TAUSTAA MITAX LEVEL P O N S S E
TAUSTAA "TERMOPLASTINEN PUU - TUOTTEISTAMINEN 2001-2004" TEKES 19 KOTIMAISTA YRITYSTÄ ERI ALOILTA Imtec
"UUSI" INNOVAATIO
"UUSI" INNOVAATIO Dr.Curtis: http://www.ce.gatech.edu/~kk92/natfiber.pdf
"LUONNON KUITU" Kasvikuidut Varsikuidut, lehtikuidut, siemen/hedelmäkuidut (etupäässä selluloosa): Puu, Puuvilla, kookos, siisal, pellava, hamppu, juutti... Muuntokuidut (Selluloosapohjaiset): Viskoosi, modaali, kupro, lyocell, asetaatti, triasetaatti... Eläinkuidut Eläinkuidut (etupäässä valkuaisaineet): Villa, karva, nahka, silkki, seitti... Mineraalikuidut: Asbesti, vollastoniitti, silikaatit ("nanosavet")...
KOMPOSIITTI Yhdistelmärakenne KUIDUT LUJIA PITUUSSUUNNASSA MATRIISI "LIMAA" KUIDUT KOMPOSIITIKSI Tyypillisiä muoviteollisuuden käyttämiä lujitekuituja ovat: - lasikuitu - hiilikuitu - aramidikuidut Tyypillisiä komposiitteja - puu - teräsbetoni - lujitetut muovit
LUJUUS Heikki Koivurova
LUJUUS Mpa 4000 2000 1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 Hiiliputki Fibrili (selluloosa) Hiilikuitu Aramidikuitu Selluloosakuitu (teor) Pellava Titaani Teräkset Lasikomposiitit (Epoksi, suunnatut) Kupari, alumiini Lasikomposiitit Puu, valtamuovit...
KESTOMUOVI-LUONNONKUITUKOMPOSIITTIEN VALMISTUS LÄHTÖAINEET Luonnon kuituja Erilaisia luonnon kuituja sekä metsäselluja, että ns. Peltoselluja mm: - mäntysellu - kuusisellu - viskoosi - pellava - hamppu - siisal - genaff - riisi, maissi, kookos, nokkonen... RAAKA-AINE Granulaatit Ruiskuvalussa ja suulakepuristuksessa raaka-aineen tulee olla "ryynimäisessä" muodossa eli granulaattina. Granuloinnin yhteydessä komposiitti voidaan myös värjätä ja lisä aineistaa vastaamaan paremmin loppukäytön vaatimuksia. Termoplasteja Käytettyjä ja mahdollisia kestomuoveja: - PP (Polypropeeni) - PE (Polyeteeni) - PS (polystyreeni) - SB (Iskunkestävä styreeni) - PMMA ("akryyli") - PA ("Nylon") - CA (P,B) (selluloosa-asetaatti-) - POM ("asetaali") - tärkkelyspohjaisetmuovit mm. PLA - ligniinipohjaiset muovit jne.. Huopamaiset (kudokset ym.) raaka-aineet Huopamaisia raaka-aineita käytetään erilaisten levymäisten tuotteiden valmistukseen. Levyjä voi kerrostaa ja näin lisätä erilaisia toimintoja: - tekstiilipintoja - keinonahkoja - taustavaahtoja Energiaa Yhden termoplastisen komposiittikilon valmistamiseen menee n. 0,5 Kwh energiaa.
KESTOMUOVI-LUONNONKUITUKOMPOSIITTIEN TYÖSTÖ JA KIERRÄTYS LÄHTÖAINEET RAAKA-AINE TYÖSTÖ LOPPUTUOTE Luonnon kuituja Erilaisia luonnon kuituja sekä metsäselluja, että ns. Peltoselluja mm: - mäntysellu - kuusisellu - viskoosi - pellava - hamppu - siisal - genaff - riisi, maissi, kookos, nokkonen... Granulaatit Ruiskuvalussa ja suulakepuristuksessa raaka-aineen tulee olla "ryynimäisessä" muodossa eli granulaattina. Granuloinnin yhteydessä komposiitti voidaan myös värjätä ja lisä aineistaa vastaamaan paremmin loppukäytön vaatimuksia. Ruiskuvalu Suulakepuristus Lopputuote tulee yleensä kerralla valmiiksi, käytännössä ilman hukkaa, pienellä energiamäärällä ja lopputuotteet ovat kierrätettäviä sekä raaka-aineena, että energiana. Termoplasteja Käytettyjä ja mahdollisia kestomuoveja: - PP (Polypropeeni) - PE (Polyeteeni) - PS (polystyreeni) - SB (Iskunkestävä styreeni) - PMMA ("akryyli") - PA ("Nylon") - CA (P,B) (selluloosa-asetaatti-) - POM ("asetaali") - tärkkelyspohjaisetmuovit mm. PLA - ligniinipohjaiset muovit jne.. Huopamaiset (kudokset ym.) raaka-aineet Huopamaisia raaka-aineita käytetään erilaisten levymäisten tuotteiden valmistukseen. Levyjä voi kerrostaa ja näin lisätä erilaisia toimintoja: - tekstiilipintoja - keinonahkoja - taustavaahtoja Ahtopuristus Energiaa Energiaa Yhden termoplastisen komposiittikilon valmistamiseen menee n. 0,5 Kwh energiaa. ELINKAAREN PÄÄ
KERTAMUOVI-LUONNONKUITUKOMPOSIITTIEN TYÖSTÖ JA KIERRÄTYS LÄHTÖAINEET Luonnon kuituja Erilaisia (pitkiä) luonnon kuituja - pellava - hamppu - siisal - genaff - nokkonen jne - muuntokuidut - myös puukuidut mahdollisia SMC ja BMC- materiaaleissa RAAKA-AINEEN / LOPPUTUOTTEEN VALMISTUS LAMINOINTI Lähtöaineet yhdistetään suoraan muotissa tai suulakkeessa lopulliseen muotoonsa - avolaminointi - ruiskulaminointi - kelaus - säkkimenetelmät - RTM - pulltruusio "hartseja" Erilaisia "liima-hartseja" - polyesterit - epoksit - fenolit - uretaanit - melamiinit - silikaatit jne... Bio-pohjaiset ja biohajoavat hartsit Reaktiivisia "pastoja" levyjä ja huopia (vrt. SMC, BMC) Puolivalmisteita jotka kovettuvat vasta lämmön, UV-valon haihtumisen tms. vaikutuksesta Ahtopuristus Energiaa Energiaa Energiatarve matalampi, kuin termoplasteilla, lähinnä kuitujen kuivatus. (Huom työhygienia/tuuletus) Energiaa KIERRÄTYS
ESIMERKKEJÄ: Kestomuoviluonnonkuitukomposiiteista WFC
ESIMERKKEJÄ: Kesto- ja kertamuoviluonnonkuitukomposiiteista Natural fibre composite components of Mercedes-Benz E Class (source: Daimler Chrysler) Door trim and spare wheel cover made out of Baypreg F (source: www.bayer.com)
ESIMERKKEJÄ: Kestomuoviluonnonkuitukomposiiteista FENRON-ikkuna: Oy All-Plast Ab Joensuu
ESIMERKKEJÄ: Kestomuoviluonnonkuitukomposiiteista FLAXWOO Oy: Luonnonkuitu-sähkökitara. www.flaxwood.com
ESIMERKKEJÄ: Kestomuoviluonnonkuitukomposiiteista Joensuun Meskari Oy: Ohjelmapalvelu-astiasto. www.kupilka.fi
ESIMERKKEJÄ: Mineraali-luonnonkuitu-komposiiteista (luonnonkuitubetoni) CHANGSHU TONGJIANG MANUFACTURING CO., LTD., Jiangsu China haitian board Co., Ltd Xingao Crossing 107 Road Dingxing, Hebei China 072600
Hyödyt Muoviteollisuuden kannalta: Kestomuoviluonnonkuitukomposiitit Kertamuoviluonnonkuitukomposiitit +lisää perusaineen lujuutta +lisää perusaineen jäykkyyttä +vähentää imuja +ei kuluta ruuveja, tai muotteja +vähentää muottikutistumaa +lyhentää tuotantosykliä +pienentää lämpölaajenemista +pienentää fossiilisten raaka-aineiden käyttöä +miellyttävä kosketustuntuma +helpottaa (energia)kierrätystä +imagoetu (+/- oma ulkoasu) +kustannustehokas +työhygiania (ihokosketus) +hyvä lujuus/painosuhde +mahdollistaa (energia)kierrätyksen +imagoetu (uusi brandi) Luonnonkuitukomposiitti yhdistää selluloosakuitujen ja muovien hyvät ominaisuudet
Hyödyt Sellu (metsä ja pelto-) teollisuuden kannalta: +pienentää kosteuselämistä +parantaa lahottajien kestoa (Ilman myrkkyjä) +tuo kustannusetua monimutkaisiin kappaleisiin +mahdollistaa lisäaineettomat liitokset +tasaa laatua +lisää oleellisesti syynvastaista lujuutta (puu) +vähentää ihmistyön tarvetta +mahdollistaa etukäteis-räätälöinnin +monipuolistaa havupuiden käyttöä +uusi "parempihintainen" käyttö +tasaisempi kulutus PARHAIMMILLAAN TUO PUUN (JA KUITUKASVIT) "BACK TO BUSINES"
MAHDOLLISUUS SUOMEN KANNALTA? + yhdistää vahvat muovi- ja selluosaamiset + synnyttää sekä faktisesti, että imagollisesti 2000-luvulle sopivan uuden teollisuuden haaran + monipuolistaa sekä muovi, että puutuotesortimenttia + mahdollistaa hiipuneiden tuotteiden ja erityisosaamista vaativien tuotteiden kannattavan valmistuksen + materiaaliryhmä tulee joka tapauksessa! Miksi ei hyödyttämään kotimaata?
MAHDOLLISUUS SUOMEN KANNALTA? KEMIA METSÄ MUOVI + vahva muoviteollisuus ja -osaaminen + vahva metsäteollisuus ja -osaaminen + vahva kemian osaaminen + kasvamassa "reaalivihreä muotoiluosaaminen" + kasvamassa peltosellu-osaaminen + mahdollistaa uusia sekä teollisia, että akateemisia työpaikkoja + kaikki tarvittavat "palikat" löytyy (mutta hajallaan) DESIGN
MAHDOLLISUUS SUOMEN KANNALTA? METSÄ KEMIA MUOVI DESIGN LUONNONKUITUKOMPOSIITTI OSAAMINEN LUONNONKUITUKOMPOSIITTI TEOLLISUUS
"MAISTIAISIA" MAHDOLLISUUKSISTA SOITTIMET ELÄMYS & DESIGN SISUSTUS & HUONEKALUTEOLLISUUS RÄÄTÄLÖIDYT KOMPOSIITIT AKUSTISET PANEELIT
MAHDOLLISUUKSIA SOITTIMET ELÄMYS & DESIGN SISUSTUS & HUONEKALUTEOLLISUUS RÄÄTÄLÖIDYT KOMPOSIITIT ELEKTRONIIKKA PÄIVITTÄISTAVARAT PAKKAUSTEOLLISUUS 1 MILJARDI EUR AUTOTEOLLISUUS KULJETUSVÄLINEET RAKENNUSTEOLLISUUS
RESURSSIT? SOITTIMET ELÄMYS & DESIGN SISUSTUS & HUONEKALUTEOLLISUUS RÄÄTÄLÖIDYT KOMPOSIITIT ELEKTRONIIKKA PÄIVITTÄISTAVARAT PAKKAUSTEOLLISUUS 1 MILJARDI EUR AUTOTEOLLISUUS KULJETUSVÄLINEET RAKENNUSTEOLLISUUS
TULEVAISUUS NFC ja kestomuovimatriisi www.kareline.fi
TULEVAISUUS NFC ja kertamuovimatriisi Esimerkkejä kertamuovi-luonnonkuitu tuotteiksi ja "retro-buumin" lähtökohdiksi...
TULEVAISUUS NFC ja rakennusteollisuus Esimerkkejä rakennusteollisuuden luonnonkuitusovellusten lähtökohdiksi...