Suomesta design-selluloosatuotteiden edelläkävijä

2.10.2013

 

Vahvaa muotoiluosaamista ja uusimpia selluloosateknologioita yhdistämällä Suomessa voi pian syntyä kaupallisesti menestyviä brändi-tuotteita. Puubiomassasta valmistetuilla kuiduilla pyritään korvaamaan ympäristöä rasittavan puuvillan ja öljyä kuluttavan polyesterin tuotantoa. VTT, Aalto-yliopisto ja Tampereen teknillinen yliopisto ovat käynnistäneet laajan design-selluloosatuotteiden tutkimushankkeen uusien liiketoimintamallien ja kaupallisten ekosysteemien kehittämiseksi Suomeen.

VTT:n, Aalto-yliopiston ja Tampereen teknillisen korkeakoulun yhteisessä Design Driven Value Chains in the World of Cellulose -tutkimushankkeessa (DWoC) kehitetään selluloosapohjaisia tuotteita, jotka sopivat sekä teknisiin tekstiileihin että kuluttajatuotteisiin. Teknologiaa voivat hyödyntää myös esimerkiksi lääke-, elintarvike- ja autoteollisuus. Hanke tähtää uuden bisnesekosysteemin ja spin-off-yritysten luomiseen.

Markkinoilla uudet tuotteet ja palvelut näkyvät suurena alan murroksena vuosien päästä. Viimeisintä selluloosateknologiaa käyttämällä Suomen metsä-, tekstiili- ja konepajateollisuudelle ja kokonaan uusille liiketoiminta-alueille voidaan luoda jopa 2–3 miljardin euron tuotantoarvo. 

Kyseessä on toinen Tekesin tänä syksynä aloittamasta suuresta strategisesta avauksesta, joilla se hakee selkeitä muutoksia Suomen elinkeinoelämään. Tekes on myöntänyt 3 miljoonan euron rahoituksen hankkeen tutkimusavauksen ensivaiheeseen vuosina 2013–2015.

Muotoilijat visioivat kuluttajien tulevaisuuden tuotteita 

Aalto-yliopiston opiskelijat ovat osallistuneet projektiin ideoimalla uusia ja raikkaita näkökulmia tulevaisuuden suomalaiseen selluloosatuotteeseen.

”Tutkimushanke tarjoaa tilaisuuden hyödyntää muotoilussa käytettyjä menetelmiä selluloosaraaka-aineen kehittämisessä tuotteiksi, palveluiksi ja liiketoiminnaksi. Muotoilijat tuovat siihen mukaan muun muassa kokeellisen tavan toteuttaa prototyyppejä sekä taidon visualisoida asioita, joita ei ole vielä olemassa. Näin saadaan kuluttajien näkökulmat huomioiduiksi ohjelman eri vaiheissa”, kertoo professori Pirjo Kääriäinen Aalto-yliopiston muotoilun laitokselta.

Muotoilua ei ole Kääriäisen mukaan tähän mennessä hyödynnetty riittävästi teollisuuden strategisena tekijänä. Työtapana muotoilu tuo projektiin käyttäjälähtöisen näkökulman, joka avaa uusia mahdollisuuksia löytää materiaaleille ennennäkemättömiä käyttökohteita ja ideoida tuotteita. Työ yhdistyy samalla kaupallisten ekosysteemien luomiseen kestävän kehityksen periaatteiden mukaisesti.

Uudet materiaalit ja teknologiat innostavat muotoilijoita. Ensimmäiset yhteiset sessiot teknologian kehittäjien kanssa ovat olleet täynnä suurta innostusta ja säkenöivää innovaation ilmapiiriä. Tutkijoiden kannalta on sitäkin mielenkiintoisempaa, että suunnittelun tarpeet voivat vaikuttaa materiaalin syntymiseen.

Uusia teknologioita langan valmistukseen

Ideana on yhdistää suomalainen design-osaaminen uusimpaan teknologiakehitykseen ja hyödyntää selluloosan erikoispiirteitä niin, että tuotteissa yhdistyvät muun muassa puuvillan ja polyesterin parhaat ominaisuudet. Tekstiilien kierrätettävyys ja yksilöllinen valmistus ovat esimerkkejä ominaisuuksista, jotka voidaan toteuttaa uusien valmistustekniikoiden avulla sekä hyödyntämällä nanoselluloosaa kuidun rakenneosana.

Puun selluloosafibrillejä on mahdollista kehrätä sen itsejärjestyvyyden ansiosta vahvaksi langaksi, minkä Aalto-yliopistossa professori Olli Ikkalan ryhmän ensimmäiset kokeet osoittivat.

VTT on kehittänyt teollisen prosessin, jolla selluloosakuidut yhdistetään langaksi ilman kehruuprosessia. Lisäksi se on kehittänyt tehokkaita tapoja valmistaa vaahtorainausmenetelmällä erityyppisiä kankaanomaisia materiaaleja.

”Tulevaisuudessa menetelmien yhdistäminen tekee mahdolliseksi yksilöityjen kuiturakenteiden ja tekstiilituotteiden valmistamisen tehokkaasti jopa 3D-tulostuksella”, sanoo professori Ali Harlin VTT:stä.

Tekstiilituotteen hinta on usein sen tärkein ominaisuus, vaikka olisi kyse kestävän kehityksen tuotteesta. Uusilla menetelmillä voidaan merkittävästi lyhentää nykyisten tekstiilituotteiden valmistusketjua ja tuoda se lähelle kuluttajaa vastaamaan nopeasti muuttuviin tarpeisiin.Käynnissä on projekteja, joissa pyritään korvaamaan märkäkehruu suulakepuristusteknologialla. Tavoitteena on kehittää kankaanvalmistukseen menetelmiä, joissa korvataan monivaiheiset kudonta- ja neulontavaiheet menettämättä tekstiilin tärkeitä ominaisuuksia, esimerkiksi laskeutuvuutta.

Suomen hakkuuylijäämä korvaamaan ympäristöä rasittavaa puuvillaa

Puuvillatekstiilit vastaavat noin 40 % maailman tekstiilimarkkinoista ja öljypohjainen polyesteri lähes kokonaan loput. Selluloosamuuntokuitujen osuus on tällä hetkellä noin 6 %. Kestävän ja miellyttävän puuvillan ongelma on, että runsaan sadon saaminen vaatii suuria vesimääriä ja usein myös keinolannoitusta ja kemiallisia torjunta-aineita. Puuvillan kasvatusala vastaa lähes Suomen pinta-alaa.

Muuntamalla Suomen nykyinen hakkuuylijäämä kuiduksi pystyttäisiin korvaamaan 20 % maailman puuvillasta. Suomen nykyisestä hakkuuylijäämästä (25–30 miljoonaa kuutiopuumetriä/vuosi) voitaisiin valmistaa 5–6 miljoona tonnia kuitua. Jos puuvillakuidun tuotanto vähenisi vastaavasti, hiilidioksidipäästöt vähenisivät 120–150 miljardia tonnia ja peltoalaa vapautuisi 18–25 miljoonan ihmisen ruoan tuotannolle. Lisäksi aavikoituminen vähenisi noin 10 %:lla.

MEDIAMATERIAALI:

KUVA 1: Mäntyselluloosasta VTT:llä valmistettua lankaa. Lankojen halkaisija noin 100µm. Valokuvaaja: Pekka Rötkönen

KUVA 2: VTT kehittää selluloosalangan teollista prosessia. Kuvassa kuitulangan raaka-ainetta, josta langan aihio voidaan vetää käsin. Valokuvaaja: Pekka Rötkönen

Asiakaspalvelu
Sähköpostiinfo@vtt.fi
Puhelin020 722 7070
Avoinna arkisin klo 9.00 - 11.00 ja 12.00 - 15.00