haku: @instructor Widmaier, Thomas / yhteensä: 5
viite: 3 / 5
| Tekijä: | Klar, Ville |
| Työn nimi: | Development of wood fibre yarn machinery |
| Puukuitulangan tuotantolaitteiston kehittäminen | |
| Julkaisutyyppi: | Diplomityö |
| Julkaisuvuosi: | 2015 |
| Sivut: | (10) + 63 s. + liitt. 3 Kieli: eng |
| Koulu/Laitos/Osasto: | Insinööritieteiden korkeakoulu |
| Oppiaine: | Koneensuunnittelu (K3001) |
| Valvoja: | Kuosmanen, Petri |
| Ohjaaja: | Widmaier, Thomas |
| Elektroninen julkaisu: | http://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-201505132629 |
| Sijainti: | P1 Ark Aalto 4916 | Arkisto |
| Avainsanat: | cellulose yarn wood fibres spinning selluloosa lanka puukuitu kehräys |
| Tiivistelmä (fin): | Lankaa voidaan valmistaa monista eri raaka-aineista. Yleisesti langat jaetaan synteettisiin ja luonnollisiin lankoihin.Yleisin luonnollisten lankojen raaka-aine on puuvilla. Puuvillan tuotantomenetelmät ovat kehittyneet, mutta tuotantoon liittyy ongelmia. Puuvillan tuottaminen vaatii korkealaatuista viljelymaata, tuholaismyrkkyjä sekä huomattavaa keinokastelua. Samaa viljelymaata voitaisiin monessa tilanteessa käyttää ruoan tuottamiseen. Puukuidut ovat lupaava raaka-aine lankojen tuotannossa. Puun selluloosasta on valmistettu lankaa, enimmäkseen viskoosia. Nämä prosessit vaativat voimakkaita kemikaaleja kuitujen liuottamiseen. Ne eivät ole sen vuoksi luontoystävällisiä. Puukuitususpensiosta voidaan muovata suoraan lankaa uudella märkäkehräysmenetelmällä. Menetelmä perustuu ristisilloitumisreaktioon, jonka avulla voidaan tuottaa märkää lankaa. Ristisilloituminen totetutetaan lisäämällä puukuitususpensioon alginaattia. Alginaatti reagoi kationien kanssa suuttimessa. Reaktio tuottaa hydrogeelin, joka pitää suspension lankamaisessa muodossa. Märkä lankamainen rakenne kuivataan langan tuottamiseksi. Märkä lanka muovataan puristamalla ja kiertämällä. Muovaus-vaiheet poistavat vettä lankamaisesta rakenteesta. Muovauksen jälkeen lanka kuivataan ja rullataan. Lopputuloksena on vahvaa ja ohutta lankaa. Menetelmään perustuva langanvalmistuslaitteiston prototyyppi kehitettiin. Prototyypillä voidaan tuottaa jatkuvasti lankaa. Prosessiparametreja voidaan säätää tietokoneohjauksen avulla. Tuotetun langan ominasuuksia mitattiin ja verrattiin muihin lankatyyppeihin. Tuotettu lanka ei vielä vastaa ominaisuuksiltaan markkinoilta jo löytyviä vaihtoehtoja mutta menetelmässä on paljon potentiaalia. Lankaa voidaan tuottaa ilman vaarallisia kemikaaleja. Langalla on monia ominaisuuksia, kuten biohajoavuus, mitkä mahdollistavat sen hyödyntämisen uusissa kertakäyttöisissä tuotteissa. Jatkamalla menetelmän kehittämistä voidaan puukuidusta valmistaa kankaita luontoa säästäen. |
| Tiivistelmä (eng): | Yarn can be produced from many raw materials. Typically, the distinction between man-made and natural yarns is made. The most common natural raw material for yarn is cotton. Despite the remarkable development of cotton production, there remain fundamental issues related to cotton. Cotton requires high quality farming lands along with irrigation and pesticides. The same farming lands could often be used for food production instead of cotton. Wood fibres present an interesting opportunity as a new raw material for yarn. Wood-based cellulose has been used for the production of yarn, namely viscose. These processes require strong chemicals to dissolve the fibres and are therefore not sustainable. Wood fibres can be formed directly into yarn through a new wet spinning method. The wet spinning method utilizes a cross-linking reaction to produce an initial wet yarn structure. The cross-linking is achieved by adding alginate to the wood fibre suspension. The alginate reacts with cations in a nozzle to create a hydrogel that holds the fibre suspension in a yarn-like structure. The wet yarn structure needs to be formed to produce yarn. The forming phase includes twisting and compression which dewater the yarn. After the forming phase, the yarn is dried and reeled. The result is a thin and strong yarn. A prototype wood fibre yarn production machine was developed. The prototype is capable of continuous production of yarn. Process parameters can be controlled via a computer interface. The properties of the produced yarn were measured and compared to existing yarns. The produced yarn does not yet compete with existing yarns in terms of mechanical properties but the process shows much promise. Yarn can be produced without harmful chemicals in an environmentally sustainable way. The yarn has many properties such as biodegradability which make it applicable in new disposable products. With further development a sustainable pulp based fabric could be produced. |
| ED: | 2015-05-24 |
INSSI tietueen numero: 51271
+ lisää koriin
INSSI