Tutkijat keittivät kattilassa vanhoja vaatteita ja muovia – syntyi resepti, joka auttaa ratkaisemaan tekstiilijätteen kierrätysongelman

Risoista lakanoista ja vanhoista t-paidoista tehtyä rouhetta voi käyttää osana uudenlaista, muovia muistuttavaa materiaalia.

Tekstiilijäte
Tekniikan tohtori Anna Keskisaari testaa kuitulujitetun komposiitin vetolujuutta LUT:n laboratoriossa.
Tutkija Anna Keskisaari säätää materiaalin vetolujuutta testaavan laitteen käyttökuntoon.Mikko Savolainen / Yle

Laboratorion pöydälle on aseteltu kaksi kasaa silpuksi leikattuja vanhoja kankaita. Kirjavassa kasassa kangassilppu on sataprosenttista puuvillaa. Sinisävyinen kasa puolestaan on peräisin tekokuituisista kankaista.

Molempien kasojen silppu tuntuu käteen pehmoiselta. Kankaiden kuviot pystyy erottamaan selvästi, vaikka rouheeksi kutsuttu silppu on hienojakoista.

Pieneksi silputtua tekstiilijätettä.
Tutkimuksen tavoitteena on kasvattaa tekstiilirouheen osuutta uuden materiaalin valmistuksessa niin, että sitä olisi jopa puolet.Mikko Savolainen / Yle

Kankaanpalaset ovat ehkä palvelleet pussilakanana tai treenihousuina ennen tutkijan pöydälle päätymistä. Farkkumaisen kankaan tunnistaa jo aivan pienestä palasta.

Kohta kankaiden menneisyydellä ei ole enää mitään väliä. Laboratorion koneet muokkaavat tekstiilisilpusta kokonaan uutta materiaalia. Tulevaa käyttäjäänsä se voisi palvella vaikkapa rantasaunan terassin lankkuna.

Kuitulujitettua komposiittia terassilaudan muodossa.
Laboratorion pöydälle on nostettu nähtäväksi mallikappaleita terassilankun pätkistä, jotka on tehty tekstiilikuitukomposiitista.Mikko Savolainen / Yle

Materiaali kulkee nimellä kuitulujitettu komposiitti, ja ominaisuuksiltaan vastaava aine on tuttua monissa teollisissa tuotannoissa.

– Terassilankku on ehkä tutuin tämänkaltaisen komposiittimateriaalin käyttökohteista. Sen lisäksi se sopii suunnilleen kaikkeen, mihin nyt ylipäätään laitetaan muovia, sanoo tutkija Anna Keskisaari Lappeenrannan-Lahden teknillisen yliopiston (LUT) kuitukomposiittilaboratoriosta.

Tekniikan tohtori Anna Keskisaari.
Tutkija Anna Keskisaarta motivoi ajatus, että oman tutkimustyön seurauksena jätteestä voi syntyä uutta liiketoimintaa.Mikko Savolainen / Yle

Suomen Kulttuurirahaston rahoittamassa tutkimuksessa uusi asia on, että komposiitin kuituaine ei olekaan peräisin puusta tai muovista vaan vanhoista kankaista.

– Tekstiilijätteen etu on sen edullisuus, Keskisaari tiivistää.

Tekstiilijätteen jatkokäyttöä tutkitaan parhaillaan innokkaasti myös sen vuoksi, että materiaalin saatavuuden arvioidaan lähivuosina helpottuvan merkittävästi. Tekstiilijätteen erilliskeräys tulee pakolliseksi EU-maissa vuonna 2025.

Siinä vaiheessa on hyvä, jos kierrätysmateriaalin sopivuudesta teollisuudelle ja kuluttajille on jo kokemusta. Suomessa kuntia patistetaan tekstiilijätteen keräyksen järjestämiseen jo etuajassa.

Pieneksi silputtua tekstiilijätettä ja laatta kuitulujitettua komposiittia, jossa tekstiilijätettä mukana.
Lappeenrannan-Lahden teknillisen yliopiston koelaboratoriossa tekstiilijäte on muuttanut muotoaan rouheesta kuitukomposiittilevyksi.Mikko Savolainen / Yle

– Muutaman vuoden päästä meille tulee paljon tätä materiaalia saataville, Keskisaari arvioi.

Hänen mukaansa helpoin käyttökohde tekstiilijätettä sisältävälle komposiitille ovat tuotteet, joissa jo tällä hetkellä käytetään kuitulujitettuja komposiitteja. Näiden tuotteiden markkinat ovat valmiina olemassa, joten askel tutkimuslaboratoriosta tosielämään ei ole pitkä.

– Muutama yritys on ilmaissut kiinnostuksensa tämän meillä tutkittavana olevan materiaalin teolliseen käyttöön, kertoo konetekniikan professori Timo Kärki LUT-yliopistosta.

Samalla kun Anna Keskisaari ja Timo Kärki jutustelevat tekstiilijätteen tulevaisuudennäkymistä, he astelevat yliopiston laboratoriossa jököttävän jättimäisen kattilan viereen. Kyseessä on pata, jossa tekstiilirouhe ja komposiittimateriaalin toinen pääraaka-aine eli kierrätysmuovi yhdistetään toisiinsa.

Koelaboratoriolaite kuitulujitetun komposiitin tekemiseen LUT:n tiloissa.
Valmistusprosessin ensimmäisessä vaiheessa tekstiilirouhe laitetaan kattilaan muovirakeiden kanssa. Kuumennuksen aikana muovi sulaa kiinni tekstiiliin.Mikko Savolainen / Yle

Kierrätysmuovi on tyypillisesti peräisin teollisuudesta, se voi esimerkiksi olla rakennusteollisuuden muovijätettä. Keitokseen tarvitaan mukaan vielä erilaisia kytkentä- ja voiteluaineita, joiden osuus koko massasta on tutkija Anna Keskisaaren mukaan muutamia prosentteja.

Seos kuumennetaan käytetyn muovin sulamispisteestä riippuen noin 100-200 asteeseen. Yksinkertaisimmillaan padassa tapahtuvaa prosessia voi kuvata niin, että muovi sulaa kiinni kankaanpaloihin. Syntyy pieniä, erikokoisia kokkareita, jotka kattila laskee edessään seisovaan paljuun.

Kuitulujitettuja komposiittipalleroita LUT:n laboratoriossa.
Kun tekstiilisilppu on sulatettu yhteen muovirakeiden kanssa, syntyy välivalmiste, joka voidaan puristaa haluttuun muotoon.Mikko Savolainen / Yle

Tutkijoiden kielellä kokkareet ovat välivalmistetta, jota voi muokata monenlaiseen muotoon tarpeesta riippuen. Välivalmisteen jatkokäsittelyssä tarvitaan lämpöä ja tekniikkaa, jossa kokkareet puristetaan eri menetelmillä haluttuun muotoon. Pöydällä on nähtävänä valmiita esimerkkikappaleita, kuten terassilankkua tai pieniä laattoja.

Tutkija Anna Keskisaaren vetämän työryhmän tavoitteena on nyt selvittää, onko uusi tekstiilijätettä sisältävä materiaali ominaisuuksiltaan sellainen, että sillä voidaan korvata vastaavat kaupallisessa käytössä olevat materiaalit.

Professori Timo Kärki.
Professori Timo Kärki on huomannut, että tekstiilijäte on tällä hetkellä tutkijoita kovasti kiinnostava aihe.Mikko Savolainen / Yle

Samalla selvitetään, kuinka paljon tekstiilijätettä materiaaliin voi lisätä ilman, että tavoitellut ominaisuudet kärsivät.

– Yritämme lisätä tekstiilirouheen määrää niin, että sitä olisi lopullisessa materiaalissa noin 50 prosenttia. Tällä hetkellä teemme testejä materiaalilla, josta tekstiiliä on 20 prosenttia, professori Timo Kärki kertoo.

Toistaiseksi ei ole huomattu mitään eroa siinä, onko seoksessa käytetty tekstiili napattu puuvillaisen vai tekokuituisen rouheen kasasta.

Kuitulujitettua komposiittia vetolujuutta testaavassa laitteessa LUT:n laboratoriossa.
Vetolujuutta mittaavassa laitteessa seurataan, miten tekstiilikuidun osuuden lisääminen vaikuttaa uuden esineen lujuusominaisuuksiin.Mikko Savolainen / Yle

Tekstiilijätteen määrän huima kasvu lyhyen ajanjakson sisällä on alkanut ahdistaa osaa kuluttajista. Professori Timo Kärki muistuttaa, että vielä tekstiilijätettä suurempi ongelma liittyy rakennusteollisuudessa syntyvään jätteeseen. Sitä kertyy Suomessa vuosittain kaksi miljoonaa tonnia eli yli kaksikymmenkertainen määrä tekstiilijätteeseen verrattuna.

– Tuntuu siltä, että tekstiilijäte herättää syystä tai toisesta enemmän keskustelua, Kärki pohtii.

Heti perään hän myöntää, että kyllä tekstiilijätteenkin kanssa riittää tekemistä. Maailmanlaajuisesti yli 70 prosenttia kaikista valmistetuista vaatteista päätyy poltettavaksi tai kaatopaikalle.

Suomessa tekstiilejä ei ole vuoden 2016 jälkeen saanut heittää kaatopaikalle. Tällä hetkellä suurin osa päätyy sekajätteen kautta poltettavaksi.

Anna Keskisaarta itseään uudenlaisen materiaalin kehittämisessä kiinnostaa eniten syntyvän aineen ominaisuudet. Häntä nauraa omalle intoilulleen kertoessaan, miten kiehtovaa eri ominaisuuksien tutkiminen on. Mutta on hänellä työssään myös globaalimpia tavoitteita.

– On tärkeää saada erilaiset sivuainevirrat paremmin hyödynnettyä, että mahdollisimman vähän jätettä päätyisi poltettavaksi tai kaatopaikalle haudattavaksi.

Artikkelia korjattu 14.10. kello 11.10: korjattu tieto rakennusteollisuudessa syntyvän jätteen määrästä.