VTT TECHNICAL RESEARCH CENTRE OF FINLAND LTD VTT Jyväskylä - Maailmaluokan kuitututkimusta Jyväskylässä OECD@Keski-Suomen Liitto 4.10.2017 Jani Lehto Vice President VTT Technical Research Centre of Finland
Teknologian tutkimuskeskus VTT Oy 75 vuotta tiedettä, huippututkimusta, tuloksia ja näyttöjä asiakkaidemme kilpailukyvyn kasvusta ja menestyksestä. Lue lisää: www.vtt.fi, #vttpeople, @VTTFinland VTT on yksi Pohjois-Euroopan johtavista T&K&I-organisaatioista. Tuotamme asiantuntijapalveluja kotimaisille ja kansainvälisille asiakkaille, liike-elämälle ja julkiselle sektorille. * Loikkanen, T. et al. Roles, effectiveness, and impact of VTT. Towards broad-based impact monitoring of a research and technology organisation. 2013. VTT, Espoo. VTT Technology 113. 106 p. + app. 5 p. Liikevaihto ja liiketoiminnan muut tuotot yhteensä 269 M (VTT-konserni 2016) Henkilöstö 2 414 (VTT-konserni 2016) Ainutlaatuiset tutkimusympäristöt Laaja kotimainen ja kansainvälinen yhteistyöverkosto 6.10.2017 2
VTT suhteessa muihin T&K-toimijoihin PERUSTUTKIMUS YLIOPISTOT SOVELTAVA TUTKIMUS VTT KEHITYSTYÖ YRITYKSET 6.10.2017 3
VTT:n majakat 06/10/2017 4
Uusia tuotteita puusta Puun materiaalikäyttö monipuolistuu. Perinteisten paperi- ja pakkaustuotteiden rinnalle syntyy aivan uusia tuotteita ja uutta liiketoimintaa. ESIMERKKEJÄ VTT:N TUTKIMUKSESTA Lisäarvoinen selluloosa Nanoselluloosa kehitetty teknologia tuottaa nanoselluloosafibrillejä korkeassa sakeudessa lupaavia tuloksia nanoselluloosan sovelluksista elektroniikkaan esim. taipuisissa sensoriratkaisuissa Termoplastinen selluloosa Vaahtorainausteknologian kehittäminen Biokomposiitit kehitetty teknologioita, joissa voidaan hyödyntää kierrätysmateriaaleja Tekstiilikuitujen kierrätys kehitetty teknologia puuvillan kierrätykseen Ligniinin muokkaaminen korkeamman arvon tuotteiksi LigniOx dispergointiaineena esim. sementtiin CatLignin reaktiivinen ligniini hartseihin 06/10/2017 5
Korkeamman lisäarvon tuotteissa valtava kasvupotentiaali 15 Value added pulp and paper products 10 Textiles and hygiene 5 Replacing plastics 2030 2050 Resins, chemicals Plasticizers 06/10/2017 6
Keski-Suomi on kansainvälinen kuituosaamisen keskus
Why foam technology & wood fibers Two major benefits compared to traditional papermaking 1) Formation sheet uniformity. Practically always good for all fibers Good formation with long fibers. 2) Possibility to highly porous structures a method for raw-material efficiency & new fiber based products. Widens the product property window New product possibilities for wood fibres Insulation, filtering, absorbing, packaging, Material combinations Mixture of high & low density materials 06/10/2017 8
Foam Generation Fiber suspension + air Typical air content 40 70% Foam stability can be controlled Typical bubble diameter ~100 µm No fiber flocculation Small bubbles fill the free space 06/10/2017 9
Foam technology at VTT Pilot Foam forming start-up in September 2012 Fibers on fabric 4.10.2012 100 m/min Feb. 2014 900 m/min Press dry roll samples & off-line drying Foam generation technologies Tank mixing On-line generation Instrumented for foam technology Foam density Foam stability Several laboratory moulds for lab. scale foam forming Max. size 500*500 mm 06/10/2017 10
Materials for construction, insulation, packaging Sample Thickness mm Grammage g/m 3 Density kg/m 3 Bulk cm 3 /g Thermal conductivity λ 10 W/(m K) 100 CTMP 100 Pine pulp 80/20 CTMP/NFC 80/20 CTMP/PCC 50/50 CTMP/pine 32.0 800 25 40 0.0403 33.8 885 26 38 0.0354 33.7 820 24 41 0.0357 59.3 760 13 78 0.0362 38.7 845 22 46 0.0372 80/20 CTMP/PCC 1) 87.0 720 8.3 120 - Styrofoam 25.3 530 21 48 0.033-0.038 The best thermal conductivities are comparable to mineral and stone wool insulation materials. 06/10/2017 11
Foam forming program Program summary 1.1.2015 31.7.2017 Towards mill scale installations 3.5 M total budget ERDF, VTT & 20 partners Main results Surfactant consumption can be lowered by using online foam generation Nonwovens can be manufactured by using a traditional papermachine Production of multi-ply products with a single headbox demonstrated - stratified foam forming Strength loss in lightweighting can be compensated with tailored strength chemistry 06/10/2017 12
Technology Platform for Fibre Products Towards increased value for fibre products Funding: European Regional Development Fund, participating companies and VTT Budget 4.4 M Duration 06/2017-05/2020 33 companies, coordinated by VTT 06/10/2017 13 Contact: harri.kiiskinen@vtt.fi erkki.hellen@vtt.fi
6.10.2017 14
Spinnova Ltd. Established in 2015 FROM THIS TO THIS! Fibre yarn is made directly from pure northern wood pulp cellulose I with no dissolution chemicals Very low raw material and production cost Totally recyclable 06/10/2017 15
06/10/2017 16
Design-driven cellulose material research The combination of renewability, recyclability and tunability together with new design-driven end-use opportunities makes cellulose the potential super material of the future. Photo by Eeva Suorlahti Acoustic tetrahedrons, material is foamed pine pulp. Made by material researchers from VTT Technical Research Centre of Finland Ltd (contact person Jani.Lehmonen@vtt.fi), and design researcher Tiina Härkäsalmi Aalto University, ARTS (Tiina.Harkasalmi@aalto.fi). Photo by Kirsi Kataja Shoe demonstration. Upper material is strong, cellulose based nonwoven textile, made by material researchers from VTT. The brown texture is made by 3D printing cellulosic paste. Demonstration is designed and made by Saara Kinnunen, HAMK. Contact person Jukka.Ketoja@vtt.fi.
Kaikki edellinen oli johdantoa tähän 06/10/2017 21
Take home messages Keski-Suomi on kansainvälinen kuituosaamisen keskus. Alueella toimii sekä johtavia suuria yrityksiä että uusia innovatiivisia yrityksiä. Näiden lisäksi alueelta löytyy huippututkimusta sekä huippumoderni biotuotetehdas. Tätä ekosysteemiä olisi syytä vaalia Keski-Suomella olisi mahdollisuus profiloitua esimerkiksi (digitaalisen) biotalouden/metsäteollisuuden edelläkävijäksi, mutta tätä tukevaa teknistä yliopistokoulutusta ei ole saatavilla alueellamme Metsäteollisuuden viennin arvon kasvattaminen on kansallisesti tärkeää. Sellu on Suomen samppanjaa ja sille tarvitaan korkeamman lisäarvon käyttökohteita paperin ja kartongin lisäksi Vaikka kuluttajien ympäristötietoisuus kasvaa koko ajan, biotaloutta nykyistä paremmin tukevaa regulaatiota ja ohjausta tarvittaisiin kipeästi! VTT uskoo kuitututkimuksen tulevaisuuteen ja panostaa Jyväskylään. Uuden tutkimusympäristömme avulla voidaan edelleen kehittää uusia tuotteita sellusta 06/10/2017 22
06/10/2017 23