Yhteistyötä tutkimuslaitoksen ja yrityksen välillä uusissa komposiittituotteissa Metsäbiotalous-roadshow, Joensuu 2.10.2013 Ali Harlin, Jussi Manninen VTT Technical Research Centre of Finland
2 Biotalous lisäarvon laajentaminen Arvo Volyymi Biopolymeerit, komposiitit L Lääke kkeet ja kosmetiikka Kosmetiikka Biomateriaalit Biokemikaalit Biopolttoaineet Biopolttonesteet liikenteeseen Bioenergia Bioenergia, - l ä mp lämpö ö ja s ä hk ja ö Sähkö teollisuudelle teollisuudelle ja kotitalouksille ja talouksille Puutuotteet, sellu, paperi and kartonki Sellu, paperi ja kartonki viestint ää n, pakkaamiseen ja pehmopapereihin sek ä puutuotteet mm. rakentamiseen Korjuu ja logistiikka Uuden osaamisen kerrytt ä minen Uudet Investoinnit materiaalit, uuteen tuotteet teknologiaan ja palvelut ja liiketoimintoihin Globaali verkostoituminen T&K ja innovaatiot Bioenergiatuotteet Nykyisten tuotteiden kilpailukyky 20.10.2010 Modified from the source: Metsäteollisuus ry 2
3 Ekotehokkaat Materiaalit Ajurit Vähentää Kierrättää Uudistaa Tavoitteet Keveys Korkea suorituskyky Öljyn korvaaminen Niukkaresurssisuus Raaka-ainetehokkuus
4 VTT examples New biomaterials Nanocellulose - Performance Platform chemicals From fossil to bio Fiber materials Recyclable Wood-based buildings Healthy Engineered materials - Renewable Wood-based textiles Anti-desertification
5 Biokomposiittien kehitys Komposiiteista on tullut merkittävää teollista toimintaa Puu-muovi, WPC Synteettinen muovi + puu + lisäaine Muovi + Puu Luonnonkuitukomposiitti, NFC Synteettinen hartsi + luonnonkuitu + lisäaine. Biokomposiitti Biopolymeeri + luonnonkuitu + lisäaine. Luontaisesti lujitettu komposiitti, NRPC Hartsi + puu/luonnonkuitu + lisäaine. Muovi Biopolymeeri + Biopolymeeri + Luonnonkuitu + Luonnonkuitu Nano Bio-based Composites Green Composites Natural Composites Standardontitarpeita terminologia tuotteet testaus LCA
6 Lujitteet metsäteollisuudesta Kuidut - Puukuiduilla ja selluloosalla laaja muunneltavuus raaka-aineena - Ominaisuudet riippuvat kuitulähteestä (kuitupituus, koko ja kuituuntuminen) ja tuotantotavasta (hemiselluloosan and ligniinin pitoisuus) - Fysikaalisesti, kemiallisesti ja entsymaattisesti muokattavissa - Tavoitteena parantaa yhteensopivuutta matriisin kanssa -> materiaalin suorituskyky - Selluloosan uudet mahdollisuudet -> nanokomposiittien mahdollisuudet Sahanpuru (tai puujauho) - Laajasti hyödynnetty WPC raaka-aine, joka on mekaanisen puunjalostuksen sivutuote - Halpa täyteaine, joka kompensoi muovin hintaa - Sisältää kaikki puun aineosat, myös uuteaineet (VOC)
7 Tutkimus esimerkki Termoplastiset komposiitit - ligniinikuitukomposiitin kehitys- Plasticization and melt compounding (Brabender Plasti-Corder 50 cm 3 batch) Injection moulding (Thermo-Haake Mini-Jet) Tensile testing (Instron 4505)
8 Biokomposiitit ja VTT VTT on kehittänyt muovipuuteknologiaa komposiiteille, jotka sisältävät jopa 80 paino-% puukomponenttia. Muovien työstöteknologiat avaavat uusia mahdollisuuksia biokomposiiteille Suulakepuristuksen metritavarasta Ruiskuvalettuun kappaletavaraan Laajennetaan raaka-ainepohjaa Uudet tuotteet Uusi muotoilu Materiaalikustannusten aleneminen CO2-neutraali Öljyn hinnan aleneva vaikutus
10 Ekotehokkaat materiaaliratkaisut huonekalurakentamiselle Ekotehokkuus ja kannattavuus Vähennä pidennä käyttöikää - kierrätä valitse laatu Ekologiset ratkaisut yhdistettynä käyetttävyyteen Tuotantotehokkuus alentaa valmistuskustannusta CASE: Puustelli Ecokitchen Eettisesti ja kestävästi tuotettu ISO 14025 sertifikaatin mukainen keittiö, jossa hyödynnetty keveiden materiaalien ja valmistusmenetelmä etuja Biokomposiittien suorituskyky Biomuovien ja komposiittien hyödyntäminen Muovintyöstötekniikat kappaletavaralle 35% vähemmän painoa ja 45% vähemmän CO2 Helppohoitoiset ja kestävät pinnat Ohut ja läpinäkyvä AddSol sol-gel pinnoite Likaa hylkivä ja helppo puhdistaa Metallit, puu, muovi ja tekstiilit
11 Case Puustelli Miinus-keittiö Puustelli julkisti 30.1.2013 innovatiivisen Puustelli Miinus -keittiön, joka on suunniteltu pienentämään keittiön elinkaaren aikaista ympäristökuormitusta ja hiilijalanjälkeä. Puustelli Miinus keittiön runkorakenteella n. 50 % tavallista keittiötä pienempi hiilijalanjälki mitatut sisäilmapäästöt normaalitasoa merkittävästi pienemmät runkokehikko tehty kestämään vähintään 30 vuotta kaikki osat kierrätettäviä, huollettavia ja vaihdettavia runkojen materiaali kierrätettävää UPM ForMi biokomposiittia runkokehikoiden testattu materiaali kestää isot lämpötilavaihtelut ja vedessä liottamisen kalusteet kestävät purkamisen, siirron ja uudelleen rakentamisen useita kertoja ajaton ulkoasu kestää katseita kymmeniä vuosia materiaalit ovat laatikostoja, mekanismeja, lasia ja työtason keraamilevyä lukuun ottamatta kotimaisia
12 puustelli ekokeittiö 2012 Irtokalustejärjestelmän osat: -runko -edusta -taso -laatikko Ekotehokkuuden kriteerejä: -kevyt -vähän osia -hyvät, kauniisti kuluvat materiaalit -pitkä ikä -kehdosta kehtoon kierrätysmateriaalit Pienkertopuurunko Ruiskupuristettu puukomposiittirunko Pursotettu biokomposiittirunko. LCA -> tuotesuunnittelu -> työmenetelmäkehitys => tuotteistus Ruiskupuristettu puukomposittilaatikkorunko Matalapainepuristettu laatikko biohajoavaa komposiittia Copyright Juhani Salonius
13 Puustelli Miinus keittiö
14 Visiomme Kuitukomposiittmateriaalit ovat uusiutuvia: Kierrätys mahdollistaa tehokkaita ratkaisuja Ympäristöriski pienenee Synergia muovien kanssa Biomuovien yhdistäminen luo synergiaa: Muovit ovat suorituskykyisiä Olemassa oleva tuotanto ja logistiikka Toimivat tuotteet Tulevaisuuden jätteen käsittely: kierrätys ja energia käyttö Hyödyntäjät: Tuotemerkit saavat asiakkailleen kestävän kehityksen tuotteita Kemian teollisuus ja materiaali toimittajat saavat uusia lisäarvoisia tuotteita
15 VTT creates business from technology