Päivi Lehtiniemi, Pentti Järvelä Luonnonmateriaalipohjaiset polymeerikomposiitit rakentamisteollisuudessa Tilaaja Miktech Julkaisu 2 / 2012 2.4.2012 Miktech Oy Graanintie 5, 50190 Mikkeli www.miktech.fi
Miktech Oy TIIVISTELMÄ Tekijä(t) Päivi Lehtiniemi, Pentti Järvelä Nimeke Luonnonmateriaalipohjaiset polymeerikomposiitit rakentamisteollisuudessa Tiivistelmä JULKINEN Luonnonmateriaaleja on jo pitkään käytetty perinteisessä rakentamisessa. Ekologisten arvojen lisääntyessä on myös herännyt kiinnostus luonnonmateriaalien käytön mahdollisuuksista nykyaikaisessa rakentamisessa. Luonnonkuitukomposiitit voisivat olla mukana tässä kehityksessä. Luonnonkuidut ovat kasvikuituja, joiden ominaisuudet tulevat selluloosasta. Yksittäisten luonnonkuitujen (esim. hamppu, pellava) jäykkyysominaisuuksissa voidaan päästä jopa lasikuidun arvojen tasolle. Muita luonnonkuitujen hyviä ominaisuuksia ovat alhainen tiheys, alhainen energiasisältö, värähtelyn vaimennuskyky, alhainen hinta raakamateriaalina sekä hiilidioksidineutraalius. Niitä voidaan prosessoida komposiiteiksi synteettisille kuiduille tarkoitetuin menetelmin. Luonnonkuitujen haasteita komposiiteissa on niiden hydrofiilisyys, laadun vaihtelu, terminen hajoaminen korkeissa lämpötiloissa sekä heikko adheesio muovin kanssa. Rakennuskomponentit luonnonkuiduista sijoittuvat samaan tuotekategoriaan kuin puurakenteet. Vielä tällä hetkellä luonnonkuitukomposiitit eivät sovellu kuormaa kantaviin kohteisiin. Sovelluksia ovat mm. erilaiset kuitulevyt, väliseinät ja alakatot, eristyskohteet, erilaiset karmit ja listat, seinän- ja lattianpäällykset, kate- ja vuorauslaudat, aidat ja profiilit. WPC- eli puumuovikomposiitit ovat yleisimpiä. Niiden suurin sovellus on terassikatelaudoitukset ja vuorauslaudat, mutta myös muita sovelluksia löytyy. Komposiitissa puu on yleensä jauhemaisessa muodossa, ei niinkään lujitekuituna. Toinen suuri käyttökohde luonnonkuiduille rakentamisessa on erilaiset eristysmateriaalit. Eristeissä luonnonkuidut voivat olla osa hengittävää rakennetta. Myös ns. hamppubetoni, jossa käytetään kalkkiperäistä sideainetta, on herättänyt kiinnostusta rakentamisessa, etenkin Iso-Britanniassa. Polymeeripohjaisia luonnonkuitukomposiittisovelluksia (kuituina mm. hamppu, pellava) rakennusteollisuudesta löytyy vain rajattu määrä. Luonnonkuituja on kokeiltu lattianpäällyksiin, oven- ja ikkunankarmeihin sekä erilaisiin kuitulevyihin ja paneeleihin. Luonnonkuitualalle on ennustettu 10 %:n vuosittaista kasvua. Rakennusalalla ja kuljetusalalla markkinoiden koko on suuri ja kasvu nopeaa, joten luonnonkuitukomposiitit tulevat todennäköisesti löytämään sieltä uusia sovelluskohteita. Luonnonkuidut eivät välttämättä sovellu suoraan korvaamaan jotain tavanomaista lujitekuitusovellusta vaan löydetään ehkä jokin uusi ominaisuus (esim. akustisuus, eristyskyky, ekologisuus), joka tekee luonnonkuitusovelluksesta kaupallisesti houkuttelevan. Jos halutaan korvata jo olemassa oleva sovellus, tarvitaan tekijä, joka tuo tuotteelle lisäarvoa, alentaa kustannuksia jossakin vaiheessa tai tekee siitä käyttäjäystävällisemmän. Yleensä sovelluskohde löydetään alan osaajien tietämyksen avulla. Asiasanat Luonnonkuidut, rakentaminen Sivumäärä Kieli Julkaisupäivämäärä 26 suomi Huomautus (huomautukset liitteistä) Hanke Rahoituksen myöntäjä
Miktech Oy ABSTRACT Author(s) Päivi Lehtiniemi, Pentti Järvelä Title Natural material based polymer composites in construction industry Abstract PUBLIC Natural materials have a long history of use in construction industry. Awareness of ecological values has increased and the possibilities of natural materials in modern construction industry have awakened interest. Natural fiber composites could take part to this development. Natural fibers are plant fibers and cellulose gives the properties of the fibers. The stiffness properties of elementary natural fibres (for example flax and hemp) can even reach the properties of E-glass fibers. Other advantages of the natural fibers are the low density,the low energy content vibration damping of the fibers. FIbers also have a low price as a raw material and they are carbon dioxide neutral. Many standard composite manufacturing processes are possible for natural fibers. The challenges for using natural fibers in composites are that fibers are hydrophilic and they are not uniform. They degrade in high temperatures and they have poor adhesion with plastics. Building components made from natural materials fall into the same category as wood based components. At the moment natural fiber composites could not be used in structural applications. Applications are for example various fiber boards, partition and false ceilings, insulation, various frames and skirting, decking and siding, fencing and profiles. Wood Plastic Composites (WPC) are the most common. The main applications for the WPC profiles are decking and siding but other applications can also be found. The reinforcement of the WPC is usually in the form of wood flour not the fiber. Another considerable application for the natural fibers in construction is the insulation. Natural fibers can be a part of breathable structure. The hemp concrete where the binder is lime based has awakened interest especially in the UK. There are only a few examples of natural fiber (hemp, flax etc.) polymer composites for construction so far. Natural fibers have been tested for floor coverings, window and door frames and various fiber boards and panels. The annual growth of 10 % has been predicted for the natural fiber composite industry. The market size and the growth rate in construction and automotive industry are considerably so the natural fiber composites will find new application areas in these sectors. Natural fiber composites maybe cannot directly replace an existing product but a new property (for example acoustic or thermal insulation or ecology) can be found. This property can turn the natural fiber application commercially attractive. If an existing product is wanted to replace, a factor which will give for a product additional value, which decrease the costs or make the product user-friendlier, is needed. Usually, the suitable application is found using the knowledge of specialists. Keywords Natural fibers, construction Pages Language Date of the publication 26 Finnish Remarks (notes of appendices) Project Funding
SISÄLLYSLUETTELO JOHDANTO... 1 LUONNONKUITUKOMPOSIITIT... 1 1.1 Luonnonkuidun koostumus... 3 1.2 Luonnonkuitukomposiittialaa eteenpäin ajavat asiat sekä rajoittavat tekijät5 LUONNONKUIDUT RAKENNUSTEOLLISUUDESSA... 5 1.3 Korvattavissa olevia tuotteita... 6 1.4 Puumuovikomposiitit (WPC)... 8 1.5 Eristysmateriaalit... 11 1.6 Hamppubetoni... 14 1.7 NFC sovellukset... 16 1.7.1 Lattiamateriaali... 16 1.7.2 Kuitulevyt ja paneelit... 17 1.7.3 Oven- ja ikkunankarmit... 18 1.8 Alan kehittyminen... 19 LIIKETOIMINTAA LUONNONKUIDUISTA... 20 YHTEENVETO... 21 KUVALUETTELO... 22 TAULUKKOLUETTELO... 23 LÄHDELUETTELO... 24
1 JOHDANTO Ekologisuus ja vihreät arvot herättävät nykyään kiinnostusta myös rakentamisessa. Luonnonmateriaaleilla onkin pitkä historia rakentamisessa, muun muassa puuta, hirttä, savea ja kiveä on käytetty perinteisessä rakentamisessa ja käytetään myös edelleen. Perinteisestä rakentamisen mahdollisuuksia halutaan myös soveltaa nykyaikaisessa rakentamisessa ja muun muassa eristämiseen on tullut vaihtoehtoja puukuitu- ja pellavaeristeistä. Myös olkipaalien ja saven käyttöä testataan kokeilumielessä. 1 Nykyään suositaan nopeaa kokoamista. Kestävyys ja ympäristöystävällisyys on myös kasvava trendi. Rakentamisessa käytetään yhä enemmän moduulikokoonpanoa ja muualla rakennettujen talojen pystyttämistä. Luonnonkuitukomposiitit voisivat antaa panoksensa näiden järjestelmien kehityksessä. 2 LUONNONKUITUKOMPOSIITIT Miksi sitten luonnonkuituja haluttaisiin käyttää polymeerimatriisissa täyteaineena tai lujitteena? Luonnonmateriaaleja ovat vihreitä, joka tarkoittaa niiden ympäristöystävällisyyttä. Ne sitovat kasvaessaan hiilidioksidia ja niiden nettokasvihuonepäästöt ovat negatiiviset. Niiden energiasisältö on alhainen. Hyviä teknisiä ominaisuuksia ovat niiden alhainen tiheys sekä värähtelyn vaimennuskyky. Lisäksi raakamateriaalina niiden hinta on alhainen. Yksittäisiä luonnonkuituja testattaessa on myös todettu, että joissakin niiden teknisissä ominaisuuksissa, kuten jäykkyydessä, saatetaan päästä jopa lasikuidun vastaaviin arvoihin. 2 Perinteisistä luonnonkuiduista puhuttaessa tarkoitetaan kasviperäisiä luonnonkuituja. Niissä selluloosakuidut antavat kuidulle sen lujuuden ja muut mekaaniset ominaisuudet. Pitkiä kuituja on saatavissa monien kasvien rungosta, lehdistä tai hedelmistä, esimerkiksi hamppu, juutti, pellava, sisal, kookos, kapokki ja puuvilla. Kuituja on saatavilla useita eri laatuja riippuen kuitujen erotteluasteesta, kuidutusmenetelmästä tai eristysmenetelmästä. Kuvassa 1 on jaoteltuna erilaisia kasviperäisiä luonnonkuituja ja kuvassa 2 on esitelty erilaisia luonnonkuituja. 2
2 Kuva 1. Luonnonkuitujen jaottelu. Lucintel Brief Report, 2011. 3 Kuva 2. Erilaisia luonnonkuituja. Lähde: Woven Fabric Engineering P. D. Dubrovski (ed.), 2010 4 Kuvassa 3 on esiteltynä luonnonkuitujen energiasisältöä verrattuna tavanomaisiin lujitteisiin. Kuvasta nähdään, että lignoselluloosakuitujen energiasisältö on alhaisempi kuin lasija hiilikuiduilla.
3 1 MJ 0,28 kwh Kuva 3. Eri kuitujen energiasisältö. Essentials of Natural Fibre Composites. Ignaas Verpoest. 2011 5 1.1 Luonnonkuidun koostumus Kaikki luonnonkuidut, myös puukuidut, koostuvat kolmesta polymeeristä: selluloosasta ja ligniinistä soluseinässä ja matriisin polysakkarideista (kuten pektiini ja hemiselluloosa.) Lisäksi luonnonkuidut sisältävät ei-rakenteellisia komponentteja kuten vahoja, epäorgaanisia suoloja ja typpipitoisia aineita. Rakenteellisesti kasvikuituja voidaan pitää itsessään komposiittina (kuva 4), joka koostuu miljoonista kuituyksiköistä, jotka tunnetaan mikrofibrilleinä. Myös mikrofibrilliä voidaan pitää kiteisen selluloosan ja matriisin (ligniini, hemiselluloosa, muut polysakkaridit) komposiittina. Mikrofibrillit ovat järjestäytyneet lamelleiksi soluseinässä. Soluseinän runko, sekundaarinen soluseinä, on jakautunut 3 kerrokseksi S1, S2, S3 joista S2 kerros vie suurimman osan. Sekundaarisen soluseinän mikrofibrillit ovat järjestäytyneet kierteisesti ja mikrofibrillin kulma S2 kerroksessa vaikuttaa eniten kuidun mekaanisiin ominaisuuksiin. Kuiduilla, joilla on korkeampi selluloosapitoisuus, korkeampi polymeraatioaste ja pienempi S2 kerroksen mikrofibrillin kulma, on suurempi vetolujuus ja moduli. Kun verrataan luonnonkuitujen ja synteettisten kuitujen vetolujuutta, kimmoisuutta ja venymää, voidaan todeta, että hamppu ja pellava kilpailevat ominaisuuksiltaan lasikuidun kanssa. 6
4 Kuva 4. Pellavan kuituarkkitehtuuri. Natural Composites in Construction. Morwenna Spear. 2009 2 Taulukossa 1 on vertailtu lasikuidun ominaisuuksia yksittäisten pellava- ja hamppukuitujen ominaisuuksiin. Taulukosta nähdään, että luonnonkuidut voivat saavuttaa jopa lasikuidun kimmomoduliarvot. Kun suhteutetaan kuitujen ominaisuudet kuidun tiheyteen, ovat luonnonkuitujen arvot hyvin vertailukelpoisia lasikuidun arvojen kanssa. Taulukko 1. Luonnonkuitujen ominaisuuksia. Gordon Bishop. 2011. 7 Luonnonkuitukomposiiteille voidaan käyttää samoja valmistusmenetelmiä kuin synteettisille kuiduille mm: ruiskuvalua, ekstruusiota, ahtopuristusta, käsinlaminointia, alipainesäkkimenetelmää, RTM:a ja pultruusiota on käytetty luonnonkuitukomposiittien
5 valmistamisessa Mallintamismenetelmiä UD kuiduille raportoidaan kasvavissa määrin. Kuitujen ominaisuudet, jotka vaikuttavan komposiitin suorituskykyyn ovat huokoisuus, veden absorptio, kuidun laatu ja valmistusmenetelmät, kuidun ja matriisin rajapinta sekä kuituarkkitehtuuri komposiitissa. 2 1.2 Luonnonkuitukomposiittialaa eteenpäin ajavat asiat sekä rajoittavat tekijät Seuraavassa on esitelty luonnonkuitukomposiittialaa eteenpäin ajavia asioita. Ihmisten suurempi ympäristötietoisuus, yhteiskunnallinen huoli sekä petrokemikaaliresurssien ehtyminen ajavat uusien materiaalien kehitystä. Jätteiden hävittämisen kysymykset ovat tulleet tärkeiksi ja on myönnetty, että maantäyte kaatopaikalle ei ole kestävä ratkaisu. Lainsäädäntö on koko ajan muuttumassa vihreitä ja biopohjaisia tuotteita suosivammaksi. Perinteiset kuitulujitetut polymeerikomposiitit ovat ainakin vielä ongelmallisia uusiokäytön ja kierrätyksen suhteen, sillä ne koostuvat erittäin pysyvistä raaka-aineista. Luonnonkuiduilla voidaan savuttaa lisäksi myös teknistä hyötyä, sillä kuiduilla on alhainen tiheys, korkea jäykkyys sekä hyväksyttävät ominaispaino-ominaisuudet. Kuitujen erottelu on helppoa, sisältävä energia voidaan palauttaa, kuidut sitovat hiilidioksidia ja ne voivat olla biohajoavia yhdistettynä sopivaan matriisiin. Uskoa on erityisesti siihen, että näillä teknisillä hyödyillä voidaan vaikuttaa rakennettuun ympäristöön, missä lämmöneristysominaisuudet ja alhainen tiheys saisivat aikaan energiansäästöä. Lisäksi kasvien viljely teolliseen tarpeeseen voisi piristää vaikeuksiin joutuneita maaseutualueita, varsinkin, jos myös prosessointi olisi paikallista. 6 Seuraavassa on esitelty tekijöitä, jotka vielä rajoittavat luonnonkuitukomposiittien käyttöä. Biokomposiittien kaupallinen käyttö vaatii tuotteiden nykyisten fysikaalisten rajoitteiden ja prosessointirajoitteiden ymmärtämisen. Rajoittavina tekijöinä ainakin vielä tällä hetkellä ovat kuidun ja matriisin rajapinnan yhteensopimattomuus ilman käsittelytekniikoita, kuitujen heterogeeninen sekä hydrofiilinen luonne. Myös resurssien laatu ja yhtenäisyys sekä saannin luotettavuus ovat esteenä. Varsinkin ei-ruokakasvien saanti on rajattua ja kuituja ei välttämättä ole saatavilla komposiitteihin sopivassa muodossa. Tarvitaan lisää tutkimusta kuitujen kehittämisessä komposiitteihin soveltuviin kankaisiin ja lankoihin. Tarkkoja elinkaariarvioita luonnonkuitutuotteille tarvitaan. Luonnonkuitukomposiitit eivät välttämättä ole vihreämpiä korvattaviin materiaaleihin verrattuna. Materiaalien arviointistandardit suosivat olemassa olevia tuotteita. Tunnustuksen hinta voi olla merkittävä este uusille materiaaleille. Uusien tuotteiden realisoituminen vaatii aina merkittävää investointia tuotantokapasiteettiin ja uusiin prosessointitekniikoihin. 6 LUONNONKUIDUT RAKENNUSTEOLLISUUDESSA Taulukossa 2 on Nova-institutin arvioita luonnonkuitujen käytöstä EU:ssa vuonna 2010 ja ennustuksia 10 vuoden kuluttua. Ahtopuristus on yksi suurimmista luonnonkuitukomposiittien valmistusmenetelmistä. Vajaa 200 000 tonnia luonnonkuitukomposiitteja (runkokuituja kuten pellavaa, hamppua ja juuttia, puuvillaa sekä puukuituja) valmistetaan ahtopuristamalla pääosin autoteollisuuden tarpeisiin. Ekstruusiolla ja ruiskuvalulla valmistetaan noin 125000 tonnia luonnonkuitukomposiitteja, joista 96 % on puumuovikomposiitteja rakennusteollisuuteen ja huonekaluihin, mutta myös autoteollisuuteen ja kuluttaja-
6 tuotteisiin. Tällä hetkellä luonnonkuitukomposiitit edustavat noin 13 % koko komposiittialasta EU:ssa. 10 vuoden aikana kasvua voi tapahtua paljon riippuen asenteista, hyväksynnästä sekä lainsäädännöstä. 8 Taulukko 2. Luonnonkuitukomposiittien käyttö. Biowerkstoff-Report. Edition 8. 2011. 8 1.3 Korvattavissa olevia tuotteita Kuvassa 5 on esiteltynä potentiaalisia sovelluskohteita, joissa tavanomaisten materiaalien korvaaminen WPC-tuotteilla olisi mahdollista. Samat sovellukset pätevät myös muille luonnonkuitukomposiiteille. 9
7 Kuva 5. Korvattavissa olevat tavanomaiset materiaalit. Wood-Polymer Composites. Oksman Niska K., Sain M. s.310 9 Rakennuskomponentit luonnonkuitumateriaaleista sijoittuvat samaan tuotekategoriaan kuin puurakenteet. Sovelluksia ovat mm. matalatiheyksiset eristyslevyt, puolikovat kuitulevyt, kovat kuitulevyt, lastulevyt ja muut rakennuskomponentit kuten seinät ja katot. Sideaine voi olla synteettinen, kesto- tai kertamuovi, hartsi, modifioitu luonnonhartsi, kuten tanniini tai ligniini, tärkkelys tai sideainetta ei tarvita välttämättä ollenkaan. On rajoituksia sen välillä, mitä on kokeiltu tutkimuksissa ja mikä saattaisi oikeasti toimia. Paljon tutkimusta ja kehitystä tarvitaan käytön kaupallistamiseksi. Kaikissa luonnonkuiturikkaissa maissa tehdään tutkimusta, jotta luonnonkuitukomposiiteille saataisiin käyttöä. Pohjois- Amerikan maissa vuonna tehdystä kyselystä (artikkeli v.:lta 2004) selvisi, että viljeltyjä kuituja käytettiin MDF-levyjen (kuitulevy) ja lastulevyjen tekoon 700 tuhatta kuutiometriä. 10 Erilaisia luonnonkuitusovelluksia ovat muun muassa kevyet rakenteelliset seinät, eristysmateriaalit, lattian ja seinän päällykset, maanrakennus- tai suodatinkankaat sekä olkikatot. Muita tuotteita ovat väliseinät ja alakatot, väliseinälaudoitukset, seinä-, lattia-, ikkuna- ja ovikarmit, kattotiilet sekä liikutettavat ja esivalmistettavat rakennukset, joita voidaan käyttää luonnonkatastrofien kuten tulvien, pyörremyrskyjen ja maanjäristysten aikana. 11,12 Kuvassa 6 on esiteltynä yleisimpiä luonnonkuitukomposiittisovelluksia rakennusalalta. UPM:n tiedotteesta lainattuna: UPM on lahjoittanut UPM ProFi Deck - komposiittiterassilautaa Japanin maanjäristyksen uhrien väliaikaisasuntojen rakentamiseksi. Alueelle rakennetaan yhdeksän kolmekerroksista parakkirakennusta, joissa on yhteensä 188 asuntoa. Parakkitalot on rakennettu kierrätetyistä ja kierrätettävistä materiaa-
8 leista. Talo kootaan päällekkäin kasatuista konteista, jotka tuetaan terästangoilla. Kontit liitetään toisiinsa käytävillä ja ovilla. Talot voi koota tai purkaa helposti ja nopeasti. Parakkitalojen rakennustekniikka sopii täydellisesti uusien asuntojen nopeaan, mutta huolelliseen rakentamiseen. Kun taloja ei enää tarvita, ne voidaan purkaa ja varastoida odottamaan uutta käyttöä. Rakennusten käytävät ja terassit on tehty UPM ProFi Deck - komposiittilaudasta. Kierrätetystä materiaalista valmistettu UPM ProFi on säänkestävä ja helppohoitoinen materiaali, jonka pääraaka-aineena on kierrätetty paperi ja muovi. 13 Kuva 6. Yleisimpiä luonnonkuitukomposiittisovelluksia. Opportunities of Natural Fiber Composites, Lucintel. 2011. 3 1.4 Puumuovikomposiitit (WPC) Erityisesti Pohjois-Amerikassa, puumuovikomposiitit ovat tulleet korvaamaan monia puutavarakohteita, erityisesti muihin kuin rakenteellisiin kohteisiin. Puumuovikomposiittien tuotanto sopii nopeaan tuotantoon ja koska raaka-aineet ovat suhteellisen edullisia, tuotteita voidaan kilpailukykyisesti käyttää sovelluksissa, joissa puuta tavallisesti käytetään. Puumuovikomposiitit koostuvat yleensä lyhyistä puukuiduista tai jauhosta, jotka muodostavat 70 tilavuusprosenttia yleensä PP:n, HDPE:n tai PVC:n kanssa yhdistetyistä tuotteista. Erilaiset terassikatelaudat ovat yhä suuren käyttökohde puumuovikomposiiteille rakennusteollisuudessa, mutta myös kaidepuuta, aitoja, ikkuna- ja oviprofiileita, ulkolaudoitusta sekä kattopärettä on alettu valmistaa materiaalista. Eräs mahdollinen käyttökohde puumuovikomposiitteille on korvata kyllästetyn puun käyttöä. 14 Kuvassa 7 on jaoteltu puumuovikomposiittialan sovelluskohteita Euroopassa vuonna 2004.
9 Kuva 7. Euroopan WPC markkinat vuonna 2004. Wood-Polymer Composites. Oksman Niska K., Sain M. s.305 9 Puiset katemateriaalit ovat suhteellisen uutta Keski-Euroopassa, sillä perinteinen materiaali on ollut kivi. WPC-materiaalin käyttö on lisääntymässä runsaasti Euroopassa. Euroopan WPC-katemarkkinat ovat tällä hetkellä noin 70 000 tonnia ja WPC-vuorausmarkkinat noin 14 000 tonnia. Vaikka eurooppalaiset ovat hyvin varovaisia uusia materiaaleja kohtaan, WPC tuottajat voisivat muuttaa tämän yhteismarkkinoinnin avulla. Tällä hetkellä markkinointi on melko vähäistä. WPC on vielä suhteellisen tuntematon materiaali päätöksentekijöille sekä loppukäyttäjille. WPC-katteiden korkea hinnoittelu tarkoittaa, että niitä myydään vielä ns. premium-tuotteina. Tästä johtuen asiakkaat olettavat saavansa myös premium -ominaisuuksia. 15 Puumuovikomposiitteja voidaan käyttää katelautoina, lyhyinä sillan kansirakenteina sekä mm. ponttooneissa ja kävelypoluissa. Puumuovikomposiitteja ei voida ainakaan tällä hetkellä käyttää rakenteellisissa osissa, siltojen pitkissä kansirakenteissa sekä kevennetyissä rakenteissa. Taivutuslujuusominaisuudet ovat puumuovikomposiiteilla suuri haaste. 2 Kuvassa 8 on esiteltynä erilaisia puumuovikomposiittisovelluksia.
10 Kuva 8. Erilaisia puumuovikomposiittituotteita. Terassikatelauta, Kovalexjulkisivuvuorauslauta, Kovalex-terassi, ulkorakennus, Aitalaudat, kokoontaitettava lattiamateriaali, silta, 2, 16 profiili. Kuvassa 9 on vertailtu puun ja puumuovikomposiittien (kuitua 40 %) ominaisuuksia. Puun taivutuslujuus ja moduli ovat paremmat kuin puumuovikomposiitilla. Puumuovikomposiitti on myös painavampaa. Veden absorptio puumuoveilla on kuitenkin vähäisempää.
11 Kuva 9. Puun ja WPC-materiaalin vertailua. Natural Composites in Construction. Morwenna Spear. 2009. 2 Brittiläinen Tech-Wood International on kehittänyt moduuleista koostuvan talonrakennuskonseptin (kuva 10), jossa käytetään puu-muovikomposiitteja. Konsepti on lisensoitu USA:ssa ja Euroopassa. Simply Housing mahdollistaa kokonaisten talojen nopean rakentamisen WPC rakennussarjan avulla. Cinninnati Extrusion Itävallasta erikoisti ekstruusiotekniikkaa siten, että WPC-osissa on 75 % kuituja PP matriisissa. Kuormaa kantavien osien profiilit saavat lisälujuutta metallisista tai lasikuituisista inserteistä ehkäisten muovin virtausta ja kasvattaen jäykkyyttä. Testaus on osoittanut, että vain suunnatuilla kuiduilla voidaan taata hyvät taivutusominaisuudet ja lujuus, joka tarvitaan. 17 Kuva 10.Tech-Wood:n WPC-talonrakennuskonsepti. 17 1.5 Eristysmateriaalit
12 Esimerkkejä uusiutuvista rakennusmateriaaleista ovat eristysmateriaalit. Saatavilla on pellavaa, hamppua, lampaanvillaa ja kierrätettyä paperia, joilla on samat ominaisuudet kuin mineraalimateriaaleilla, mutta pienemmät kasvihuonepäästöt ja samalla vähennetään uusiutumattomien resurssien käyttöä. Hamppua ja kalkkia, puuta, olkipaaleja ja olkipaneeleita voidaan käyttää seininä ja paneeleina. Ne tuovat ilmatiiveyttä ja höyrynläpäisevyyttä sekä jotkin materiaalit tarjoavat erinomaista eristyskykyä. Luonnonkuitueristeet toimivat höyrynläpäisevänä kerroksena ja jos ne asennetaan oikein, ne voivat olla osana hengittävää seinää, kattoa tai lattiaa. Etukäteen rakennettavia luonnonkuitueristysjärjestelmiä on kehitetty. Esimerkiksi Modcell valmistaa olki- ja hamppupaalieristeitä, joissa rakenteelliset osat ovat puuta. Paneelit voidaan rapata kalkilla. Ulko-osien valmistus johtaa nopeaan ja luotettavaan kokoonpanoon rakennuspaikalla. 2,18 Kuvassa 11 on listattuna luonnonkuitueristeiden hyviä sekä huonoja puolia. Kuva 11. Luonnonkuitueristeiden hyviä ja huonoja puolia. Natural fibre insulation - Information Paper 18/11, BRE, November 2011. 19
13 Taulukossa 3 on esitelty luonnonkuitueristysmateriaalin ominaisuuksia verrattuna tavanomaisiin eristysmateriaaleihin. Taulukko 3. Eristeiden ominaisuuksia. Natural fibre insulation - Information Paper 18/11, BRE, November 2011. 19 Hengittävällä rakenteella tarkoitetaan sellaista rakennuksen ulkovaipan rakennetta, joka sallii ilman sisältämien kaasujen osapaineiden tasoittumisen diffuusiona rakenteen läpi. Rakenteen terveellisyys perustuu siihen, että sisäilman CO2 pääsee ilmanvaihdon lisäksi rakenteen läpi ulkoilmaan ja vastaavasti happi sisäilmaan. Ongelmalliseksi rakenteen tekee Suomen ilmastossa se, että myös vesihöyry on yksi ilmaseoksen kaasuista. Nykyään lähes kaikki rakenteet ovat kerroksellisia, ja vesihöyryn kondensoituminen on estettävä. Sisäpinnan vesihöyrynvastuksen tulee olla joka tapauksessa noin viisinkertainen ulkopuolen tuulensuojaan verrattuna, vaikka ei käytetä varsinaista höyrynsulkua. Sisä- ja ulkopinnat hengittävät eli pintakerros tasaa ilman kosteutta. Hengittävä pinta (= kastuva, kosteutta imevä) sitoo itseensä esim. yöaikaan asunnossa kohonnutta kosteutta ja luovuttaa sen päivän aikana takaisin, jolloin sisäilma pysyy miellyttävänä hengittää vuorokauden ympäri. Puu ja puupohjaiset rakennusaineet, kuten esimerkiksi lastulevy, puukuitulevy ja puukuitueriste jne. ovat hygroskooppisia. Myös pellava on palannut rakennusmateriaaliksi eripaksuisina eristeinä. 1 Kuva 12. Luonnonkuitueristeitä. Natural Composites in Construction. Morwenna Spear. 2009. 2
14 Hengittävän rakenteen etuina on, että se sallii rakenteen kuivumisen paremmin sisäänpäin, alentaa sisäilman kosteutta syksyllä ja poistaa sisäilmasta ihmisen hengityksessä syntynyttä hiilidioksidia. Lisäksi läpäisevä rakenne yhdessä hygroskooppisen, kosteutta imevän orgaanisen eristeen (selluvilla, pellava, puru) tasaa sisäilman kosteusvaihteluita. Rakenteen vesivauriot (esim. vuotava katto) on myös helpompi havaita. "Väärinpäin" toimiva rakenne (sisäilma kylmempi kuin ulkoilma, esim. lämmittämättömissä kesämökeissä ajoittain) ei myöskään aiheuta ongelmia. 1 Hengittävän rakenteen eräs haitta sen sijaan on home- ja kosteusvaurioriski, jos kosteutta kertyy liikaa rakenteeseen. Myös ulkopinnan mahdolliset homeitiöt pääsevät kulkeutumaan sisätiloihin (alipaine) sekä ulkopuoliset kaasumaiset epäpuhtaudet (esim. radon) pääsevät rakenteen läpi. Lämmöneristeen kostuessa riittävästi sen eristyskyky heikkenee (muutamia prosentteja) ja kostuvassa tuulensuojalevyssä enemmän muodonmuutoksia, mikä vähentää rakenteen tiiviyttä. Sisäpuolinen kosteusvuoto pääsee myös rakenteisiin. Talvella sisäilma saattaa olla liian kuivaa. Paperipohjaiset höyrynsulkukalvot repeävät herkemmin asennuksessa tai rakennuksen eläessä ja metalliliittimillä on korroosiovaara ulkopinnan lähellä. 1 Suomessa saatavilla olevia pellavaeristeitä (kuva 13) ovat rakennus- ja äänieristeet, hirrenväli- ja sokkelinauhat, karmi- ja painaumavaratiivisteet, parketin alusmatot, ilmansulku- ja rakennuspaperit sekä tilke ja rive. 20,21 Kuva 13. Erilaisia pellavaeristeitä, jotka ovat saatavilla Suomessa. 20,21 1.6 Hamppubetoni Limetechnology:n Tradical Hemcrete (Kuva 14) yhdistää kalkkiperäisen sideaineen ja hamppukasvin puisen ytimen ja se on kasvamassa vakiintuneeksi termisesti tehokkaaksi seinämateriaaliksi. Tradical Hemcrete materiaalilla on seuraavia etuja perinteisiin raken-
15 nusmateriaaleihin verrattuna. Materiaali absorboi hiilidioksidia valmistuksen aikana, joten se on hiilidioksidinegatiivinen. Materiaali on tehty UK:ssa kasvatetusta hampusta. Materiaali on hyvin eristävä, joten se saa hyvät arvot Britannian vihreiden rakennusten ympäristövaikutusarvioinnissa. Materiaali päästää lävitseen höyryä ja on hengittävä. Hemclad yhdistää Tradical Hemcrete:n ja puisen kasetin julkisivupaneeliksi, jota voidaan käyttää suurten rakennusten seinissä. Hemclad ripustetaan kantavalle teräs- tai betonirungolle. 22 Kuva 14. Hemcrete hamppubetoni ja Hemclad julkisivupaneeli. 22 Hamppubetonin käyttö taloissa on kasvamassa, vuoden 2009 marraskuussa CELC:n konferenssissa Claude Eichwald ranskalaisesta organisaatiosta Construire de Chanvre kertoi, että 2000 4000 taloa on rakennettu pelkästään hamppubetonista ja monet muut käyttävät sitä sekaisin muiden rakennusmateriaalien kanssa. Konferenssissa kuultiin myös, että Sopreme valmistaa pellavaista kattomembraania ja Sulter Freres tekee luonnonkuitupohjaisia ovipaneeleita Sanopan-materiaalista. BRE:n Innovation Park:ssa Watfordissa on esillä Renewable Hemp House (kuva15), joka on ainutlaatuinen energiatehokas hampusta tehty talo. Kyseessä on 3 makuuhuoneen talo, jonka rakennushinta on 75,000. Talon ulkoiset seinät on tehty Hemcrete- hamppubetonista. On arvioitu, että talon hiilijalanjälki on noin 20 tonnia alhaisempi kuin perinteisen tiilitalon. Hamppu absorboi noin 5 tonnia hiilidioksidia ilmakehästä sen nopean kasvukauden aikana. Hiilidioksidi lukkiutuu rakenteisiin, mikä tekee seinäratkaisusta hiilinegatiivisen. Talon toimintakykyä tarkkaillaan yli kolmen vuoden ajan, jotta saadaan todisteita toiminnan luonteesta ja ympäristöystävällisyydestä. 23
16 Kuva 15. Renewable Hemp House. 23 1.7 NFC sovellukset 1.7.1 Lattiamateriaali On myös suuri valikoima luonnon- ja uusiutuvia materiaaleja, joita voidaan käyttää lattiamateriaaleina tai lattianpäällysteenä. Tuotteet vaihtelevat hamppu- ja kalkkisekoitteista, joita voidaan käyttää betonin korvikkeena, linoleumeihin, jotka on tehty pellavaöljystä, ja mattoihin, jotka on tehty sisalista, villasta tai juutista. 18 Linoleumi eli linoli on lattianpäällyste. Se on kulutusta kestävä ja siten usein julkisissa tiloissa käytetty materiaali. Linoleumi kehitettiin 1860-luvulla. Linoleumia valmistetaan keittämällä pellavaöljyä ja hartsia. Seokseen lisätään puu- tai korkkijauhetta, kalkkikiveä ja väriaineita. Alustana käytetään juuttikangasta. Linoleumi koostuu siten luonnonaineista. Aikaisemmin linoleumilaattojen valmistuksessa käytettiin asbestia, mutta siitä raakaaineesta on sittemmin luovuttu kokonaan. Käyttämällä eri värejä linoleumilla voidaan kuvioida lattiapintoja. Linoleumi on melko huokoinen materiaali, mutta oikein hoidettuna se on hyvin kestävä. 24 Wacker Chemie AG esitteli uuden komposiittituotteensa sisätilasovelluksiin BAU 2011 messuilla (kuva 16). Luonnonkuituja, kuten korkkia, nahkaa ja puuta on yhdistetty VINNEX:iin (jauhemainen sideaine, joka perustuu vinyyliasetaatin ja eteenin kopolymeeriin (VAE)) ja materiaalia voidaan käyttää lattia- ja seinäpäällysteissä. Uudella sideainetekniikalla kierrätetystä nahkajätteestä voidaan tehdä lattian- ja huonekalujen päällysteitä ja saviliuskeen ja korkin yhdistelmästä jalan alla lämpöiseltä tuntuva helposti asennettava lattiapäällyste. 25
17 Kuva 16. Saviliuskeen ja korkin yhdistelmästä tehty lattianpäällyste. 25 1.7.2 Kuitulevyt ja paneelit Intiassa on valmistettu laminaatteja kuitukangas- ja kudosmattoisista juutti-, sisal- ja kookoslujitteista sekä polyesteri-, fenoli- ja polyuretaanihartseista ahtopuristamalla. Paneelien ulkopinta voidaan geelipinnoittaa ja lujittaa lasikuitupintamatoilla, jotta saadaan tasainen, kiiltävä ja värikäs pinta. Käytetään MDF-levyinä (medium-density fibreboard) eli puolikovina kuitulevyinä. Voidaan käyttää myös kerroslevyrakenteissa aallotetun kuitulevyn kanssa. Paneelit ovat kevyitä ja niillä on hyvät taivutusominaisuudet ja erinomaiset lämmön- ja ääneneristysominaisuudet Vaihtoehtoina yksiseinäisenä aaltopahvimaisina levyinä ovipaneeleihin ja seiniin. Lasikuidun kanssa yhdistettynä soveltuu hybridimateriaalina semistruktuaalisiin kohteisiin kuten vaneriin betonilaudoituksessa. 26 Kuva 17. Laminaatteja ja paneeleita. Mohanty A.K., Misra M.M. Drzal L.T. Natural fibers, biopolymers and biocomposites. 2005. s. 276 26 Kanadalainen TTS valmistaa A-FOR paneeleita, joita voidaan käyttää sekä sisä- että ulkokäytössä. Sisäkäyttöön tarkoitetuissa paneeleissä on käytetty melamiinilla vahvistettua urea-formalde-hydihartsia. Käyttökohteita ovat akustiset kattolaatat, huonekalut, kaapistot, pöytälevyt, oven täytteet sekä aluslevyt. A-FOR paneelit ulkokäyttöön on valmistettu fenolihartsista, eko-akryylihartsista tai ilman mitään synteettistä hartsia, jolloin tarvitaan vain pieni lisäys ligniiniä. Sovelluskohteita ovat kotelointilevyt SIP- levyille (Structural insulated panel) ja esimerkiksi kattopäreet ja vuorauslevyt. 27
18 Kuva 18. A-FOR paneeleita. 27 1.7.3 Oven- ja ikkunankarmit PVC:tä ja alumiinia käytetään tavallisesti ikkunaraameissa. Niillä on kuitenkin teknisiä rajoitteita ja niiden ekologinen jalanjälki on suuri. Tämän vuoksi on alettu tutkia biokomposiittipohjaista ratkaisua. Innobat on päättänyt yhdistää pellavakomposiitin matalan ekologisen jalanjäljen ja hyvät termiset sekä mekaaniset ominaisuudet. (kuva 19) Euroopassa markkinoilla on vuosittain 70 miljoonaa ikkunaa. Tavoitteena on saavuttaa 3 % markkinoista 5 vuoden aikana. 28,29 Kuva 19. Innobat ikkunaraamikehitystyötä. 28,29 Intiassa on tehty juuttikankaasta ja fenolihartsista pultruusiolla ovenkarmiprofiileita. (kuva 20) Kuitupitoisuus 50-60 %. Profiileiden fysikaalismekaanisia ominaisuuksia arvioitiin eri kosteusolosuhteissa, hydrotermisesti ja vanhentamalla. Korkeilla kosteusarvoilla profiilien paino lisääntyi 10-12 % ja upotuskokeessa noin 20 %. Juuttikarmeja verrattiin puisiin karmeihin Intian standardien mukaan ja huomattiin, että kosteuspitoisuus oli noin puolet puun kosteuspitoisuudesta. Juuttikarmit eivät tarvitse puun tapaan kuivattamista tai kyllästysaineita. Karmit asennettiin tiiliseinään käyttäytymisen tutkimiseksi ja 3 vuoden kuluttua niissä ei ollut nähtävissä mittapysymättömyyttä kuten vääntymistä tai pullistumista. 24
19 Kuva 20. Ovenkarmiprofiilit juutista. Mohanty A.K., Misra M.M. Drzal L.T. Natural fibers, biopolymers and biocomposites. 2005. s. 281 26 1.8 Alan kehittyminen Lucintel:n ennustama kasvu luonnonkuitukomposiittialalla vuoteen 2016. (kuva 21) 5 vuoden sisällä kasvu on ollut maltillista 15 % kasvua vuosittain ja seuraaville vuosille ennustetaan 10 % vuosikasvua. Huomioon on otettu sekä puupohjaisten ja luonnonkuitupohjaisten komposiittien markkinat. 3 Kuva 21. Luonnonkuitukomposiittialan kasvuennusteet. Lucintel Brief Report, 2011. 3 Komposiitit ovat rantautuneet eri teollisuudenaloille oheisen taulukon mukaisesti (kuva 22). Kuitenkin kuljetusalalla sekä rakennusteollisuudessa komposiittien osuus on suhteellisen pieni. Näillä aloilla komposiiteilla ja niiden mukana myös luonnonkuitukomposiiteilla on suurin potentiaali löytää uusia sovelluksia. Markkinoiden koko näillä aloilla on hyvin suuri. 3
20 Kuva 22. Markkinoiden kasvumahdollisuudet luonnonkuitukomposiittien eri sovellusaloilla. Lucintel Brief Report, 2011. 3 LIIKETOIMINTAA LUONNONKUIDUISTA Rakentamisessa luonnonkuitukomposiiteilla otettava huomioon palonkesto, kosteus ja Suomen olosuhteet, jotka poikkeavat paljon rakentamisesta lähes kaikkialla muualla maailmassa Lisäksi on otettava huomioon hinta; jos se on moninkertainen, loppukäyttäjät eivät lähde mukaan vain ekologisuuden takia. Jos hinta on korkeampi, tarvitaan hyötyjä ja lisäarvoa tuotteelle suunnittelu, rakennus-, käyttö- ja ylläpitovaiheessa tai uudistamis- ja saneerausvaiheessa. Kaupallisesti saatavilla olevia luonnonkuitulujitteita ovat erilaiset kankaat ja matot useista eri kuiduista (pellavaa, puuvillaa, hamppua, juuttia...) (mm. http://www.compositesevolution.com, http://www.lineo.eu/), langat ja rovingit (pellavaa, hamppua, juuttia, viskoosia...) (mm. http://www.safilin.fr/), katkokuidut (mm. http://www.baltic-flax.com/) sekä kestomuovigranulaatit (pääosin puukuitu) (mm. http://www.kareline.fi/fi/tuotteet/, http://www.greengran.com/) Luonnonkuitujen ja granulaattien toimittajia voi hakea mm.: International Business Directory for Innovative Bio-based Plastics and Composites: ibib 2011. 16 Luonnonkuitukankaista ja katkokuiduista voidaan tehdä paneeleita ja laminaatteja eri menetelmin (mm. puristusmenetelmät, paine- ja alipaineinjektio) (kokeiltu mm. http://www.kehy.fi/filebank/725-luonnonkuidut_injektoinnissa_painettava_versio.pdf) Paneelit ovat potentiaalisimpia kevyesti kuormitettuihin kohteisiin kuten akustiikkasovelluksiin, eristykseen, sisustukseen. Luonnonkuitulangasta voidaan tehdä profiilia pultruusiolla. Sovelluksia ovat kevyesti kuormitetut kohteet mm. lattialistat. Granulaateista ja katkokuiduista voidaan valmistaa ekstruusiolla ja ruiskuvalulla mm. profiileita ja erilaisia si-
21 sustuselementtejä kevyesti kuormitettuihin kohteisiin kuten lattialistoihin. Laaja sovellusala on myös terassikatteet ja julkisivuvuoraus, mutta valmistajia löytyy jo paljon. Uusia sovelluksia voisi löytyä esimerkiksi kesämökeiltä, ympäristörakentamisesta ja erilaisilta retkeilyalueilta (kävelyreitit, pitkospuut yms.) Luonnonkuidut soveltuvat käytännössä kaikkiin perinteisiin kuitulujitettujen muovien valmistustekniikoihin (laminointi, pultruusio, kelaus jne). Luonnonkuidut asettavat kuitenkin uusia vaatimuksia komposiittien valmistukselle. Näitä ovat mm. kuitujen esikäsittelyt, kuitujen käsittely prosessissa, uudet ominaisuusprofiilit ja kuitujen saatavuus. Luonnonkuitukomposiittituotteille löydettävä mahdollisesti uusia sovelluskohteita (eivät välttämättä sovellu suoraan perinteisten komposiittien korvaajiksi). Jokin uusi ominaisuus (akustisuus, vaimennus, liittäminen, eristys), ekologisuus, kierrätettävyys tai yrityksen imago voi auttaa sovelluskohteen löytämisessä. Liiketoiminnan lähtökohtana ovat tuotteen loppukäyttäjän vaatimukset, jonka jälkeen löydetään tuotteen valmistuttaja ja komposiittituotteiden valmistaja. Hyvin suuri osa nykyisistä lujitemuovituotteiden valmistajista on alihankkijoita, joiden omien tuotteiden osuus suhteellisen pieni. Luonnonkuitukomposiittituotteelta on löydettävä jokin ominaisuus, joka tekee siitä kaupallisesti menestyvän tuotteen. Seuraavassa on eräitä perusajatuksia uudelle liiketoiminnalle luonnonkuitukomposiiteista. Tarvitaan ominaisuus, joka tarjoaa merkittävää lisäarvoa tuotteelle tai tekijä, joka alentaa tuotteen kustannuksia esimerkiksi käytön, uusiokäytön ja kierrätyksen osalta. Jokin tekijä voi myös tehdä tuotteesta käyttäjäystävällisemmän tai vain positiivisesti muista kilpailevista tuotteista eroavan. Täysin uuden tuotteen löytäminen on yleensä vaikeaa. Tuote yleensä löytyy helpoimmin alan osaajien tietämyksen avulla. Seuraavassa on yksi esimerkki. Valitaan luonnonkuitukomposiitti - puumuovi. Valitaan materiaalipohja Kestomuovi (biohajoava tai biohajoamaton). Biohajoamaton Erittäin paljon mahdollisuuksia mm. talonrakentamisessa, vapaa-ajanrakentamisessa ja ulkorakentamisessa. Biohajoava Mahdollisuuksia lyhyen eliniän sovelluksissa kuten hautausmaatarvikkeet, lyhyen eliniän ulkoilmasovellukset. YHTEENVETO Luonnonkuitukomposiittien käyttö tulee kasvamaan vuosittain 10 %. Rakennusteollisuudella on suuri potentiaali luonnonkuitukomposiittien hyödyntäjänä. Puumuovikomposiitit löytävät uusia käyttökohteita ja säilyvät suurimpana kuituryhmänä rakennusteollisuudessa. Tulevaisuuden haasteena on parantaa pitkäkuitukomposiittien (kuitu toimii myös lujittavana komponenttina) prosessointia. Luonnonkuidut soveltuvat hyvin eristysmateriaaliksi ja luonnonkuitubetoni on herättänyt kiinnostusta.
22 KUVALUETTELO Kuva 1. Luonnonkuitujen jaottelu. Lucintel Brief Report, 2011. 3... 2 Kuva 2. Erilaisia luonnonkuituja. Lähde: Woven Fabric Engineering P. D. Dubrovski (ed.), 2010 4... 2 Kuva 3. Eri kuitujen energiasisältö. Essentials of Natural Fibre Composites. Ignaas Verpoest. 2011 5... 3 Kuva 4. Pellavan kuituarkkitehtuuri. Natural Composites in Construction. Morwenna Spear. 2009 2... 4 Kuva 5. Korvattavissa olevat tavanomaiset materiaalit. Wood-Polymer Composites. Oksman Niska K., Sain M. s.310 9... 7 Kuva 6. Yleisimpiä luonnonkuitukomposiittisovelluksia. Opportunities of Natural Fiber Composites, Lucintel. 2011. 3... 8 Kuva 7. Euroopan WPC markkinat vuonna 2004. Wood-Polymer Composites. Oksman Niska K., Sain M. s.305 9... 9 Kuva 8. Erilaisia puumuovikomposiittituotteita. Terassikatelauta, Kovalexjulkisivuvuorauslauta, Kovalex-terassi, ulkorakennus, Aitalaudat, kokoontaitettava lattiamateriaali, silta, profiili. 2, 16... 10 Kuva 9. Puun ja WPC-materiaalin vertailua. Natural Composites in Construction. Morwenna Spear. 2009. 2... 11 Kuva 10.Tech-Wood:n WPC-talonrakennuskonsepti. 17... 11 Kuva 11. Luonnonkuitueristeiden hyviä ja huonoja puolia. Natural fibre insulation - Information Paper 18/11, BRE, November 2011. 19... 12 Kuva 12. Luonnonkuitueristeitä. Natural Composites in Construction. Morwenna Spear. 2009. 2... 13 Kuva 13. Erilaisia pellavaeristeitä, jotka ovat saatavilla Suomessa. 20,21... 14 Kuva 14. Hemcrete hamppubetoni ja Hemclad julkisivupaneeli. 22... 15 Kuva 15. Renewable Hemp House. 23... 16 Kuva 16. Saviliuskeen ja korkin yhdistelmästä tehty lattianpäällyste. 25... 17 Kuva 17. Laminaatteja ja paneeleita. Mohanty A.K., Misra M.M. Drzal L.T. Natural fibers, biopolymers and biocomposites. 2005. s. 276 26... 17 Kuva 18. A-FOR paneeleita. 27... 18 Kuva 19. Innobat ikkunaraamikehitystyötä. 28,29... 18 Kuva 20. Ovenkarmiprofiilit juutista. Mohanty A.K., Misra M.M. Drzal L.T. Natural fibers, biopolymers and biocomposites. 2005. s. 281 26... 19 Kuva 21. Luonnonkuitukomposiittialan kasvuennusteet. Lucintel Brief Report, 2011. 3... 19 Kuva 22. Markkinoiden kasvumahdollisuudet luonnonkuitukomposiittien eri sovellusaloilla. Lucintel Brief Report, 2011. 3... 20
23 TAULUKKOLUETTELO Taulukko 1. Luonnonkuitujen ominaisuuksia. Gordon Bishop. 2011. 7... 4 Taulukko 2. Luonnonkuitukomposiittien käyttö. Biowerkstoff-Report. Edition 8. 2011. 8... 6 Taulukko 3. Eristeiden ominaisuuksia. Natural fibre insulation - Information Paper 18/11, BRE, November 2011. 19... 13
24 LÄHDELUETTELO 1 Luomura Ry, <http://www.luomura.com/luomura_ry/> 2 Natural Composites in Construction. BC. The BioComposites Centre. Presentation to Welsh Composites Centre. Dr. Morwenna Spear. October 2009 http://www.welshcomposites.co.uk/downloads/biocomposites_construction.pdf, 19.3.2012 3 Opportunities of Natural Fiber Composites, Lucintel Brief Report, March 2011, Saatavilla: <http://www.lucintel.com/lucintelbrief/potentialofnaturalfibercomposites- Final.pdf>, 19.3.2012 4 P.D. Dubrovski (ed.) Chapter 17. Composites Based on Natural Fibre Fabric. Woven Fabric Engineering. Sciyo. 2010. Saatavilla: <http://www.intechopen.com/books/woven-fabric-engineering>, 20.3.2012 5 Essentials of Natural Fibre Composites. Ignaas Verpoest. Innovations and Challenges for Flax and Hemp fibre composites. Ecole d Eté. AMAC. Lorient. July 2011. Saatavilla: <https://perswww.kuleuven.be/~u0004333/acrosoma/naturalfibres-acrosoma- KUleuven.PDF>, 20.3.2012 6 Paul A Fowler, Mark Hughes and Robert M Elias. (2006) Review. Biocomposites: technology, environmental credentials and market forces. Journal of the Science of Food and Agriculture. 86: 1781-1789 7 Composites Based on Natural Fibres. Textiles Based on Natural Fibers for Composites Applications Workshop. Gordon Bishop, NetComposites Ltd. March 2011. Poznan. Saatavilla: <http://www.eucia.org/files/natex_netcomposites.pdf> 22.3.2012 8 Biowerkstoff-Report, Nova-institut, Edition 8, March 2011. Saatavilla: <www.novainstitut.de/download/bwr8_2011>, 23.3.2012 9. K. Oksman Niska, and M. Sain. (Eds.) Wood-polymer composites. Chapter 14. M. Carus, C. Gahle and H. Korte. Market and future trends for wood-polymer composites in Europe: the example of Germany. Woodhead Publishing. 2008. 384 p. 10 Rai and C.N. Jha, Natural fibre composites and its potential a building materials. Express Text, (2004). 11 Industrial Fibres: Recent and Current Developments, Proceedings of the Symposium on Natural Fibres, Brett C. Suddell FIMMM, ADAS Rosemaund. Saatavilla: <ftp://ftp.fao.org/docrep/fao/011/i0709e/i0709e10.pdf>, 23.3.2012 12 Tudu, Prakash PROCESSING AND CHARACTERIZATION OF NATURAL FIBER REINFORCED POLYMER COMPOSITES, A THESIS, 2009, Saatavilla: <http://ethesis.nitrkl.ac.in/1008/>, 23.3.2012
25 13 <http://www.upmprofi.fi/upm/internet/upm_profi.nsf/sp?open&cid=prjapanfin>, UPM, Helsinki, 18.10.2011 14 C. Baillie. Green Composites, CRC Press, 2004 Chapter 11. Applications. M. Hughes. 15 Markets, Applications, and Processes for Wood Polymer Composites (WPC) in Europe, A. Haider, A. Eder. Processing Technologies for the Forest and Biobased Products Industries, PTF BPI 2010 16 ibib2011, International Business Directory for Innovative Bio-based Plastics and Composites, nova-institute GmbH and bioplastics MAGAZINE, <http://www.biobased.eu/ibib> 17 WPC modules offer affordable homes. September 2010. <http://www.reinforcedplastics.com/view/11922/wpc-modules-offer-affordablehomes/>, 23.3.2012 18 Introduction to Renewable Building Materials, NNFCC, Renewable Building Factsheet, Sutton A, Black D, Walker D. Saatavilla: <http://www.nnfcc.co.uk/publications/nnfcc-renewable-building-materials-factsheetan-introduction/at_download/file>, 23.3.2012 19 Natural fibre insulation - Information Paper 18/11, BRE, November 2011, Saatavilla: <http://www.bre.co.uk/filelibrary/pdf/projects/low_impact_materials/ip18_11.pdf>, 23.3.2012 20 Isolina <www.isolina.com>, 23.3.2012 21 Honka Taloma Oy <www.honkataloma.fi/index.htm>, 23.3.2012 22 Hemcrete, Hemclad. Products. <http://www.limetechnology.co.uk>, 23.3.2012 23 Rapid growth in hemp-based construction. EcoComposites. 2009. <http://www.ecocomposites.net/index.php?option=com_content&view=article&id=1 85%3Arapid-growth-in-hemp-basedconstruction&catid=12%3Aconstruction&am&Itemid=11>, 23.3.2012 24 Linoleumi. <http://fi.wikipedia.org/wiki/linoleumi>, 23.3.2012 25 BAU 2011: WACKER Presents Innovative Natural Fiber Composites for the Interiors. Press release. Wacker Chemie AG. January 2011. Saatavilla: <http://www.wacker.com/cms/en/press_media/press-releases/pressinformationdetail_25408.jsp>, 23.3.2012 26 Mohanty A.K. Misra M.M., Drzxal L.T. (eds) Natural Fibres, Biopolymers and biocomposites. Taylor and Francis Group. 2005, 874 p.
26 27 TTS. A-FOR BioComposite panels. <http://www.ttsfpl.com/green-buildingproducts/a-for>, 23.3.2012 28 Innobat. <http://innobat.fr/en/index.php?option=com_content&view=article&id=3&itemid=3>, 29.11.2011 29 Jec Composite magazine n. 63. March 2011.