Syftet med VTT:s, Aalto-universitetets och Tammerfors tekniska universitets gemensamma forskningsprojekt Design Driven Value Chains in the World of Cellulose (DWoC) är att utveckla cellulosabaserade produkter som kan användas i både tekniska textiler och konsumentprodukter. Tekniken kan även utnyttjas inom bland annat läkemedels-, livsmedels- och bilindustrin. Projektet siktar på att skapa ett nytt kommersiellt ekosystem och spin-off-företag.
De nya produkterna och tjänsterna kommer att omdana marknaderna flera år senare. Genom de nyaste cellulosaförädlande teknikerna kan man skapa ett produktionsvärde på rentav 2-3 miljarder euro inom den finska skogs-, textil- och verkstadsindustrin samt på helt nya affärsområden.
Projektet är det andra stora strategiska draget av Tekes vars syfte är att märkbart förändra Finlands näringsliv. Tekes har beviljat 3 miljoner euro för finansieringen av forskningsprojektets första fas 2013–2015.
Formgivare designar framtidens konsumentprodukter
Studerande på Aalto-universitetet har deltagit i projektet genom att ta fram nya fräscha perspektiv på framtida finska cellulosaprodukter.
”Forskningsprojektet ger oss en möjlighet att utnyttja designmetoder för att utveckla cellulosaråvara till produkter, tjänster och affärsverksamhet. Formgivarnas insats i samprojektet går ut på att bland annat ta fram prototyper med experimentella metoder och att visualisera saker som ännu inte existerar. Därigenom beaktar vi konsumenternas perspektiv i de olika projektfaserna”, berättar professor Pirjo Kääriäinen från designavdelningen vid Aalto-universitetet.
Enligt Kääriäinen har man inte i tillräcklig grad utnyttjat formgivning som en strategisk faktor inom industrin. Som arbetsmetod tillför formgivning projektet ett användarorienterat perspektiv, som öppnar nya möjligheter att hitta helt nya användningsändamål för materialen och komma med idéer till produkter. Arbetet är samtidigt kopplat till utvecklingen av kommersiella ekosystem som uppfyller principerna för en hållbar utveckling.
Nya material och tekniker är en inspirationskälla för formgivare. De första gemensamma sessionerna med de tekniska utvecklarna har varit fulla med engagemang i en innovativ anda. Ur forskarnas perspektiv är det ännu intressantare att designbehoven kan påverka utvecklingen av materialen.
Nya tekniker för tillverkning av tråden
Idén går ut på att kombinera finländsk kompetens inom design med den nyaste tekniska utvecklingen och dra nytta av cellulosas speciella egenskaper på ett sätt som förenar de bästa egenskaperna hos bomull och polyester. Återanvändning och individuell tillverkning av textiler är exempel på egenskaper som kan realiseras med hjälp av de nya tillverkningsteknikerna samt genom att använda nanomassa som beståndsdel i fibrer.
Eftersom träbaserade cellulosafibriller är självorganiserande kan man av dem spinna starka trådar, vilket även de första experimenten av professor Olli Ikkalas projektteam vid Aalto-universitetet visade.
VTT har utvecklat en industriell process genom vilken cellulosafibrerna bildar en tråd utan spinning. Dessutom har VTT utvecklat effektiva metoder för tillverkning av textilliknande material genom skumformning.
”I framtiden kan kombinationen av metoderna möjliggöra effektiv tillverkning av individuella fiberstrukturer och textiler, även som 3D-utskrift”, berättar professor Ali Harlin från VTT.
Priset är ofta den viktigaste egenskapen hos en textilprodukt, även inom hållbara produkter. Med de nya metoderna kan produktionsprocessen för nuvarande textilprodukter förkortas avsevärt, samtidigt som de i högre grad motsvarar konsumenternas föränderliga behov.
För närvarande finns det projekt där man undersöker hur våtspinning kunde ersättas med extruderingstekniker. Syftet är att utveckla metoder för textilframställning som inte involverar invecklade vävnings- och stickningsfaser, men som bevarar textilernas viktiga egenskaper såsom fall.
Finska avverkningsrester ersätter miljöbelastande bomull
Bomullstextiler har en global marknadsandel på cirka 40 procent av den globala textilmarknaden, medan oljebaserad polyester står för som gott som hela den resterande marknaden. De konverterade cellulosabaserade fibrernas andel är i dag cirka 6 procent. Problemet med slitstark och bekväm bomull är att bra skördar kräver stora mängder vatten och ofta även konstgödsel och kemiska bekämpningsmedel. Den totala odlingsarealen för bomull är nästan lika stor som Finlands area.
Genom att omvandla de nuvarande avverkningsresterna i Finland till fiber kunde man ersätta 20 procent av den globala bomullsproduktionen. Av de nuvarande avverkningsresterna i Finland (25–30 miljoner kubikmeter/år) kunde man tillverka 5–6 miljoner ton fiber. Om produktionen av bomull minskade i motsvarande grad skulle koldioxidutsläppen minska med 120–150 miljarder ton och frigöra åkerareal för produktion av föda till 18–25 miljoner människor. Dessutom skulle ökenspridningen minska med cirka 10 procent.
Mer information
VTT
Forskningsprofessor Ali Harlin, koordinator för programmet DWoC
tfn 020 722 6386, ali.harlin@vtt.fi
VTT
Teknologichef Pia Qvintus, tfn 020 722 5314, pia.qvintus@vtt.fi
Aalto-universitetet
Professor Janne Laine, tfn 050 4656835, janne.laine@aalto.fi
Aalto-universitetet, Department of Design
Professor Pirjo Kääriäinen, tfn 050 3810 217, pirjo.kaariainen@aalto.fi
Tammerfors tekniska universitet
Professor Jyrki Vuorinen, tfn 040 849 0110, jyrki.vuorinen@tut.fi
Mer information om VTT
Olli Ernvall
Kommunikationsdirektör
358 20 722 6747
olli.ernvall@vtt.fi
www.vtt.fi
VTT är en opartisk expertorganisation som utför tekniskt och tekniskekonomiskt forsknings- och utvecklingsarbete. Med sitt kunnande och kompetens skapar VTT innovationer och mervärde som producerar välfärd för samhället och förbättrar kundernas konkurrenskraft.