Ekologisia tekstiilikuituja Suomesta – missä mennään tällä hetkellä?

Suomessa kehitetyt, ekologiset tekstiilikuidut herättävät laajaa kansainvälistä kiinnostusta. Uusia kuituja kehittävät Spinnova, Infinited Fiber, Aalto-yliopiston ja Helsingin yliopiston Ioncell, VTT, Fortum sekä Metsä Spring.

(päivitetty 24.3.2021)

Sellupohjaiset tekstiilikuituinnovaatiot korvaavat tulevaisuudessa perinteisten materiaalien, kuten puuvillan, viskoosin tai polyesterin, käyttöä tekstiilituotteissa.

Näillä uusilla tekstiilikuiduilla on paljon yhteistä, mutta ne eroavat toisistaan valmistustavoiltaan. Kaikkien näiden kuituinnovaatioiden tavoitteena on kuitenkin kehittää ympäristöystävällisempiä valmistusmenetelmiä hyödyntäen vastuullisia raaka-aineita. Mahdollisia käyttökohteita on paljon. Materiaalit soveltuvat vaatteiden ja kodintekstiilien lisäksi esimerkiksi kuitukankaisiin, komposiitteihin ja käsityölankoihin.

Kokosimme yhteen, missä mennään näiden innovaatioiden kehittämisen ja kaupallistamisen kanssa.

Spinnova

Raaka-aine: SPINNOVA®-kuitu valmistetaan hienontamalla mekaanisesti sellumassaa mikrofibrilloiduksi selluloosaksi (MFC). Spinnova käyttää materiaalinsa raaka-aineena tällä hetkellä FSC-sertifioitua puusellua, mutta raaka-aineeksi soveltuu esimerkiksi selluloosaa sisältävä tekstiilijäte tai maatalousjäte, kuten vehnän tai ohran olki.

Menetelmä: Suljetun kierron valmistusprosessissa ei tarvita lainkaan haitallisia kemikaaleja tai liuottimia, eikä siinä muodostu jätevirtoja. Menetelmä on merkittävästi ympäristöystävällisempi kuin puuvillan tai viskoosin tuotanto: esimerkiksi vedenkulutus on Spinnovan mukaan puuvillaan verrattuna 99 % alhaisempaa. Materiaali voidaan käytön jälkeen kierrättää samassa prosessissa aina uudelleen, ilman kuidun laadun heikkenemistä. Spinnovan teknologialla valmistettu kuitu on vähäpäästöinen ja sellaisenaan biohajoava.

Materiaalin ominaisuuksia: Materiaalin tuntu on lähimpänä puuvillaa tai pellavaa. Kuitu on lujaa, hyvin värjäytyvää ja sen lämmöneristävyys on villan kaltainen.

Tavoitteet ja yhteistyö: Spinnovan kuitu on jo kaupallistamisen kynnyksellä. Spinnova ja Suzano kertoivat helmikuussa sijoittavansa 22 miljoonaa euroa kaupallisen mittakaavan SPINNOVA®-kuidun tuotantolaitokseen, joka rakennetaan Suomeen vuonna 2022. Tehtaan rakentaa Spinnovan ja Suzanon yhteisyritys ja se nousee Jyväskylään, missä Spinnovan pilottitehdas jo sijaitsee.

Suzano on maailman johtava eukalyptussellua valmistava yritys ja Spinnovan osaomistaja. Spinnova on yhteisyrityksen teknologiatoimittaja, ja Suzano vastaa viljellystä eukalyptuksesta tehdyn mikrofibrilloidun selluloosan saatavuudesta. Tehtaan tuottama kuitu myydään SPINNOVA®-tavaramerkillä. Spinnovan kuitu on globaalien tekstiilialan brändien saatavilla vuonna 2022. Yhtiö arvioi, että uuden tehtaan tuotantokapasiteetti varataan tämän vuoden aikana.

Myös Lenzing on ollut Spinnovan strateginen kumppani ja omistaja alusta asti. Lenzing on yksi maailman tunnetuimmista selluloosapohjaisten tekstiilikuitujen, kuten viskoosin ja lyocellin, valmistajista.

Spinnova tekee yhteistyötä kansainvälisten vaatebrändien, kuten H&M:n ja Bestsellerin kanssa. Vuonna 2020 Marimekko ja Spinnova esittelivät ensimmäisen koe-erän painokuosillisia vaatteita, jotka oli valmistettu Spinnovan kuidusta, yhdistettynä puuvillaan tai lyocelliin. Yhdessä norjalaisen Bergansin kanssa Spinnova on kehittänyt täysin kierrätettävien tuotteiden Collection of Tomorrow -mallistoa, jonka tuotteita on jo ollut kuluttajien saatavilla.

Infinited Fiber Company

Raaka-aine: Infinited Fiberin kehittämällä selluloosakarbamaattimenetelmällä voidaan valmistaa tekstiilijätteestä täysin uutta tekstiilikuitua. Infinna™-kuidun raaka-aineena voidaan käyttää myös muita selluloosapitoisia jätevirtoja, kuten kierrätyskartonkia ja -paperia sekä vehnänoljen kaltaisia maatalouden jätevirtoja.

Menetelmä: Kuidun valmistus alkaa raaka-aineen alkukäsittelystä, joka räätälöidään käytettävän raaka-aineen mukaisesti. Tekstiilijätteen osalta prosessi alkaa lajittelusta ja mekaanisesta repimisestä, jonka jälkeen selluloosakuitu erotellaan muista kuiduista, kuten polyesterista. Karbamointivaihe, jossa selluloosa reagoi urean kanssa, on menetelmän ydin, ja tästä vaiheesta alkaen menetelmä on sama raaka-aineesta riippumatta. Prosessista syntyvä selluloosakarbamaattipulveri liuotetaan nesteeksi, ja neste kehrätään selluloosakarbamaattikuiduksi.

Käytön jälkeen kuidusta tehdyt tekstiilit voidaan kierrättää uudelleen samassa prosessissa yhdessä muun tekstiilijätteen kanssa. Kuitu on sellaisenaan biohajoavaa.

Valmistusmenetelmän suurimmat ympäristövaikutukset liittyvät biomassan kierron ylläpitoon sekä maailmanlaajuisen tekstiilijäteongelman vähentämiseen. Puuvillaan, viskoosiin ja polyesteriin verrattuna Infinnan valmistus kuormittaa ympäristöä vähemmän varsinkin hiilidioksidipäästöjen osalta. Puuvillaan verrattuna veden kulutus on huomattavasti vähäisempää. Yrityksen mukaan yhteen T-paitaan tarvittavan kuitumäärän valmistaminen vaatii noin 14 litraa vettä, kun vastaavan puuvillakuitumäärän tuottaminen vaatii yli 600 litraa vettä.

Materiaalin ominaisuuksia: Infinna-kuidulla on on luonnollinen, puuvillan kaltainen tuntu ja sen värjäytyvyys on erinomainen. Infinna-kuitua voi käyttää kuten mitä tahansa tekstiilikuitua langan ja kankaan valmistuksessa ja siitä on jo valmistettu monenlaisia tekstiilejä ja vaatteita.

Tavoitteet ja yhteistyö: Infinited Fiber Companyn Infinna-kuitu on kaupallistamisen kynnyksellä. Kuidun valmistuksen pilotointi aloitettiin Espoossa vuonna 2018, ja alkuvuodesta 2020 avattiin tehdas Valkeakoskelle. Yhteensä pilottitoiminnoilla on 150 tonnin vuosittainen kapasiteetti. Vaikka teknologian kehitystyö on Suomessa, sillä on globaali markkinapotentiaali. Menetelmä on mahdollista ottaa käyttöön jo olemassa oleviin sellu- ja viskoosikuitutehtaisiin. Yrityksen liiketoiminnan tavoitteena on teknologian lisensointi. Ensimmäinen lisenssillä toimiva kaupallisen mittakaavan tehdas on Infinited Fiber Companyn mukaan suunnitelmissa lähitulevaisuudessa.

Infinited Fiber on koonnut ympärilleen nimekkään joukon yhteistyökumppaneita maailmalta. Asiakaskuntaan kuuluvat mm. H&M Group, BESTSELLER, PVH Corp. (mm. Calvin Klein ja Tommy Hilfiger), Wrangler ja Patagonia sekä suomalainen kuitukangasvalmistaja Suominen. H&M Groupin Weekday-ketju esitteli ensimmäisen kaupallisen tuotteen, Infinna-kuidusta ja luomupuuvillasta valmistetut farkut, alkuvuonna 2021.

Infinited Fiber vetää kolmevuotista New Cotton Project -hanketta, jossa pyritään mallintamaan tekstiilistä tekstiiliksi kiertoa koko arvoketjun osalta sekä edistämään tekstiilialan kiertotaloutta. EU-rahoitteisessa hankkeessa kerätystä tekstiilijätteestä valmistetaan uusia tekstiilituotteita Infinited Fiberin teknologialla ja valmiit tuotteet myy adidas ja H&M Group.

Ioncell

Raaka-aine: Aalto-yliopiston ja Helsingin yliopiston kehittämällä Ioncell-menetelmällä voidaan valmistaa laadukasta tekstiilikuitua puusta, kierrätyspaperista ja -pahvista sekä tekstiilijätteestä. Myös hamppuneuloksen kierrättämistä uusiksi Ioncell®-kuiduiksi on tutkittu.

Menetelmä: Ioncell-valmistusprosessissa käytetään ionista nestettä selluloosan liuottamiseen, minkä jälkeen kuidut valmistetaan hyödyntämällä ilmarakokehruumenetelmää. Ainoat käytetyt kemikaalit ovat myrkytön ioninen neste sekä vesi. Ne voidaan kierrättää prosessissa, mikä on tärkeää ekologisuuden näkökulmasta.

Materiaalin ominaisuuksia: Ioncell-kuidulla on luonnonkuidun pehmeä tuntu, silkkimäinen hohde ja se on erittäin vahvaa jopa märkänä. Kuidusta valmistettu kangas on hyvin värjäytyvää ja sitä on helppo työstää. Myös Ioncell-kuitu on sellaisenaan biohajoavaa. Tutkittaessa hamppuneuloksen kierrättämistä Ioncell-kuiduiksi, materiaalin ominaisuudet vain paranivat kierrätysprosessissa. Verrattuna alkuperäiseen hamppuneulokseen Ioncell-neulos oli paitsi vahvempaa myös kiiltävämpää ja pehmeämpää.

Tavoitteet ja yhteistyö: Vaikka Ioncell-kuidun kehittäminen on ollut tähän asti tutkimushanke, tavoitteena on kuidun kaupallistaminen lähivuosina. Ioncellin kehittämiseen tarkoitettu pilottimittakaavan tuotantolaitosta rakennetaan parhaillaan Otaniemeen ja sen ensimmäiset ajot on suunniteltu alkuvuoteen 2021. Tarkoituksena on myös löytää Ioncell-hankkeeseen teollinen toimija.

Vuosien varrella Ioncell-kuitua on testattu eri käyttökohteissa, usean yrityksen kanssa. Demoja on tehty kudottujen kankaiden ja neulosten osalta, joko 100 % Ioncellina tai sekoitteina muiden kuitujen kanssa. Tutkimusprojekteja on tällä hetkellä menossa myös siitä, miten Ioncell-kuitua voidaan käyttää hiilikuitujen valmistamiseksi. Hiilikuituja voidaan käyttää esim. komposiittien lujitekuituna. Ioncell-kuidut soveltuvat myös kuitukankaiden valmistamiseen.

Vuonna 2020 Ioncell-kuitua testattiin valmistamalla yhdessä Marimekon kanssa Unikko-kuosinen mekko. Kuidun raaka-aineeksi valittiin koivusta tehty liukosellu. Lindströmin kanssa mallinnettiin uusien kuitujen valmistusta käytetyistä, puuvillaisista rullapyyhkeistä. Ioncell-kuidusta valmistettuja tuotteita on nähtävillä Aalto-yliopistolla.

Metsä Spring

Materiaali: Raaka-aineena hyödynnetään Metsä Groupiin kuuluvan Metsä Fibren kuivaamatonta paperisellua.

Menetelmä: Menetelmä perustuu suoraliuotukseen, jossa käytetään täysin uutta, sellua liuottavaa ionista yhdistettä.

Materiaalin ominaisuuksia: Metsä Groupin innovaatioyhtiön, Metsä Springin menetelmällä valmistettu Kuura-tekstiilikuitu on ominaisuuksiltaan lyocellin kaltaista, sellaisenaan biohajoavaa ja prosessissa uudestaan kierrätettävää tekstiilikuitua.

Tavoitteet ja yhteistyö: Metsä Spring sekä japanilainen Itochu Corporation perustivat keväällä 2018 yhteisyrityksen, jonka puitteissa rakennettiin ensin Äänekoskelle teollinen koetehdas. Tehtaan kapasiteetti on tonni päivässä. Ensimmäinen tuotantoerä tekstiilikuitua valmistui syksyllä 2020 ja koetehdasvaiheen on arvioitu kestävän noin 2 vuotta. Mikäli valmistusmenetelmän toimivuus ja Kuura-kuidun kiinnostavuus markkinoilla pystytään osoittamaan, Metsä Group harkitsee investointia suurempaan tekstiilikuitutehtaaseen biotuotetehtaansa yhteyteen. Ensimmäisen tehtaan tuotantokapasiteetti voisi olla jopa 50 000 tonnia vuodessa.

Koetehtaalta valmistuvien tekstiilikuituerien sovellustestauksista vastaa Itochu, joka yhteistyössä eri loppuasiakkaiden kanssa valmistaa mallituotteita. Kuura-tekstiilikuitu esitellään laajalle yleisölle Japanin muotiviikoilla maaliskuussa 2021, yhdessä Itochun ja vaatebrändi The Reracsin kanssa.

Metsä Group ja Fortum aloittivat 2020 yhteistyön ExpandFibre-hankkeessa. Business Finlandin veturihankkeen tavoitteena on kehittää teknologioita ja liiketoimintakonsepteja, joiden avulla oljesta ja puusta tuotetusta sellusta saadaan valmistettua tekstiilikuituja ja muita uusia biotuotteita.

Fortum

Materiaali: Fortumin Bio2™Textile kuidun raaka-aine on oljesta fraktioitu selluloosa, joka kehrätään tekstiilikuiduksi valitulla kuituteknologialla.

Menetelmä: Fortumin biojalostamoissa biomassaraaka-aine tullaan prosessoimaan Chempolis Oy:n kehittämällä fraktiointiteknologialla. Teknologia erottaa selluloosan, hemiselluloosan ja ligniinin omiksi jakeikseen jopa 90 prosentin materiaalitehokkuudella. Jakeita voidaan jatkojalostaa eri teknologioilla lukuisiin erilaisiin sovelluksiin. Pisimmällä tuotekehityksessä on oljesta fraktioidun selluloosan jalostaminen tekstiilikuiduksi.

Tavoitteet ja yhteistyö:

Tällä hetkellä maailmassa hukataan valtavasti biomassaa. Olki on viljan tuotannon sivuvirta, joka jää usein hyödyntämättä ja joka etenkin kehittyvissä maissa usein poltetaan. Tästä syntyy valtavia CO2-päästöjä. Fortum Bio2X:n tavoite on kehittää erityisesti maatalouden tähteistä kestäviä korkean arvon tuotteita, joilla voidaan korvata fossiilisia ja muutoin ympäristöä kuormittavia raaka-aineita. Oljen käyttö raaka-aineena minimoi jätemääriä ja vähentää hiilidioksidipäästöjen, vedenkulutuksen sekä kemikaalien käytön ympäristövaikutuksia. Lisäksi voidaan vähentää maaperän köyhtymistä ja metsien häviämistä ja lisätä alueellista hyvinvointia.

Bio2X-ekosysteemin matka on lähtenyt lupaavasti käyntiin: Intiaan on rakenteilla yhteisyrityksenä ensimmäinen kaupallinen biojalostamo, joka on tarkoitus käynnistää vuonna 2022. Lisäksi erilaisilla teknologioilla on jo valmistettu ensimmäiset olkipohjaiset vaatteet.

Vuonna 2019 Fortum pilotoi Spinnovan kanssa maailman ensimmäisen vehnänoljesta valmistetun asukokonaisuuden. Alkuvuonna 2021 Bio2™Textile kuitua nähtiin suomalaisen huippusuunnittelija Rolf Ekroth AW21-mallistossa, joka esiteltiin kansainväliselle yleisölle Pitti Connect -tapahtumassa. Mallistossa käytetyt Bio2™Textile kuidut oli valmistettu Infinited Fiber Companyn teknologialla.

Biocelsol

Materiaali: Biocelsolia on valmistettu pääasiassa puusta saatavasta liukosellusta, mutta kuituja on valmistettu myös paperisellusta ja puuvillaa sisältävästä tekstiilijätteestä erotetusta selluloosasta.

Menetelmä: Biocelsol on VTT:n ja Tampereen Teknillisen Yliopiston kehittämä teknologia, jossa selluloosa käsitellään entsyymeillä, liuotetaan kylmäalkalimenetelmällä ja kehrätään kuiduiksi märkäkehruutekniikalla. Kuitujen vaaleus on sama kuin lähtömateriaalin, eikä liukosellua käytettäessä kuituja tarvitse valkaista. Prosessissa ei käytetä myrkyllisiä kemikaaleja, eikä siitä vapaudu haitallisia päästöjä.

Materiaalin tuntu: Valmis kuitu on ominaisuuksiltaan viskoosin kaltainen, mutta kuidun kosteudenimukyky on puuvillaan tai viskoosiin verrattuna parempi, joten esimerkiksi kuidun värjäytyvyys on erittäin hyvä eikä materiaali ole sähköistyvää. Biocelsol-kuidusta valmistettu materiaali on laskeutuvaa ja lämmittävää sekä pehmeämpää kuin puuvilla.

Tavoitteet ja yhteistyö: Tällä hetkellä VTT etsii kumppaneita, jonka kanssa voidaan jatkokehittää Biocelsol-teknologiaa ja tuotesovelluksia yhdessä. Kansainvälinen kiinnostus teknologiaa kohtaan on tällä hetkellä korkea.

Lue myös Fablehti.fi: Uusilla selluloosapohjaisilla tekstiilikuiduilla on miljardien bisnesmahdollisuudet – ja Suomi on nyt kehityksessä maailman kärjessä

Kuva: Bergans: Collection of Tomorrow -anorakki Spinnovan kuidusta.