vaitoskirja harkasalmi3-155c - Muotoilun tutkimus

50
mikä lisää näiden alueiden lujuutta, mutta samalla vähentää niiden venyvyyttä. Sen
sijaan amorfisilla alueilla kuidun rakenne on avonaisempi ja huokoisempi, mikä lisää
näiden kohtien lisääntynyttä kosteudenimukykyä ja samalla kemiallisten aineiden,
esimerkiksi väriaineiden tunkeutumista kuituun. Selluloosaa on pääasiassa soluseinämissä,
kun taas hemiselluloosat ovat jakautuneet peruskuidun kaikkiin osiin.
( Jokelainen 1983, 30–35; Kymäläinen 2004, 22.) Hemiselluloosan molekyyliketjut
ovat lyhyempiä kuin selluloosan eli niiden polymeroitumisaste (DP-aste) on alhaisempi,
mikä yhdessä suuren amorfisten alueiden osuuden kanssa nopeuttaa hemiselluloosan
liukenemisista ja hajoamista veteen (Haudek & Viti 1978, 96). Pektiineiksi
kutsutaan yleisesti sekä kuitukimppuja yhteen sitovia että peruskuituja toisiinsa sitovia
liima-aineita, jotka ovat pääasiassa vesiliukoisia. Ne poikkeavat hieman toisistaan
ja pitkiä tekstiilikuitukimppuja tuotettaessa poistetaan vain kuitukimppuja yhteen
sitova pektiini, jolloin peruskuituja yhdessä pitävä pektiini jää jäljelle. (Mauersberger
1947, 320.) Amorfista polymeeriä, ligniiniä on peruskuiduissa selluloosafibrillien väliaineena.
Ligniini kertyy solukulmiin ja soluja yhdessä pitävään keskilamelliin ja
lisää siten soluseinämän jäykkyyttä ja hidastaa kasvien mikrobiologista hajoamista.
Vaikka pellavan ja hampun ligniinipitoisuudet ovat alhaisia, ne vaikuttavat keskeisesti
kuidun laatuun, esimerkiksi alentamalla kuitujen valonkestävyyttä (Simola
1949, 81). Hampun ligniinipitoisuus on pellavaa korkeampi, koska tylppäkärkisten
peruskuitujen päiden kietoutumiseen ja toisiinsa kiinnittymiseen tarvitaan enemmän
ligniiniä. Samalla hampun korkeampi ligniinipitoisuus vaikeuttaa jatkojalostuksessa
kuitukimppujen ja peruskuitujen erottamista toisistaan sekä aiheuttaa hampun pellavaa
karkeamman tunnun. Vaha-aineet ja rasvat ovat hampun ja pellavan peruskuiduissa
jakautuneet tasaisesti peruskuituun. ( Jokelainen 1983, 56–58; Simola 1947,
81, 88.)
Kasvien kemiallinen koostumus muuttuu kasvukauden kuluessa ja on erilainen
kasvin eri osissa, mikä vaikuttaa suoraan kuitujen ominaisuuksiin. Hampulla sellu-
loosapitoisuus lisääntyy kasvun aikana kunnes lumenet ovat täyttyneet. Kukinnan
jälkeen selluloosapitoisuuden ollessa maksimaalinen, soluseinämien ligniinipitoisuudet
alkavat kasvaa. (Struik & al. 2000, 110.)
Tiedot runkokuitujen fyysisistä ja kemiallisista ominaisuuksista vaihtelevat suuresti
eri lähteissä. Koska runkokuidut ovat luonnon orgaanisia raaka-aineita, niiden
ominaisuudet vaihtelevat muun muassa kasvupaikan ja eri lajikkeiden välillä.
Kirjallisuuslähteissä ei ole yleensä mainittu käytettyjä kuituominaisuuksien mittausmenetelmiä
eikä tutkittavien näytteiden kypsyysastetta ja lajikkeita, joiden välillä
saattaa olla suurtakin hajontaa. (Franck 2005, 3; Wang & al. 2003, 664.) Tämän vuok-
2 runkokuidut hamppu ja pellava
si lähtötietoja voidaan pitää vain suuntaa antavina. Taulukossa 1 käytetyt Kymäläisen
(2004) ja Franckin (2005) tiedot ovat heidän eri lähteistä tekemiänsä koosteita, joista
on otettu vaihteluväli pienimmästä suurimpaan. Sankarin (2000b, 48) tiedot perustuvat
tiettyjen Suomessa kasvatettujen öljypellava- ja kuituhamppulajikkeiden mittaustuloksiin,
joissa muista lähteistä poiketen on ilmoitettu myös tutkitut lajikkeet
sekä käytetyt mittausmenetelmät. Koska hampun ja pellavan peruskuidut muistuttavat
läheisesti puuvillaa, on taulukkoon koottu vertailun vuoksi myös vastaavat tiedot
puuvillasta.
Taulukko 1. Pellavan ja hampun peruskuitujen sekä puuvillan kemiallinen koostumus ja ominaisuudet
ominaisuus pellava hamppu puuvilla
kemiallinen koostumus [%]:
selluloosa
hemiselluloosat
ligniinit
pektiinit
rasvat ja vahat
57–85 b
9–19 b
2–5 b (liottamaton)
1,8–2.0 a ”
3,8–4,2 b (liottamaton)
1,3–1,4 b ”
tiheys/ominaispaino [g/cm³] 1,43–1,52 b
1,48 e
60 1 –67 b
16–18 a
3–14 b
3–14 b
1,0 b
0,7 b
1,45–1,53 b
1,54 e
runkokuituja lyhytkuitumenetelmin
92–95 a
5,7 a
-
1,2 a
0,6 a
1,50–1,54 a
1,52 e
peruskuidun pituus [mm] 5–70 a ka. 32–33 5–60 ka. 25 a 10–56 d ka. 25 a
peruskuidun paksuus [µm] 8–35 b , ka. 19 a 10–50 b , ka. 25–41 a 12–25 e
kosteus [%] 12.0 e 12.0 a 7.0–8.5 e
peruskuidun hienous [tex] 0,25–0,33 d
0,1–0,7 b
1,36–6,68 c
0,3–2.0 e
ka. 0,55 f (öljypellava)
murtovenymä [%] 1–2,5 kuiva
2-4 märkä
3,5–6,8 c
3-5 f (öljypellava)
murtolujuus [cN/tex] 20–64
41–67 c ( öljypellava )
30–60 f ( öljypellava )
0,25–0,38 d
0,2–0,6 b
1,51–5,52 c
0,17–1,78 e
2 kuiva
4 märkä
3,3–5 c
41–61 c
35–70 d
0,1–0,4 a
4,8–9,3 e
15–50 a
elastisuus heikko a heikko a heikko a
a Franck 2005, b Kymäläinen 2004, c Sankari 2000b, d Haudek ja Viti 1978,
e Van Dam & al. 1994, f Mäkinen 1998
51