Nanoselluloosakalvo

Me ymmärrämme nanoselluloosan käyttäytymisestä erilaisissa sovelluksissa

Nanoselluloosalla on lukuisia käyttömahdollisuuksia tulevaisuuden teknisissä sovelluksissa. Mahdollisuuksien tehokas hyödyntäminen edellyttää perinpohjaista tietoa nanoselluloosan käyttäytymisestä erilaisissa sovelluksissa. Tarvitaan siis tietoa siitä, miten nanoselluloosan rakenne ja vuorovaikutus vaikuttavat sen toimintaan ja sen soveltuvuuteen erilaisiin käyttökohteisiin.

VTT:n nanoselluloosatutkimus kattaa koko tuotantoketjun raaka-aineiden valinnasta tuotantoprosessin kehittämiseen ja nanoselluloosamateriaalin muokkaamiseen erilaisia sovelluksia varten. Jotta nanoselluloosaa voidaan onnistuneesti käyttää erilaisissa sovelluksissa, on ymmärrettävä sen rakenteelliset ja molekyylitason ominaisuudet.

VTT ja Aalto-yliopisto ovat kehittäneet pilot-mittakaavan menetelmän nanofibrilloidun selluloosakalvon valmistukseen. Menetelmä mahdollistaa teollisen mittakaavan nanoselluloosa kalvon rullalta rullalle valmistuksen. Kalvo soveltuu tiettyihin pakkaussovelluksiin, ja sitä voidaan käyttää myös useissa painetun elektroniikan ja diagnostiikan lisäarvosovelluksissa.

Nanoselluloosakalvo on läpinäkyvää, sileää ja virheetöntä. Kalvon pinta on erittäin tasaista, minkä ansiosta painojälki on erinomaista, ja tiiviin rakenteensa ansiosta materiaalilla on loistavat happibarrierominaisuudet. Näiden ominaisuuksien ansiosta nanoselluloosakalvoilla on lukuisia mahdollisia käyttökohteita korkean suorituskyvyn pakkausmateriaaleista taipuisiin näyttöihin ja painettavaan elektroniikkaan tai edulliseen diagnostiikkaan.

Nanosellulosakalvon rullalta-rullalle-tuotantoprosessi kehitettiin Suomen Nanoselluloosakeskuksen (VTT:n, Aalto-ylikopiston ja UPM:n yhteistyöprojekti) julkisessa tutkimusosiossa. Pääosa rahoituksesta saatiin Tekesiltä.

Meillä on kontaktit kaikkiin johtaviin sellu- ja nanoselluloosatuottajiin sekä arvostettuihin alan kansainvälisiin tutkimusryhmiin. Olemme palvelleet mm. metsä- ja paperin jalostusteollisuutta sekä asiakkaita kemianteollisuudesta. 

Ainutlaatuinen kalvonvalmistusmenetelmä

Nanofibrilloidulle selluloosalle on ominaista, että se sitoo suuria määriä vettä ja muodostaa geelejä, joiden kuiva-ainepitoisuus on vain muutamia prosentteja. Veden poisto kalvosta ja sen kuivaaminen ovat haastavia vaiheita valmistuksessa ja aiheuttavat pullonkauloja teollisen mittakaavan valmistusprosessissa.

Fibrilliselluloosakalvot valmistetaan useimmiten paineistettua suodatusta käyttäen, mutta materiaalin geelimäisyys hankaloittaa prosessia. Suodatukseen käytetyistä viiroista ja membraaneista jää kalvoon myös usein "markkeeraus", joka vaikuttaa haitallisesti pinnan tasaisuuteen.

Nanofibrilloituja selluloosakalvoja valmistetaan päällystämällä muovikalvo tasaisesti fibrillisellulla siten, että levittyminen ja kiinnittyminen muovin pintaan hallitaan. Kalvojen hallitussa kuivaamisessa hyödynnetään olemassa olevia tekniikoita. Levittymisen, kiinnittymisen ja kuivumisen hallinnan ansiosta kalvot eivät kutistu, ja ne ovat hyvin tasaisia. Mitä fibrilloidumpaa selluloosamateriaalia käytetään, sitä läpinäkyvämpiä kalvoja voidaan valmistaa. Allaolevan muovipinnan sileys pystytään lähes täydellisesti kopioimaan nansellukalvon pintaan.

VTT:n Espoossa sijaitsevalla pilottimittakaavan laitteella voidaan valmistaa useita metrejä fibrilliselluloosakalvoa. Kaikki menetelmän vaiheet voidaan siirtää teollisiin tuotantoprosesseihin ja kalvoja voidaan valmistaa teollisesti olemassa olevilla laitteilla.

Vahvan osaamisen lisäksi meillä on pilot mittakaavan valmistusmahdollisuudet ja -prosessit nanoselluloosakalvojen rullalta rullalle -valmistukseen. Meiltä löytyvät myös asiaankuuluvat karakterointimenetelmät.

Nanoselluloosakalvoja voidaan käyttää useisiin pakkausteollisuuden, elektroniikan ja diagnostiikan sovelluksiin.

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