Ovčja vuna - prirodni izolacijski materijal – novi proizvod

Ovčja vuna, do jučer jedna od najdragocjenijih tekstilnih sirovina, danas predstavlja značajan ekološki teret za okoliš u Republici Hrvatskoj, poglavito u južnim, turistički intenzivnim krajevima. Opće je poznato da je ovčja vuna, vlakno kompleksne građe prvenstveno načinjene od strukturnog proteina keratina. Također se, u ovčjoj vuni nalazi vuneni vosak – lanolin, koji je po sastavu uglavnom smjesa kolesterola i estera različitih viših alkohola, stearinskih sterola i steroida s masnim kiselinama. Vuna je zbog lanolina vodotporna, ima nizak koeficijent paropropusnosti u rasponu od 1 do 5, tj. dobru paropropusnost. Postupkom pranja lanolin se izdvaja, pa se značajno mijenjaju svojstva vune u pogledu održivosti tj. trajnosti, jer oprana vuna, bez lanolina, znatno je smanjene otpornosti na nametnike (kukci, moljci), a u dodiru s vapnom ili cementom kemijski reagira i time se smanjuje njen vijek trajanja. Prema Jedinstvenom registru ovaca i koza u RH ima 648.818 grla ovaca, s prosječnom proizvodnjom 1, 89 kg vune/grlo, što čini ukupnu proizvodnju od 2.111.346, 90 kg vune (2.111, 35 tona). Od te se količine do 30% tj. 633, 40 tona koristi za raznorazne namjene, ponajviše u tekstilnoj proizvodnji, dok 1.479, 95 tona ostaje neiskorišteno i u Hrvatskoj se najčešće, ne vodeći računa o ograničenom prihvatnom kapacitetu okoline, neodgovorno odlaže na divljim odlagalištima (Mioč i sur., 2019.). Cilj istraživanja bio je utvrditi primjenljivost neobrađene ovčje vune kao izolacijskog materijala u kombinaciji s građevinskim mortovima. Eksperiment je proveden uporabom ovčje vune pasmine Merinolandschaf koja je nakon strižnje, jednom isprana (pretpranje) i osušena. Pretpranjem je uklonjeno oko 80% nečistoća, no zadržan je lanolin. U do sada poznatim tehnologijama proizvodnje, nakon pretpranja, vuna je prolazila kroz cijeli niz obrada. U tim postupcima korištene su velike količine zdravstveno ispravne vode. Takvu vodu po završetku postupaka pranja trebalo je posebno obraditi u tzv. tehničku vodu. Svi ti postupci značajno su utjecali na cijenu vune kao izolacijskog materijala. Za potrebe dvogodišnjeg istraživanja, načinjeni su šuplji betonski blokovi, u kalupu pa izvaljani, nestandardnih dimenzija 190 * 110 * 65 mm od standardiziranog materijala sastava cement, pijesak granulacije 0/4 mm prema normi HRN EN 14992:2008 i HRN EN 771-3. Također je, u kalupu pa izvaljan, načinjen uložak vanjskih dimenzija 120 * 60 * 45 mm. Ovojnica uloška načinjena je od produženog (hidrauličkog) morta sastava cement, vapno, pijesak granulacije 0/4 mm, a u skladu sa normom HRN EN 998-1:2016. Debljina sloja ovojnice iznosila je 5 mm, a u nju je utisnuta armaturna tekstilno staklena mrežica, pravokutnog otvora 5.0 * 4.0 mm i debljine 0, 5 mm, zbog poboljšanja mehaničkih svojstava. U tako oblikovan uložak i načinjenu masu ovojnice s unutarnje strane tlačno je utisnuta neobrađena vuna. Zbog svojih karakteristika i sastava privlačna je raznim nametnicima i štetočinama (moljci, kukci, grinje, glodavci i dr.) pa je prskanjem tretirana prirodnim ekološkim repelentima – razrijeđenom mješavinom 25 različitih eteričnih ulja neposredno prije potpunog zatvaranja uložaka i ploča. Iz uložaka, neposredno prije zatvaranja, izveden je postupak isisavanja zraka – stvaranje podtlaka do pv = 0, 2 *105 Pa (paps = 0, 81*105 Pa) vakuum crpkom, čime se postiže smanjena količina kisika (smanjen stupanj oksidacije) i pravilna distribucija /raspodjela/ vune i njeno zbijanje. U nekoliko uzoraka, u ovojnicu je ugrađen nepovratni ventil zbog provjere stanja tlaka i mirisa repelenata u unutarnjem dijelu uloška. Ulošci su izvedeni od neobrađene vune u 50 i 70% volumnom udjelu, gustoće 50 i 100 kg/m3. Također su, identičnog materijala i postupka, kao i prethodni ulošci, načinjene, u kalupu pa izvaljane, izolacijske „sendvič“ ploče, nestandardnih dimenzija 310 * 260 * 100 mm. Načinjene su ploče sa dvije debljine sloja ovojnice, i to: 10 i 20 mm, a sukladno tomu i debljine izolacijskog materijala – vune, 60 i 80 mm. Nakon 30 dana sušenja, mjerene su sljedeće toplinske karakteristike: koeficijent toplinske provodljivosti k (W/mK) ; koeficijent toplinskog otpora R (m2K/W) ; koeficijent otpora difuziji vodene pare ; toplinska difuzija a (m2/s) ; specifični volumni toplinski kapacitet c (J/m3K) ; koeficijent prolaska topline U (W/m2K) i gustoća (kg/m3). U navedenim mjerenjima korišten je prijenosni mjerni uređaj ISOMET 2114 sa ubodnom sondom za izravno dinamičko mjerenje svojstava prijenosa topline. U provedenim mjerenjima koeficijent toplinske provodljivosti k (W/mK) za ovčju vunu kretao se u rasponu od 0, 0346 do 0, 0618 W/mK. Temeljem provedenih istraživanja utvrđeno je da ovčja vuna ima zadovoljavajuće toplinske karakteristike kao izolacijski materijal. Primjenom odgovarajućih tehnoloških postupaka i prirodnih repelenata može se koristiti u neobrađenom stanju za izradu izolacijskih ploča zatvorenih mort – ovojnicom, odnosno da ju je moguće koristiti i za izradu izolacijskih uložaka za razne građevinske šuplje elemente, npr. betonski blokovi, blok opeku, cijevi, oplate i niz drugih.