Abyste se na tento mikrosvět mohli podívat zblízka, musíte si nasadit ochranný bílý plášť, ničeho se nedotýkat a dávat si pozor při každém svém kroku. To proto, že se ocitáte de facto v jedné velké laboratoři, kde se to chemikáliemi jen hemží a kde nápisy „Pozor, vysoké napětí“ vídáte častěji než ostatní spolupracovníky.
Nacházíme se v útrobách zdejšího výrobního závodu a vývojového centra firmy Elmarco. Ta byla založena před 22 lety, když její vedení odkoupilo patent od místní Technické univerzity v Liberci, totiž „TULky“. Nutno zdůraznit, že zde nevznikají samotné nanotextilie, nýbrž stroje, které je vyrábějí. Ale o to sofistikovaněji to tady vypadá.
Léty prověřené principy převedené do průmyslového měřítka
První průmyslovou linku založenou na vlajkové technologii NanospiderTM, kterou si v Elmarcu, podobně jako řadu jiných řešení, nechali v minulosti patentovat, tu dokončili a zákazníkům dodali již v roce 2006. „Nanospider vychází z principu takzvaného elektrospinningu, tedy tvorby velmi jemných vláken pomocí silného elektrického pole. Tento princip je známý už delší dobu, zásadní ale je, že my ho převádíme do průmyslového měřítka,“ objasňuje na místě naší redakci šéfkonstruktér Jan Čmelík. To jméno si zapamatujte, je totiž dost dobře možné, že o něm v budoucnu ještě mnohokrát uslyšíte. Ale nepředbíhejme.
„Celé to funguje tak, že na danou elektrodu kontinuálně dodáváme roztok polymeru, a díky existujícímu poli vysokého napětí jsme schopni ona nanovlákna ukládat na podkladový materiál – což je zpravidla nějaká netkaná textilie, potažmo filtrační papír,“ pokračuje dále Čmelík.
Polymer se na samém začátku procesu nachází ve formě plastového granulátu, který se dá celkem běžně koupit. Pak už je to, s trochou nadsázky, jen o tom vše správně namíchat: „Když polymer rozpustíme, můžeme do vzniklého roztoku přidávat různé látky, které ovlivní vlastnosti výsledných nanovláken. Díky tomu dokážeme měnit například jejich průměr nebo schopnost odpuzovat vodu.“
Tisíckrát tenčí než vlas
Jak vedení Elmarca v čele s Miloslavem Masopustem, současným CEO liberecké firmy, zdůrazňuje, pojem „nanovlákno“ bývá v posledních letech firmami po celém světě často zneužíván – pochopitelně z marketingových důvodů ve snaze zvýšit tak prodeje vlastních výrobků. Je proto namístě objasnit, co to ve skutečnosti je.
„Nanovlákno je vlákno, které může být vytvořené jakýmkoliv způsobem a které je menší než tisíc nanometrů, respektive jeden mikrometr. Vlákna, která vyrábíme my, se pohybují řádově od 50 do 800 nanometrů v závislosti na použitém druhu polymeru a dalších faktorech,“ říká Čmelík a nabízí ještě jedno názorné porovnání: „Nanovlákno je tisíckrát tenčí než vlas, jednoduše řečeno.“
Od USA po Asii
Za dobu své existence, tedy od zmiňovaného roku 2004, vyrobili v Elmarcu a svým zákazníkům dodali na tři sta strojů. Zhruba šedesát z nich tvoří průmyslové linky, zbytek slouží k laboratorním účelům, respektive pro výzkum a vývoj.
Klienty mají napříč čtyřmi kontinenty, tedy v Severní a Jižní Americe, Evropě i Asii. Jedná se zpravidla o výrobce filtračních médií, filtrů či kosmetiky. Konkrétní jména Masopust prozradit nemůže, obvykle ale jde o středně velké až velké společnosti čítající stovky zaměstnanců.
Pět z nich působí i na území Česka a několik dalších rovněž v Rusku. Tam však firma z politických i morálních důvodů aktuálně žádné nové dodávky neplánuje.
Ostatně, ono uzavření nového kontraktu není ve skutečnosti nic, co by se dalo vyřešit za pár týdnů. Ba naopak, obvykle se jedná o běh na docela dlouhou trať. „Náš rekord, co se doby mezi prvním kontaktem a podepsáním smlouvy týče, byl nějakých osm let. Než se klient s naším oborem řádně seznámí, vše si vyzkouší, promyslí, naplánuje byznys a tak podobně, tak to zkrátka chvíli trvá. Na druhou stranu, měli jsme tu i opačný extrém, kdy se vše stihlo za pouhých šest měsíců. Ale to byla spíše výjimka,“ vzpomíná šéf Elmarca.
Někdo musel říct dost!
Kdy liberecká firma zažívala ekonomicky nejúspěšnější období vůbec, není těžké odhadnout. Bylo tomu pochopitelně za doby covidu, kdy, obrazně řečeno, každý, kdo mohl, nevyráběl nic jiného než roušky. „Do černých čísel jsme se dostali už v roce 2018 a od té doby kontinuálně rosteme. Během pandemie byl růst samozřejmě o poznání větší, což následně vyústilo v situaci, kdy jsme zkrátka museli dodávky Nanospiderů přerušit, respektive jsme tyto stroje zkrátka neprodali úplně každému, kdo si o ně řekl, protože jsme na to neměli výrobní kapacity,“ přiznává Masopust a pokračuje: „Zpětně to každopádně hodnotím jako velmi dobré rozhodnutí, protože jsem přesvědčen, že dnes by zde několik Nanospiderů zbytečně leželo ladem.“
Za rok 2024 firma utržila přes 191 milionů korun při 4,4milinové provozní ztrátě. O dvanáct měsíců dříve naopak realizovala více než 25milionový provozní zisk. Loňské finanční výkazy zatím v obchodním rejstříku zveřejněny nejsou.
„Aktuálně náš roční obrat činí zhruba 300 milionů a nacházíme se v zisku – jak provozním, tak EBITDA,“ tvrdí nicméně Masopust. „Myslím si, že se nám celkově docela daří, což je dáno i tím, že během covidu se lidé začali o nanovlákna přeci jen o něco víc zajímat,“ doplňuje.
Historický úspěch na dosah
Dnešní generace Nanospiderů, které v Elmarcu vyrábějí, má pořadové číslo dvě. Na trhu je již od roku 2007 a její vývoj neustále pokračuje. Nutno každopádně zdůraznit, že jak tato, tak předchozí generace libereckých „mašin“ se od konkurence v jedné naprosto zásadní věci zcela liší. Čmelík a jeho tým totiž od samého začátku sázejí na metodu takzvaného bezjehlového elektrostatického zvlákňování, neboli elektrostatického zvlákňování bez použití trysek.
Většina současných strojů vyrábějících nanovlákna se bez těchto trysek, které se svým tvarem i způsobem fungování podobají injekčním stříkačkám, neobejde. Právě do nich je totiž tlačen onen polymerový roztok a přivedeno vysoké napětí. Potíž takových zařízení nicméně je, že se použitý materiál musí zpracovávat delší dobu, protože při každém střídání je potřeba trysky složitě proplachovat, v důsledku čehož dochází k nuceným odstávkám a celá výroba se stává poněkud neefektivní.
„V našem případě se roztok nanese právě na tu strunu, o které byla řeč, a vlákna se vytvoří přirozeně, díky čemuž jsou zároveň i více homogenní a kvalitnější. U ,tryskové‘ technologie trvá čištění celé měsíce, v případě té bez trysek se bavíme o pouhých hodinách,“ objasňuje Čmelík.
Vývoj řešení, s nímž jeho tým postoupil až do letošního finále prestižní soutěže European Inventor Award organizované Evropským patentovým úřadem, trvá už asi 15 let, vypočítává konstruktér. Prvotní návrhy se přitom od aktuální technologie poměrně dost liší – od řešení se strunou brodící se v polymeru v Elmarcu po čase upustili, dnes je struna, jak již bylo nastíněno, stacionární, tedy nehybná, a roztok je na ni nanášen nanášecí hlavou.
„Samotný princip byl vymyšlen za půl roku, další čtyři roky trvalo jeho zdokonalování. Nyní se už ladí jen detaily typu, aby s tím obsluha stroje měla co nejméně práce, aby nebylo potřeba tolik polymeru a tak podobně,“ míní Čmelík. Do finále uvedené soutěže se jeho tým dostal právě díky tomu, že si své řešení nechali v Elmarcu, jako řadu dalších, patentovat: „Tento konkrétní patent kryje onen způsob nanášení polymeru na strunu. Celkově jich ale máme už asi stovku. A pokud jde o tu soutěž, ve finále jsou celkem tři týmy, vůbec poprvé s českým zastoupením, vyhlášení bude 2. července a o výsledcích rozhodne i veřejné hlasování.“
Vlastní know-how žádný patent nenahradí
Ačkoliv má Elmarco svoji technologii pečlivě chráněnou, právě vzhledem ke skutečnosti, že má zákazníky de facto po celém světě, tedy například i v Číně, nedělá si vedení iluze, že by se je nikdo nesnažil napodobit. „Vlastně o tom i víme a v minulosti jsme s těmi firmami vedli právní spory. Naší hlavní ochranou je každopádně naše know-how,“ konstatuje Masopust.
„Ono je totiž docela snadné tyto stroje prostřednictvím reverzního inženýringu okopírovat. Co už ale konkurence neví, je, že když se změní o jeden stupeň teplota a dojde ke zvýšení vlhkosti, že to bude mít fatální vliv na samotné nanovlákno. V tom spočívá naše hlavní konkurenční výhoda,“ dušuje se.
Cena každého průmyslového stroje, který na severu Čech vyrobí, se pohybuje řádově v jednotkách milionů eur – v závislosti na konfiguraci, účelu a dalších přidružených zařízeních. Kromě samotné linky je totiž k němu potřeba připojit i klimatizaci, „míchačku“ polymetru a další části soustavy.
Během letošního roku dvě takovéto výrobní linky najdou svůj nový domov v Itálii. Kromě nich ale na Apeninský poloostrov poputuje i jedno čistě laboratorní zařízení. A další dodávky se již řeší. „Doufáme, že do konce letoška nebo na začátku příštího roku dodáme našim zákazníkům vůbec první stroj z řady INFINITY, který se od našeho základního produktu liší tím, že je to struna, která se pohybuje, zatímco zařízení nanášející polymer je stacionární. V našem oboru se věci neustále vyvíjejí – a my bychom rádi udávali tempo i nadále,“ uzavírá Masopust.
ČLÁNKY DO MAILU