Puu pyrkii pinnalle puuvillan rinnalle

Tasavallan presidentin itsenäisyyspäivän vastaanotto, Helsinki 6.12.2016.

Frakki. Tyylikäs mustavalkoinen juhlapuku, joka miehen etiketin mukaan kuuluukin pukea ylleen Linnan juhliin – ja joka illan kättelyjonossa hukkuu samanlaisten joukkoon.

Ei siis ihme, että harva kiinnittää huomiota vaajakoskelaisen tutkimus- ja tuotekehitysyritys Spinnova Oy:n toimitusjohtajan Janne Porasen asuvalintaan. Etenkään sen valkoiseen frakkiliiviin, solmukkeeseen ja taskuliinaan, vaikka syytä olisi.

– Se oli varmasti illan kallein puku, siihen hintalappuun eivät kymppitonnit riittäneet, Poranen naurahtaa nyt, neljä kuukautta myöhemmin pidellessään käsissään havupuukuidusta valmistettuja asusteita.

Ehkä jos frakkiin olisi pukeutunut laulaja Robin?

– Ei sitä huomiota ensisijaisesti lähdetty edes hakemaan silloin. Tuntui mukavalta ja itselle tärkeältä, että päällä oli jotain meidän kankaasta tehtyä.

Havusellusta paita

Metsä Groupin mediapäivä, Äänekoski 7.3.2017.

Metsä Fibren tutkimusjohtaja Niklas von Weymarn nostaa mustan t-paidan ilmaan ja salamavalot räiskyvät. Von Weymarnilla on käsissään tuote ja tarina, joka myy. Ja hän tietää sen.

Paita on tehty Kemin tehtaan sellusta. Tarkemmin havusellusta, jonka viskositeettia on alennettu VTT:n Rajamäen-yksikössä, ja josta on Saksassa tehty tekstiiliteollisuuteen sopivaa tekstiilikuitua. Japanissa langaksi kehrättyä ja kankaaksi neulottua. Helsingissä ommeltu.

Von Weymarn opastaa Äänekosken pian valmistuvalle biotuotetehtaalle kokoontuneita toimittajia käsittelemään ”kymppitonnin paitaa” varoen. Kysymystulva yltyy, kun hän visioi mahdollisen tekstiilikuitutehtaan rakentamista Äänekosken vanhan sellutehtaan paikalle tulevaisuudessa.

– Ihan kuin olisin ollut hetken Hollywoodissa, von Weymarn muistelee päätään pudistellen.

Vaihtoehtoja tarvitaan

Sekä Spinnovassa että Metsä Fibrellä uskotaan, että puusta valmistettu tekstiilikuitu voi tulevaisuudessa mullistaa niin tekstiiliteollisuuden kuin metsäteollisuudenkin. Mullistavaa ei ole langan raaka-aine, vaan uudet valmistusteknologiat.

Tekstiiliteollisuudessa on käytetty jo vuosikymmeniä puupohjaisia kuituja, kuten viskoosia. Perinteinen viskoosiprosessi on kuitenkin paitsi vanhanaikainen, kallis ja monimutkainen myös ympäristölle ja terveydelle haitallinen, sillä sellun liuotuksessa käytetään myrkyllisiä kemikaaleja.

– Sellaista tehdasta ei Eurooppaan voisi tänä päivänä edes rakentaa, von Weymarn huomauttaa.

Tarvitaan vaihtoehtoja.

Teollisuus tuntee myös ympäristöystävällisemmän puupohjaisen tekstiilikuidun, lyocellin. Lyocell-prosessia pidetään yleisesti viskoosiprosessia ympäristöystävällisempänä, mutta sen käyttöoikeudet omistaa yksin itävaltalainen Lenzing AG. Markkinoille haluaisivat muutkin.

Suomessa sellua riittää

Muutosta huutaa myös maapallo. Suurin osa maailman tekstiiliteollisuudesta perustuu öljypohjaisiin kuituihin, kuten polyesteriin, joille halutaan löytää ympäristön kannalta kestävämpiä vaihtoehtoja.

Puuvillan tuotantomahdollisuudet taas kapenevat jatkuvasti. Sen kasvatus vaatii valtavasti vettä ja maata, joka on pois ruoantuotannosta.

– Puuvillan tuotantoa ei enää voi kasvattaa. Samaan aikaan väestön määrä kasvaa, suhteellinen elintaso nousee ja tekstiilien kulutus lisääntyy, von Weymarn summaa.

– Puuvillapohjaiset tekstiilit ovat niitä, joita mielellämme pidämme ihoa vasten, ja puuvillan tyyppisten kuitujen kysyntä kasvaa yhä. Siksi myös puupohjaisia kuituja on alettu tarkastella uudestaan.

Myös metsäteollisuus tarvitsee uusia tuotteita. Kartongin ja pehmopaperin kysyntä on yhä vahvaa, mutta paperinvalmistus on pienentynyt merkittävästi. Von Weymarnin mukaan sellusta tehty tekstiilikuitu voisi avata perinteiselle metsäteollisuudelle isoja mahdollisuuksia tekstiilimarkkinoilla ja siihen liittyviä kehityshankkeita on käynnissä useilla metsäteollisuusyrityksillä.

– Olisin huolissani, jos näin ei olisi, koska silloin olisimme lukeneet jotain väärin. Markkinapotentiaali on niin suuri, von Weymarn sanoo.

Sitä paitsi Suomessa sellua riittäisi myös tekstiiliteollisuuden tarpeisiin.

– 20–30 miljoonalla puukuutiolla voitaisiin korvata jopa 20 prosenttia puuvillan tuotannosta, Spinnovan Poranen laskee.

Selluloosan hyödyntämistä tekstiilikuitujen valmistuksessa alettiin Suomessa tutkia toden teolla kymmenisen vuotta sitten osana silloisen Metsäklusteri Oy:n vetämää FuBio-tutkimusohjelmaa. Sen yhtenä tavoitteena oli suomalaisen metsäteollisuuden elvyttäminen uusien biotuotteiden avulla. Ohjelmassa oli mukana useita yliopistoja, tutkimuslaitoksia ja yrityksiä, myös Metsä Fibre.

Maailmalla oli kiinnostuttu siitä, kuinka ionisia nesteitä eli suolasulaa voitaisiin hyödyntää selluloosan liuottimena. Suomessa Aalto-yliopiston ja Helsingin yliopiston tutkijat onnistuivat vuonna 2013 kehittämään uudentyyppisen ionisen nesteen, jonka avulla pystyttiin kehräämään laadukkaita puuselluloosakuituja. Tähän menetelmään ja ohjelmassa luotuun huippuosaamiseen perustuu myös Metsä Fibressä tehty tekstiilikuitujen kehitystyö.

Oxford sysäys oivallukselle

Samaan aikaan, kun pääkaupunkiseudulla tutkittiin ionisiin nesteisiin perustuvia kuidunvalmistustekniikoita, kehitettiin Jyväskylässä täysin erilaista teknologiaa tekstiilikuidun tuotantoon.

Juha Salmela johti tuolloin Teknologian tutkimuskeskuksen VTT:n Jyväskylän-yksikössä tiimiä, jossa tutkittiin muun muassa paperinvalmistusta ja nanoselluloosaa. Janne Poranen toimi Salmelan esimiehenä, tutkimusalueen vetäjänä.

Vuonna 2011 Salmela kuunteli Oxfordin yliopistossa esitystä, jossa kerrottiin, kuinka hämähäkki tuottaa kuitulankaa muistuttavan seitin. Esitys osui yhteen Salmelan sen hetkisten tutkimusten kanssa, ja hän suunnisti suoraan puhetta pitäneen professorin juttusille ja tämän laboratorioon. Ajatukset alkoivat laukata.

– Ensimmäinen keksintöilmoitus ja patenttihakemus jätettiin samana vuonna, Salmela kertaa.

Oxford oli sysäys oivallukselle, jonka avulla Salmela tiimeineen onnistui ratkaisemaan mahdottomalta vaikuttaneen ongelman: kuinka saada havusellun pitkät kuidut virtaamaan neulanohuen suuttimen läpi suuttimen suuntaisesti.

– Normaalisti jos yrität saada sellaista massaa ohuen putken läpi, putki menee välittömästi tukkoon.

Tekstiilikuidut kiikareissa pitkään

Sellussa kuidut ovat muodossa, jota ei noin vain saada liukenemaan – kuidut kun pyrkivät esimerkiksi tarttumaan kiinni toisiinsa. Siksi tekstiilikuitujen valmistajat ovat perinteisesti turvautuneet kemikaaleihin. Niiden avulla kuitu saadaan liukenemaan nestemäiseksi massaksi, joka palautetaan uudestaan kiinteään muotoon. Tämä voidaan tehdä vetämällä liuos ohuiden reikien läpi toiseen nesteeseen, jossa säikeet jähmettyvät.

Kun säikeet on pesty ja katkottu, syntyy haluttua puuvillan tapaista tekstiilikuitua, josta voidaan valmistaa lankaa perinteisillä menetelmillä. Tällaista tekstiilikuitua myös Metsä Fibre haluaa mahdollisesti valmistaa ja myydä edelleen jatkojalostajille.

Kun FuBio-ohjelma käynnistettiin, sen toteutusta johti tuolloin VTT:n teknologiapäällikkönä työskennellyt Niklas von Weymarn. Vuonna 2012 von Weymarn palkattiin Metsä Fibrelle ja alkuvuonna 2013 hänet pyydettiin mukaan salaiseen biotuotetehdashankkeeseen.

– Tekstiilikuidut olivat yksi siihen sisältyneistä pitkän tähtäimen hankkeista.

Kehitystyön tuloksena selluloosa osataan nyt liuottaa suoraan ioniseen nesteeseen, kuin sokeri kahviin ilman kemiallisia reaktioita. Liuotetut säikeet jähmetetään vesihauteessa, ja ioniset nesteet pyritään tämän jälkeen kierrättämään uusiokäyttöön mahdollisimman tehokkaasti. Raaka-aineeksi sopii myös edullisempi paperisellu, keräyspaperi tai -pahvi sekä vaikkapa tekstiilijäte.

Liuottimet kokonaan pois?

Entä jos liuottimet voitaisiin jättää kokonaan pois? Entä jos lankaa voitaisiin kehrätä suoraan puukuidusta?

Vuonna 2014 Janne Poranen marssi suutinteknologiaa kehittävän Juha Salmelan juttusille.

– Olin saarnannut Suomessa ja maailmalla, kuinka paljon meillä on hyviä metsäsektorilta lähteviä innovaatioita ja kuinka niitä ei kukaan vie liiketoiminnaksi.

Hän oli valmis ottamaan riskin. Käsissä oli jotain ainutlaatuista.

– Esitin Juhalle, että perustetaan tästä yritys, ja lähdin juoksemaan rahoitusta kokoon.

Poranen ja Salmela perustivat Spinnovan vielä saman vuoden lopussa, VTT:n tuella. Mukaan lähti muitakin avaintutkijoita ja pääomasijoittajia.

Laboratoriot laitteistoineen on kehitetty ja rakennettu lähes täysin oman tiimin voimin. Spinnovan teknologian avulla pitkät puukuidut voidaan johtaa ohuiden suutinten läpi suoraan viiralle, jossa niistä puristetaan pois vesi. Lopputuloksena syntyy lankaa. Ilman liotusta, ilman kuitujen katkomista.

– Kaksi vuotta sitten meillä oli idea, miten homma mahdollisesti saataisiin toimimaan. Nyt lankaa voidaan tuottaa jatkuvana prosessina, Poranen kertoo.

Haasteita riittää

Spinnovan teknologia on laajasti patenteilla suojattu, mutta Poranen ja Salmela tietävät, että eteenpäin on silti mentävä reippaasti. Seuraava haaste on nostaa tuotantokapasiteettia. Sadasta grammasta kymmeneen kiloon lankaa päivässä, ja niin edelleen.

– Pienin teollinen mittakaava on noin tuhat tonnia vuodessa. Laboratoriossa voidaan tuottaa kiloja vuodessa, koelaitoksessa tonneja tai kymmeniä tonneja vuodessa, Salmela luonnehtii.

– On myös päätettävä, mihin sovelluksiin tuotantoa suunnataan. Tekstiilikuiduilla on lukemattomia käyttötarkoituksia, vaateteollisuudesta kodintekstiileihin ja biokomposiitteihin, Poranen muistuttaa.

Spinnovan tavoitteena on rakentaa Jyväskylän Vaajakoskelle pilottilaitteisto, jossa teknologiaa voitaisiin testata teollisessa mittakaavassa. Yritys neuvottelee parhaillaan yli kymmenen miljoonan euron rahoituksesta seuraavalle kahdelle kolmelle vuodelle. Neuvottelut on tarkoitus saada päätökseen tämän vuoden aikana.

– Todella isojen investointipäätösten vuoro on sen jälkeen, kun pilotti saadaan toimimaan ja se voidaan uskottavasti skaalata teolliseen mittakaavaan, Poranen sanoo.

Tavoitteena on, että innovaatiosta rakentuu jonakin päivänä huomattavaa uutta teollisuutta Keski-Suomeen. Tuotannon vaatimaa raaka-ainetta ja energiaa maakunnasta kyllä löytyisi.

– Todennäköisesti teknologia lisensoidaan jossain vaiheessa globaalisti. Mitä sitten tapahtuu, on kiinni meidän kumppaneista ja sijoittajista, Poranen pohtii.

Muna-kana-tilanne

Toivottavasti viiden vuoden päästä, von Weymarn vastasi maaliskuussa, kun häneltä kysyttiin, milloin Äänekoskella voisi toimia tekstiilikuitutehdas. Päätöksiä ei ole vielä tehty, von Weymarn painottaa. Investoinnilla on edellytyksensä, ja paljon haasteita on vielä edessä.

Von Weymarn uskoo, että määrätietoisella kehitystyöllä tekstiilikuituprosessi saadaan kyllä teknisesti toimivaksi. Metsä Fibre teki ensimmäiset koelaitosmittakaavan ajot Saksassa joulukuussa. Tuolloin tekstiilikuitua tehtiin noin 15 kiloa.

– Kaikki ei mennyt kuin Strömsössä, mutta niinhän se toimii. Ratkokaan ongelmia ja testataan uudestaan. Tasalaatuista tuotetta on pystyttävä tekemään ympäri vuorokauden suuret määrät.

Tehdasinvestoinnin kannalta ratkaisevaa on tuotannon kannattavuus.

– Me tarvitsemme liuottimia, joita ei vielä välttämättä valmisteta kaupallisesti. Me tarvitsemme myös laitteita, joille ei vielä välttämättä ole toimittajia. Ja jotta liuottimia ja laitteita valmistettaisiin, pitäisi niille olla teollista kysyntää. Ollaan vähän tällaisessa muna-kana-tilanteessa, von Weymarn huokaa.

Tarvitaan myös kumppaneita. Selluntuotannon Metsä Fibre hallitsee, ja esimerkiksi Äänekoskelta löytyisi sopiva tehdasintegraattikin, jonka torneista märkää havusellua voitaisiin ohjata kuitutuotantoon. Myös lopputuotteelle eli tekstiilikuidulle on jatkojalostaja: Metsä Fibren vähemmistöomistaja, japanilainen Itochu Corporation, joka hallitsee langanvalmistuksen ja tekstiilimarkkinat.

– Välistä puuttuu vielä toimija, jonka ydinosaamista olisi sellun jalostaminen tekstiilikuiduksi, von Weymarn toteaa.

Onnistuminen ja innostuminen

Onnistuminen ja innostuminen. Nämä kaksi tekijää tuntuvat ajavan eteenpäin sekä ison konsernin tutkimusjohtajaa että kahta Vaajakoskelta ponnistavaa yrittäjää. He kaikki pyrkivät samaan päämäärään, mutta eri polkuja. Eivät kilpailijoina, vaan toisiaan täydentävinä ratkaisuina.

– Se kehitystyö, mitä mekin Metsä Fibrellä teemme, on osa suurempaa tarinaa. Tässä rakennetaan tulevaisuuden metsäteollisuutta, von Weymarn painottaa.

Poranen ja Salmela uskovat vakaasti siihen, että Spinnovan teknologia voi muuttaa maailmaa, edes vähän.

– Jos me voimme omalta osaltamme sysätä muutosta liikkeelle, vähentää puuvillan tuotantoa tai korvata edes pienen osan siitä polyesteristä, jonka nöyhtä kertyy meriin, me olemme saaneet aikaan jotain hyvää, Salmela sanoo.

Tämä sisältö on vain tilaajille.

Tilaa Keskisuomalainen VerkkoPlus 1 kk / 9,90 €

Tilaa tästä!

Jos olet jo tilaaja, .