tallinna Ülikool haapsalu kolledž … kolledž/lõputööd/katrin...Ühe lamba villakus eristatkse...
TRANSCRIPT
TALLINNA ÜLIKOOL
Haapsalu Kolledž
Käsitöötehnoloogiate ja disaini osakond
Katrin Kabun
LAMBAVILLAL PÕHINEVAST KOMPOSIIDIST SISUSTUSMATERJAL
Diplomitöö
Juhendajad:
MSc Aare Aruniit
TTÜ Materjalitehnikainstituudi doktorant
MA Arvo Pärenson
TLÜ Haapsalu Kolledž õppekava juht
Haapsalu 2013
Lambavillal põhinevast komposiidist sisustusmaterjal
Diplomitöö 2013
TLÜ Haapsalu Kolledž
Katrin Kabun 2
SISUKORD
SISUKORD ........................................................................................................................... 2
SISSEJUHATUS ................................................................................................................... 3
1.MATERJALID JA TEHNOLOOGIAD ............................................................................. 5
1.1. Kasutatavad materjalid ............................................................................................... 7
1.1.1. Sideained ............................................................................................................. 7
1.1.2. Kiudained ............................................................................................................ 9
1.1.3. Vilt ..................................................................................................................... 12
1.2. Kasutatavad tehnoloogiad......................................................................................... 13
1.2.1. Käsilamineerimine ............................................................................................. 13
1.2.2. Kuumpressimine ................................................................................................ 13
2.KATSELINE OSA ........................................................................................................... 15
2.1. Läbiviidud katsed ..................................................................................................... 15
2.2. Tulemused ................................................................................................................ 20
3. SISUSTUSMATERJAL JA KASUTUS ......................................................................... 21
KOKKUVÕTE .................................................................................................................... 25
ALLIKATE LOETELU ...................................................................................................... 27
Lambavillal põhinevast komposiidist sisustusmaterjal
Diplomitöö 2013
TLÜ Haapsalu Kolledž
Katrin Kabun 3
SISSEJUHATUS
Antud diplomitöö käsitleb naturaalsest lambavillast komposiitmaterjali valmistamist ja
selle kasutamist interjöörilahendustes.
100 aatat tagasi oli lambavill veel hindamatu väärtusega tekstiilmaterjal. See oli üks
põhilistest materjalidest, mis meie esivanematele riided selga andis ja millest valmisid ka
majapidamises vajaminevad tekstiilid. Villal oli nii suur väärtus, et Kirjandusmuuseumi
allikate väitel seda kingiti suure tänu märgiks sünnitust vastuvõtnud naisele. Veelgi enam,
ilma villata poleks meie kliimavöötmes inimeste elu võimalikki olnud.
Tänapäeval on olukord muutunud. Ühest küljest on sünteetiliste kiudude kasutuselevõtt
vähendanud puhta villa kasutamist, samas on ka tarbijate nõudlikkus kasvanud – vaid
kõige parema kvaliteediga vill jõuab lõngavabrikusse ja sealt edasi tarbijateni. Ühe lamba
villakus esineb erineva kvaliteediga kiude, mille morfoloogiline ehitus on sama, nad
kannavad endas kõiki villale omistatud füüsikalis-keemilisi omadusi, kuid nende kiudude
pikkus ja jämedus võivad olla erinevad. Kvaliteetse lõnga saamise üheks eelduseks on aga
ühtlase kvaliteediga kiudude olemasolu. Ka lammaste tõuaretuses on Euroopas enim
tähelepanu pööratud just lihalammaste aretusele ja kasvatusele. Selle eesmärgiks on
võimalikult kiire lihamassi saavutamine, vill on vaid lihatootmisega kaasnev produkt, mis
lihtsalt koguneb ja millest püütakse vabaneda, isegi põletamise ja matmise teel.
Olukord on jõudnud selleni, et järjest enam küll otsitakse võimalusi kasutada loodust
minimaalselt reostavaid materjale ja samas lambavill kui soe, pehme, elastne, õhku
läbilaskev, suure niiskusimavusega, temperatuuri isoleeriv, heli isoleeriv ja summutav,
suhteliselt tulekindel, täielikult biolagunev materjal, on alakasutuses.
Olles ise villa teemaga oma töö ja hobide kaudu süvitsi tegelenud, näen, et siin on
probleem, mis vajaks lahendamist: mida teha kiududega, mis ei vasta ei lõnga - ega ka
vilditootmise standarditele, aga samas kannavad endas kõiki villale omistatavaid häid
füüsikalis-keemilisi omadusi?
Lambavillal põhinevast komposiidist sisustusmaterjal
Diplomitöö 2013
TLÜ Haapsalu Kolledž
Katrin Kabun 4
Teema aktuaalsust toetab ka fakt, et kaasaegsetes interjöörides – nii ühiskondlikes
ruumides kui ka kodudes – on palju kasutatud siledapinnalisi, kõrgläikelisi, heli
peegeldavaid materjale ning kardinad ja vaibad sageli puuduvad. See omakorda on
tekitanud uue probleemi – ruumide akustika kannatab pika järelkaja tõttu, sest tavaliselt
summutavad liigse kaja just tekstiilist vaibad, kardinad, pehmemööbel. Siit tekkis idee,
mis sai seatud ka käesoleva töö eesmärgiks: leida alakasutuses olevatele
mittestandardsetele villakiududele sobilikku rakendust ja luua loodulik komposiitmaterjal,
mille sarruseks oleks nimetatud villakiud ja maatriksiks keskkonnasõbralik sideaine.
Käesoleva töö esimeses peatükis antakse ülevaade püstitatud eesmärgist ja sellest, mis on
komposiitmaterjal ning millised on komposiidi valmistamiseks vajaminevad
lähtematerjalid ja tehnoloogiad. Lähemalt vaadeldakse sideaineid, millised on sünteetilised
või looduslikud sideained, millised biolagunevad ja milliseid sideaineid antud töö
katselises osas kasutatkse. Samuti antakse ülevaade looduslikest kiududest keskendudes
käesoleva töö põhimaterjali, villa iseloomustamisele. Teises peatükis kirjeldatakse
Tallinna Tehnikaülikooli Keemia- ja materjalitehnoloogiateaduskonna ning
Mehaanikateaduskonna laborites läbi viidud katseid sobiva tehnoloogia väljatöötamiseks
ning tehakse kokkuvõte tulemustest, milleni neis jõuti. Töö viimase, kolmanda osa
keskmes on tulemus: villast, vaigust ja vildist koosnev komposiitmaterjal, tuuakse ära selle
täpsem kirjeldus ja pakutakse lahendusi kuidas võib loodud materjali interjööris kasutada.
Töö juurde kuuluvad ka katsetuste käigus väljatöötatud tehnoloogias valminud
näidisplaadid.
Lambavillal põhinevast komposiidist sisustusmaterjal
Diplomitöö 2013
TLÜ Haapsalu Kolledž
Katrin Kabun 5
1.MATERJALID JA TEHNOLOOGIAD
Diplomitöö eesmärgiks on leida alakasutuses olevatele mittestandardsetele villakiududele
sobilik rakendus. Lahenduseks võiks olla keskkonnasõbralikust komposiitmaterjalist
sisustusmaterjal, mis koosneb vaid naturaalsetest koostisosadest ja oleks täielikult
biolagunev. Esmaseks eesmärgiks püstitatud ülesande lahendamisel on leida sobiv
tehnoloogia kuidas kraasitud lambavillast ja vaigust saaks moodustada
komposiitmaterjali, mis kannaks endas villale omaseid füüsikalis-keemilisi omadusi.
Näiteid, mis selles vallas tehtud, pole palju. 1997. aastal Austraalia teadlaste Blicblau,
A.S., Coutts R., S., P. ja Sims, A. poolt avaldatud teadusartikkel Uudsed komposiidid
toorvillast ja polüestervaigust (Novel composites utilizing raw wool and polyester resin)
keskendub läbiviidud katsetustele toorvilla sidumisest polüestervaiguga. Sarnaseid
katseid viidi läbi ka Conzatti, L. Giunco, F., Stagnaro, P., Aluigi, A. , Patrucco, A.,
Marsano, E. ja Rink, M. poolt Itaalias 2008. aastal. Villakiu sidumise kohta naturaalsete
vaikudega pole materjali avaldatud, see-eest rohkem on tegeletud taimsete kiudude baasil
loodava komposiitmaterjaliga ja selles vallas on ka konkreetsete toodeteni jõutud. Näiteks
Saksa keemiaettevõtte Basf koos disainer Werner Aislingeriga on loonud vesialuselise
akrüülvaigu ja kanepikiudude baasil biolaguneva vormitava lehtmaterjali. Sellest
materjalist vormitud tooli Hemp chair tutvustati ka selle aasta Milano sisustus- ja
mööblimessil. Ka pressitud vilt pole sugugi uus teema, kuigi sageli jäetakse märkamata, et
tegu on sünteetilistest kiududest pressitud materjaliga. Näiteks 2012. aastal disainiauhinna
Red Dot ja teisigi auhindu pälvinud Soome disaineri Mikko Laakkoneni toolisarja Kola
istmeosa on vildist, täpsemalt siiski polüestervildist.
Komposiitmatrjalid (komposiidid) on kahest või enamast faasist koosnevad heterogeensed
materjalid. Tavaliselt on üks faasidest kõva ja tugev ning seda faasi nimetatakse sarruseks
e armatuuriks. Käesolevas töös on selleks lambavill. Teine faas on aga elastne ja seda faasi
nimetatakse maatriksiks e. sidematerjaliks. Sarrus annab komposiidile tugevuse, jäikuse ja
tagab mehaaniliste omaduste säilimise tööolukorras. Maatriks annab komposiitmaterjalile
Lambavillal põhinevast komposiidist sisustusmaterjal
Diplomitöö 2013
TLÜ Haapsalu Kolledž
Katrin Kabun 6
vormi ja monoliitsuse. (Krumme, s.a., 8) Maatriksi koostise järgi võib komposiitmaterjale
liigitda järgmiselt: metall-, keraamilised, süsinik- ja plastkomposiitmaterjalid (Kulu,
Kübarsepp, Hendre, Metusala & Tapupere, 2001, 46)
Plastkomposiitide kasutus algas 20. sajandi esikümnendil, mil patenteeriti esimene
fenoolvaikude armeerimist käsitlev patent. Plastidega seoses ilmus mõiste „komposiit“
esimest korda trükituna 1923.aastal, mil kasutati seda kaubamärgi nimetusena šellakist
valmistatud isolaatorite kohta. Tööstusliku läbimurdeni jõuti 1930-datel, mil sünteesiti
polüester- ja epoksüvaigud. (Veinthal, s.a., 1)
Tänapäeval leiavad komposiitmaterjalid tänu oma väikesele tihedusele,
korrosioonikindlusele, heale vastupidavusele kahjustustele ning sellest tulenevale pikale ja
hooldusvabale tööeale laialdast kasutust konstruktsioonimaterjalidena auto-, lennuki- ja
laevatööstuses ning ka ehituses. Enamus plaste toodetakse naftal põhinevast toormest,
tarbimise kasvutempot arvestades suureneb jätkusuutmatute komposiitmaterjalide
valmistamine enam kui 10 % aastas, mis teeb muret nii toornafta liigse tarbimise kui ka
plastide tootmisel eralduvate mürkainete ja kasvuhoonegaaside seisukohast. Seetõttu on
järjest rohkem hakatud tähelepanu pöörama looduslike, biolagunevate komposiitide
loomisele. (Malmstein, 2011)
Biokomposiitideks nimetatakse komposiitmaterjale, mille valmistamisel on kasutatud
naturaalseid kiude ja toornaftast saadud mittebiolagunevaid polümeere.
Komposiitmaterjalid, mis on saadud biopolümeerist ja sünteetilistest kiududest nagu klaas-
ja süsinikkiud, nimetatakse samuti biokomposiidiks. (Mohanty,Misra, Drzal, Selke, Harte
& Hinrichsen, 2005, 5). Kui biolagunev materjal (puhas polümeer, kombineeritud toode
või komposiit) on saadud täielikult taastuvatest allikatest, siis võib seda nimetada
“roheliseks” polümeermaterjaliks. (samas, 11) Et komposiitmaterjali võiks nimetada
biolagunevaks, peaks see koosnema vaid biolagunevatest koostisosadest. Looduslikel
kiududel põhinevad komposiitmaterjalid arenevad kui reaalsed alternatiivid puit- ja
klaaskiududel põhinevatele plastidele. Keskonnasõbralikel biokomposiitidel on
potentsiaali saada 21. sajandi uueks materjaliks ja olla osaks paljude globaalsete
keskkonnaprobleemide lahendamisel. (samas, 6)
Lambavillal põhinevast komposiidist sisustusmaterjal
Diplomitöö 2013
TLÜ Haapsalu Kolledž
Katrin Kabun 7
1.1. Kasutatavad materjalid
1.1.1. Sideained
Sõna „polümeer“ võttis 1833. aastal esimesena kasutusele Rootsi keemik Jöns Jacob
Berzelius. 1839. aastal avastas C. Goodyear, et looduslik kautšuk koos väikese koguse
väävliga annab vulkaniseeritud kummi. Sünteetilised polümeerid said alguse
formaldehüüdvaigu (bakeliidi) loomisega 1910. aastal Belgia keemiku Leo Baeklandi
poolt. (Veinthal, s.a., 3)
Polümeersed sideained võib jagada sünteetilisteks (naftast, maagaasist, kivisöest),
poolsünteetilised e modifitseeritud looduslikud e tehispolümeerid (loodusliku aine
keemilisel töötlemisel saadavad poolsünteetilised ained) ja looduslikud.
Sünteetilised polümeerid on kõrgmolekulaarsed ühendid, milles makromolekul on ehitatud
madalamolekulaarsetest ühenditest – monomeeridest, mis on ühendatud keemilise
sidemega. (Kulu, Kübarsepp, Hendre, Metusala & Tapupere, 2001, 40). Et sünteetiliste
polümeeride püsivus keskkonnas on väga suur ja nende tootmine koguaeg kasvab, siis on
see kaasa toonud tohutud jäätmeprobleemid. Samas on ka keemiatööstus järjest enam
tähelepanu hakanud pöörama loodust säästvamatele tehnoloogiatele. Näiteks praegu on
kogu maailma polümeeride tootmismaht 400 miljonit tonni, biopolümeeride osa selles on
1,5%, kuid aastaks 2020 ennustab Nova Instituudi direktor Michael Carus biopolümeeride
osatähtsuse tõusu 3%-ni. See kasv on kiirem kui fossiilsetel kütustel baseeruvate
polümeeride kasv. (Carus, 2013)
Poolsünteetilised polümeerid saadakse looduslikest polümeeridest keemilise töötlemise
teel. Looduslike polümeeride modifitseerimise eesmärk on nende lahustuvuse
parandamine, töötlemise lihtsutamine ja materjali tugevamaks või sitkemaks muutmine.
Poolsünteetilised polümeerid on jäänud sünteetiliste polümeeride varju, kuid nende
osakaal võib hakata suurenema, sest nad lagunevad looduses suhteliselt kiirelt ja nad on
heaks materjaliks biolagunevate polümeeride loomisel. Poolsüntetilised polümeerid on
vahatüüpi (mikrokristallilised vahad), tselluloosi-tüüpi (nt tselluloosi derivaadid värvide
sideainetena, liimidena või ka kunstkiududena (viskoos, tsellofaan) ja plastikutena). (Peets,
2005, 5)
Lambavillal põhinevast komposiidist sisustusmaterjal
Diplomitöö 2013
TLÜ Haapsalu Kolledž
Katrin Kabun 8
Looduslikke polümeere on kasutatud juba inimkonna algusaegadest alates ja paljud meid
ümbritsevad polümeersed ained on looduslikku päritolu. Tähtsaimad looduslikud
polümeeerid on nukleiinhapped, valgud, polüsahhariidid ja polüpreenid. Looduslikke
sideaineid võib liigitada: vahad (nt mesilasvaha, lanoliin, mäevaha, karnaubavaha);
vaikained (nt merevaik, kopaal, šellak, männivaik, tõrv); proteiinid (nt kaseiin, kanamuna,
kondiliim, nahaliim, želatiin) ja polüsahhariidid (nt tärklised, agar-agar, funori, tragant,
kummiaraabik). (Peets, 2005, 3-5)
Oluline on vahet teha bioloogilise päritoluga polümeeridel ja biolagunevatel polümeeridel.
Bioloogilise päritoluga polümeerid ei pruugi kõik olla bioiolagunevad polümeerid, see
sõltub koostisest ja struktuurist, samuti keskkonnast, kus nad asuvad. Biopolümeere võib
saada taastuvatest allikatest aga samuti saab sünteesida naftal põhinevatest kemikaalidest.
(Mohanty jt, 2005, 11) Biolagunevad polümeerid hakkavad lagunema, kui need maetakse
pinnasesse, neist ei jää polümeerijääke või muid toksilisi jääke. Polümeeri biolagunemist
või mineraliseerumist mõõdetakse süsinikdioksiidi tekkega pärast mikroobset
assimilatsiooni. Segadust tekitab, et terminit "biolagunev" on kasutatud liiga vabas
tähenduses. Mõningaid materjale, mis aja jooksul üksnes lagunevad osadeks või
purunevad väikesteks tükkideks, on nimetatud „biolagunevateks“ isegi siis, kui need ei ole
tegelikult biolagunevad selle sõna otseses tähenduses. Erinevalt lagundatavast polümeerist
on „biolagunev“ polümeer võimeline matmisel täielikult mineraliseeruma teatud
ajavahemiku jooksul nii, et lisaks ohtlike või toksiliste jääkide täielikule puudumisele ei
jää polümeerist järele mingeid jälgi. (European patent specification, 2006)
Kuna loodusliku päritoluga sideaineid on katsetuste käigus stabiilsetena keeruline
kasutada, siis käesoleva töö raames on kasutatud siiski sünteetilisi sideaineid. Põhiliselt
polüestervaiku ja natuke madalama viskoossusega vinüülestervaiku. Edaspidise tegevuse
käigus soovitakse jõuda tulemuseni, kus naturaalsed villakiud on kokku viidud täielikult
biolaguneva polümeeriga.
Lambavillal põhinevast komposiidist sisustusmaterjal
Diplomitöö 2013
TLÜ Haapsalu Kolledž
Katrin Kabun 9
1.1.2. Kiudained
Kiududeks peetakse tekstiilmaterjali, mida iseloomustab painduvus, väike läbimõõt ja
pikkuse ning läbimõõdu suur suhtarv (Viikna, 2005, 9). Looduslikud kiud, nagu lina,
kanep ja vill on ühed vanimad tekstiilmaterjalid. Keemiateaduse arenedes jõuti
sünteetiliste kiudude tootmiseni ning esimeseks sammuks sellel teel oli 1889.aastal
tselluloosi baasil loodud tehiskiud, mida toodetakse tänaseni ja mis on laialt tuntud
viskooskiu nime all. 1930-ndatel aastatel töötati välja esimesed sünteetilised kiud:
polüester- ja nailonkiud. Sellest ajast alates on sünteetiliste kiudude tootmine arenenud
tormiliselt ja praegu ületab nende toodang looduslike kiudude toodangut. (samas, 6) Siiski
on viimastel aastatel järjest enam hakatud huvi tundma taastuvate kiudude kasutamise
vastu. Naturaalsed kiud on tõusmas arvestatavaks alternatiiviks klaaskiule kas üksi või
kombineerituna komposiitmaterjalidena autodetailide, ehituskonstruktsioonide ja
pakendite tootmisel. Naturaalsete kiudude eeliseks sünteetiliste- ja tehiskiudude ees on
madal hind, madal tihedus, konkurentsivõimelised mehaanilised omadused,
süsinikdioksiidi sekvesteerimine, jätkusuutlikkus ja biolagunevus. (Mohanty jt, 2005)
Üldiselt võibki kiud liigitada keemilisteks ja looduslikeks kiududeks. Keemilised kiud on
kas sünteetilised kiud (nt polüester, polüamiid, aramiid jt) või tehiskiud (nt viskoos,
atsetaat, kummi jt). Looduslikud kiud jagunevad taimseteks (nt puuvill, lina, sisal jt),
loomseteks (nt. vill, suled, siid) ja mineraalseteks kiududeks (asbest). (Viikna, 2005, 10)
Kuna käesolevas töös keskendutakse villa kasutamisele komposiitmaterjali loomisel, siis
villa kiududest natuke pikemalt.
Villaks peetakse lamba-, kitse-, kaameli-, laama-, küüliku- vm looma karvu, mis on
saadud looma pügamise või kammimise teel ning on sobilikud ketramiseks või viltimiseks.
Nii on vill üldine nimetus erinevatele loomakarvadele. Ka inimese juuksekarva
morfoloogia ja koostis on sarnased villakiule. Kui vill koosneb põhiliselt α- keratiinist, siis
teised levinumad loomsed kiud (siid ja suled) koosnevad peamiselt β-keratiinist.
Keemiliselt on vill proteiinkiud ja koosneb sellistest elementidest nagu süsinik, hapnik,
lämmastik ja väävel. (Höcker, 2002, 60)
Lambavillal põhinevast komposiidist sisustusmaterjal
Diplomitöö 2013
TLÜ Haapsalu Kolledž
Katrin Kabun 10
Ühe lamba villakus eristatkse erinevaid karvu, peamiselt on villakus alus- e
pärisvillkarvad, mis on lühikesed peened, säsita, lainjad, asuvad pealisvilla all. Nt
meriinolammastel moodustub villkasukas vaid aluskarvadest. Teise suurema rühma
moodustavad pealisvillkarvad, mis on pikemad, tugevamad, sirgemad, kultuurtõugudel on
need peenemad ja erinevad vähem alusvillkarvadest, aborigeensetel põlistõugudel on need
jämedamad ja need kaitsevad looma ilmastiku mõjude ees. Veel on villakus
üleminekukarvad (alus ja pealiskarva vahepealsed), ohekarvad (lühikesed, tugevad
säsikanaliga karvad, mis kasvavad lambal vaid peal, kõrvadel ja jalgedel, harvem ka
villakus), surnud karvad (jämedad, läiketa, värvumatud, tugeva säsikihiga) ja kempkarvad
(oherkarvade sarnased, kuid valge värvusega ja rabedad). (Nõmmera & Jaama, 1943, 17-
19)
Kõik karva liigid on põhimõtteliselt sarnase morfoloogilise ehitusega, koosnedes kolmest
kihist. Soomuskiht (kutiikula) katab õhukese rakk-kihina paksemat rakkude kihti, mida
nimetatakse koorkihiks (korteksiks). Koorkihist sügavamal asub karva südamik säsikiht
(medulla). Soomusrakud kujutavad endast väga õhukesi, sakilise servaga sarvestunud
rakkudest soomuseid. Soomuskiht kaitseb villakiudu, sellest sõltub kiu läige ja ka viltuvus.
Koorkihi rakud on kitsad süstikutaolised kiudrakud, moodustades kiu põhimassi. Sellest
kihist sõltub ka villakiu tugevus, paksus ja elastsus. Ka villale värvi andev pigment asub
koorkihis. Säsikiht koosneb sarvnemata säsirakkudest. Mitte kõik kiud ei oma säsikihti,
tavaliselt esineb säsikiht just suurema läbimõõduga pealiskarvades. Kuna säsirakud
sisaldavad endas õhku, siis on neil väiksem soojusjuhtivus ja nii kaitses pealiskarv omal
ajal arhailisi lambaid temperatuuri kõikumiste jm ilmastiku olude eest. (samas, 11-16)
Villakiu ehitusest ja keemilisest koostisest tulenevad ka villa kui materjali omadused.
Allpool lähemalt just nendest omadustest, mis on olulised villa kasutamisel siseruumides
sisustusmaterjalina.
Vill on hea soojusisolaator. Kõige parem soojusisolaator on õhk, villas ja villases kangas
on õhku mitmel tasandil: villakiud ise sisaldavad õhku, tänu loomuliku säbruga villakiule
on ka kiudude vahel palju õhku ning kogu tekstiil on õhulisem ja soojust hoidvam.
Lambavillal põhinevast komposiidist sisustusmaterjal
Diplomitöö 2013
TLÜ Haapsalu Kolledž
Katrin Kabun 11
Vill on väga hea helisummutaja. Õhumüra vähendatakse heli energia neeldumise teel.
Kõvadelt pindadelt heli peegeldub, kuid vill neelab heli energia ja muundab selle mõneks
muuks energiaks, tavaliselt soojusenergiaks.
Vill on tulekindel. Vill sisaldab suures koguses lämmastikku ja väävlit, mis on nö
looduslikud tuletõkke vahendid. Kuna ka villakius oleva hapniku suhteline kogus on
suurem kui ümbritsevas õhus, siis põlemiseks oleks vaja tõsta ümbritseva õhu hapniku
kontsentratsiooni. Villa süttimistemperatuur on natuke alla 600 C˚.
Vill on suure niiskusimavusega. Vill võib ümbritsevast keskkonnast imada niiskust
endasse kuni 35 % ulatuses oma kaalust, osaledes sellega ruumi õhuniikuse
tasakaalustamises. Niiskus transporditakse villakiu sisemistesse struktuuridesse ja seetõttu
ei tundu vill katsudes märjana. Märkimisväärne on siinjuures ka see, et vett imades
genereeritakse soojust ja nii ei tundu niiske vill isegi välistingimustes külma ja märjana.
Samal ajal kui villakiud imab niiskust, ta ka tõrjub vedelikke. See tuleneb villakiu
soomuselisest pealispinnast, mis on kaetud õhukese vahaga ja seetõttu vedelik ei imendu
kangasse vaid moodustab villase materjali pinnale pisarad, mida on lihtne enne püsiva
pleki moodustumist maha lükata.
Vill mõjutab ka siseruumide õhu kvaliteeti, olles võimeline imama ja siduma kemikaalide
lõhnu, ka lämmastikku, süsinikdioksiidi, vääveldioksiidi, formaldehüüde jt kahjulikke
saasteaineid, mida võib siseruumides leiduda. (Pierlot, 2010)
Vill on täielikult biolagunev materjal. Maapõuest leitud vähesed villased tekstiilisäilmed
on meieni jõudnud vaid tänu tekstiili küljes olevatele metallist ehetele ja metallisooladele,
mis on aidanud tekstiili säilitada.
Seni on naturaalseid kiude sisaldavates komposiitmaterjalides põhiliselt kasutust leidnud
taimsed kiud, eelkõige lina. Kui võrrelda villakiudu linakiuga, siis villakiu eelisteks võiks
pidada suuremat vastupidavust hallitusele, seentele, mõnedele haptele, vill on
tulekindlam ja oluliselt paremate isolatsiooni omadustega. (Swett, 2009, 8)
Lambavillal põhinevast komposiidist sisustusmaterjal
Diplomitöö 2013
TLÜ Haapsalu Kolledž
Katrin Kabun 12
1.1.3. Vilt
Vilt on mittekootud kangas, mis on saavutatud kiudude aglomeerimise teel kasutades
selleks survet, niiskust ja soojust. Villakiud, peamiselt just lambavilla kiud, sobivad
viltimiseks kõige paremini tänu oma soomuselisele pealispinnale. Surve ja vormimise
käigus niisutatud kiudude soomused seonduvad üksteisega ja moodustavad ühtse massi
(Phipps, 2011, 33)
Viltimine on üks vanimaid tekstiili moodustamise tehnikaid ja on olnud levinud väga
paljudes maailma piirkondades, eriti Kesk-Aasias ja Lähis-Idas (Harris, 1993, 50). Vilti
võib valmistada suurte lehtedena, mis on suhteliselt kerged, omades füüsilist terviklikkust;
selliseid vildist lehti on kasutatud Kesk-Aasia nomaatide seas kui põrandakatte ja
seinamaterjali oma telkide (jurtade) ehituses. Vilditud tooted, nagu jalanõud, labakud,
joped, on vastupidavad ja äärmiselt soojad. Vanimad leiud pärinevad Lääne-Hiinast (1800
a.eKr) ja Pazyryki kalmetest leitud mitmevärviline vilditud vaip (400-300 a.eKr), mis on
hoiul Ermitaaži Muuseumis Peterburis. (Phipps, 2011, 33)
Villa viltumisprotsessi võib tinglikult jagada kahte etappi: viltumine ja vanumine.
Terminiga “viltumine” tähistatakse villakiudude omavahelist segunemist ja fikseerumist
mehaanilise töötlemise ajal. Villase lõnga, kanga või vildi mehaanilist ja termilist
järeltöötlemist tihendamise eesmärgil tähitatakse terminiga “vanumine” ja “vanutamine”.
(Kallam, Tomasberg & Veskimägi, 2010, 37) Kuna Eestis pole ajalooliselt villa viltimise
traditsiooni olnud, pigem vanutati valmistekstiile, siis sageli on kasutatud terminit “vilt”
ja “viltimine” hoopis vanutatud tekstiilide kohta. Näiteks vanad nõeltehnikas kindaid
vanutati, et need oleksid vastupidavamad ja neid nimetati viltkinnasteks.
Vill on küll kõige paremini viltuv kiud, kuid erinevaid tehnikaid kasutades moodustatakse
vilti ka taimsetest kiududest (nt lina, kookos, turvas) ja ka sünteetilistest kiududest.
Käesolevas töös kasutatav vilt on valminud naturaalsetest värvimata lambavillakiududest
st villakiude pole eraldi värvimise käigus keemiliselt ega termiliselt töödeldud ja nad ei
sisalda seega kunstlikke värvaineid ega pleegitusaineid.
Lambavillal põhinevast komposiidist sisustusmaterjal
Diplomitöö 2013
TLÜ Haapsalu Kolledž
Katrin Kabun 13
1.2. Kasutatavad tehnoloogiad
Plastkomposiitmaterjalide valmistustehnoloogiad võib jagada üldiselt kaheks:
käsitöönduslikud ja tööstuslikud valmistusmeetodid. Esimesse rühma kuuluvad
käsilamineerimine, pihustus- ja injektsioonimeetodid. Teises rühmas on erinevad
pressimis-, survevalu-, mähkimis- ja ekstrusioonimeetodid. Käsitööl põhinevate meetodite
osa on Põhja-Euroopas, sh. Eestis suur ja ka kogu Lääne-Euroopa mastaabis
märkimisväärne. (Veinthal, s.a., 1)
Arvestades käesolevas töös kasutatava armatuuri omadusi, on allpool kirjeldatud kahte
tehnoloogilist meetodit, mis sobiks püstitatud eesmärgiga.
1.2.1. Käsilamineerimine
Käsilamineerimine jaguneb märjaks- ja kuivaks- ehk prepreglamineerimiseks.
Märglamineerimise korral immutatakse armatuuri materjal vedela vaiguga ja asetatakse
armatuur kiht-kihilt käsitsi vormi. Selleks kasutatakse vatavaid käsitööriistu (spaatlit,
pintslit või rulli) või ka pihustit. (Veinthal, s.a., 2) Vastavalt käesoleva töö spetsiifikale
kasutati armatuurina villakiude ja vaiguna polüester- või vinüülestervaiku, mida rulli abil
püüti armatuurile kanda. Sellise meetodi abil saadud toode võib kõveneda vormis, kuid kui
soovitakse suurema tihedusega laminaati on soovitav kasutada välisrõhku kas elastset
membraani (kilet, kotti) ja ala- või ülerõhku. Vaakumkoti abil saadud komposiidi
armatuurisisaldus on suurem ning poorsus väiksem võrreldes vabalt kõveneva
komposiidiga. (samas, 2)
1.2.2. Kuumpressimine
Kuumpressimine on märgsurvevormimise üks meetoditest. Märgsurvemeetodiks
nimetatakse üldiselt meetodit, mille korral armatuur asetatakse vormi ja vaigusegu
valatakse armatuuri peale, seejärel vorm suletakse ja toimub detaili kõvenemine. Vastavalt
sellele, kas kõvendamise kiirendamiseks kasutatakse kuumutamist või mitte, nimetatakse
märgsurvepressimise tehnoloogiat kuum- või külmpressimiseks. (Veinthal, s.a., 23)
Käesolevas töös katsetati just kuumpressimise meetodit.
Lambavillal põhinevast komposiidist sisustusmaterjal
Diplomitöö 2013
TLÜ Haapsalu Kolledž
Katrin Kabun 14
See meetod sobib kõige paremini lihtsakujuliste detailide (puuduvad järsud astmed,
jäikusribid jne.) väikeseerialiseks (mõni tuhat toodet) valmistamiseks. Armatuurina
kasutatakse tavaliselt pidevkiudmatte ja kangaid ja tüüpiliseks vaiguks on polüestervaik,
mis võib olla külmpressimisel toatemperatuuril või kuumpressimisel ettekuumutatud
(u.150 ºC). Polümeriseerumise aeg võib olla vahemikus 5-15 minutit sõltuvalt detaili
suurusest ja kõvenemistemperatuurist. Käesolevas töös oli armatuuriks villakiud ja
vaiguks polüester- või vinüülestervaik, kõvenemisajaks pressi all, vastavalt katsele
temperatuuri 40 kuni 80 C˚, 30 minutit. Komposiitmaterjali armatuurisisaldus jääb sellise
meetodi rakendamisel tagasihoidlikuks ja seetõttu ka tugevusomadused on võrreldavad
käsitsi vormimise teel saadud komposiitmaterjalile. (samas, 23)
Lambavillal põhinevast komposiidist sisustusmaterjal
Diplomitöö 2013
TLÜ Haapsalu Kolledž
Katrin Kabun 15
2.KATSELINE OSA
2.1. Läbiviidud katsed
Katsete läbiviimise esmaseks eesmärgiks oli leida sobiv tehnoloogia villa kiudude ja vaigu
sidumiseks. Katsed viidi läbi Tallinna Tehnikaülikooli Mehaanikateaduskonna ning
Keemia- ja materjalitehnoloogiateaduskonna laborites.
Kõigepealt katsetati käsilamineerimise meetodit, kus vill laotati 5 kihis, mis asusid
üksteise suhtes ristikiudu, lamineerimisalusele (Joonis 2.1). Kihtide vahele kanti rulliga
polüestervaiku (Joonis 2.2). Seejärel suleti materjal vaakumkotti ja jäeti kolmeks tunniks
polümeriseeruma (Joonis 2.3). Tulemus oli ebaühtlane (Joonis 2.4), põhiliseks
probleemiks oosutus vaigu ühtlaselt villale kandmine ja villakiudude vahelt õhu välja
saamine.
Joonis 2.1.Villakihid lamineerimisalusel Joonis 2.2. Vaigu kandmine villale
Lambavillal põhinevast komposiidist sisustusmaterjal
Diplomitöö 2013
TLÜ Haapsalu Kolledž
Katrin Kabun 16
Joonis 2.3. Polümeriseerumine vaakumis Joonis 2.4. Ebaühtlaselt jaotunud materjal
Et tekkinud vigu parandana, katsetati järgmisena märgsurvemeetodit. Vormi põhja kanti
ühtlane vaigukiht (polüestervaik), sellele ristisuunas asetsevad villakihid (Joonis 2.5) ning
vorm läks kuumpressi alla, kus kuumus nii alt kui ülalt oli võrdselt 60 ºC, rõhk 100 bar ja
esmane polümesiseerumise aeg 0,5 h. (Joonis 2.6)
Sarnaseid katseid tegime korduvalt, et välja selgitatda villa ja vaigu koguse optimaalne
vahekord. Eesmärgiks oli, et komposiidis oleks armatuuri e villa osakaal võimalikult suur.
Joonis 2.5. Villakiud ja vaik enne Joonis 2.6. Vormi laotud materjal
pressimist läheb kuumpressi alla
Parema tulemuse saavutamiseks, et suurendada villakiudude märgumist vaiguga, otsustati
pikendada polümeriseerumise aega ja selleks alandati pressil nii ala- kui ülakuumust 40
C˚-le. Samuti asendati polüestervaik väiksema viskoossusega vinüülestervaiguga. Saadud
tulemus vastas juba oodatule. (Joonis 2.7) Vaik ja villakiud olid jaotunud ühtlaselt, plaat
Lambavillal põhinevast komposiidist sisustusmaterjal
Diplomitöö 2013
TLÜ Haapsalu Kolledž
Katrin Kabun 17
ei olnud enam plastile omaselt läikiv, vaid matt, kerge ja katsudes oli tunda villakiudude
olemasolu.
Joonis 2.7. Ühtlane komposiitplaat
Probleemiks jäi kuidas anda komposiitmaterjalile edasi villakiule omaseid füüsikalis-
keemilisi omadusi, sest kiud on seotud vaigu sisse. Selleks prooviti ühe protsessi käigus
ühendada tekkinud komposiitmaterjalist plaat vildiga st nii villa sidumine vaiguga kui
vildikihi lisamine toimusid kõik ühe pressimise käigus. Kuna vilt on väga hea
soojusisolaator, siis pealmise pressiplaadi temperatuuri kahekordistati, et kuumus läbi vildi
vaigu ja villakiududeni jõuaks. (Joonised 2.8-2.11) Et olla kindel vildikihi ühtlases
kinnitumises, siis ¼ vaigu kogusest kanti vahetult vildikihi alla. Selline tulemus vastas
igati oodatule. Villa ja vaigu vahekord oli 50:50, katsetüki valmimiseks kulus 50g villa,
50g vinüülestervaiku ja 30 vilti, seega kogu plaadi villa sisaldus on üle 60 %.
Joonis 2.8. Vaigu-, villa- ja vildikihid Joonis 2.9. Jäljendi tekitamine raami abil
enne pressi alla minekut
Lambavillal põhinevast komposiidist sisustusmaterjal
Diplomitöö 2013
TLÜ Haapsalu Kolledž
Katrin Kabun 18
Joonis 2.10. Komposiitplaadi pealmine Joonis 2.11. Komposiitplaadi alumine pool
(vildiga) pool
Loodud tehnoloogia korduval katsetamisel selgus siiski, et nõrgaks kohaks jäi igakordne
vaigu ühtlase jaotumise saavutamine. Selle probleemi lahendamiseks katsetati prepregi e
sügavkülmutatud vaigukile moodustamist. Katsetati kolme erinevat termoreaktiivset vaiku:
polüestervaiku, vinüülestervaiku ja epoksüüdvaiku. Vaigukile moodustumise peamine
mehhanism seisneb selles, et vaigukihil lastakse toatemperatuuril polümeriseeruma hakata
ja kui on moodustunud juba esimesed keemilised sidemed, siis materjal
sügavkülmutatakse ja polümeriseerumine jätkub taas kui külmutatud vaigukile on asetatud
villakihtidele ja vormi.
Järgnevates katsetes prooviti ka erineva tihedusega ja paksusega vildi kasutamist, ka vildi
sisse reljeefse pinna loomist (Joonis 2.12). Selleks kasutati madalsüsinikterasest
laserlõikuse abil välja lõigatud plaate.
Joonis 2.12. Plaadile pressitud jäljend
Lambavillal põhinevast komposiidist sisustusmaterjal
Diplomitöö 2013
TLÜ Haapsalu Kolledž
Katrin Kabun 19
Valminud katseplaatidega viidi läbi ka võrdlevad heli neeldumise testid. Selleks loodi nö
ruumi simulatsioon mõõtudega 600 x 300 x 350 mm, mille ühte seina asetati katseplaadid
mõõduga 150 x 150 mm ja heli (white noise) taset mõõdeti kõlari taga, plaadi vastasseinas.
Võrdlusmaterjalidena kasutati loodud komposiitplaate, mille pealispinnaks on
käsitsivilditud madalama tihedusega vilt (plaadi paksus 10 mm, sh vildi paksus 6mm) ja
tööstuslik vilt (plaadi paksus 9 mm, sh vildi paksus 5 mm), eraldi tööstuslikku vilti (5 mm
ja 2 mm), puitkiudpõrandaplaati, õhukese PVC kattega klaaskiust laeplaati ja terasplaati.
Tulemused on toodud tabelis 2.1, milles on näha ka erinevate materjalide heli neelduvus
võrreldes tühja ruumiga.
Tabel 2.1. Heli neeldumise testi tuemused
Materjal Materjali
paksus (mm) Tulemus (dBA)
Muutus
võrreldes
tühja ruumiga
(%)
Tühi ruum 95,0
Komposiitplaat käsitsi vilditud vildiga 10 91,0 -4,2
Komposiitplaat tööstusliku vildiga 9 92,5 -2,7
Tööstuslik vilt 5 93,5 -1,6
Tööstuslik vilt 2 93,5 -1,6
Klaaskiud laeplaat 14 92 -3,2
Puitkiud põrandaplaat 5 94 -1,1
Terasplaat 3 95,5 +0,5
Selgelt eristub koheva (õhurikka) käsitsi vilditud kattega plaadi tulemus, mis vähendas
ruumi müra 4,2 %, samas kui metallplaat oma heli peegelava sileda pinnaga suurendas
ruumi mürataset. Üllatav oli, et helineelduvus ei sõltunud tööstusliku vildi paksusest,
mõlema mõõtmise tulemus oli täpselt sama. Ka spetsiaalse heli isoleeriva tööstusliku
klaaskiudpaneeli tulemus jäi käsitsivilditud kattega komposiitplaadi tulemusele alla.
Lambavillal põhinevast komposiidist sisustusmaterjal
Diplomitöö 2013
TLÜ Haapsalu Kolledž
Katrin Kabun 20
2.2. Tulemused
Katsetuste tulemusena selgus tehnoloogia, mille abil on võimalik villast ja vaigust
moodustada komposiitmaterjal. Kõige otstarbekamaks osutus kuumpressimise meetod ja
käesolevas töö raames toimiti järgnevalt:
1) Vormi põhja asetati vaigukiht (50 g), sellele ristikiudu villakihid (50 g) ja nende
peale vildikiht.
2) Plaadile konkreetse kuju tagamiseks asetati kõige peale nö pressraud ja vajadusel,
kui soovitakse teatud mustrit pressida, siis ka metallist mustriplaat.
3) Vorm asetati kuumpressi alla, mille altkuumus oli 40 C˚ ja pealtkuumus 80 C˚ ning
rõhk 100 bar.
4) Esmane polümeriseerumise aeg 0,5 h.
5) Plaatide lõikamiseks kasutati saagi, kuid tootmises sobiks selleks spetsiaalse stantsi
kasutamine.
Läbiviidud katsetustest tulenevalt on plaatide valmistamisel vaja silmas pidada, et
villakihid on väga õhurikkad ja kiudude vahelt õhu väljasaamiseks sobib kõige paremini
pressimise meetod. Villakihtide ühtlaseks vaiguga immutamiseks on oluline vaigu
võimalikult väike viskoossus, sünteetiliste vaikude korral tuleks selleks polümeriseerumise
aega pikendada pressi temperatuuri alandamise teel. Vaigu ühtlase jaotumise tagamiseks
on sobilik kasutada pihustamise meetodit, kuid väikeste objektide (ka katsetükkide) korral
on see tehnoloogiliselt keeruline ja sel juhul on sobiv preprege kasutada.
Kokkuvõtvalt valmis katsetuste tulemusena sisustusplaat mõõtudega 150 x 150 mm, plaadi
paksus on 9 mm ja kaal 80 g. (3550 g/m²) Plaadile jäikust andva alumise kihi paksus on
plaadi kokkupressitud servas 2,5 mm ja tihedus 850 kg/m³, plaadi põhiosas 4 mm,
tihedusega 575 kg/m³. Vildist pealiskihi paksus on 5 mm, tihedus 330 kg/m³.
Lambavillal põhinevast komposiidist sisustusmaterjal
Diplomitöö 2013
TLÜ Haapsalu Kolledž
Katrin Kabun 21
3. SISUSTUSMATERJAL JA KASUTUS
Läbiviidud katsetuste tulemusena jõuti lambavillal põhineva komposiitmaterjalist
sisustusplaadini, mis koosneb kolmest komponendist – vaigust, villakiududest ja vildist.
Plaadi pealmine pind on naturaalne vilt, mis annab edasi villale omistatvaid füüsikalis-
keemilisi omadusi ja samas moodustab plaadile ka dekoorikihi, võimaldades laiendada
plaadi kujundusvõimalusi. Võib kasutada erinevaid viltimistehnikaid, erinevaid värve,
tikandeid, pressida reljeefseid pidasid jm, mida vilt materjalina võimaldab ja olukord, kuhu
plaat mõeldud on, lubab. Plaadi alumine pool on villakiudude ja vaigu segu, mis annab
plaadile kuju ja jäikuse, võimaldades pressida erinevaid, ka kolmemõõtmelisi, objekte.
Katsetuste käigus väljatöötatud tehnoloogia on ökonoomne, võimaldades luua vaid kahe
operatsiooni käigus nii komposiitmatrerjal kui ka sisustusplaat. Esimesena pressitakse
vaigust, kraasitud villast ja vildist plaat ning teises etapis toimub juba ette pressitud
jäljendi järgi plaadi väljalõikamine. (Joonis 3.1)
Joonis 3.1. Sisustusplaadi ristlõige.
Tulemuseks on sisustusplaat, mis on kerge, hea soojusisolaator, heli summutav, mustust ja
vett hülgav, suhteliselt tulekindel ning osaleb ruumi õhu kvaliteedi reguleerimisel. Kui
katsetuste käigus kasutatud vinüülestervaik asendada loodusliku biolaguneva vaiguga, siis
on ka loodud plaat biolagunev ja absoluutselt naturaalne
Loodud sisustusmaterjal on tänu komposiidist aluspõhjale hästi vormitav ja võib seetõttu
kasutust leida erinevates sisustuslahendustes. Kõige lihtsam ja ka funktsionaalsem on
Lambavillal põhinevast komposiidist sisustusmaterjal
Diplomitöö 2013
TLÜ Haapsalu Kolledž
Katrin Kabun 22
kasutada materjali põranda- ja ka seinakattena. Selleks sobib hästi näiteks moodulsüsteem,
mis koosneb kolmest omavahel suhestuvast plaadist. (Joonis 3.2)
Joonis 3.2. Kolmes mõõdus moodulsüsteemi elemendid.
Selline lihtne süsteem võimaldab plaate kasutada väga erinevates kombinatsioonides,
vastavalt kasutaja maitsele või vajadusele. Võib katta terve põranda, vähendades nii ka
ruumi soojuskadu, parandades heli ja õhu kvalitatiivseid näitajaid. Võib ka luua eraldi
vaipkatteid vastavalt ruumi vajadusele. Mõned näited on toodud joonisel 3.3.
Joonis 3.3. Põrandaplaadi moodulite kasutusvõimalusi.
Plaadi pealispinna moodustava vildi erinevad lahendused laiendavad plaadi
kujundusvõimalusi veelgi, näiteks vildiribadest moodustatud triibustikuga plaatidest saab
luua nn triibuvaipasid. (Joonis 3.4.)
Joonis 3.4. 300 x 900 mm moodulid ja neist moodustatud nn triibuvaibad.
Lambavillal põhinevast komposiidist sisustusmaterjal
Diplomitöö 2013
TLÜ Haapsalu Kolledž
Katrin Kabun 23
Pressitud plaadi kasutamise eelisteks on ka see, et nende paigaldamiseks pole vaja
ideaalselt siledat aluspinda, sest komposiidikiht hoiab plaadi piisavalt jäigana. Et tagada
põrandaplaatide pikem eluiga, on soovitav kasutada tööstuslikult valminud vilti
(tihedusega 0,3 g/m³), sest selle koormustaluvus on kõrgem. Käesoleva töö raames on osad
näidisplaadid valminud Soome Koskenpää Vildivabrikust pärit tööstusliku vildiga.
Joonisel 3.5 on näha sealsed naturaalsetes värvides vildidtükid, mis annavad ülevaate
võimalikust kasutatavast värvigammast. Vilt on valminud naturaalsetest värvimata
villakiududest st villakiude pole eraldi värvimise käigus keemiliselt ega termiliselt
töödeldud ja nad ei sisalda seega kunstlikke värvaineid ega pleegitusaineid.
Joonis 3.5. Naturaalsetes lambavärvides vildinäidised.
Sisustusplaate seinaplaadina kasutades võib vilt olla madalama tihedusega. Nagu
põrandplaatide puhulgi võib seinaplaatidega katta terve seina, et tõsta ruumi soojapidavust
(nt välisseina puhul) ja vähendada müra taset. Lihtsalt ruumi akustika ja õhu kvaliteedi
parandamiseks võimaldab materjal seinale moodustada plaatidest või ka
kolmemõõtmelistest objektidest pannoo. (Joonis 3.6)
Joonis 3.6. Ühevärvilisest vildist pressitud mustriga seinapannoo 300 x 900 mm mooduli
baasil.
Lambavillal põhinevast komposiidist sisustusmaterjal
Diplomitöö 2013
TLÜ Haapsalu Kolledž
Katrin Kabun 24
Plaatide kinnitamiseks seinale või põrandale on erinevaid võimalusi. Põrandaplaatide
kinnitamiseks võib kasutada spetsiaalset kahepoolset armeeritud vaibateipi. Juba tootmises
oleva tootega võiks kaasas olla spetsiaalsed kinnitusteibid, mis vastavalt olukorrale on kas
kahepoolse liimiga teip plaatide püsivaks kinnitamiseks või ühepoolse liimiga teip
erinevate moodulite omavaheliseks sidumiseks (eraldiseisva vaiba puhul). Libisemise
vältimiseks võiks alumine teibi pool olla kaetud kummeeritud nuppudega.
Kasutuses olevate plaatide hooldus on lihtne. Igapäevane tolmu ja mustuse saab eemaldada
tolmuimejaga. Kui juhtub vedelikku plaadile minema, siis villakiud ei lase vedelikul
kergesti imenduda ja kohe tegutsedes jõuab vedeliku kas maha lükata või ettevaatlikult
majapidamispaberisse imendada. Kui aga juhtub püsiv plekk tekkima, siis on kõige parem
rikutud plaat keemilisse puhastusse viia või hoopis välja vahetada. See on ka üks
moodulvaipkatte eelistest, et õnnetuse korral ei pea tervet vaipa välja vahetama.
Tänapäevasel tootearendusel pööratakse suurt rõhku toote utiliseerimisele, mis saab tootest
pärast tema eluea lõppu. Käesolevas töös käsitletud sisustusplaatide utiliseerimisel on
kaks teed. Kui plaadid muude villajääkidega purustatda, siis saab vaigu lisamise teel neist
uued alusplaadid pressida. Kuid kuna tegu saab olema täielikult biolaguneva tootega, siis
toote eluea lõpus pole tema ümbertöötamine ilmtingimata vajalik, see ei jää meie
keskkonda koormama.
Kokkuvõtvalt on loodud sisustusmatrerjali kasutusega seotud rida eeliseid. Loodud
materjal annab edasi villa füüsikalis-keemilisi omadusi, olles soojust isoleeriv, müra
isolleeriv, õhuniiskust reguleeriv, õhu puhtust reguleeriv, tulekindel, mustust ja vedelikke
hülgav, naturaalne. Tugevdatud komposiitmaterjalist põhi võimaldab plaate kasutada ka
ideaalselt sileda aluspinna puudumisel. Jääva pleki tekkimisel saab välja vahetada vaid
rikutud mooduli, mitte kogu vaipkatet. Pressimise tehnoloogiast tulenevalt on iga plaat
konkreetse lõpetatud servaga ja see lihtsustab sobiliku vaipkatte moodustamist, vaipkatte
serv ei vaja spetsiaalset töötlust ega viimistlust. Materjal on naturaalne ja täielikult
biolagunev.
Lambavillal põhinevast komposiidist sisustusmaterjal
Diplomitöö 2013
TLÜ Haapsalu Kolledž
Katrin Kabun 25
KOKKUVÕTE
Viimase viiekümne aasta jooksul laialt kasutusele võetud sünteetilised – ja tehiskiud on
vähenenud puhta villa kasutust. Selle aja jooksul on Euroopa villalammaste kasvatus alla
jäänud kiirelt arenevale lihalammaste aretusele ja seetõttu on villast saanud sageli
lihatootmise kõrvalprodukt. Käesolevas diplomitöös pakutakse lahendust lõnga- ja
vilditootmise standardile mittevastava, kuid kõiki villale omistatavaid unikaalseid omadusi
kandva villakiu kasutamiseks keskkonnasõbraliku sisustusmaterjali loomisel.
Töö eesmärgiks oli luua lambavilla ja vaigu baasil komposiitmaterjal, mille sarruseks on
villakiud ja maatriksiks biolagunev looduslik vaik. Samas oli oluline, et loodav komposiit
kannaks ka villale omaseid füüsikalis-keemilisi omadusi. Esmaseks ülesandeks oli leida
tehnoloogia, mida rakendades saaks villa ja vaigu ühendada. Kuna loodusliku päritoluga
sideaineid on katsetuste käigus stabiilsetena keeruline kasutada, siis käesoleva töö raames
on kasutatud siiski sünteetilisi sideaineid. Edaspidise tegevuse käigus soovitakse jõuda
tulemuseni, kus naturaalsed villakiud on kokku viidud täielikult biolaguneva polümeeriga.
Toimivaks tehnoloogiaks osutus kuumpressimine, kus ühe protsessi käigus saab kokku
pressida nii villakiududest ja vaigust koosneva komposiitplaadi põhja kui ka pealiskihiks
jääva vildi. Selle protsessi tulemusena valmib sisustusplaat, mille pealmine pool on vilt,
mis annab plaadile ka villa omadused ja samas on ka nö dekoorikihiks, laiendades sellega
ka plaadi kujundamise võimalusi. Plaadi alumine pool on komposiit, mis annb plaadile
jäikuse ja vormitavuse, võimaldades pressida ka kolmemõõtmelisi objekte ning laiendades
sellega materjali kasutusvõimalusi veelgi.
Katsetuste tulemusena valmis sisustusmaterjal, mis on kerge, hea soojusisolaator, heli
summutav, mustust ja vett hülgav, suhteliselt tulekindel ja osaleb ruumi õhukvaliteedi
reguleerimisel. Kui töös kasutatud vinüülestervaik asendada loodusliku või biolaguneva
vaiguga, siis on ka loodud plaat biolagunev ja absoluutselt naturaalne.
Lambavillal põhinevast komposiidist sisustusmaterjal
Diplomitöö 2013
TLÜ Haapsalu Kolledž
Katrin Kabun 26
Esimeseks tööks loodud materjalist on sisuatusplaatide moodulsüsteem, mis koosneb
kolmest omavahel suhestuvast plaadist (kolm suurust: 150 x 150, 300 x 300 ja 300 x 900
mm). Plaadid on kasutatavad ruumis nt põrandaplaadina kas kogu põranda katmiseks ja
lisasoojustuse andmiseks või vastavalt vajadusele vaipkatete moodustamiseks. Mooduli
väiksemad osad on näidistena katsetuste käigus ka juba valminud.
Käesolev töö on vaid esimene samm püstitatud eesmärgi suunas ja selle teemaga tasub
kindlasti edasi tegeleda, sest vill on unikaalne materjal, mida ei tohiks lasta lihtsalt raisku
minna. Vill on siinses kultuuriruumis juba sajandeid olnud traditsiooniline tekstiilmaterjal,
selle kasutamine kaasaegse toote loomisel vaid väärtustab meie kultuuripärandit ja samas
pakub disaineritele ja sisustusarhitektidele uut keskkonnasõbralikku väljendusvahendit.
Lambavillal põhinevast komposiidist sisustusmaterjal
Diplomitöö 2013
TLÜ Haapsalu Kolledž
Katrin Kabun 27
ALLIKATE LOETELU
Blicblau, A.S., Coutts R., S., P. & Sims, A. (1997) Novel composites utilizing raw wool
and polyester resin. [2013, veebruar 12].
http://link.springer.com/article/10.1023%2FA%3A1018517512425#page-1
Carus, M. (2013). Biobased polymers will make a breakthrough within ten years.
[2013, mai 5].
http://www.biobased-society.eu/en/2013/03/biobased-polymers-will-make-a-
breakthrough-within-ten-years/
European patent specification. (2006). Novel biodegradable polymer composition useful
for the preparation of biodegradable plastic and a process for the preparation of
said composition. [2013, mai 5].
http://www.patentlens.net/patentlens/patents.html?patnums=EP_2013280_B1&lan
guage=&patnum=EP_2013280_B1&language=en&query=&stemming=&pid=p0#t
ab_1
Harris, J. (1993). Felt and bark cloth. In:Harris, J. (Ed.) Textiles, 5000 years: an
international history and illustrated survey. London: British Museum Press, 50.
Höcker, H. (2002). Fibre morphology: In: Simpson, W., S. & Crawshaw, G.,H. (Eds.)
Wool:Science and technology. Cambridge: Woodhead Publishing Ltd. 60-79.
Kallam, L., Tomasberg, L. & Veskimägi, L. (2010). Taasleitud vilt. Tallinn: Ajakirjade
kirjastus.
Krumme, A. (s.a.) Loeng1: Polümeermaterjalide olemus. [pdf.dokument]. [2013, veebruar
22].
https://moodle.e-ope.ee/pluginfile.php/627815/mod_resource/content/2/Ptk_1.pdf
Lambavillal põhinevast komposiidist sisustusmaterjal
Diplomitöö 2013
TLÜ Haapsalu Kolledž
Katrin Kabun 28
Kulu, P., Kübarsepp, J., Hendre, E., Metusala, T. & Tapupere, O. (2001). Materjalid.
http://www.ene.ttu.ee/leonardo/materjalid/Materjalid.pdf
Malmstein, M. (2011) Keskkonnasõbralike komposiitmaterjalide kasutusvõimalused
väikelaevaehituses ning vee mõju nende tugevusomadustele. Keskkonnatehnika 2,
[2013, mai 5].
http://www.keskkonnatehnika.ee/client/common-
docs/2011_pdf/KKT_2011_02.pdf
Mohanty, A.,K., Misra, M., Drzal, L., T., Selke, S., E., Harte, B., R. & Hinrichsen. (2005).
Natural Fibers, Biopolymers, and Biocomposites: An Introduction. In: Mohanty,
A.,K., Misra, M., Drzal, L., T., (Eds.) Natural Fibers, Biopolymers, and
Biocomposites. Boca Raton: CRC Press Taylor & Francis Group, 1-34.
Nõmmera, E. & Jaama, K. (1943). Lambavill. Tallinn: Põllumajandusliku kirjastusühistu
“Agronoom” kirjasts.
Peets, H. (2005). Loeng: I Looduslikud /naturaalsed, traditsioonilised / kelmemoodustajad.
[pdf.dokument]. [2012, november 21].
http://www.kanut.ee/loengud/loeng06.pdf
Phipps, E. (2011). Looking at tekstiles: a guide to technical terms. Los Angeles: The
J.Paul Getty Museum
Pierlot, T. (2010). Ettekanne: Wool’s fashion secrets - the natural advantages.
[pdf.dokument]. [2013, jaanuar 05].
http://www.csiro.au/files/files/pvwn.pdf
Swett, S. (2009). Fiber fascination. In: Robson, D. & Ekarius, C. (Eds.) The fleece & Fiber
sourcebook. Cambridge: Storey Publishing. 1-27.
Veinthal, R. (s.a.) Loeng: Ülevaade komposiitide kasutusest. [pdf.dokument]. [2013, märts
22].
Lambavillal põhinevast komposiidist sisustusmaterjal
Diplomitöö 2013
TLÜ Haapsalu Kolledž
Katrin Kabun 29
https://moodle.e-
ope.ee/pluginfile.php/627820/mod_resource/content/1/Sissejuhatus.pdf
Veinthal, R. (s.a.) Loeng: Plastid ja polümeerid. [pdf.dokument]. [2013, märts 22].
https://moodle.e-
ope.ee/pluginfile.php/627809/mod_resource/content/1/Plastid_ja_pol_meerid.pdf
Veinthal, R. (s.a.) Loeng: Plastid ja polümeerid. [pdf.dokument]. [2013, märts
22].
https://moodle.e-
ope.ee/pluginfile.php/627820/mod_resource/content/1/Sissejuhatus.pdf
Veinthal, R. (s.a.) Loeng: Komposiitmaterjalide valmistustehnoloogiad. [pdf.dokument].
[2013, aprill 12].
https://moodle.e-
ope.ee/pluginfile.php/627139/mod_resource/content/1/Valmistustehnoloogia_2102
13.
Viikna, A. (2005). Kiuteadus. Tallinn: TTÜ Kirjastus.