski i ekološki aspekti obrade frotirnih tkaninaTekstil 64 (3-4) 133-135 (2015.)134

Primjenom modifi ciranog postupka obrade frotirne tkanine na stroju Ma-tex Eco postižu se uštede u više seg-menata. Ušteda omekšivača može se izrazit sljedećim izračunom:Uštede/h = 33,93 kg omekšivača - 11,73 kg omekšivača = 22,20 kg omekšivačaUštede/god = 22,20 kg omekšivača/h x 4400 h = 97 680 omekšivača/godAko je cijena omekšivača 1,50 eura/kg = 146 520 eura/god + veća brzina proizvodnje.U tab.1 prikazani su usporeda rezul-tata konvencionalne i modifi cirane obrade.Modifi ciranim postupkom dobivaju se sljedeće prednosti:• isparuje se 13 % manje vode,• nije potrebno dodavati koncentrat

omekšivača jer nema razrjeđivanja kupelji,

• omekšivač se nanosi na površinu frotirne tkanine (gdje treba biti kako bi se osjetio),

• uštede proizvoda jer se primje-njuje manja količina omekšivača, ali selektivnije.

Neki proizvođači primjenjuju dodat-no modifi ciran postupak obrade, s većom brzinom proizvodnje i podje-lom tkanine u različite sušionike.Nakon nanošenja kupelji i prolaza tkanina kroz zračni prostor, tkanina se opet cijedi kako bi se uštedjela ener-gija za sušenje, tj. veliki dio kupelji za obradu se izgubi s otpadnom vodom.Tkanina se dijeli između različitih tamblera (sušionika).Primjer 2 prikazuje taj postupak:Svrha postupka je omekšavanje fro-tirne tkanine, nanošenje 2,4 % na tka-ninu, pri brzinama od 35 m/min, proizvodnja 4400 h/god.

I. konvencionalni postupak, odvija se u sljedećim fazama:1. bojadisanje i pranje, zatim cije-đenje visokog učinka (efekt cije-đenja) f1 = 84 %,

2. nanošenje kupelji za obradu: f1 = 103 %, tj. 19 % kupelji,

3. zračni prolaz s naknadnim cije-đenjem visokog učinka f1 = 81 %,

4. odlaganje i dijeljenje između tum-blera.

Ġtkanine = 0,450 kg / m2 · 2,10 m · 35 m / min · 60 min / h = 1.985 kg tkanine / h

Izračun kod nanošenja omekšivača od 4 % je sljedeći: 1985 kg/h x 0,04 = 79,40 kg/h. Budući da se tkani-na opet cijedi, 2,5 % omekšivača = 47,64 kg/h ostaje na tkanini, tj. gubi-tak omekšivača na tkanini je 1,6 % = 31,76 kg.Godišnji gubitak: 31,76 kg/h x 4400 h/god = 139 744 kg/god = 140 t/god po cijeni omekšivača od 1,50 eura/kg omekšivača = 210 000 eura/god.Ova količina omekšivača se gubi u otpadnoj vodi koja se mora obrađivati uz visoke troškove.

II. modifi cirani postupakModifi cirani postupak (bez drugog cijeđenja), cilj 2,4 % omekšivača na tkanini provodi se u sljedećim fazama:1. bojadisanje i pranje, zatim cije-đenje visokog učinka 84 %

2. nanošenje kupelji za obradu na stroju Matex Eco

2 x 3 % kupelji = nanošenje 6 % kupelji = 119 l kupelji sa 400 g/l = 47,6 kg omekšivača.

Budući da je potrebno 2,4 % omek-šivača na tkanini, to znači da se u usporedbi s postupkom I mora osušiti 9 % više vode (3 % boljim cijeđenjem i 6 % nanosa kupelji). Ovih 9 % više vode znači više troškove sušenja od oko 44 000 eura/god.Upotrebom ovog postupka mogu se postići uštede:210 000 eura uštede na omekšivaču koje se umanjuju za 44 000 eura do-datnih troškova za sušenje, ukupno to iznosu 166 000 eura uštede.Uštede obrada frotirne tkanine sa svrhom omekšavanja, odnosno uspo-redba postupaka obrade na fularu “mokro na mokro” i obrade u stroju

Sl.1 Matex Eco aplikator - mokro na mokro

Tab.1 Sažeti prikaz rezultata - usporedba nanošenja na fularu s nanošenjem u Matex Eco aplikatoru po stavkama

Stavke Fular Matex Eco 1 Cijeđenje visokog učinka RM (%) 84 842 Nanošenje kupelji (%) 19 (2x3) 63 Ukupan sadržaj vlage (%) 103 90

Potrošnja omekšivača (kg/h) 33,93 11,73Uštede omekšivača (kg/h) - 22,0Uštede omekšivača (kg/god) - 97 680Uštede omekšivača (eura/god) - 146 520Brzina proizvodnje (m/min) 21 23

K. v. WERSCH: Ekonomski i ekološki aspekti obrade frotirnih tkaninaTekstil 64 (3-4) 133-135 (2015.) 135

Sa sadržajem vlage od 90 % tkanina odlazi u sušionik. Dva valjka za nanošenje stroja Matex Eco mogu se podešavati u odnosu prema brzini tkanine i mogu se prilagoditi bilo kojoj brzini proizvodnje i površinskoj masi frotirne tkanine. Na sl.2 pri-kazano je originalno postrojenje.

4. Prednosti stroja Matex EcoGlavna svrha stroja je postići uštedu energije. Daljnja svrha je sniziti troš-kove proizvoda, i sve to s jednostav-nim radom postrojenja.Tijekom procesa “mokro na mokro” u fularu, kupelj koja se nanosi kon-stantno se razrjeđuje, jer se voda cije-di iz tkanine zajedno s odstranjenim sredstvom.Zato je potreban konstantan nadzor kupelji te je ispravljanje koncentra-cije kupelji bitno.Kod upotrebe stroja Matex Eco mokra tkanina dolazi u kontakt samo s valjcima za nanošenjetako da nema razrjeđivanja kupelji, tj. postiže se jednolična obrada uz mali utrošak sredstva od početka do kraja proizvodne serije.Matex Eco može se koristiti za:• nanošenje 1 kupelji na jednu stra-

nu ili• nanošenje 1 kupelji na obje strane

ili• nanošenje 2 kupelji na obje strane

istovremeno ili• nanošenje 2 kupelji na jednu stra-

nu istovremeno.Može se primjenjivati za procese: nanošenje “suho na mokro” i “mokro na mokro”.

5. ZaključakSa stajališta ekonomičnosti i ekolo-gije, Matex Eco aplikator je idealan stroj za nanošenje vodenih kupelji.Nanošenje manjih količina vlage omogućuje da se snize troškovi su-šenja. Tijekom procesa “mokro na mokro” mogu se eliminirati komplet-ne faze sušenje, nadziranje koncen-tracije kupelji nije više potrebno i mogu se smanjiti troškovi proizvoda.Obrada npr. frotirne tkanina strojem Matex Eco aplikator omogućuje us-klađivanje između ekonomije i eko-logije. (Preveo: M. Horvatić)

Sl.2 Postrojenje za obradu frotir tkanine

Tab. 2 Usporedba troškova po stavkama za obradu frotirne tkanine od 100 % pamu-ka, 450 g/m2, širine 2,10 m, uz brzine proizvodnja 35 m/min, 4400 h/god = 1985 kg tkanine/god

Stavke Fular Matex Eco 1 Bojadisanje i pranje + +2 Cijeđenje visokog učinka 1 RM (%) 84 843 Nanošenje kupelji (%)

4% omekšivača u fularu (19%)2,4% omekšivača u stroju Matex Eco (2x3%)

103 90

4 Zračni prolaz + +5 Cijeđenje visokog učinka 2 RM (%)

Gubitak omekšivača (%)811,6

--

6 Sušenje u tambleru + +Sažetak

Potrošnja omekšivača (kg/h) 79,4 47,64Gubitak omekšivača (kg/h) 31,76 -Gubitak omekšivača (t/god) oko 140 -Gubitak omekšivača (eura/god) oko 210 000 +210 000Dodatni troškovi sušenja (eura/god) - -44 000Uštede (eura/god) - +166 000

MatexEco, po stavkama prikazane su u tab.2.Modifi ciranim postupkom u stroju Matex Eco postiže se:• ušteda omekšivača,• ne dolazi do razrjeđivanja kupelji,• nema potrebe za nanošenjem kon-

centrata kupelji,• otpadna voda ne sadržava omek-

šivače.

3. Opis stroja za nanošenje kupelji MatexEco aplikator

Na sl.1 prikazano je načelo impreg-nacije frotirne tkanine s minimalnim nanosom na mokru tkaninu.

Tkanina dolazi iz uređaja za cijeđenje visokog učinka koji je instaliran iza stroja za pranje.Sadržaj vlage u tkanini se izračuna-va prema površinskoj masi pomoću prvog mikrovalnog mjernog uređaja (Pleva 1), npr. 84 % vlage u tkanini.Funkcija drugog mjernog uređaja (Pleva 2) je mjerenje nanošenja vlage od 3 % i zatim kontrola valjka za na-nošenje 1.Sa sadržajem vlage od npr. 87 % tka-nina dolazi s drugom stranom tkanine koja je okrenuta prema valjku za nanošenje 2 gdje se nanosi daljnjih 3 % kupelji na tkaninu; mjerna glava (Pleva 3) osigurava točno mjerenje i kontrolu.

U Tehničkom muzeju Zagreb povodom Međunarodnog dana boja održani izložba i skup s temom Boja u okruženjuTekstil 64 (3-4) 136-140 (2015.)136

U Tehničkom muzeju Zagreb povodom Međunarodnog dana boja održani izložba i skup s temom Boja u okruženju

Prikaz

Hrvatska udruga za boje (HUBO) u suorganizaciji s Tekstilno-teh no-loškim fakultetom i Grafi čkim fakul-tetom Sveučilišta u Zagrebu, 21. ožujka 2015. održala je znan stveno--stručni skup Boja u okru ženju povo-dom Međunarodnog dana boja, pod pokroviteljstvom Akademije teh-ničkih znanosti, Hr vatskog inže-njerskog saveza tekstilaca, Hrvatske udruge bivših studenata i prijatelja Tekstilno-tehnološkog fakulteta.Predsjednica Hrvatske udruge za boje prof. emerita A.M. Grancarić otvo-rila je skup pozdravivši prisutne, sl.1. Predstavila je program predavanja i sadržaj izložbe istaknuvši važnost boja u svim aspektima života, a po-sebno boja u okruženju.Pozdravne riječi uputili su i ravna-teljica Tehničkog muzeja M. Franu-lić, predsjednik Akademije tehničkih znanosti V. Andročec, dekan Gra-fi čkog fakulteta Sveučilišta u Zagre-bu, K. Pap i dekanica Tekstilno-teh-

nološkog fakulteta Sveučilišta u Za-grebu S. Bischof.Program znanstveno-stručnog skupa Boja u okruženju odvijao se u kino dvorani Tehničkog muzeja Zagreb, u kojem je iznijeto 11 predavanja.Prvo predavanje: Konstantnost boje, kromatička adaptacija i metameri-ja, održao je B. Sluban (Univerza v Mariboru, Maribor, Slovenija).Predstavljen je pojam konstantnosti boje, opće tendencije vidnog sustava da boju promatranog predmeta održi konstantnom, odnosno da se ne mijenja unatoč promjeni intenziteta i spektralnog sustava svjetlosti. Reali-zacija ove tendencije su podsvjesni mehanizmi adaptacije promjenama intenziteta i spektralnog sustava svjetlosti. Objašnjen je problem odre-đivanja pripadajuće boje pomoću kromatične adaptacijske promjene (chromatic adaptation transform - CAT) i načelo numeričkog ocjenji-vanja konstantnosti boje s indeksom nekonstantnosti boje.Nakon toga izložen je pojam meta-merije dvaju predmeta, odnosno njihovih refl eksijskih krivulja kod dva izvora svjetlosti. Navedene su i ilustrirane različite vrste metamerije, te su iznijete prednosti i nedostaci koje metamerija donosi. Također su predstavljena načela nu meričkog oc-jenjivanja metamerije i proširenje aplikacije indeksa metamerije na pri-mjeru paramernog para refl eksijskih krivulja.

Predavanje pod nazivom Boje i kra-jobraz, autorica P. Pereković i B. Aničić (Sveučilište u Zagrebu, Agro-nomski fakultet, Studij krajobrazna arhitektura) izložila je P. Pereković, uz prezentaciju fotografi ja koje su oduševile ljepotom boja prirode i kra-jobraza.Mnogo je čimbenika koji utječu na doživljavanje krajobraza koji nas okružuje a jedan od njih zasigurno je i boja. Uz ostale elemente krajobraza, boja ima značajan utjecaj na per-cepciju, privlačenje pažnje i dojam krajobraza u kojima se ljudi kreću i u kojima borave. U prirodnim krajo-brazima boja je uvjetovana uglavnom prirodnim procesima, dok u antropo-genim krajobrazima, kao što su primjerice urbani krajobrazi, boja je uglavnom produkt osmišljenog ili pak spontanog djelovanja čovjeka. Stoga, u parkovima, na dječjim igra-lištima, trgovima i sličnim prostori-ma, kombiniranje boje prezentira i principe oblikovanja koji dobivaju svoju fi zičku ekspresiju kroz nagla-šavanje, harmoničnost, dinamiku, kompleksnost, kontrast i neke dru-ge principe oblikovanja krajobraza. Osim toga, boja je u krajobrazu, za razliku od možda nekih drugih grana dizajna i umjetnosti, temporalni od-nosno privremeni čimbenik koji se može dramatično mijenjati kroz ve-getacijski ciklus, godišnja doba ili neke druge uvjete. Također, često je u krajobrazima zelena boja primarna ili osnovna boja koju druge boje tek

Sl.1 Predsjednik Akademije tehničkih znanosti V. Andročec i predsjednica HUBO prof. emerita A.M. Grancarić na otvorenju skupa

U Tehničkom muzeju Zagreb povodom Međunarodnog dana boja održani izložba i skup s temom Boja u okruženjuTekstil 64 (3-4) 136-140 (2015.) 137

upotpunjuju ili dograđuju, iz čega proizlaze i specifi čnosti manipula-cije bojom pojedinih tipova krajobra-za. Boja značajno utječe i na per-cepciju krajobraza te može djelovati na to da privlači pažnju i doprinosi ugođaju i ambijentalnosti, no jednako tako, zbog svoje uočljivosti može po-stati vizualni problem kada se koristi pogrešno. Ovoje izlaganje obuhvatilo neke osnove postavke o povezanosti boja i krajobraza, načine na koji se krajobraz percipira ovisno o boji i neke osnovne principe korištenja boje kod oblikovanja krajobraza.Nakon predavanja o bojama prirode i krajobraza održano je predavanje pod nazivom: Boje na pročeljima javnih zgrada, koje je izložila A. Debenjak (Arhitekturni biro DEBENJAK d.o.o., Maribor, Slovenija).Javne zgrade u prošlosti su uvijek bile smještene na važnijim urbanim lokacijama i arhitektonski obojene i obrađene tako da su odmah bile uočljive. I moderna arhitektura ima pročelja u boji i određenom materi-jalu da privlači pažnju. Suvremeni poslovni objekti su najčešće obloženi staklom, čelikom i kamenom, koji predstavlja snagu i bogatstvo. Trgo-vački centri prepuni su boja i op-remljeni mnogim reklamama koje privlače poglede, ali pružaju i infor-macije o ponudi.Prikazane su fotografi je zgrada sred-njovjekovnih gradskih jezgri, gdje su na fasadama cehovskih majstora pri-kazane slike koje su prikazivale nji-hove aktivnosti. Izrađivane su razli-čitim fasadnim tehnikama: freskama, mozaicima, grafitnom tehnikom i tehnikom sgraffi to (ogrebena više-slojna žbuka). Boja se često nado-punjavala reljefi ma i skulpturama. Vanjski izgled zgrada, slika i boje na fasadi često su upotpunjavane izgle-dom unutrašnjosti, u interijeru glav-nih prostorija i otvorenog dvorišta, najčešće skulpturama, ukrasnim cvi-jećem i drvećem različitih boja.Fasadna tehnika sgraffi to je ogrebana višeslojna i višebojna žbuka, poznata je bila i u Starom Egiptu, Perziji te u Staroj Grčkoj i Rimu, najviše se raz-

vila tijekom renesanse, a kasnije opet u umjetničkom stilu secesije. Poznati slovenski arhitekt Jože Plečnik načinio je fasadu i interijer s ukra-snim detaljima u tehnici sgraffi to na kompleksu Križanke, koje su nekad bile crkva i samostan, a danas se ko-riste za kulturna događanja.Freske su slikane na mokroj žbuki, razvile su se najviše u srednjem vijeku u sakralnim objektima. Fre-skama biblijskih tema su često osli-kavane fasade i unutrašnjost crkvi i samostana. Najpoznatija freska nala-zi se u Sikstinski kapeli u Vatikanu, koju je oslikao Michelangelo Buo-narroti.Predsjednik Slovenskog udruge za boje V. Pogačar (Univerza v Maribo-ru, Maribor, Slovenija), izložio je predavanje pod nazivom: Fotografi ja i boje - fotografi ja kao vizualna me-morija trećeg oka i boje kao koža našeg vidljivog svijeta.Ideja fotoaparata temelji se na drevnoj Cameri Obscuri, poznatoj još davno prije Krista. Geneza ideje za objektivnu optičku percepciju tako-đer ima svoje početke još prije dva tisućljeća, a prva oruđa u pravom smislu pojavljuju se tek za vrijeme renesanse. Kad je žudnja za pogle-dom iz perspektive bila zrela u smislu nastanka različitih sprava i oruđa za crtanje u perspektivi, moglo bi se reći, da je ta ideja zapravo virtualni prototip želje za mehaničkim foto-aparatom.Oko tri stoljeća kasnije, kad se je zai-sta pojavio pravi fotoaparat, a time i fotografi ja, nova tehnologija je poče-la polako utjecati i na suštinu i meto-dologiju klasičnih umjetnosti. Kako je fatalan bio taj utjecaj, pogotovo na razvoj likovne umjetnosti, tek je ka-snije bilo vidljivo. Umjetnički fokus se okreće od objektivne vanjštine prema subjektivnom pogledu u unu-trašnjost, gdje fotografi ja nije mogla doprijeti.Ali općenito gledajući, fotografi ja je nedvojbeno zauzela mjesto »ekster-nog organa« za pohranjivanje vizual-ne materije, znači postala je dio nezamjenjivog vizualnog pamćenja.

Podjednako značajno mjesto je zau-zela fotografi ja kasnije i u razvoju suvremenih znanstvenih disciplina, koje su se bavile raznovrsnim pitanji-ma boja. Posebnu važnost ima u objektivnoj ponovljivosti, kako slike tako i boja. Boje zapravo predstavljaju sve što vidimo! Percipiraju se sub-jektivno, na senzualan način kao emocije. One su dakle, nalik na kožu našeg vizualnog svijeta.Kod vizualnog izražavanja, bojama se mogu izraziti sve ideje, misli i emocije.U tom kontekstu boja razmotrena je logika dnevnih ciklusa i godišnjih doba, koje predstavljaju dio čovje-kovog svakidašnjeg životnog isku-stva. Zbog toga se ona može shvatiti i može biti onaj objektiv kroz koji se može vidjeti logična povezanost pri-rodnih ciklusa s bojama. Na taj način se može načiniti prvi korak u smjeru gramatičke artikulacije jezika boja, a i dobrobit u smislu vizualne morfo-logije.Ž. Knezić, izložio je predavanje pod nazivom: Tradicijski svileni vez na lanenim tkaninama Hrvatske Posa-vine, koje je načinio u koautorstvu s Ž. Penavom i M. I. Glogar (Sveu-čiliš te u Zagrebu, Tekstilno-tehno-loški fakultet).Istraživanje tekstilne tradicijske os-tavštine iznimno je kompleksno s obzirom na specifi čnost i raznolikost etničke baštine svakog i najmanjeg dijela Hrvatske. Hrvatsku etničku baštinu s aspekta tekstila i odjeće općenito, karakterizira iznimna raz-nolikost oblika, materijala i tehnika, te se analizom narodnog rukotvorstva (ručno tkanje, vezenje i ostalo, te izrada odjevnih predmeta od ručno izrađenog tekstila) formira izuzetna baza podataka koje je nemoguće u potpunosti sažeto, numerički prika-zati. U ovom izlaganju prikazan je dio istraživanja provedenog na jed-nom segmentu Hrvatske Posavine, na desnoj obali Save nizvodno od Siska, Sunjskom kraju, poznatom po neka-dašnjem uzgoju dudova svilca i pre-radi kvalitetnog lana svilenca. U vrijeme Marije Terezije, u spomenu-


tom području, određena količina svi-le koja se zadržavala u vlasništvu domicilnog stanovništva, prerađivala se u domaćinstvima te ručno prela u pređe visoke fi noće. Dobivenim pre-đama tkani su i vezeni iznimno pre-cizni, unikatni motivi. Da bi se obja-snio razlog postojanja ženskih i muških odjevnih predmeta, (osim pokrivala za glavu), koji su tkani si-rovom lanenom pređom i ukrašeni isključivo bijelom svilom i (ili) ru-pičastim motivima ostvarenim zah-tjevnom tehnikom ručnog tkanja – na vutljak, posegnulo se u narodnu pre-daju. No, unatoč življenju jednog od autora s tom čarolijom svile i lana pedesetak godina, otkrilo se samo puno, puno ljubavi koja izvire iz sva-ke utkane i provučene niti i bogat-stva boja iz rađenih predmeta.Predavanje Boje skrivene u okruže-nu, načinili su V. Žiljak i I. Žiljak Sta nimirović (Sveučilište u Zagre-bu, Grafi čki fakultet), a izložila ga je I. Žiljak Stanimirović.Boje u okruženju promatrane su infracrvenom kamerom, odnosno ZRGB kamerom, kod koje je spektar proširen od vidljivog dijela (valnih duljina od 400 do 700 nm) do bliskog infracrvenog dijela spektra s nagla-skom na vrijednost Z (1000 nm). Po-stupkom iteracije izrađuju se bojila blizanci: vidljivo V bojilo i infracrve-no Z bojilo, za određeno okruženje, određena boja i tehnika ispisa. Ovi-sno o planiranom okruženju proširuje se upravljanje bojama (color manage-ment). Provodi se kontrola vidljivog i infracrveng spektra boja i stvaraju blizanci bojila. Mjeri se podudarnost boja na određenim materijalima oti-

snutim blizancima bojila, izrađuju spektrogrami i provjerava postignuta kvaliteta. Na temelju postignutih bli-zanaca za V i Z okruženje dizajniraju se maskirne uniforme prilagođene tim područjima ali i sa skrivenom po-rukom. Za svaki proizvod projektira se skrivena grafi ka vidljiva u infra-crvenom području koja je ugrađena u potrebnu opremu i maskirnu odoru. Provodi se individualizacija i dizaj-niraju se skrivene informacije koje nisu vidljive golim okom a koje se detektiraju ZRGB kamerom.Uz zanimljivo predavanje, prikazani su neki od proizvoda s bojama skri-venima u okruženju, odnosno skrive-nim porukama nevidljivim golom oku a vidljivim pod ZRGB kame-rom.N. Cilinger (Sveučilište u Zagrebu, Arhitektonski fakultet) izložila je predavanje pod nazivom: Muzej os-jeta.Muzej osjeta je projekt vezan za tunel Grič. Tunel Grič izgrađen je 1943. godine ispod Gornjeg grada kao sklonište za vrijeme II svj. rata. Du-gačak je 350 m, površine 2240 m2 i spaja Mesničku i Radićevu ulicu te ima četiri okomita kraka koji izlaze na ilička dvorišta. Prostor je u ratnim vremenima Domovinskog rata ko-rišten kao sklonište i tu mu namjenu projekt Muzeja OSjeta uz nadu da neće biti potrebna, stavlja u drugi plan i daje novu viziju: spoj suvreme-ne arhitekture, kulture i edukacije.Prijedlog je diskretnom i suptilnom intervencijom osposobiti Tunel Grič kao poveznicu dvaju dijelova grada. Podno Vranicanijeve poljane planira se izgraditi multimedijsku dvoranu, inkorporirati liftove te tako horizon-talno i vertikalno povezati Gornji i Donji grad. Prostore tame i nega-tivnih emocija pretvoriti u prostore svjetla, pozitivno metafi zički i tak-tilno.Spriječiti daljnu devastaciju zapuš-tenih vrtova podno obronaka Griča, revitalizirati dvije centralne gradske insule te unutar strogog centra Grada ostvariti jedinstvenu i atraktivanu turističku atrakciju u zoni koja osim

urbano-historijske, ima i izuzetnu ambijentalnu vrijednost.Način konstrukcije i promišljanje ovog prostora ostvaruje zahtjeve ci-viliziranog i humanog življenja, pri-spodobljen je svim osobama.MOS je „virtualni muzej pet osjeta i četiri elementa“ unutar kojeg bi se digitalnim medijima, projekcijama, mirisima, zvukovnim, taktilnim i svjetlosnim senzacijama transponi-rali u jedan drugi svijet u kojem se postaje sućutnima i istima. Muzej u kojem su fundus sami ljudi.Osim funkcionalnog spajanja dvaju dijelova grada, simbolički spaja pro-šlost i sadašnjost. Prolazi se kroz arheologiju, otvara se svjetlu i ko-načno odabire budućnost.MOS je znak jačanja identiteta osob-nosti Grada, znak stvaranja brenda Grada Zagreba s duhovnošću u potra-zi za unutarnjim mirom.Zamišljen je za sve uzraste, za zdrave i one zanemarene, ljude s posebnim potrebama, građane Zagreba i posje-tioce Grada. Ostvaruje kulturni turi-zam i „Bilbao efekt“, te je upravo načinom prezentacije, interaktivno kroz digitalne medije, namijenjen svima i omogućuje ono što je cilj sva-ke uljudbene demokracije: „eduka-cija i umjetnička edukacija kroz cije-li život“.M.I. Glogar iznijela je predavanje pod nazivom: Značenje boje u os-novnoškolskom radnom okruženju, načinjeno u koautorstvu s V. Haj-san-Dolinar (OŠ “Žakanje”) i Đ. Parac-Osterman (Sveučilište u Za-grebu, Tekstilno-tehnološki fakultet).Utjecaj prostornog okruženja na čovjekovo ponašanje defi niran je pa-rametrima prisutnim u okruženju i njihovom interakcijom. Stoga je važ-no odrediti specifi čnost interakcije tekstila i boje prisutnih u prostoru te njihov zajednički utjecaj na proma-trača. Svrha istraživanja doživljaja boja je odrediti odnos između boja i osoba, no prilikom mnogih istra-živanja dogodile su se određene kon-tradiktornosti, a razlog je činjenica da je ljudske emocije vrlo teško znan-stveno mjeriti i vrednovati. Vezano s

Sl.2 Tkanina lana sa svilom Sunjskog kraja

U Tehničkom muzeju Zagreb povodom Međunarodnog dana boja održani izložba i skup s temom Boja u okruženjuTekstil 64 (3-4) 136-140 (2015.) 139

dječjim emocijama koje su poveza-ne s bojama, C. J. Boyatzis i R. Verg-hese 1994., dokazuju da su svijetle boje (žuta, plava) povezane s pozi-tivnim emocijama (sretan, jak), a tamne (crna, siva) s negativnim emo-cijama (tuga, ljutnja). U studiji odno-sa boja – emocija 1996., M. Hemphill potvrđuje da čisti tonovi boje daju uglavnom pozitivne, dok tamni tono-vi izazivaju negativne emocionalne asocijacije. Cilj provedenog istra-živanja, čiji je manji dio prikazan ovim izlaganjem, bio je utvrditi utje-caj međudjelovanja spektralnih ka-raktersitika boja odjeće i boja pro-stornog okruženja na ispitanu grupu promatrača (djeca osnovnoškolskog uzrasta). U tu svrhu, između ostalog, provedena je analiza međuodnosa re-misijskih spektara i pojedinog para-metra boje (L,H,C), te se tražio odgo-vor na pitanje može li se intervenci-jom određenog tona boje u prostor-nom okruženju utjecati na postizanje učinkovite i poticajne radne atmo-sfere.M. Matas (Sveučilište u Zagrebu, Grafi čki fakultet) iznijela je preda-vanje: Bojila blizanci infrared karto-grafi je.Infrared kartografi ja defi nira zaštitni tisak državnih dokumenata s važnim kartografskim informacijama poput visine terena i dubine mora. Tisak sa novo određenim sigurnosnim bojili-ma blizancima kartografskih bojila omogućava dokazivanje originalnosti te podiže razinu zaštite dokumenta i intelektualnog vlasništva na novu ra-zinu. Korištenjem bojila s dualnim infrared i vizualnim svojstvima uve-dena je mogućnost provjere origina-losti dokumenata. Nova metoda osi-gurava zaštitu karata i planova ključnih u civilnim i vojnim primje-nama. Metoda je uvedena kroz op-sežan i dugotrajan ciklus izrade karte. Infrared tehnologijom razvijen je novi sustav sigurnosnih bojila koji stvara jedinstvenu metodu zaštitnog kartografskog tiska.Predavanje naslova: Termokromne tiskarske boje u grafi čkoj industriji, izložila je M. Jakovljević (Sveuči-lište u Zagrebu, Grafi čki fakultet).

Termokromne tiskarske boje, odno-sno bojila svrstavaju se u skupinu kromogenih bojila koja mijenjaju svoje obojenje pod utjecajem vanj-skih podražaja. Kod primjerice fo-tokromnih bojila vanjski podražaj je svjetlo, kod biokromnih biokemijska reakcija, a kod termokromnih pro-mjena obojenja uzrokovana je utjeca-jem temperature. Promjena obojenja može biti reverzibilna ili ireverzi-bilna. Leuko termokromna bojila mijenjaju svoje obojenje iz jedne boje u drugu ili iz obojenog stanja u transparentno, dok termokromne boje na bazi tekućih kristala promjenom temperature mijenjaju obojenje kroz čitav spektar boja, što se naziva i igrom boja.Ako su aplicirane na ambalažu, ove boje mogu dati dodatne informacije o proizvodu pa se takvi sustavi nazi-vaju pametnom ambalažom. Termo-kromne bojila na bazi tekućih krista-la primjenjuju se uglavnom kod raz-ličitih vrsta temperaturnih indikatora, poput indikatora temperature prosto-rije ili razine sadržaja u spremnicima, u medicini kao metoda neinvazivne dijagnostike i kod temperaturnih in-dikatora s posebnom namjenom (pri-mjerice indikatori koji upućuju na temperaturu idealnu za konzumaciju proizvoda), za detekciju radijacije te u raznim marketinškim i reklamnim tiskovinama. Budući da termokromni tisak ne može biti reproducirani fo-tokopiranjem, moguća je primjena u sigurnosnom tisku i zaštiti robnih marki.Đ. Parac-Osterman (Sveučilište u Zagrebu, Tekstilno-tehnološki fakul-tet) i K. Kuljiš izradili su predavanje naziva: Harmonijski odnosi boje pri-rode u oslikanom tekstilu. Ovo po-sljednje predavanje na skupu održala je Đ. Parac-Osterman.Priroda je postavila boje u savršene harmonijske odnose, a sposobnost prijenosa tog sklada u umjetnički izričaj, zahtijeva ne samo urođeni smisao za estetiku boja već i temelji-to razumijevanje prirode boje i zako-nitosti harmonijskih odnosa među bojama. Upravo kombinacijom povr-šinske mekoće svile i akvarel tehnike

nanosa bojila, koja omogućuje do-nekle slobodan tok razlijevanja i miješanja bojila, postižu se meki prijelazi tonaliteta, karakteristični za prirodu. Prirodne nijanse lišća, koje se mijenjaju ovisno o godišnjim do-bima te čarolije cvjetova u skladnom odnosu tonova boja, utječu na ras-položenje promatrača. Tako i me-đunarodni festival „Dana boja“, na prvi dan proljeća, nosi poruku o boja-ma kao izvoru ljepote i užitka. U vre-menu velikih tržišnih utakmica, uvo-đenje novih proizvoda mora zado-voljiti uvjet snažnog doprinosa že-ljama potrošača, jake atraktivnosti, konkurentnosti, vrhunskog dizajna, te pažljivog izbora detalja koji savr-šeno dopunjuju prirodni ambijent. Na današnjem, ekstremno kompetitiv-nom tržištu, upravo posebnost i uni-katnost postaju kvalitete od iznimne važnosti. Već dugi niz godina projekt poznat javnosti pod nazivom „Kru-nea“, temelji se na odjevnim pred-metima izrađenim od rukom oslikane svile, vune, pamuka i lana. Karak-teristični detalji prirode, cvijeće, liš-će, i sl. slijede prirodni sklad tonali-teta i prirodne harmonijske odnose, čime se pozitivno utječe na vizualnu percepciju, a što se kao alat koristi u neformalnoj komunikaciji u svrhu dugoročne memorije, često i s od-ređenom porukom. U suradnji s Tekstilno-tehnološkim fakultetom i pripremom bojila dobrih postojano-sti, oslikani tekstil karakterizira ne samo kvaliteta već i harmonija tono-va boja koju spretna ruka unikatno izrađuje.Izložba pod nazivom Boja u znano-sti, struci, umjetnosti i dizajnu održa-

Sl.3 Izložba forografi ja; Ples boja, M. Strugar Kurečić


na je u izložbenoj dvorani Tehničkog muzeja Zagreb. Sadržaj je bio razno-vrstan i izuzetno zanimljiv za sve posjetitelje.Prikazane su dvije izložbe fotografi ja. Jedna Nikole Piasevolija: Cvjetni kolorit Botaničkog vrta Prirodnoslov-no-matematičkog fakulteta Sveu či-lišta u Zagrebu.U mnogim fotografskim zapažanjima Botaničkog vrta, kamerom Nikole Piasevolija, ima emocionalne njež-nosti, ljubavne sjete, bajkovitosti, čežnje za čistoćom stvorenoga Bož-jom i ljudskom rukom, rapsodijske glazbe i pulsa. U ovom prelijepom vrtu fotograf otkriva mikro u makro sićušno uvećano do indiskretnog po-kazivanja sveukupne zadivljujuće lje-pote, arhitekture i najmanjeg cvijeta, tonskih prijelaza metafi zičkog ruha koje u tkanju odlazi u nepoznate nam dubine stvarana svijeta.Druga izložba fotografi ja Maje Str-gar Kurečić: Ples boja.Ove fotografi je nastale su kroz igru i eksperimentiranje sa vodom, soli, le-dom i tekućim bojilom. Snimljene su specijalnim makro objektivom, koji je „uronio“ u motiv izdvajajući skri-vene detalje i strukture.Vilko Žiljak, Ivana Žiljak Stani-mirović, Klaudio Pap, Jana Žiljak VujićIzložili su: Uniforme u infracrvenom okruženju.Irena Topić izložila je slike naziva: Mirna sam I - Kolorit duše, Mirna sam II - Akromatsko stanje uma i Zvjezdani trenutci.Tiskarske boje s posebnim efektima izložila je i prezentirala je Maja Jakovljević, korisnici Centra OZA-

NA Zagreb uz mentoricu Miru Kli-ček izložili su svoje radove pod nazi-vom: Cvjetna rapsodija.Obojeni dječji svijet igre i učenja, izložila je i prezentirala IDA DIDAC-TA, d.o.o. i Martinia Ira Glogar.Izložbu pod nazivom: Čarolija svile i lana sunjskog kraja, uredili su Ana i Željko Knezići Martinia Ira Glogar. Prikazali su lje-potu lanenih odjevnih i dekorativnih predmeta izrađenih rukom i uljepšani svilom. Ručno tkani i vezeni stolnja-ci, ručnici i dijelovi nošnje zrače i duhovnom ljepotom osobe koja je dio sebe ostavila u svakom izrađenom predmetu.Tekstil oslikan bojama prirode, izlo-žila je Krunoslava Kuljiš.U izložbi se radilo uglavnom o ko-lekciji odjevnih predmeta izrađenih od rukom oslikane svile i pamuka, i predstavljanju odjevnog stila, „Kru-nea“.Kolorit radova korisnika Centra Or-lovac, prikazali su korisnici Orlovca, sjedište Centra za rehabilitaciju Za-greb, uz mentore Viktoriju Kostelac i Branku Stančić.Studenti Sveučilišta u Zagrebu Tek-stilno-tehnološkog fakulteta: Domi-nik Brandibur, Petra Crnogorac, He-lena Drkelić, Ana Halambek, Ana Huzak, Lucija Katić, Mirna Kos, Martina Križanić, Maja Miklaužić, Ivona Šoštarec, Marina Šoštarec, Iva-na Udiljak, izložili su radove na temu: Afrika, istraživanja reciklaža, uz mentorstvo Koraljke Kovač Du-gandžić.Učenici OŠ F.K. Frankopan uz men-toricu Vesnu Pokas priredili su iz-ložbu pod nazivom: Prostorno djelo-vanje boja.

Sl.5 Dječji kutakSl.4 Izložak svilenog veza na lanenoj tkanini

Tvrtka Ivančica d.d. iz Ivanca iz-ložila je kolorit kolekcije obuće Frod-do – proljeće/ljeto 2015. A tvrtka Vivian d.o.o. iz Rešetara kolorit koža Viviani d.o.o.Dodatno uz izložbu su se odvijali multimedijski prikazi i interaktivne radionice.Multimedijaki prikaz: FOTO ESEJI STUDENATA GRAFIČKOG FA-KULTETAuz mentoricu Maju Strgar Kurečić, načinili su studenti Grafi čkog fakul-teta Iva Štukar - Her name is Vanja, Zlatko Kelemenić - Worlds Apart, Monika Jendriš - Missing White; Ste-la Kovačić - Red/Blue; Sonja Batušić – MadHatter; Nina Sepčić – Indians, Tomislav Slovenec – Street.Prikazana su tri fotoeseja na temu Sli-kanja svjetlom koje su napravile stu-dentice diplomskog studija Grafi č-kog fakulteta Sveučilišta u Zagrebu: Edita Keškić, Kristina Vadas i Matea Hari. Studentice su u sklopu izbornog kolegija Primjena digitalne fotogra-fi je u reprodukcijskim medijima sni-mile fotografi je tehnikom Slikanja svjetlom, koristeći razne izvore svjet-la, od baterijskih lampi do zapaljene čelične vune. Fotografi je su spojene određenim slijedom i uz odgovarajuću muzičku podlogu u video format.Osim fotoeseja, prikazane su i foto-grafi je na istu temu. Fotografi je su izlažile studentice Edita Keškić, Kri-stina Vadas i Petra Turčić.Interaktivne radionice bile su podi-jeljene u dvije skupine: Tradicijske tekstilne tehnologije u suvremenom okruženju, voditelja Željka Knezića i Rotirajući znak Međunarodnog dana boja – oslikavanje tekstila, voditeljice Martinie Ire Glogar.Pod sekcijom MALI NOVINARI učenici su predstavili DUGINE BOJE NOVINARA OŠ “TITUŠ BREZOVAČKI”, uz mentorstvo Bi-serke Goleš Glasnović.Dječji kutak: Boje i oblici prirode, vodila je Lea Botteri.Mnoštvo sadržaja povodom obilje-žavanja Međunarodnog dana boja odražava bogatstvo i važnost boja u svim aspektima života.

(Priredila A. Vinčić)

PRIKAZI STROJEVATekstil 64 (3-4) 141-142 (2015.) 141

Prikazi strojeva

Novosti iz tvrtke Gerber Technology

Nova Gerberova serija stolova za polaganje I-Table optimira procese polaganja i iskrojavanja materijalaTvrtka Gerber Technology uvodi na tržište I-Table seriju za automatizira-ne sustave polaganja i iskrojavanja. Radi se o inteligentnom rješenju za stabilnost i fl eksibilnost u operacija-ma polaganja materijala.I-Table sadrži niz jedinstvenih teh-ničkih poboljšanja čime osigurava lagano kretanje materijala i dugo-trajnu stabilnost u različitim proiz-vodnim okruženjima.I-Table optimira procese polaganja i iskrojavanja tkanina, sl.1. Karak-terističan je po jednostavnom radu i povećanoj stabilnosti kod razno-vrsnih konfi guracija. Precizno izra-đene trake povezuju jedinice stola i omogućuju da se tkanina kreće bez smetnji preko raznih sekcija i sprje-čava skupa oštećenja tkanina i da se noževi za ručno iskrojavanje zahvate na neravnim šavovima. Laminatni gornji dio i podstruktura od iverice stroja sprječavaju oštećenje, trošenje i savijanje stola. Njegova čelična platforma osigurava pouzdan temelj za strojeve za polaganje standardne širine i visokog učinka koji mogu imati masu i do 800 kg. Njegova rekonstruirana zračna kutija osigura-va konzistentan tok zraka preko stola.I-Table je prirodna dopuna polagaču XLs i platformama za iskrojavanje Paragon®. To dokazuje opredijelje-nost Gerbera prema dodanim vrijed-nostima za sve aspekte krojnice.I-Table ima različite konfi guracije i izgrađuje se u širinama od 1,8, 2,0, 2,2, 2,4 i 2,6 m. Lako se može podešavati po visini između 75 i 96 cm, a trake za vođenje materijala mogu se instalirati na jednoj i drugoj strani stola.I-Table je integrirani dio rješenja za krojnice tvrtke Gerber i uključuje platformu za iskrojavanje Paragon,

Sl.1 I-Table tvrtke Gerber Technology za automatizirane sustave polaganja i iskrojavanja

polagače serije XLs, uređaje za crta-nje MP serije i softver za izradu uzo-raka AccuMark®.

3D tehnologija vizualizacije

3D tehnologija vizualizacije tvrtke Gerber Technology omogućuje veli-

ka skraćenja vremena razvoja i izrade uzoraka. Modul za AccuMark® 10 vodeći je integrirani softver za izradu uzoraka, gradiranje, planiranje i izra-du krojnih slika, sl.2.Virtualna izrada uzoraka je odgovor na smanjenje vremena i troškova kod

Sl.3 Gerberov AccuMark® 10 omogućuje velika skraćenja vremena razvoja i izrade uzoraka

Sl.2 Tehnologija Gerber Technology za 3D vizualiza ciju modul AccuMark® 10

PRIKAZI STROJEVATekstil 64 (3-4) 141-142 (2015.)142

razvoja i izrade uzoraka, sl.3. U kom-binaciji s AccuMark 10 softverom 3D tehnologija omogućuje da se smanje i čak eliminiraju procesne faze i in-terakcija između timova za dizajn, izradu uzoraka i prodaju, da se po-mogne dizajnerima da optimiraju svoje vrijeme i ubrzaju važne ciklu-se povratnih informacija. Brzi raz-vojni ciklus će unaprijediti Accu-Mark u odnosu na aktualne dostupne sustave.3D tehnologija je sredstvo vizuali-zacije koje pomaže u tijeku procesa dizajna i razvoja. Pomoći će kod izra-

de uzoraka kako bi se znalo je li uzo-rak djeluje unutar dizajna, dizajneru će pomoći da dotjera detalje svoje kreacije i da vizualizira pristalost i udobnost odjevnog predmeta na mo-delu, i sve to da stvarno ne izrađuje odjevni predmet. Ova tehnologija može pomoći sve do prodaje gdje se može koristiti u e-commerce (elek-troničkoj trgovini, trgovini putem interneta).AccuMark 10 povećava proizvodnju i suradnju kod uzorkovanjaAccuMark® V10 je inteligentni soft-ver za uzorkovanje, gradiranje, plani-

ranje i izradu krojnih slika. Osim mogućnosti digitalnog tiska i drugih karakteristika koje povećavaju proiz-vodnju u okviru sustava, AccuMark 10 također omogućuje potpuno inte-grirano 3D rješenje za razvoj od-jevnog predmeta i izradu uzoraka kao opcijski modul.AccuMark 10 stvarno znači revoluci-ju u procesu dizajna odjeće i modi jer poboljšava komunikaciju i proizvod-nju. Rješenje ove nove generacije po-maže proizvođačima da svoje proiz-vode brže, pametnije i bolje plasiraju na tržište. (M.H)

Domaće vijesti

ŠIVANOL PRIREĐUJE VLASTITI SAJAM EXPERTEX

2015Hrvatska tvrtka Šivanol Promet d.o.o. sa sjedištem u Zagrebu, Medarska 69, osnovana je 1944. godine. Kroz svo-je, sada već dugogodišnje postojanje, stekla je veliko iskustvo u radu sa strojevima i opremom za tekstilnu i odjevnu industriju. Tvrtka nudi najveći izbor strojeva i opreme za krojenje, šivanje, glačanje, ukra-šavanje i deklariranje odjeće i obuće. Svojom prodajnom mrežom Šivanol Promet d.o.o. dokazao se kao najveća hrvatska specijalizirana tvrtka.Tvrtka ima vlastiti vozni park te mre-žu za popravak strojeva za tekstilnu i odjevnu industriju u cijeloj Hr-vatskoj. U Šivanolovoj prodavaonici nalazi se više od 7500 artikala pri-znatih svjetskih proizvođača, kao što su: Siruba, Brother, Juki, Global, Kansai Special, Garudan, Dürkpp Adler, Kuns, SuLee, Organ Needles, Fraliz, Comel, Silac, Necchi, Rimol-di, General Fix i dr.U 2015. godini, Šivanol Promet d.o.o. postao je zastupnik japanske tvrtke Tajima, vodećeg proizvođača stroje-va za strojni vez, sl.1, kao i tvrtke Brother za proizvodnju DTG prin tera.Preuzimanjem generalnog zastupstva tvrtke Brother, Šivanol otvara nova područja u svojoj ponudi, koja za-počinje sa DTG printerima. Trenutno jedan od najboljih uređaja na svijetu je stroj GT 3 iz serije printera za di-

rektni tisak na odjeću sa CMYK i 4 bijele ispisne glave, sl.2.Stroj ima 8 ispisnih glava zajedno s jednim prolazom ispisa. CMYK i bijeli ispis tinte istovremeno pos-pješuju višu proizvodnost. Sprem-nik s tintom puni se s prednje stra-ne. Ko risničko sučelje RIP nije po-trebno.

Sl.1 Izbor iz Tajima strojeva za vezenje

Sl.2 GT 3 serija printera za direktni tisak na odjeću sa CMYK i 4 bijele ispisne glave

Šivanol d.o.o. i ove će godine održati vlastiti specijalizirani sajam za tek-stilnu industriju, EXPERTEX 2015. Ulaz na sajam bit će slobodan. Sajam će se održati od 22. do 24. 9. 2015. u „Zlatnoj dvorani“ Centra Nova Gale-rija, Zagrebačka 104, Zagreb. Bit će predstavljeni novi trendovi u svijetu tekstilne industrije za 2016. godinu, inovativni strojevi i inspirirajuće ide-je. Ove se godine sajam proširuje i na tkanine pa će tako tvrtke Rovitex, Be-lina i Svijet dekora izlagati razne tka-nine i pribor iz svoje ponude. Jedan od partnera sajma bit će i HGK, koja će pozvati ljude iz tekstilnih gospo-darskih komora bivše države i njihove članice. Pridružit će se i Tekstilno--tehnloški fakultet Sveuči lišta u Za-grebu, kao i Hrvatski inže njerski sa-vez tekstilaca s časopisom Tekstil.

DOMAĆE VIJESTITekstil 64 (3-4) 142-145 (2015.)144

MODNOM REVIJOM U VARAŽDINU OBILJEŽEN

ZAVRŠETAK PROJEKTA PORETEKS

Projekt PORETEKS temelji se na po-novnoj upotrebi tekstilnih materijala koji su odbačeni ili dotrajali sa svr hom zapošljavanja, odnosno sma njenja nezaposlenosti u Hrvatskoj i Sloveni-ji. Otvaranje „zelenih“ radnih mjesta strateški je cilj Europske unije, a s ve-likom sigurnošću može se reći da u Hrvatskoj postoji ogromni ne isko-rišteni potencijal za otvaranje radnih

mjesta u području recikliranja i po-novne upotrebe različitih vrsta otpada.U okviru projekta PORETEKS i nje-gove provedbe osmišljen je program mjera kako bi se prikupljeni tekstilni materijal preoblikovao i stavio u po-novnu upotrebu kroz radionice za dizajn i izradu novih odjevnih pred-meta i dodataka. Nakon toga organi-zirani su zajednička modna događa-nja za promociju upotrebe inovativno obrađenih tekstilnih proizvoda.Prikupljanje, recikliranje i ponovna upotreba imaju pozitivne ekološke i

korak u procesu ekološkog očuvanja prirode i inovativne ponovne upotre-be modnih tekstilnih proizvoda i re-cikliranje. Odlaganje tekstila i sorti-ranje prihvatljivih materijala za po-novno upotrebu i redizajn, a ostalog tekstilnog materijala koji nije za daljnju upotrebu i njegovo recikli-ranje preduvjet su realizaciji ovog potprograma u cjelokupnom projektu ponovne upotrebe.U namjeri da se iz otpadnog tekstila izradi privlačna odjeća i tekstilni modni dodaci, utječe se i na promje-nu društvene i javne svijesti uz akti-vaciju širih društvenih slojeva. Takav pristup stvara pozitivne efekte na različitim područjima kao što je odr-živi način potrošnje, održivi život-ni stil, veća društvena odgovornost spram okoliša, čišći i zdraviji životni okoliš, nova radna mjesta, moguć-nost samozapošljavanja, povećanja samopouzdanja i osobnih vrijednosti stanovništva.Tijekom provedenih radionica ste-čena su znanja i vještine za obavljanje poslova i radnih zadataka radu s ot-padnim tekstilom, prepoznavanju tekstilnih materijala, upoznalo se s načinima krojenja i šivanja, osnova-ma proizvodnje ručnim pletenjem iglama i ručnim strojem za pletenje, ručnim tkanjem, kako bi se ideja rea-lizirala u gotovi proizvod. Pritom se razvija osjećaj za estetiku i pozitivan stav prema radu i očuvanju okoline.Teorijska nastava, vježbe i praktični dio osposobljavanja obavljeno je u prostorima Tekstilno-tehnološkog fa-kulteta Sveučilišta u Zagrebu, Stu-dijskoj jedinici Varaždin.U radionice su bile uključene osobe koje su pokazale veliko zanimanje, a svojim radom i aktivnim sudjelo-vanjem pokazale su da je ovaj pro-jekat pokrenuo mnoštvo aktivnosti koje se nastavljaju, jer će sudionici radionica svoje spoznaje prenijeti na druge, sl.3. U radionicama bili su aktivno članovi udruge - Društva distrofičara, invalida cerebralne i dječje paralize i ostalih tjelesnih in-valida Grada Varaždina, te ostale zainteresirane, većinom nezaposlene osobe. Voditelj projekta dr.sc. Ž.

Sl.3 Radionice na projektu Poreteks budile su veliko zanimanje

Sl.4 Edukativna igra – živo tkanje na završnoj modnoj reviji u Varaždinu

Sl.5 Modna revija u Varaždinu, model za odrasle – Dora

Sl.6 Modna revija u Varaždinu, model za odrasle – Ana

ekonomske utjecaje. Iznošeni tekstil-ni materijali (odjeća, kućni tekstil i industrijski otpad) imaju velike mo-gućnosti ponovne upotrebe. Postoje mnogi načini ponovne upotrebe čija organizirana provedba znatno sma-njuje štetne utjecaje na okoliš.Ispravno odlaganje tekstilnog otpada u posebno određene kontejnere za odlaganje tekstilnog otpada prvi je

VIJESTI IZ INOZEMSTVATekstil 64 (3-4) 145-146 (2015.) 145

Knezić, organizirao je i vodio radio-nice u suradnji s J. Petricom, V. Drk, M. Tkalec, M. Brkić i D. Radnić.Rezultati provođenja radionica su višestruki. Posebno treba naglasiti da je probuđena kreativnost svih na-zočnih što potiče na nastavak ovakvih aktivnosti, prvenstveno da upoznaju tekstil, različite tekstilne materijale i njihovu svrhu nakon što postanu ‚otpadni materijali’ te fi nalno na koji način ih ponovno pretvoriti u upo-trebne predmete. Zahvaljujući zajed-ničkoj kreativnosti, volji, mašti i više-satnom ručnom radu nastali su uni-katni odjevni predmeti, modni doda-ci, nakit od tekstila te dekorativni i funkcionalni predmeti za uređenje interijera kao što su šaroliki prekri-vači, jastuci i tepisi. Važno je nagla-siti i to da su i oni najmanji ostaci tekstilnog otpada iskorišteni za tkanje odnosno izradu novih tkanina, stoga su uz dizajniranje, šivanje i krojenje

polaznici radionice naučili i kako na-staju tekstilni materijali; tkanine i pletiva te sami imali priliku izraditi unikatne tkanine i pletiva na tka-lačkim odnosno pletaćim strojevima. U svaki taj tekstilni predmet utkana je i nečija mašta, ideja i ljubav prema radu i prema stvaranju, što je ne-procjenjivo. Stoga je bitno naglasiti da je sudjelovanje na ovim iznimno zanimljivim radionicama pridonijelo ne samo kreativnom razvoju svih su-dionika, već i podizanju njihove svi-jesti o važnosti zajedništva i recikli-ranja tekstilnog otpada sa svrhom poboljšanja svakodnevnog života i čistoće okoline u kojoj živimo.Pored prethodno spomenutih rezulta-ta, razvijena je svijest o važnosti ne bacanja tekstila. Veseli činjenica da su u aktivnosti bili uključeni, osim odraslih, srednjoškolci i učenici os-novnih škola. Učenici i studenti no-sili su izrađene modele, ali i sudjelo-

vali su u edukativnoj igri – živom tkanju na završnoj modnoj reviji na središnjem gradskom trgu u Varaž-dinu, sl.4.Na središnjem gradskom trgu u Va-raždinu uspješno održana završna modna revija u okviru projekta Pore-teks (ponovna upotreba otpadnog tekstila). Dva izlaska sa po 12 mode-la odraslih (koje su nosile bivše i sadašnje studentice TTF-a, te članice udruge distrofi čara Varaždina), sl.5 i 6, te 8 dječjih modela koje su nosili učenici VII osnovne škole Varaždin.Tekstilno-tehnološki fakulteta Sveu-čilišta u Zagrebu i Stručni studij u Varaždinu svojim znanjem i vješ-tinom pokazuju da je tekstil uvijek atraktivan, pa i onaj odbačen. Potreb-no je samo malo truda, volje i znanja kako ostvariti svoju maštu. Postig-nuti su i materijalni pokazatelji – izrađeni predmeti visoke upotrebne i estetske vrijednosti. (Ž. Knezić)

USTER NA SAJMU SHANGHAITEX 2015

Ovogodišnji sajam svih tekstilnih tehnologija, za tvrtku Uster bio je uspješan iznad svih očekivanja: za-ključeni su važni ugovori, pokrenuti su novi poslovi, upoznato je tržište i Uster je imao 7 % više posjetitelja nego na prethodnom sajmu.ShanghaiTex se održava svake dvije godine na sajmenom prostoru od 100 tis. m2. Posjetitelji Sajma gotovo su isključivo Kinezi, kojih je ove godine bilo 95 % na Usterovom izložbenom prostoru. Najveći dio njih zanimao se za područje predenja uz smanjeno zagađenje okoliša.Walter Kiechl, novi glavni izvršni di-rektor tvrtke Uster Technologies u Kini, izjavio je: „Prva tri dana inten-zivno se radilo na izložbenom prosto-ru, s posebnim naglaskom na sustave za čišćenje pređe.USTER® JOSSI VISION SHIELD, uređaj za otkriva-

nje i odstranjivanje nečistoća u pređi, pobudio je veliko zanimanje, a naša statistika pokazala je da je više od trećine posjetitelja bilo zainteresirano za ovaj uređaj, kao i za Usterov uređaj Total Contamination Control, koji osigurava najvišu razinu otkri-vanja nečistoća, a da se pritom ne gube čiste pređe.Usterov izložbeni prostor bio je po-sebno uočljiv po visokom prolazu

Sl.1 Izložbeni prostor Ustera na sajmu ShanghaiTex 2015

Sl.2 Rad na sustavu Uster Quantum 3, najprodavanijem sustavu za online osiguravanje kvalitete strojeva za namatanje

kojim su posjetitelji dolazili na pro-stor s crvenim tepihom, gdje su pro-matrali strojeve i uređaje za ispiti-vanje i praćenje procesa. 196 m2 izložbenog prostora bilo je raspo-ređeno u obliku otoka, od kojih je svaki bio posvećen posebnoj primje-ni, a ukupno je bilo izloženo 13 najnoviji Usterovih uređaja. Tehnički stručnjaci Ustera davali su posjeti-

Vijesti iz inozemstva

VIJESTI IZ INOZEMSTVATekstil 64 (3-4) 145-146 (2015.)146

teljima podrobne informacije, pa i više od toga. Anson Xu, glavni Uste-rov direktor za trgovinu i servis u Kini, rekao je: „U usporedbi sa ShanghaiTexom 2013, znatno više posjetitelja odlučilo se za investiranje u kvalitetu i upravljanje u svoje pre-dionice. Tako je su za predionicu u Shandongu kupljeni po jedan USTER® AFIS PRO 2, USTER® TE-

STER 5, USTER® TENSOJET 4, USTER® CLASSIMAT 5, USTER® ZWEIGLE HL400 uređaj za otkri-vanje nečistoća u pređi USTER® QUANTUM 3 sa 300 jedinica za na-matanje, sl.1.”Walter Kiechl je izrazio zadovoljstvo brojem posjetitelja i potpisanih ugo-vora, i osobito upoznavanjem tržiš-nih trendova. Veliko zanimanje za

USTER® JOSSI VISION SHIELD i koncepciju USTER Total Contamina-tion Control dobar je pokazatelj da je nečistoća ozbiljan problem u predio-nicama u Kini. Sajmovi kao što je ShanghaiTex više su nego samo saj-movi – oni su također važni indika-tori trendova. (A.B.)

SURADNJA TVRTKE GERBER

S GRUPOM DRAGON CROWD I ROBNOM MARKOM

JACQUELINE RIU

Grupa Dragon Crowd odabrala YuniquePLM V6 za povećanje učinkovitosti

Grupa Dragon Crowd (operator Schi-esser Asia) iz Kine je odabrala Yuni-quePLM da bi povećala odgovornost i preglednost svojih različitih linija proizvoda.

Da bi učinkovito mogla upravljati svojom velikom mrežom distributora, prodavača na malo, tvornicama i ka-drovima, Grupa Dragon Crowd je na-bavila Yunique PLM kako bi standar-dizirala procese i povećala odgovor-nost. YuniquePLM će pomoći povećati preglednost praćenja napretka razvoja proizvoda, što će pomoći u povećanju vremena za plasman na tržište, sma-njiti ljudske pogreške i održavati opre-dijeljenost za kvalitetu proizvoda.Dragon Crowd će primijeniti Yuni-quePLM na linijama za proizvodnju muške, ženske i dječje odjeće. Krajnji korisnici će moći lako pristupati po-dacima o proizvodnji od bilo kuda i u bilo koje vrijeme.S poslovnog stajališta ažurirano pla-niranje linije i kalendar razvoja u Yu-niquePLM V6 pružat će lako pri-stupačan uvid u ciljani opseg prodaje, broj stilova po sezoni, status zadatka i praćenje uzoraka te će omogućiti kompletnom timu upisivati komenta-re na jednom mjestu upisa.

YuniquePLM™ za objedinjavanje sustava i procesa modne marke Jacqueline RiuFrancuska robna marka Jacqueline Riu odabrala je YuniquePLM™ za proširenje na nova tržišta. Jacqueline Riu proizvodi odjeću i pribor za žene i prisutna je u više od 200 trgovina na malo u Francuskoj, Belgiji i Sau-dijskoj Arabiji.Da bi prilagodila svoje proizvodne li-nije i rastuću potražnju, Jacqueline Riu se odlučila za YuniquePLM™ za itegri-

YuniquePLM je softver za upravljanje vremenom upotrebe proizvoda te-meljen na webu, koji povećava radni tok u svakoj fazi proizvodnje. Pomaže modnoj i odjevnoj industriji da ima učinkovitu komunikaciju, da ubrzava radne tokove i odstranjuje greške. Najnovija poboljšanja uključuju novi kalendar razvoja i funkciju planiranja proizvodne linije kao i 3D potporu datoteke i razvoj zahtjeva za ma-sovno uzorkovanje.Dragon Crowd grupa proizvodi od-jeću visoke kvalitete za europska i azijska tržišta.

ranje kreativnih procesa i racionaliza-ciju opskrbnog lanca. Prije su se poda-ci spremali na različitim lokacijama i u različitim formatima, čime su se og-raničavali suradnja i brzina na tržište.YuniquePLM™ je softver za uprav-ljanje životnim ciklusom proizvoda koji omogućuje da modna i odjevna industrija efikasno komuniciraju, ubrzavaju radne tokove i odstranjuju greške. Najnovija poboljšanja uk-ljučuju kalendar razvoja i novu funkciju planiranja linije kao i 3D potporu datoteke i razvoj zahtjeva za masovno uzorkovanje.

Integracijom YuniquePLM™, up rav-ljanja opskrbnim lancem i ERP soft-vera podaci će se spremati na jednom centralnom mjestu i tako će dizajn i proizvodnja biti učinkovitiji.Partnerstvo s Jacqueline Riu doka-zuje predanost tvrtke Gerber pove-ćanju korisničke baze u Francuskoj. Integracija YuniquePLM™ s Adobe® Illustrator®, zajedno sa softverskim kalendarom razvoja pomoći će u raz-voju novih razina kreativnosti i učinkovitosti. (M.H.)

Documents

^ASOPIS ZA TEKSTILNU I ODJEVNU TEHNOLOGIJU JOURNAL …tekstil.hist.hr/files/Tekstil_2015_64_3-4.pdf · & Archaeology Technical Abstracts, Bulletin Signalétique, Re-ferativny sbornik,