초음파 대마 섬유 가공
- 대마 및 아마 섬유와 같은 섬유질 물질의 초음파 재생은 빠르고 효율적인 섬유 변형을 허용합니다.
- 초음파 처리 된 바스트 섬유는 섬유질화되고 상당히 높은 특정 표면, 증가 된 인장 강도 및 유연성을 보여줍니다.
- 초음파 섬유 가공은 산업 생산을위한 빠르고 사용하기 쉬운 가공 기술입니다.
초음파 리팅
초음파 재생은 기존의 습식 또는 이슬 리팅에 대한 빠르고 효율적이며 녹색 대안입니다. 고강도, 저주파 초음파에 의해 생성 된 음향 캐비테이션은 아마, 대마, 쐐기풀, 밀짚, 쌀 짚, 황마, 및 같은 bast 섬유를 포함하는 비 나무, 식물성 섬유와 같은 바이오 물질의 세포 구조를 분해합니다. 잎에서 추출한 섬유(예: 시잘, 마닐라 대마, 아바카) 및 코코넛 껍질의 코어와 같은 과일 유래 섬유.
초음파 이질은 마이크로 화이버 (약 3-5μm)를 나노 섬유 (≥100nm)로 변환합니다. 또한 초음파 처리는 순수한 자일로루칸 및 자일란용액의 분해를 유도하여 헤미셀룰로오스를 분해하는 초음파 능력을 입증했습니다.
초음파 재생은 주로 수성 용액에 사용되지만 가능합니다. – 원료 및 목표 결과에 따라 다름 – 알칼리 처리와 초음파 공정을 결합합니다. NaOH, H의 솔루션2영형2 및 H2그래서4 짧은 처리 시간에 셀룰로오스 나노 섬유를 얻기 위해 알칼리화에 사용할 수 있습니다. 초음파 처리로 셀룰로오스 마이크로 화이버의 세동을 쉽게 달성 할 수 있습니다. 초음파로 생산된 섬유는 나노 섬유 (≥ 100nm)가 마이크로 화이버 (3-5μm)의 전체 표면에 분포되는 특정 형태를 보여줍니다.
초음파 처리 유무에 관계없이 아마, 대마 및 코아 섬유에 대한 전자 현미경 분석 스캔.
출처: 르누아르 외. 2014
UIP4000hdT (4kW) 섬유 처리를위한 산업용 초음파 프로세서
초음파 대마 섬유 가공
대마 씨앗과 식물 카나비노이드에 대한 시장이 성장함에 따라 대마 짚의 생산이 증가하고 있습니다. 부산물로, 대마 짚과 그 섬유는 주로 종이 또는 지리 섬유의 생산, 복합 재료뿐만 아니라 건축 자재의 보강에 사용됩니다.
건조 및 절단 bast 빨대는 초음파 처리를위한 원료로 사용할 수 있지만 우수한 초음파 공정 출력을 위해 (부분적으로) 장식 된 shives를 사용하는 것이 좋습니다. 배스트 재료는 펌핑 가능한 슬러리가 얻어지므로 초음파 흐름 통과 셀을 통과 할 수 있도록 물 (수성 용액)에 적시됩니다. 초음파 처리는 짧은 시간 (약 30-60 초)에 불과합니다. 과학적 연구에 따르면 초음파는 리그노셀룰로오스 물질에서 헤미셀룰로오스와 리그닌의 추출을 개선합니다. 또한 초음파 처리는 셀룰로오스와 펙틴을 저하시고 있습니다. 대마와 아마의 초음파 처리는 섬유 및 복합 제조의 귀중한 특성인 섬유의 유연성과 인장 강도를 향상시킵니다.
- 리그닌 함량 감소
- 마이크로 및 나노 섬유
- 섬유 유연성 증가
- 더 높은 인장 강도
- 신속한 처리
- 작동하기 쉽다.
대마 섬유의 초음파 알칼리 치료 (페레이라 외. 2019)
초음파 변형 대마 섬유
초음파 섬유질 배스트 섬유 (예 : 대마, 아마)는 폴리머 수지, 열가소성 및 열경화성 복합체에 대한 보강재로서 특히 적합합니다.
대마 바스트 섬유는 셀룰로오스 나노 결정 (CNC)을 추출 할 수있는 귀중한 공급원입니다. 셀룰로오스 나노 결정은 높은 표면적과 뛰어난 강성과 인장 강도로 특징지어집니다. CPC’ 인장 강도는 유리 또는 알루미늄의 강도를 능가합니다. 셀룰로오스 나노 결정은 매우 저렴하고 따라서 가격, 가용성, 독성뿐만 아니라 지속 가능성에 관해서, 경쟁력있는 나노 첨가제입니다.
초음파 처리는 고품질 셀룰로오스 나노 결정을 생성 할 수있는 사용하기 쉬운 빠르고 녹색 기술입니다.
Sosiati 외. 2014 섬유 처리에 초음파 처리의 베네피 효과를 보여줍니다.
섬유 처리를위한 고성능 초음파
Hielscher 초음파는 중장비 응용 제품을위한 고성능 초음파 장비를 제조합니다. 우리의 초음파 시스템은 배치 또는 연속 인라인 처리에 사용할 수 있습니다. 모든 Hielscher 산업용 초음파 프로세서는 매우 높은 진폭을 제공 할 수 있습니다. 최대 200μm의 진폭은 24/7 작동시 쉽게 연속작동할 수 있습니다. 더 높은 진폭을 위해, 주문을 받아서 만들어진 초음파 sonotrodes를 유효합니다. 그러나 매우 높은 진폭만으로는 재염식 또는 세동과 같은 성공적인 초음파 섬유 공정을 실행하기에 충분하지 않습니다. 원료 및 목표 결과에 따라 공정 파라미터 – 즉, 진폭, 압력, 온도 및 시간 – 정확하게 제어할 수 있고 조정할 수 있어야 합니다.
Hielscher의 디지털 초음파 프로세서는 통합 된 SD 카드에 모든 프로세스 데이터를 자동으로 기록하므로 프로세스 결과를 재현 할 수 있습니다. 진폭 및 처리 강도는 매우 온화한 초음파 처리 조건에서 매우 강렬한 초음파 처리 조건에서 정밀하게 조정및 제어 할 수 있습니다. 이를 통해 다양한 재료를 처리하여 최적의 출력을 할 수 있습니다.
Hielscher의 초음파 장비의 견고성은 까다로운 환경과 까다로운 환경에서 연중 무휴로 작동 할 수 있습니다.
아래 표는 초음파 장비의 대략적인 처리 용량을 보여줍니다.
| 일괄 볼륨 | 유량 | 권장 장치 |
|---|---|---|
| 1 ~ 500mL | 10 ~ 200mL / min | UP100H |
| 10 ~ 2000mL | 20 ~ 400 mL / min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 ~ 20L | 0.2 ~ 4L / min | UIP2000hdT |
| 10 ~ 100L | 2 ~ 10L / min | UIP4000hdT |
| N.A. | 10 ~ 100L / min | UIP16000 |
| N.A. | 더 큰 | 의 클러스터 UIP16000 |
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실험실에서 파일럿 및 산업 규모에 고전력 초음파 프로세서.
문학 / 참고 문헌
- 다이애나 P.페레이라, 줄리아나 크루즈, 라울 판게이로 (2019): 제1장 – 폴리머 복합체의 천연 섬유 표면 변형. 자동차 응용 제품을 위한 친환경 복합재료. 복합 과학 및 공학 2019, 페이지 3-41의 우드 헤드 출판 시리즈.
- 설리반 르누아르, 크리스토프 하노, 조엘 두소트, 장 필립 블론도, 에릭 라인 (2014) : 코이어, 아마와 대마 섬유에 초음파 영향의 특성. 재료 편지 129, 2014. 137-141.
- H. Sosiati, M. 무하이민, P. 압딜라, D. A. 위자얀티, 하르소조, K. 트리야나 (2014) : 화학 처리의 영향
천연 셀룰로오스의 특성. AIP 컨퍼런스 절차 1617, 105 (2014). - M. 짐니에프스카, R. Kozłowski, J. Batog (2008) : 다기능 제품으로 나노 리그닌 수정 린넨 직물. 분자 결정 및 액정 Vol. 484, 문제 1, 2008.
알만한 가치가있는 사실
대마 섬유
대마는 대마 씨앗과 이후에 종자 오일, 테르 페 노이드 및 칸 나비 노이드 (예 : CBD, CBG 등)와 대마 짚에 사용되는 다목적 작물로 귀중한 섬유 재료로 처리 될 수 있습니다. 대마 섬유 품질에 관해서는 정렬되지 않은 짧은 섬유 번들및 긴 (세로 정렬) 섬유인 소위 견인 섬유가 구별됩니다.
짧은 섬유 분들 기술 섬유라고도하며 주로 자동차 산업, 종이 생산 및 바이오 기반 복합 재료에 사용됩니다. 긴 대마 섬유는 고성능 복합 재료 및 바이오 복합 재료와 같은 섬유 및 고부가가치 응용 제품에 사용됩니다.
대마 섬유 생산 :
섬유 대마 (섬유 생산을 위해 재배된 대마)는 개화하기 전에 이상적으로 수확됩니다. 이 초기 자르기 는 꽃이 허용되는 경우 품질이 저하하기 때문에 더 높은 섬유 품질을 초래한다. 일반적으로 섬유 대마는 파종 후 70-90 일 후에 수확됩니다. 대마를 수확하기 위해 식물은 토양 위로 2-3cm를 자른 다음 며칠 동안 건조됩니다. 수확 후 대마가 다시 태어나고. 리팅은 수분과 미생물을 사용하여 대마 줄기를 화학적으로 결합시키는 식물 펙틴을 분해하는 공정입니다. 전통적으로 대마 줄기는 섬유가 절단되기 전에 물 리트 또는 이슬이 될 것입니다. 재질 과정은 소위 대마 허드 또는 시브 (대마 줄기의 우디 코어)에서 배스트의 후속 분리를 용이하게합니다. 다시 질주 한 후 대마 줄기를 건조시킵니다 (15 % 미만의 수분 함량으로 건조하고 구제하십시오.
제조 및 첨가제로 사용할 수있는 대마 섬유를 얻으려면 섬유를 다음 프로세스에서 분리해야합니다. “자르기”. 스커칭 과정에서 대마 짚은 기계적으로 처리되어 대마 공장(예: 해머 밀)을 사용하여 부리를 처리합니다. 이 기계적 과정에서 대마는 허드, 작은 배스트 섬유, 먼지가 화면을 통해 떨어질 때까지 화면에 맞습니다. 현대 고속 운동 장식 기계는 세 스트림으로 대마를 분리 할 수있다; bast 섬유, 허드 및 녹색 마이크로 화이버.
대마의 셀룰로오스 함량은 약 70-77 %입니다. 대마 섬유는 목재 셀룰로오스 섬유의 훌륭한 대체품입니다.
대마 섬유의 장점
- 비용 효율적인
- 높은 인장 강도와 강성
- 바늘 펀치 부직포 제품에 이상적으로 적합
- 유리 섬유의 효과적인 교체
- 성형 시간 단축
- 완성된 부품의 중량 감소
- 가공 및 재활용이 용이함
- 다양한 사양과 다양한 제조 시스템을 충족하도록 맞춤화 할 수 있습니다.
- 일관된 품질과 공급 가용성 가능
섬유질 바이오 머티리얼
아마 짚에서 밀짚 섬유를 추출할 때, 씨앗을 포함하지 않는 줄기의 비 섬유 부분은 일반적으로 shives 또는 hurds로 불립니다. 예를 들어, 오일씨 아마에서, shives는 약 70을 포함한다. – 총 빨대 중량의 85%가 아마 밀짚 가공의 주요 부산물로 shives를 만듭니다.
초음파로 생산된 나노 구조의 리그닌은 다기능 린넨 원단을 만드는 데 사용됩니다. 나노 리그닌으로 린넨 섬유를 패딩함으로써 다기능 섬유를 만들 수 있습니다. 이러한 다기능 섬유는 UV 장벽, 항균 및 정전기 방지 특성의 추가 특성을 제공합니다.