Analizując posiadane możliwości, zdecydowano się na wykorzystanie recyklingu jako techniki redukującej ilość odpadów. Spowodowane jest to faktem, że proces biodegradacji aby przebiegał szybko i był nieszkodliwy dla na tury wymagałby od nas użycia surowców naturalnych (takich jak bawełna, juta, len, wełna) czy też polimerów biodegradowalnych (PLA etc.). Surowce te podlegają procesom biodegradacji w warunkach podwyższonej wilgotności i temperatury, a takie mogą wystąpić w trakcie transportu czy użytkowania dywanu. Możliwość wystąpienia takich warunków w trakcie użytkowania dywanu, skłania nas do wykorzystania tworzyw sztucznych jako głównego surowca wyrobu. Posiadają one również gorszą wytrzymałość i właściwości sprężyste niż włókna syntetyczne. Wyjątkiem mogłaby być tu wełna, jednak nie pasuje ona do naszego założenia recyklingowalności wyrobu.
Problemem jaki niesie ze sobą recykling jest potrzeba otrzymania nie zmieszanych ze sobą surowców, wymagałoby to od nas stworzenie wyrobu o jednolitym składzie surowcowym lub wyrobu którego warstwy i poszczególne surowce były by łatwo oddzielane od siebie. Mając do wyboru takie dwie opcje, wybierzemy ich połączenie – ale ze szczególnym zwróceniem się do zachowania jednolitego surowca wyrobu i użycia dodatkowego surowca tylko w koniecznym przypadku. Warunkiem jego użycia będzie możliwość łatwego jego oddzielenia od pozostałej masy wyrobu.
Surowiec – PA
Wiemy, że założeniem projektu jest wykonanie wyrobu z jednego surowca i że będzie to wyrób włókienniczy. Odrzucając surowce naturalne dla uzyskania możliwości recyklingu wyrobu do wyrobu pozostały nam surowce syntetyczne. Wśród nich porównane zostaną standardowo wykorzystywane surowce, jako że końcowy wyrób ma być możliwie tani
i prosty do wykonania. Wiąże się to również z dostępnością surowca.
Wśród porównywanych włókien znalazł się poliester, polipropylen, poliamid 6 i 6.6., poliakrylonitryl i włókna poliolefinowe. Włókna te znalazły się w tym spisie ze względu na swoją ogólnodostępność oraz stosunkowo niską cenę w porównaniu do włókien syntetycznych specjalnych. Jednocześnie są one już powszechnie wykorzystywane jako element dywanów dlatego wybór jednego z nich powinien spotkać się z aprobatą użytkowników.
Tabela 3: włókna oraz ich podstawowe właściwości (F- filament, C- cięte)
Porównując wybrane włókna syntetyczne zdecydowano się na użycie włókien poliamidowych, powszechnie znanych jako nylon. Zostały one wybrane ze względu na najwyższą wartość wytrzymałości zarówno w stanie mokrym jak i suchym oraz stosunkowo wysoki wskaźnik tlenowy (LOI). Istotne jest również to, że włókna te pod wpływem ognia nie zapalają się a jedynie topią co nie jest dodatkową drogą rozprzestrzeniania się ognia. Pierwsza z tych cech będzie decydować o wytrzymałości wyrobu druga o jego bezpieczeństwie. Wartość wytrzymałości dla włókien poliamidu jest dużo wyższa dla filamentów niż dla włókien ciętych, dlatego też w wykorzystaniu ta forma włókien będzie preferowana szczególnie w warstwie podkładu. Kolejną ważną cechą przez którą zdecydowano się na wybór tych włókien jest ich sprężystość oraz dobre właściwości odprężające, dzięki nim wyrób będzie przez dłuższy czas zachowywał miękkość i będzie się wolniej niszczył przez wzgląd na odgniecenia. Ze wszystkich włókien syntetycznych, włókna poliamidu, charakteryzują się najwyższą sorpcją wilgoci , choć ciągle niska daje tym włóknom najlepsze właściwości antyelektrostatyczne. Wadą tych włókien jest skłonność do elektryzowania się, jednakże można ją wyeliminować poprzez nałożenie dodatkowej preparacji.
Zaletami tego włókna są również dobra wybarwialność oraz odporność chemiczna, która przekłada się na odporność na zabrudzenia i plamy, które nie wchodzą w reakcję tworzywa włókna i łatwo można się ich pozbyć.
Struktura – wyrób wielowarstwowy i modułowy
Ze względu na mnogość funkcji jakie wykładzina dywanowa ma spełniać zdecydowano się na stworzenie wielowarstwowego wyrobu, w którym każda z warstw dzięki odpowiedniej modyfikacji surowca będzie spełniała odrębne zadania. Warstwy wyrobu będą łączone
poprzez przeszywanie ich razem oraz z użyciem termotopliwych klejów poliamidowych. Zastosowanie przeszywania pozwoli na zamocowanie okrywy włókiennej w jej podłożu.
Z kolei użycie termotopliwych granulatów poliamidu jako kleju spajającego dwie warstwy pod wpływem temperatury pozwoli nam na połączenie warstw i zachowanie spójności tworzywa.
Warstwy będą zbudowane z okrywy włókiennej, wykonanej z grubej i puszystej przędzy oplotowej, która będzie gwarantować miękkość wyrobu oraz jego przyjazny chwyt dla stóp. Przędza ta będzie wszyta w kolejną warstwę wykonaną z grubej włókniny która będzie odpowiadała za dobre zamocowanie okrywy w dywanie. Warstwa ta podklejona będzie za pomocą kleju poliamidowego do kolejnej warstwy odpowiadającej za stabilność rozmiarów, izolacyjność oraz częściowo za miękkość wyrobu. Warstwa ta będzie wykonana z włókniny Spun Bonded której struktura charakteryzuje się dużą wytrzymałością.
W wykończeniu wyrobu zdecydowano się na nadanie mu modułowej formy. Wyrób końcowy zostanie pocięty na elementy o kwadratowym kształcie, które będzie można dowolnie ze sobą wpasowywać. W przypadku zniszczenia fragmentu wykładziny nie będzie konieczna wymiana całego wyrobu ale wystarczy zastąpienie zniszczonego fragmentu nowymi modułami. Ponadto przechowywanie i transport tych wykładzin będzie zminimalizowany ponieważ, przechowywanie kwadratowych elementów płaskich pozwala na ich układanie z ominięciem niewykorzystanej przestrzeni.
Wzornictwo i komfort – inspiracja mchem
Inspiracją dla powstałego wyrobu jest struktura i właściwości mchu. Końcowy wyrób ma się charakteryzować dużą miękkością i gęstością okrywy włókiennej. Podobnie do mchu ma być on bardzo przyjemny w dotyku. Właściwości te zostaną uzyskane dzięki wspomnianym już wcześniej przędzom oplotowym oraz gęstym ich zamocowaniu w strukturze dywanu.
Dodatkowa preparacja antyelektrostatyczna wyeliminuje możliwość wystąpienia nieprzyjemnych „kopnięć prądem” jakie mają miejsce w przypadku zgromadzenia się ładunku elektrycznego na wyrobie z włókien syntetycznych.
Struktura dywanu stanowiąca również o jego wyglądzie zostanie uzupełniona kolorem, nawiązującym do inspiracji. W tym celu zostanie włókna zostaną zabarwione wybranymi barwnikami metalokompleksowymi 1:2, które nie są oparte na miedzi, ołowiu, chromie lub niklu. Dają one najlepsze wybarwienia włókien poliamidowych i w przeciwieństwie do barwników kwasowych mają dobre odporności na tarcie i światło. Barwienie zostanie dokonane w trakcie formowania włókien, dzięki czemu barwnik będzie rozprowadzony
w całej masie włókna, będzie posiadał on lepszą trwałość oraz nie będzie wymagał dodatkowych procesów prania czy suszenia jakie były by konieczne gdyby włókno było barwione w gotowym wyrobie. Struktura dywanu będzie miała dwa kolory. Przeszywane włókna będą w kolorze zielonym, podłoże zaś w kolorze imitującym kolor ziemi.
Bezpieczeństwo i normy
Wyrób dywanowy taki jak projektowany przez nas, według norm powinien spełniać określone wymogi bezpieczeństwa. Nie może być on w żaden sposób toksyczny, stąd też dobór barwników i środków wykańczających będzie ograniczał się jedynie do testowanych środków. Surowiec użyty w wyrobie to poliamid, jako polimer nie wywołuje on reakcji alergicznych i nie jest toksyczny. Wyrób taki musi też posiadać odpowiednią ognioodporność. Poliamid posiadający wskaźnik tlenowy na poziomie ok.21 należy do materiałów zapalających się zostanie przez nas wzbogacony środki ognioodporne.
Jako wykładzina podłogowa wyrób ten nie powinien emitować żadnych lotnych substancji toksycznych (VOC). Zazwyczaj substancje te wydzielane są przez użyte kleje, jednakże
w tym przypadku problem został ominięty przez użycie samego polimeru i jego właściwości termoplastycznych jako środka łączącego.
Zaangażowanie lokalnego społeczeństwa
Prosty łańcuch produkcji mogący zostać w prowadzony w każdym z lokalnych zakładów produkcyjnych pozwala nam na ograniczenie kręgu produkcyjnego. Surowiec przetwarzany w zamkniętym obiegu surowca nie wymaga transportu na znaczne odległości. Trafiając
do klienta angażuje go i daje mu odpowiedzialność za produkt który powinien zostać utrzymany w jak najlepszym stanie a po użyciu powinien trafić powrotem od producenta gdzie zostanie powtórnie wykorzystany.
Dalsze możliwości
Przedstawione rozwiązanie wykładziny jest tylko przykładowym. Szerokie możliwości wzornicze jakie daje nam poliamid pozwalają na zastosowanie dowolnej kolorystyki jak również wykorzystanie drukarstwa do nanoszenia wzorów. Również wykorzystana przędza może zostać zastąpiona innym typem okrywy włókiennej dając możliwość nowych zastosowań. Taką możliwość daje również nie wprowadzenie okrywy włókiennej i otrzymanie wyrobu płaskiego o gładkiej, dość sztywnej powierzchni znajdującej zastosowanie w miejscach o dużym zabrudzeniu.
Fajnie wyczerpany teamt.
OdpowiedzUsuń