Kuitukankaiden hydrofobisointi pilotkoneella

Abstract

Opinnäytetyön tilaajana toimi Tampereen ammattikorkeakoulu (TAMK) yhteistyössä SUSTAFIT-tutkimushankeen kanssa. SUSTAFIT-hankkeen tavoitteena on lisätä kuitukankaiden kestävän kehityksen mukaista käyttöä. Työssä tutkittiin kuitukankaan käyttäytymistä ja hydrofobisointia pilotkoneella.

Työn tarkoituksena oli selvittää, parantaako päällysteenä käytetyn AKD-dispersion viskositeetin nosto hydrofobisointitulosta kuitukankaalla. Kuitukankaan soveltuvuutta pilotkoneelle testattiin ensin arkkipäällystyksessä, jossa 50 g/m2 hydrofiilisia viskoosikuituarkkeja päällystettiin AKD-dispersiolla. CMC-liuosta lisäämällä AKD:n viskositeetti saatiin nostettua 42 mPas:ista 1200 mPas:iin. Viskositeetin nosto vähensi päällysteen impregnoitumista kuitukankaaseen, mutta ei poistanut sitä kokonaan. Lisäksi kuitukangasarkkeja koetettiin märkähajottaa ja kalanteroida, mutta näissä kuitukankaan toimivuutta ei saatu lisättyä.

Työn pilotkokeet suoritettiin applikoimalla paksunnettu Kemiran AKD-dispersio pilotkoneella SharpCellin ilmarainatun kuitukankaan pintaan. Pilotkoneen ajoparametrejä muutettiin parhaan päällystystuloksen saavuttamiseksi. Kuitukangasnäytteitä analysoitiin TAMKin paperilaboratoriossa, jossa niistä mitattiin yleis-, lujuus- ja pintaominaisuuksia. Päällysteen lisäys nosti kuitukankaan vetolujuutta ja puhkaisulujuutta. Repäisylujuuteen sekä vesi- ja öljyabsorptioon päällyste vaikutti laskevasti.

Tulokset osoittavat, että kuitukankaan hydrofobisointi pilotkoneella on mahdollista. Koeajoissa esiintyi kuitenkin runsaasti radan katkeamisia, jolloin päällystetty kuitukangasmäärä jäi vähäiseksi. Lisäksi päällyste impregnoitui edelleen kuitukankaaseen eikä pilotkoneen kuivauskapasiteetti riittänyt sen kuivaamiseen. Pilotkone ei siten tällä yhdistelmällä sovellu käytettäväksi kuitukankaalle. Tutkimusta voi jatkaa käyttämällä joko tiheämpää tai eri menetelmillä valmistettuja kuitukankaita.

This thesis research focused on the usability and hydrophobization of nonwovens on the pilot coater. The thesis was commissioned by Tampere University of Applied Sciences (TAMK) and SUSTAFIT, a research project that aims to increase sustainable usage of nonwoven fabrics.

The thesis aimed to conclude whether improving the viscosity of AKD dispersion influences hydrophobization on the pilot coater. Adding CMC to the dispersion raised the viscosity from 42 mPas to 1200 mPas. In preliminary trials, the increased viscosity lessened the impregnation of dispersion on the nonwoven fabric.

The thickened AKD dispersion, provided by Kemira, was then applied on the air-laid nonwoven fabric, provided by SharpCell, with the pilot coater. The pilot coater’s driving parameters were altered for the best coating result. The coated samples were analyzed in the paper laboratory of TAMK, where it was concluded that the addition of the coating improved tensile strength and bursting strength while decreasing tearing strength and the absorbency of water and oil.

The results prove that it is possible to hydrophobize nonwovens with the pilot coater, although due to the coating impregnation, the drying capacity proved insufficient. Therefore, the pilot coater is not suitable for nonwovens with the combination used. The research could be continued with thicker nonwovens.