Sztuczny filc igłowy i filc wełniany

FILC WEŁNIANY

Filc wełniany składa się z wełny owczej, której włókna zostają zagęszczone do stałej struktury bez dodania substancji sklejających.
Etapy produkcji:
– Wolfen: Przeczesywanie, mieszanie różnych komponentów włókien, ewentualnie domieszek włókien wiskozy
– Zwijanie: rozwiązywanie płatów wełny, prostowanie włókien w uporządkowaną włókninę
– Filcowanie: wilgoć oraz ciepło powodują otwieranie dachówkowatych łusek oraz wzmacniają kędzierzowatość włókien. Pod wpływem ciśnienia i potrząsających ruchów włókna plątają się ze sobą. Współczynnik tarcia na powierzchni włókien jest różny w kierunku wierzchołka włókien i różny w kierunku ich zakończenia. Z tego powodu włókna wnikają tylko w kierunku ich korzeni (zakończenia) a potem sczepiają się wzajemnie z łuskami.
– Pilśniowanie: Dodanie środków pomocniczych przy pilśniowaniu takich jak kwasy oraz mydło wzmacnia otwieranie łusek oraz ich kędzierzowatość. Dalsza obróbka mechaniczna (trzepanie, spęczanie i rozciąganie) kontynuuje rozpoczęty podczas filcowania proces zagęszczania włókien.
– Mycie: środki pomocnicze zostają wypłukiwane/wymywane.
– Suszenie
– Prasowanie: tylko przy gęstości objętościowej wynoszącej od około 0,48, która nie jest osiągalna przez pilśniowanie
– Powierzchnia: Cięcie, gładzenie/szlifowanie
Możliwe dodatkowe funkcje: wodoszczelny, odporny na działanie insektów, wysokich temperatur oraz działający hamująco na płomienie.

FILC IGŁOWY

Filc igłowy składa się ze sztucznych, syntetycznych oraz naturalnych włókien.
– Powstawanie włókniny podobnie jak przy powstawaniu filcu wełnianego.
– Igłowanie: Igły wyposażone w haczyki wbijają się w wolne włókna. Podczas wbijania haczyki zmieniają położenie części włókien z horyzontalnej w wertykalną. Przez to zostaje osiągnięty skręt włókien oraz zagęszczanie włókniny.

Ponieważ podczas procesu igłowania osiągalne jest tylko ograniczone zagęszczenie, często filce igłowe zostają dodatkowo wzmocnione poprzez magazynowanie substancji sklejających.

DIN 61206

Norma DIN 61206 rozróżnia:
– biały filc jest filcem z włókien białego koloru
– filc melanżowy jest filcem z włókien różnego koloru
– Filce aż do gęstości objętościowej wynoszącej 0,3 g/cm3 mogą zostać na potrzeby klienta zafarbowane

Biały filc jest produkowany z wełen białych owiec. Spełnia on najwyższe wymagania, jeśli chodzi o wytrzymałość na rozciąganie, ścieranie oraz rozdzieranie.

Różne kolory włókien melanżowego filcu mogą być różnego pochodzenia. Te wełniane włókna, które z natury są już kolorowe, nie różnią się jakościowo od białych włókien. Do melanżowych filców mogą zostać domieszane również regenerujące, farbowane włókna.

Kolorowe filce są produkowane z białych i melanżowych włókien poprzez ich zafarbowanie. Mechaniczna i chemiczna wytrzymałość włókien zmniejsza się w wyniku procesu farbowania włókien.

Odporność na zmiany temperatury filcu wełnianego.
DIN 61206 określa dla filcu wełnianego odporność na temperaturę wysokości 120 stopni Celsjusza dla krótkotrwałego obciążenia ( 2 godziny) oraz na temperaturę wysokości 80 stopni Celsjusza przy trwałym obciążeniu (8 godzin). Do stosowania w wyższych temperaturach przeznaczony jest filc igłowany składający się z syntetycznych włókien.

Przyjmowanie oleju
Filc wełniany może zależnie od gęstości objętościowej przyjmować i gromadzić olej aż do pojemności przekraczającej masę własną. Zasadniczo obowiązuje reguła: im bardziej miękki jest filc, tym większa jest jego zdolność gromadzenia oleju. Poprzez siły kapilarne olej może zostać tłoczony mimo istniejących sił ciężkości. Przy tym obowiązują następujące zasady:
– im bardziej miękki jest filc, tym większa jest objętość tłoczenia
– im twardszy filc, tym większa wysokość tłoczenia
– Im niższa lepkość oleju, tym większa objętość i wysokość tłoczenia

Filc wełniany może zależnie od gęstości objętościowej przyjmować i gromadzić olej aż do pojemności przekraczającej masę własną. Zasadniczo obowiązuje reguła: im bardziej miękki jest filc, tym większa jest jego zdolność gromadzenia oleju. Poprzez siły kapilarne olej może zostać tłoczony mimo istniejących sił ciężkości. Przy tym obowiązują następujące zasady:
– im bardziej miękki jest filc, tym większa jest objętość tłoczenia
– im twardszy filc, tym większa wysokość tłoczenia
– Im niższa lepkość oleju, tym większa objętość i wysokość tłoczenia

Twardość filcu określa jego odporność wobec ciśnienia i deformacji. Rośnie ona wraz z wartością gęstości objętościowej, przy czym porównanie jest możliwe tylko wśród takich samych rodzajów filcu.

Im twardsze tym Mniejsze Większe
Tolerancja twardości X
Tolerancja masy X
Ściśliwość absolutna X
Ciśnienie X
Przewiewność X
Wytrzymałość na rozciąganie X
Wytrzymałość na rozdzieranie X
Ścieralność X
Objętość magazynowania cieczy X
Siły kapilarne X
Stopień absorpcji dźwięku X
Współczynnik przewodnictwa cieplnego X

Jeśli mówimy o filcu z gęstością objętościową wynoszącą 0.36, wówczas waga 1 cm3 takiego filcu wynosi 0.36g. Określenie gęstości objętościowej z masy i objętości następuje według DIN 53854 oraz DIN 53855.

Twardość filcu można powiększyć poprzez dodanie substancji sklejających. Filc, którego twardość została zwiększona w ten „sztuczny” sposób odbiega w wielu ze swoich pozostałych cech na niekorzyść w stosunku do filcu posiadającego naturalną, sztucznie niemodyfikowaną twardość.

Przy zagęszczaniu włókien wełnianych przez proces pilśniowania zostaje dodany rozcieńczony kwas siarkowy. Po pilśniowaniu kwasy zostają w dużej mierze zneutralizowane poprzez pranie. Wartość pH jest ustawiana od neutralnej po lekko kwaśną, ponieważ taki stan włókien wełnianych jest najlepszy w odniesieniu do takich własności jak odporność na starzenie się, elastyczność oraz wytrzymałość na rozdzieranie.

Dostępne normy dotyczące grubości oraz dopuszczalne odstępstwa od norm zawiera DIN 61206. Filce są produkowane w formie fafli, bloków, rolek oraz płyt o grubościach dochodzących do 120 mm.

Im wyższa gęstość objętościowa filcu, tym wyższa jest jego ścieralność. Gęstość objętościowa daje informację o intensywności zespolenia włókien.

Filc posiada wyśmienite właściwości, jeśli chodzi o jego zastosowanie przy tłumieniu i izolacji drgań, uderzeń oraz dźwięku. Wraz z rosnącą grubością filcu wzrasta również wartość tłumienia.

Cechy akustyczne filcu są zależne od wartości jego względnego oporu przepływu (DIN 52213) oraz od stopnia absorpcji dźwięku (DIN 522151): wraz z rosnącą gęstością objętościową filcu wzrasta również wartość względnego oporu przepływu.
Wytrzymałość na rozciąganie i pękanie
Zachowanie filcu wobec rozciągania jest bezpośrednio związane z jakością użytego materiału włókienniczego oraz z intensywnością zagęszczenia włókien. Według normy DIN 61206 istnieje rozróżnienie przy wytrzymałości na rozciąganie i rozszerzalności na „wzdłuż” i „w poprzek”.