Tutkimushanke parantaa paperin kilpailukykyä
Paperinvalmistuksen nousevia kustannuksia voidaan hillitä alentamalla paperin neliömassaa. Näin materiaalia ja energiaa säästyisi sekä valmistuksessa että kuljetuksessa. Mutta miten käy paperin laadun?Paperin tai kartongin neliömassaa pienennetään vähentämällä paperin perusraaka-aineen eli kuitumateriaalin määrää. Myös osa kuiduista voidaan korvata halvemmilla täyteaineilla. Tämä ei kuitenkaan ole ongelmatonta. Kun kuitujen ja niiden muodostamien kuitusidosten määrät vähenevät, heikkenevät paperin lujuusominaisuudet. Miten siis valmistaa edullista, mutta ominaisuuksiltaan laadukasta paperia? Tähän kysymykseen etsii ratkaisuja PowerBonds-projekti.
Vuonna 2012 käynnistynyt hanke yhdistää 15 eurooppalaisen teollisuus- ja tutkimuslaitoksen osaamisen. Projektin koordinaattorina toimii Tampereen teknillinen yliopisto. Suomesta mukana ovat lisäksi Åbo Akademi, VTT sekä UPM ja Sappi Finland. Kolmivuotisen projektin budjetti on 2,2 miljoonaa euroa.
Projekti perehtyy paperin lujuusominaisuuksiin. Kuitujen mekaanisella ja kemiallisella muokkauksella parannetaan yksittäisten kuitujen lujuutta ja kuitujen välistä sidostenmuodostamiskykyä. Mikroskopian ja mekaanisen karakterisoinnin tekniikat kartuttavat tietämystä erilaisista kuitutason ilmiöistä. Kun paperin ominaisuuksia eri kokoskaaloissa ymmärretään paremmin, voidaan niitä kontrolloida kuidusta lopputuotteeseen. Materiaalikulutusta voidaan optimoida, ja valmistuskustannuksia alentaa. Lopputuotteen kannalta oleellisiin ominaisuuksiin voidaan vaikuttaa jo tuotantoketjun varhaisessa vaiheessa.
Projektissa luodaan myös uusia kuituverkkomalleja ja kuituominaisuuksien mittausmenetelmiä.
–Tampereen teknillinen yliopisto tuo projektiin aivan uuden tavan mitata yksittäisten kuitusidosten lujuutta. Käytämme mikrorobotiikkaa ja mikrotarraimia, joilla mittaukset voidaan tehdä riittävän nopeasti, kertoo projektin koordinaattori, professori Pasi Kallio.
Projektia rahoittaa WoodWisdom-Net 2, joka on puun materiaalitieteeseen liittyvä ERA-NET-hanke. ERA-NET:it ovat EU:n 7. puiteohjelman tutkimusrahoitusmuoto, jossa tavoitteena on kansallisten ja alueellisten tutkimusohjelmien verkottuminen, yhteistyö, koordinointi ja tiedonvaihto. ERA-NET-hankkeissa projektirahoitus jaetaan kansallisten tutkimusrahoitusorganisaatioiden kautta, eli PowerBonds-projektissa seuraavasti:
Suomi:
– Tekes – teknologian ja innovaatioiden kehittämiskeskus
– Suomen akatemia (AKA)
Ranska:
– Ministere de l'Agriculture de l'Alimentation de la Peche et de la Ruralité - Direction Générale des Politiques Agricole, Agroalimentaire et des Territoires, MAAP/DGPAAT
Saksa:
– Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
Ruotsi:
– VINNOVA – Swedish Governmental Agency for Innovation Systems
Projektiin osallistuvat ulkomaalaiset yhteistyökumppanit ovat:
Itävalta: Graz University of Technology
Ranska: Grenoble INP-LGP2 (INP) ja Munksjö Arches SAS Papeteries Emin Leydier
Ruotsi: Royal Institute of Technology (KTH) ja Stora Enso AB
Saksa: Innowep GmbH, OFFIS Institute for Information Technology, Papiertechnische Stiftung (PTS) ja Stora Enso Deutschland GmbH
Lisätietoja:
Tampereen teknillinen yliopisto
Professori Pasi Kallio (koordinaattori), puh. 0500 525 546, pasi.kallio@tut.fi
http://www.wwnet-powerbonds.eu/
PowerBonds-projektin rakenne.