selluloosa

Tampereella tehtiin nyt pipo puusta – ja vähän muutakin

Pe, 01/13/2017 - 11:53 Toimitus
Pipa puusta

Selluloosasta tehty viskoosi on vanha tuttu vaatteiden materiaali, mutta nyt parempaa ja pehmeämpää kuitua tehdään ympäristöystävällisemmin sekä kätevämmin entsyymien avulla.

Tampereen teknillisessä yliopistossa on kehitetty Biocelsol-menetelmää jo 1990-luvun puolivälistä alkaen erilaisissa projekteissa.

Manselaisittain hanke on nimeltään "puusta pipaksi" ja mukana sellusta lankaa ovat tekemässä suomalaisia ja ruotsalaisia sellunvalmistajia, kuituvalmistaja Avilon Oy, neuletehdas Nevil Oy ja kuitukangasvalmistaja Suominen Oyj sekä tutkimuskumppaneina VTT ja Aalto-yliopisto.

Valmistusprosessi alkaa liukoselluloosa-arkeista. Se on lähes samaa kuin paperin raaka-aine, vain vähän pidemmälle jalostettua.

"Olemme käyttäneet koivua, mäntyä, kuusta, pyökkiä tai eukalyptusta, mutta tekstiilin raaka-aineeksi sopii mikä tahansa puulaji, eikä se vaikuta valmiin tuotteen ominaisuuksiin", sanoo TTY:n materiaalitekniikan laboratorion projektitutkija Taina Kamppuri.

Liukosellu biomuokataan entsyymeillä muotoon, jossa se voidaan liuottaa vesipohjaiseen nesteeseen. Juuri tämä vaihe erottaa TTY:n menetelmän perinteisesti käytetystä: myös muuntokuitu viskoosi valmistetaan sellusta, mutta sen valmistuksessa käytetään ihmisille ja ympäristölle erittäin myrkyllistä ja räjähdysherkkää rikkihiiltä.

"Biocelsol-prosessissa rikkihiili on korvattu entsyymeillä. Täysin myrkytön tämäkään prosessi ei ole, mutta huomattavasti ympäristöystävällisempi ja turvallisempi kuin rikkihiilikäsittely, jonka aiheuttamat haju- ja terveyshaitat ulottuvat vaatteiden valmistusvaiheeseen saakka. Rikkihiilikäsittelyyn verrattuna entsyymien avulla prosessissa säästetään myös aikaa."

Liuos saostetaan kuiduksi, kalvoksi tai partikkeleiksi. Biocelsol-kuitu kehrätään langaksi kuten viskoosi, perinteisellä rengaskehruumenetelmällä.

Kuituja
Erilaisia kuituja mikroskooppikuvissa: vasemmalla puuvilla, keskellä viskoosi ja oikealla Biocelsol

Puuvillan ja tekokuitujen korvaaja

Metsä päihittää vaatteiden materiaalina niin puuvillan kuin tekokuidutkin.

Puuvillan viljely vie peltopinta-alaa ruuantuotannolta, vaatii valtavasti kemikaaleja ja aiheuttaa jopa suuremman vesijalanjäljen kuin fossiilisista lähtöaineista tehdyt kuidut. Suomalainen metsä taas kasvaa nopeammin kuin sitä hakataan.

"Sellupohjainen vaate ei sähköisty, mutta imee kosteutta, joten tekokuituihin verrattuna se on iholla miellyttävä", sanoo yliopistotutkija Johanna Lahti

"Lisäksi se on pehmeä, laskeutuva ja lämmin. Valmistusvaiheessa Biocelsol-kuitu on helpompi värjätä kuin viskoosi tai puuvilla. Vaatteiden lisäksi se sopii myös pyyhintä- ja hygieniatuotteiksi."

Lanka kiinnostaa yrityksiä, valmiit tuotteet kuluttajia

Puun hyödyntäminen kiinnostaa nyt sekä Suomessa että Euroopassa. Metsäyhtiöt osallistuvat uusien puupohjaisten materiaalien tutkimusprojekteihin mielellään, mutta tekstiiliteollisuus ei ole niiden ydinliiketoimintaa.

"Biocelsol-prosessi toimii sellusta valmiiseen tekstiiliin saakka. Tähän saakka kaikki on tehty laboratoriossa käsityönä, joten teollisen prosessin kustannuksia on vaikea arvioida. Nyt tarvittaisiin rohkeita yrityksiä skaalaamaan prosessi", sanoo Lahti.

"Sata kiloa kuitua päivässä tuottava pilottilinja antaisi meille mahdollisuuden selvittää prosessin todelliset kustannukset ja lopputuotteen hinta", jatkaa Kamppuri. 

"Ja yrityksille saataisiin kehrättyä lankaa, jota ne voivat itse kokeilla neulekoneissa."

Kamppurin ja Lahden mukaan valmiille langalle löytyisi loppukäyttäjiä helpostikin. Myös kuluttajista yhä useampi haluaa alkuperältään ja raaka-aineiltaan ympäristöystävällisen ja eettisen tuotteen.

Lisää puukuidusta voi lukea mm. VTT:n sivuilta.

Juttu on Kati Vastamäen kirjoittama TTY:n tiedote hieman editoituna. Kuva: Mika Kanerva

Kemiallinen joulukalenteri 21/24: Paperinen joulu

Ke, 12/21/2016 - 09:15 Jarmo Korteniemi
Kuva: Sheila Sund / Flickr

Paperi on varsin arkinen asia, mutta yhtä kaikki varsin tärkeä osa joulua. Lahjat paketoidaan joulupaperiin ja pöytiin katetaan joulukuvioisia servettejä. Paperimassapallerot ja paperiset lumihiutaleet hoitavat koristeiden virkaa. Postissa kulkee eessuntaas paperisia kirjeitä, kartonkikortteja ja pahvilaatikoita.

Sana "paperi" juontaa juurensa toisesta läheisestä kirjoitusmateriaalista, papyruksesta. Kaislakuituihin perustuvaa haurasta materiaa käytettiin Egyptin alueella jo noin 5000 vuotta sitten. Varsinainen paperin valmistus kehitettiin Kiinassa ajanlaskumme alun jälkeen ja levisi sieltä hitaasti arabimaihin ja edeellen Afrikan kautta Eurooppaankin.




Juttu jatkuu mainoksen jälkeen


Paperimassan valmistus on periaatteessa hyvin yksinkertaista. Paperin pääosa tulee lähinnä puukuiduista (vaikka mm. olki-, puuvilla- ja hamppupapereitakin on tarjolla). Kuoritut puunrungot pienitään hakkeeksi, josta tehdään paperin pohjamassaa. Se hoituu joko kemiallisesti tekemällä sellua (esim. keittämällä haketta vaikkapa valkolipeässä) tai mekaanisesti jauhamalla puun hiokkeeksi tai vielä lujemmaksi hierteeksi.

Sellua tehtäessä puusta liukenee pois monia aineita (pääosin ligniiniä), mutta mekaanisissa massanvalmistustavoissa puutavaraa ei juuri häviä, sen muoto vain muuttuu. Perusmassaan lisätään lopuksi paljon vettä, minkä jälkeen mönjä on helpommin levitettävissä prässiin. Veden poiston (puristelun ja kuivatuksen) jälkeen paperi onkin sitten jo periaateessa valmista käytettäväksi.

Kasvikuitujen lisäksi papereihin sekoitetaan eri vaiheissa mm. liima-aineita, pinnotteita, sekä monenlaisia mineraaleja (esim. liitua tai kaoliinia). "Kivisimmissä" paperilaaduissa mineraalipitoisuus voi nousta kymmeniin prosentteihin. Sellaisten polttamisessa syntyy tuhkaa paljon normaalipaperia enemmän.

Lisätyillä aineilla paperin pinnasta tehdään juuri oikean värinen ja kiiltoinen, ja massasta saadaan vähemmän painomusteita imevä. Mineraaleilla myös pidennetään paperin elinkaarta.

Erilaisia paperituotteita on kymmeniä jos ei satoja. Leivinpaperia esimerkiksi saadaan aikaan liottamalla massaa rikkihapossa tai sinkkikloridissa, jolloin aine osaksi sulaa ja hyytelöityy, ja pinnasta tulee erittäin tiheä, lämmönkestävä ja tarttumaton. Kartonki taas on paksua ja jäykkää paperia (yli 125 g/m2), joka koostuu useimmiten kerroksista monia erilaisia paperilaatuja. Sitä käytetään pakkaamiseen ja kestäviin painotuotteisiin. Pahvissa taas on useita kerroksia erilaisia kartonkeja, ja on siksi painavampaa (yli 250 g/m2).

Paperi on hyvin kierrätettävissä. Suomessa uudelleenkäyttö on pyörinyt jo 1920-luvulta asti. Nykyisin jopa 75 % kierrätettävästä paperista päätyy toiselle kierrokselle. Keräyspaperia kertyy vuodessa noin 750 000 tonnia, eli noin 5 % paperiteollisuuden kokonaiskuidun tarpeesta. Kierrätysmateriaaleista tehdään lähinnä sanomalehti- ja talous/wc-papereita.

Kuva: JodiMichelle / Flickr
Kuva: Lee Ruk / Flickr

Joulun aikaan kannattaa muistaa, että kauniit lahjapaperit eivät sovi kierrätykseen. Niissä mustemäärät ovat aivan liian suuria kierrätysprosessissa poistettavaksi, etenkin kun jouluna samaa tavaraa tulisi melkein joka kodista. Jotkut paperit ovat myös käytännössä alumiinisia. Paketoinnissa kannattaakin suosia innovatiivisesti omaperäisiä ja kierrätyskelpoisia ratkaisuja.

Sama juttu on myös ruskeiden paperikassien, kartongin sekä pahvien kanssa: ne eivät ole kierrätettävissä normipaperin joukossa. Tämä johtuu ensisijaisesti kuidun väristä: Jos pahvinsekaisesta uusiopaperista tehtäisiin vaikkapa sanomalehtiä, ruskeat läikät haittaisivat pahasti lukukokemusta.

Kartonkien yhteenlintatuista erilaisista paperilaaduista jotkut voivat myös olla sopimattomia kierrätysprosessin kanssa.

Jos talossa ei satu löytymään omaa paperin ja kartongin kierrätysmahdollisuutta, yleiset kierrätyspisteet löytyvät kätevästi karttapalvelusta.

Alla on vielä Stora Enson tuottama video siitä, miten pakkauskartonki syntyy.

Otsikkokuva: Sheila Sund / Flickr
Muut kuvat: Lee Ruk / JayneAndD / JodiMichelle / Flickr