Biokomposiitti on yhdistelmämateriaali, jonka avulla voidaan vähentää tuotteessa olevan muovin määrää korvaamalla sitä uusiutuvilla ja alkuperältään jäljitettävillä materiaaleilla – kuten esimerkiksi puukuidulla.
Metsä Fibren tavoitteena on luoda lisäarvoa biopohjaisilla tuotteilla sekä edistää resurssitehokasta kiertotaloutta. Yksi yhtiön tuotekehityksen tuoreimmista kuitutuoteinnovaatioista on sellupohjainen kuitutuote, jota käytetään biokomposiittien valmistuksessa.
”Kehittämämme sellupohjainen kuitutuote tarjoaa vaihtoehdon perinteisille, fossiilisista raaka-aineista valmistetuille tuotteille samalla, kun se tuo materiaaleihin uusia ominaisuuksia”, Metsä Fibren myyntijohtaja Katja Salmenkivi sanoo.
Muistuttaa muoviraetta, on sellua
Uusi tuote ei ole valmis biokomposiitti vaan kuitutuote, jonka biokomposiitin valmistaja voi yhdistää matriisiin haluamallaan tavalla. Kyseessä ei myöskään ole täyteaine vaan tuotteen ominaisuuksiin merkittävästi vaikuttava komponentti. Vastaavaa innovaatiota ei toistaiseksi ole markkinoilla.
”Markkinoilla olevissa tuotteissa kuitu on aina yhdistetty johonkin tiettyyn muoviin, jolloin sitä myös pitää käyttää saman muovilajin kanssa. Esimerkiksi, jos kuitu on yhdistetty polypropeeniin, sitä ei enää voida yhdistää polyeteeniin”, Metsä Fibren kehityspäällikkö ja biokomposiittihankkeen projektipäällikkö Tuomo Niemi kertoo.
”Me olemme kehittäneet raaka-ainejakeen, jolla tällaista rajoitetta ei ole. Sellupohjainen biokomposiittikuitumme on tuote, joka voidaan sekoittaa erilaisiin muovilaatuihin.”
Biokomposiittikuitu on puupohjainen tuote. Se valmistetaan märästä havusellusta, joka kemikaloidaan, pelletöidään ja lopuksi kuivataan. Kemikaalikäsittelyllä lisätään kuidun hydrofobisuutta, jotta se sitoutuu paremmin hydrofobisen muovin kanssa.
Biokomposiittikuitu voidaan yhdistää sekä fossiilisiin että biopohjaisiin muoveihin. Mikäli muovi on biohajoavaa, voidaan koko biokomposiitti luokitella biohajoavaksi.
Valmis tuote muistuttaa ulkonäöltään ruiskuvalussa käytettäviä muovirakeita. Ruiskuvalutekniikka on muovituotteiden valmistuksessa yleisesti käytetty menetelmä. Siinä muovirae sulatetaan ja ruiskutetaan paineella muotin onteloihin, joissa se jäähtyy ja kovettuu muotin muodon mukaisesti.
”Halusimme tehdä tuotteesta muoviraetta muistuttavan, jotta sen annostelu kompaundointiprosessiin olisi tasaista ja helppoa”, Niemi kertoo.
Keveyttä, lujuutta ja jäykkyyttä biokomposiittiin
Biokomposiittikuitu toimii lujitekuituna, joka parantaa muovimateriaalin lujuutta ja jäykkyyttä. Lujuuden ansiosta biokomposiitteja voidaan käyttää kohteissa, joiden on kestettävä kuormitusta.
”Biokomposiittikuidun osuus valmiista biokomposiitista voi olla 10–40 prosenttia, ja noin 30 prosentilla saavutetaan suurin osa lujuusvaikutuksista”, Niemi kertoo.
Kuidun tiheys on matala, mikä tekee biokomposiitista muovituotetta kevyemmän. Keveys helpottaa käsittelyä ja kuljetusta.
Niemi näkee uudelle tuotteelle kolme erityisen potentiaalista lopputuotealuetta: muoviset kuluttajatuotteet, rakennustuotteet sekä autoteollisuus. Kuluttajatuotteiden kohdalla kiinnostavia ovat erityisesti uudelleenkäytettävät tuotteet, jotka voisivat tarjota puukuidulle uuden, pitkäikäisen käyttökohteen.
”Rakennustuotteissa biokomposiittikuitua voitaisiin käyttää esimerkiksi infrarakentamisessa. Autoteollisuudessa biokomposiitin keveys on polttoainetehokkuuden näkökulmasta oleellinen tekijä, ja autoteollisuus etsiikin keveyttä tuovia ratkaisuja”, Niemi sanoo.
Uuden tuotteen kaupallistaminen vaatii arvoketjun ymmärrystä
Tuotekehitysvaiheessa olevan biokomposiittikuidun teknisiä ominaisuuksia testataan parhaillaan kumppaneiden kanssa. Uuden tuotteen markkinoille tuominen edellyttää koko arvoketjun syvällistä ymmärrystä.
Lainsäädäntö asettaa eri arvoketjuille erilaiset vaatimukset, jotka kunkin arvoketjun toimijan tulee kyetä täyttämään. Myös asiakaskunta voi eri arvoketjuissa poiketa toisistaan.
”Kaiken tämän huomioon ottaminen vaatii aikaa ja valmistautumista, minkä vuoksi tuotteen kaupallistaminen on ajankohtaista aikaisintaan vuonna 2026–27”, Salmenkivi toteaa.