vaitoskirja harkasalmi3-155c - Muotoilun tutkimus

Recommendations

Info

152 tiivisteLmä runKoKuituJa LyhytKuitumeneteLmin – Kohti peLLavan Ja hampun ympäristömyötäistä tuotteistamista Tämä materiaalilähtöinen <strong>tutkimus</strong> perustuu runkokuitujen perinteisten pitkäkuitumenetelmien sijaan lyhytkuitujen jalostukseen. Kuituainesta käsitellään yhtenä peruskuitujakeena erottelematta pitkiä kuitukimppuja ja lyhyitä rohdinkuituja toisistaan. Tutkimuksen keskeisenä tavoitteena oli lisätä peruskuitujen käytettävyyttä erilaisissa tuoteaihioissa parantamalla kuituraaka-aineen homogeenisuutta sekä muokkaamalla kuitujen visuaalisuutta, korostaen pehmeyttä ja kiiltoa. Tarkastelun keskiössä oli ensisijaisesti langanvalmistus roottorikehruuna. Jotta kuituja voidaan jatkojalostaa puuvillateollisuuden teknologialla, on kuitudimensioiden, kuten kuitupituuden ja -hienouden vastattava mahdollisimman tarkoin puuvillaa. Tuotannon suunnittelussa pyrittiin vähentämään haitallisia ympäristövaikutuksia tuotantoketjun kaikissa vaiheissa. Tutkimusaihetta lähestyttiin monitieteellisestä näkökulmasta. Työssä yhdistettiin tuotesuunnittelun eri työtapoja, kuten luovaa työskentelyä, monialaista tarkastelua, ideoiden konkretisointia mallien avulla sekä tietointensiivisyyttä. Menetelmällisesti tutkimuksessa oli kolme vaihetta: 1) Materiaalituntuma, johon liittyi eri tavoin esikäsiteltyjen pellava- ja hamppukuitujen kokeellinen työstäminen. Artefakteina kuvatuilla materiaalitutkielmilla pyrittiin tuomaan esiin raaka-aineiden moni-ilmeisyyttä ja eri raaka-aineiden välisiä eroja. 2) Kehräytyvyys. Laboratoriomittakaavassa tehdyissä kehruukokeissa selvitettiin, miten eri menetelmin liotetut kuidut roottorikehräytyvät. Vertailtavina oli entsymaattinen liotuskäsittely, kevätkorjuuseen perustuva Dry-line -menetelmä sekä tässä tutkimuksessa kehitetty Fusart-menetelmä. Raaka-aineiden käsittelyyn liittyivät korjuu, kuidutus, karstaus, karstanauhanvalmistus sekä roottorikehruu. 3) Fusart-menetelmä, joka perustuu Fusarium-sienen ja sen tuottamien yhdisteiden käyttöön runkokuituraaka-aineiden liotuskäsittelyssä, kuitujen pehmentämisessä ja cottonisoinnissa sekä ligniinin poistamisessa. Raakaaineena käytettiin öljypellavan kuituja. Tähän osaan liittyivät myös käsittelyolosuhteiden määrittäminen ja cottonisointikokeet. Käsiteltyjen kuitujen laatua arvioitiin aistivaraisesti tunnustelemalla, mittaamalla käsittelyjen vaikutuksia kuituhienouteen, tiivistelmä murtolujuuteen ja -venymään sekä selvittämällä kuitujen ligniini- ja uuteainepitoisuuksia. Tutkimustulosten pohjalta rakennettiin tuotantomalli, jossa raaka-aineena käytettiin nykyään lähes hyödyntämätöntä öljypellavan kuitua. Muista tunnetuista menetelmistä poiketen, korret kuidutettiin ennen pektiinien hajotuskäsittelyä. Tämän etuna on, että kuivauskustannukset kohdistuvat ainoastaan kuituun, jota on noin 20 % korsimassasta. Karstattu kuitu hajotettiin peruskuiduiksi Fusart-käsittelyllä, jolloin samaan märkäprosessiin voitiin yhdistää kuitujen pesu, cottonisointi, lisävalkaisu ja värjäys. Näin cottonisoitu kuitu on valmista raaka-ainetta joko langanvalmistukseen puuvillakehruumenetelmin, kuitukangasteollisuudelle tai muihin teknisiin sovelluksiin. Kuituvärjäys mahdollistaa meleerattujen lankojen kehruun. Tuotantoketjun lyhentämisellä pystyttiin vähentämään kuidun laatuun vaikuttavia kriittisiä vaiheita sekä parantamaan tuotantoketjun ekotehokkuutta kustannustehokkaasti. Tämä <strong>tutkimus</strong> osoitti, että lyhytkuitumenetelmiin perustuvalla tuotannolla voidaan saavuttaa merkittävää lisäarvoa erityisesti öljypellavan kuitufraktiolle. Tutkimuksessa kehitetty Fusart-menetelmä tarjoaa vaihtoehtoisen jalostustavan korkealaatuisten kuituraaka-aineiden tuottamiseksi, missä kustannus- ja ekotehokkuutta voidaan parantaa perinteisiin jalostusmenetelmiin verrattuna kaikissa tuotantovaiheissa. Erityisesti cottonisoitujen kuitujen kiilto ja pehmeys lisäävät runkokuitujen tuotteistamismahdollisuuksia etenkin tekstiileissä, mutta myös teknisissä sovelluksissa. Asiasanat: öljypellava, hamppu, peruskuitu, lyhytkuitumenetelmät, cottonisointi, roottorikehruu, tuotantomalli, ympäristömyötäisyys runkokuituja lyhytkuitumenetelmin 153
154 abstract bast Fibres by short-Fibre methods – towards an environmentaLLy-conscious productization oF FLax and hemp The objective of this study is to explore the suitability of flax and hemp elementary fibres in new textile and technical applications and creating prerequisites for product design and productization. The study is based on a multidisciplinary approach to the use of flax and hemp elementary fibres where, rather than traditional long-linen textile processing technology, short-fibre methods are employed. Special attention was paid to the quality requirements of rotor spinning. This means that the fibre characteristics such as fineness, length, elongation at break and extension at break should be modified to be similar to cotton. One important task is to remove noncellulosic substances such as pectins and lignin without damaging the fibre cellulose. In this study product- development-oriented design research was combined with several product design perspectives including creativity, wide-ranging investigations and design using tangible models. Methodically this study was divided into three parts. In the first phase experimental processes aimed to explore the feel and tactility of the materials. Knowledge of the differences and nuances of the bast fibres were embodied in artefacts. In the second phase rotor spinning was tested in the scale of a laboratory. Three different methods for removing the gluing substances from hemp and flax were compared: enzyme-retting, spring harvesting (frost retting) and cottonizing with the supernatant of the fungus Fusarium. The last of these methods is introduced in this study as the Fusart method, a technique for retting, smoothening and cottonizing bast fibres (especially linseed flax) by reducing the lignin content. The Fusart method was further investigated in the third phase of the study. The effects of treatments on the fibre characteristics were measured with standardized methods for natural fibres. The main technical properties of the ultimate fibres were fineness, fibre length and its distribution, elongation of break, tenacity and content of lignin. Sensory evaluation was also used. In this study a production concept was designed based on “total fibre” lines, abstract which included the following phases: linseed harvesting, refining processes (scutching and carding), cottonizing with the fungus Fusarium and rotor spinning. Various material experiments were designed and fabricated with different processing techniques, such as knitting, weaving, moulding and wet laying. In the production model the stability of the production chain minimizing process-stages and negative environmental effects were increased compared to the traditional flax and hemp processing technology. This study showed that short-fibre methods give an impetus for the expansion of bast fibres in new application fields. The Fusart method especially has significant potential for producing high-quality bio-based material with tailored properties from linseed flax in non-traditional textile and technical applications. The Fusart method can help reduce negative impacts on the environment through for example the reduction of energy use and increase in material efficiency. Key words: linseed fibre, hemp fibre, ultimate fibre, short fibre methods, cottonization, rotor spinning, production concept, environmentally-oriented product design. runkokuituja lyhytkuitumenetelmin 155
Page 1 and 2:
u n k o k u i t u j a ly h y t k u
Page 3 and 4:
s i s ä l ly s Kiitokset 9 Johdant
Page 5 and 6:
10 Johdanto LähtöKohtia Tekstiili
Page 7 and 8:
14 siteetti sekä käytössä olevi
Page 9 and 10:
18 teena valmiit tuotteet tai kuvau
Page 11 and 12:
22 (Stamm 2004, 11). Muotoilualat o
Page 13 and 14:
26 aalien käytön vähentämistä
Page 15 and 16:
30 (2006, 22) esittää, että tule
Page 17 and 18:
34 Hyvänä esimerkkinä raaka-aine
Page 19 and 20:
Taloudellinen arvo 38 Taloudellinen
Page 21 and 22:
42 hede- ja emikukinnot ovat samass
Page 23 and 24:
46 eli soluista, joita pitää yhde
Page 25 and 26: 50 mikä lisää näiden alueiden l
Page 27 and 28: 54 jäykkyydestä aiheutuu pellava-
Page 29 and 30: 58 Kokonaishyödyntämiseen perustu
Page 31 and 32: 62 3 peLLava Ja hamppu teKstiiLiteo
Page 33 and 34: 66 laatuista ja yhtäjaksoista haht
Page 35 and 36: 70 ongeLmia peLLavan Ja hampun hyö
Page 37 and 38: 74 Yksi keskeisimmistä ongelmista
Page 39 and 40: 78 Kuva 10. Roottorikehruun periaat
Page 41 and 42: 82 silputaan niittomurskaimella ja
Page 43 and 44: 86 tutKimusKysymyKset: 1) Miten lyh
Page 45 and 46: 0 kasvin pituisten kuitukimppujen t
Page 47 and 48: 4 homeenkestävyys ja yhteensopivuu
Page 49 and 50: 8 öljypellavan kuitukimppuja Kuva
Page 51 and 52: 102 2003 ja 2004. Tutkittavista kas
Page 53 and 54: 106 suus oli noin 20 %. Tässä keh
Page 55 and 56: 110 seuraavien koesarjojen tuloksii
Page 57 and 58: 114 6 tuLoKset raaKa-aineet Ja KorJ
Page 59 and 60: 118 suuret. Erityisesti vuoden 2004
Page 61 and 62: 122 sen jälkeen käsittelyliuosten
Page 63 and 64: 126 Taulukkoon 6 on koottu Fusart-k
Page 65 and 66: 130 Fusart-kuiduissa pöly saatiin
Page 67 and 68: 134 Esijalostus Esijalostukseen kuu
Page 69 and 70: 138 8 JohtopäätöKset Tämän tut
Page 71 and 72: Fusart-menetelmä avaa uusia mahdol
Page 73 and 74: (toim.) Tuotekonseptointi. Teknolog
Page 75: ducten Vezelbereiding Cours des fil
show all

vaitoskirja harkasalmi3-155c - Muotoilun tutkimus

Create successful ePaper yourself

Delete template?

Save as template?