Comparison of staple fibres in wetlaid nonwoven sheet

Abstract

Opinnäytetyö tehtiin Tampereen ammattikorkeakoululle yhteistyössä SUSTAFIT – Sustainable fit-for-purpose nonwovens -hankkeen kanssa. Työn taustalla oli tarve kasvattaa kestävämpien kuitukankaiden markkinoita. Työ keskittyi kuitukankaiden märkärainaukseen sekä katkokuitujen jauhatukseen.

Työssä tutkittiin erilaisista katkokuiduista märkärainauksella valmistettuja kuitukangasarkkeja. Tarkoituksena oli selvittää, miten katkokuitujen jauhatus vaikuttaa kuitujen rakenteeseen ja märkärainattujen kuitukangasarkkien ominaisuuksiin. Tutkitut katkokuidut olivat polyesteri, viskoosi, kierrätetty puuvilla ja kierrätetty polyesteri. Puukuitu toimi työssä vertailukohteena katkokuiduille. Työssä käytetty puukuitu oli koivua.

Työ toteutettiin TAMKin paperilaboratoriossa. Jauhatuksen vaikutusta kuitujen rakenteeseen määritettiin tutkimalla kuitujen rakennetta ennen jauhatusta ja sen jälkeen. Ennen ja jälkeen jauhatusta katkokuiduista valmistettiin arkkeja märkärainausmenetelmällä, jotta voitiin selvittää kuitujen jauhatuksen vaikutusta kuitukangasarkkien valmistukseen ja ominaisuuksiin. Myös jauhetuista puukuiduista valmistettiin arkkeja. Jauhetuista kuiduista valmistetuista arkeista mitattiin perusominaisuuksia ja erityisesti lujuusominaisuuksia.

Tulokset osoittavat, että tutkittujen katkokuitujen jauhatus on mahdollista kyseisellä menetelmällä. Kuitujen rakenne muuttui huomattavasti jauhatuksessa. Jauhamattomiin kuituihin verrattuna jauhetut kuidut toimivat paremmin arkkien valmistuksessa. Katkokuiduista valmistetut arkit eivät kuitenkaan saavuttaneet yhtä hyviä lujuusominaisuuksia kuin puukuidusta valmistetut arkit. Tässä tutkimuksessa katkokuiduista jauhatukseen ja arkkien valmistukseen parhaiten sopivat viskoosi ja kierrätetty puuvillakuitu.

The thesis was commissioned by Tampere University of Applied Sciences (TAMK) in cooperation with research project SUSTAFIT – Sustainable fit-for-purpose nonwovens. The research is related to the need to develop nonwoven markets to a more sustainable direction.

The object of the thesis was to study different staple fibres in wetlaid nonwoven sheet for instance concerning the refining effects to the staple fibres and the wetlaid nonwoven sheet properties. The studied staple fibres were polyester, viscose, recycled cotton, and recycled polyester. Birch fibres were used as a reference for the staple fibres.

The work was carried out in TAMK’s paper laboratory. The effect of refining on the staple fibres was determined by examining the structure of the fibres. Sheets were made from refined and unrefined fibres to study the effect of refining on sheet making and sheet properties. The sheets made from refined fibres were measured for basic properties and especially strength properties.

The structure of the fibres changed considerably during the refining. Compared to the unrefined fibres, the refined fibres performed better in the sheet making. Of the staple fibres, the viscose and recycled cotton fibres performed best in the refining and sheet making in this research.