Yleisten teollisuustuotteiden valmistuksessa käytetään edelleen satoja miljoonia tonneja fossiilipohjaisia raaka-aineita. Esimerkiksi noin 15 miljoonaa tonnia hiilidioksidi-intensiivistä hiilimustaa ja silikaa käytetään joka vuosi kumin ja muovin vahvistamiseen renkaissa, letkuissa, tiivistejärjestelmissä ja muissa kumi- ja muovisovelluksissa. Teollisuus etsii kuitenkin aktiivisesti kestävämpiä vaihtoehtoja ilmastonmuutoksen hillitsemiseksi.
UPM Biochemicals on kehittänyt teollisuudelle aivan uudenlaisen ratkaisun, joka voi mullistaa koko alan. Uusiutuvat toiminnalliset täyteaineet (Renewable Functional Fillers, RFF) ovat ympäristösuorituskyvyltään ja teknisiltä ominaisuuksiltaan perinteisiä täyteaineita huomattavasti kevyempiä, puhtaampia ja kustannustehokkaampia. Näitä sataprosenttisesti puupohjaisia täyteaineita aletaan pian valmistaa Saksan Leunaan rakenteilla olevassa biojalostamossa. Markkinoille päästyään ne pienentävät merkittävästi erilaisten kumi- ja muovituotteiden hiilijalanjälkeä.
Christian Hübsch on osallistunut UPM:n RFF-tuotteiden kehittämiseen alusta lähtien. Nyt hän valvoo suunnitelman toteutumista ja uuden tuotteen tuomista markkinoille UPM Biochemicalsin myynti- ja markkinointijohtajan roolissa.
Christian Hübsch
Mitä RFF-tuotteet ovat, ja mihin niitä käytetään?
UPM BioMotion™ uusiutuvat toiminnalliset täyteaineet (RFF) ovat patentoitu materiaali.
Kokonaan puupohjaisset, aidosti kestävän kehityksen mukaiset RFF-täyteaineet tekevät kumiyhdisteistä samanaikaisesti joustavampia ja lujempia. Ne vastaavat suorituskyvyltään fossiilipohjaisia täyteaineita. Niiden tiheys on vain 1,35 g/cm3, joten ne ovat myös jopa 25 prosenttia kevyempiä kuin perinteiset täyteaineet.
Ne ovat uusiutuvia ja pitkällä aikavälillä biohajoavia, lämpötilaltaan vakaita ja tiukimmat puhtausvaatimukset (rikkipitoisuuden osalta) täyttäviä. RFF-tuotteet eivät liioin sisällä karsinogeenisiä PAH-yhdisteitä (polysyklisiä aromaattisia hiilivetyjä), joten ne ovat turvallinen ratkaisu käytön aikana ihon kanssa kosketuksissa olevissa tuotteissa. RFF-tuotteiden suurin myyntivaltti on kuitenkin se, että niissä yhdistyvät ainutlaatuinen suorituskyky ja hyvin pieni ympäristöjalanjälki.
RFF
Mikä tekee RFF-tuotteiden jalanjäljestä poikkeuksellisen?
Uudet RFF-täyteaineet eivät ole mikä tahansa tuote. Ne vastaavat teollisuuden muuttuviin tarpeisiin ja toimivat suunnannäyttäjinä erilaisten kumi- ja muovituotteiden vastuullisuusominaisuuksien parantamisessa. RFF-täyteaineet soveltuvat parhaiten hiilimustan ja saostetun silikan korvaamiseen. Hiilimusta ja silika ovat tuotannossa erittäin hiilidioksidi-intensiivisiä, uusiutumattomia ja vaikeasti kierrätettäviä.
Laskelmiemme mukaan uusiutuvien toiminnallisten täyteaineiden hiilidioksidijalanjälki on yli 90 prosenttia pienempi kuin teollisen hiilimustan. RFF-täyteaineet auttavat pienentämään tuotteiden hiilimustan ja silikan osuutta merkittävästi. Kun niitä käytetään yhdessä biopohjaisten kumien ja pehmitteiden kanssa, uusiutuvien raaka-aineiden osuus lopputuotteissa saattaa nousta jopa 85 prosenttiin. Keveys esimerkiksi autoteollisuudessa tarkoittaa enemmän kilometrejä, pienempiä kustannuksia ja hiilidioksidipäästöjä.
Kestävä metsätalous tukee uraauurtavaa biokemikaaliliiketoimintaa
Millä teollisuudenaloilla uusiutuvia toiminnallisia täyteaineita voidaan käyttää
Täyteaineet soveltuvat moniin elastomeereihin, termoplastisiin yhdisteisiin ja termoplastisiin elastomeereihin, joita käytetään muun muassa auto- ja rakennusteollisuudessa, lattiapinnoitteissa, jalkineissa ja viihdeteollisuudessa. Esimerkiksi autoteollisuudessa hiilimustaa käytetään tiivisteissä, letkuissa ja sisustuksessa ja etenkin renkaissa, joissa teollisen hiilimustan osuus komponenttimateriaaleista on noin kolmannes. Tiivisteissä hiilimustan osuus voi olla jopa puolet. Näissä käyttökohteissa täyteaineet voivat puolittaa tuotteiden hiilidioksiditaseen.
Koskeeko hiilijalanjälki koko arvoketjua?
Elinkaariarviointimme tulee kattamaan RFF-täyteaineiden elinkaaren kehdosta portille eli raaka-aineiden hankinnasta kuljetukseen asiakkaalle. Materiaalilla on monia erilaisia loppukäyttöjä, joten luotettavaa tietoa jalanjäljestä voi olla vaikea saada. Monet tekijät, kuten pienempi paino, vaikuttavat kuitenkin lopputulokseen.
Aiotaanko suorituskyvystä ja mekaanisista ominaisuuksista tinkiä kestävään kehitykseen liittyvien hyötyjen saavuttamiseksi?
Päinvastoin! Poikkeuksellisen pienen ympäristöjalanjälkensä lisäksi RFF-täyteaineet ovat mekaanisesti erittäin lujia ja silti joustavia, sillä tuotteiden pinta-ala painoon nähden on erityisen suuri.
Ne eivät johda lainkaan sähköä (<2000 μS/cm). Tämä ominaisuus estää tehokkaasti sähkökemiallisen korroosion, kun täyteaineita käytetään kumivalmisteissa, jotka ovat suorassa kontaktissa kevyisiin metalleihin, kuten magnesiumiin ja alumiiniin. Näin voidaan tuotteiden käyttöikää pidentää ja tuoda lisää painoon kohdistuvia säästöjä erityisesti autoteollisuuden sovelluksissa.
RFF-täyteaineet eivät ole mikään drop-in-vaihtoehto. Teollisessa käytössä jokaisen kumiseoksen koostumus on optimoitava huolellisesti. Uskallamme kuitenkin väittää, että kaikkiin käyttösovelluksiin voidaan erittäin todennäköisesti kehittää RFF-pohjaisia seoksia, jotka täyttävät tiukimmatkin suorituskykyä koskevat vaatimukset.
UPM kehittää erityisiä RFF-käyttösovelluksia asiakkaiden tuotekehityksen tueksi. Mitkä ovat tämän toimintamallin hyödyt?
Meille on erittäin tärkeää tukea suoraan asiakkaitamme, jotta seosten kehittäminen onnistuisi mahdollisimman nopeasti ja suoraviivaisesti. Tässä kehitystyössä teemme tiivistä yhteistyötä kaikkien asiakkaidemme kanssa Leunassa äskettäin avatussa tutkimuslaboratoriossa.
Laboratoriossa testataan, jaetaan resursseja ja kokemuksia, vaihdetaan ideoita ja opitaan muilta. Tavoitteena on luoda tarkoitukseensa täydellisesti soveltuva uusi tuote nopeasti ja tehokkaasti. Käymme kaikkien asiakkaiden kanssa läpi samat kolme vaihetta: laboratoriovaiheessa tehdään testejä pienillä määrillä ennen kuin siirrytään teollisen mittakaavan testaukseen koe-erillä ja pilottitesteillä. Sen jälkeen siirrytään esituotantoon, ja lopuksi käynnistetään säännöllinen tuotanto.
Miten markkinoihin valmistautuminen sujuu, ja mitkä ovat yhteistyön alustavat tulokset?
Olemme saaneet nyt päätökseen sarjatuotantoa edeltävän vaiheen useiden asiakkaiden kanssa. Työskentelemme autoteollisuuden johtavien toimijoiden, mutta myös mekaanisia kumituotteita, lattiapäällysteitä ja jalkineita valmistavien yritysten kanssa. Tiivis yhteistyö auttaa meitä kehittämään räätälöityjä ratkaisuja, jotka innoittavat vastuullisia kuluttajatuotteita käyttävää uutta sukupolvea.
Missä määrin uusiutuvat toiminnalliset täyteaineet voivat auttaa teollisuuden akuuteissa ongelmissa?
Monilla aloilla on erittäin kunnianhimoiset vastuullisuustavoitteet. Teollisuus etsii aktiivisesti uusiutuviin materiaaleihin pohjautuvia ratkaisuja, jotka ovat ympäristösuorituskyvyltään optimaalisia. Voimme tarjota asiakkaillemme tulevaisuuteen suuntautuvan vaihtoehdon fossiilipohjaisille materiaaleille.
Missä uusiutuvia toiminnallisia täyteaineita valmistetaan?
Rakennamme parhaillaan modernia ja ainutlaatuista biojalostamoa Leunaan Saksaan. Biojalostamon arvioidaan käynnistyvän vuoden 2023 loppuun mennessä. Alueella toimii useita kemianteollisuuden yrityksiä, ja keskeinen sijainti tarjoaa optimaalisen infrastruktuurin, toimivat kuljetusreitit, raaka-aineiden helpon saatavuuden ja lähellä toimivat asiakkaat. UPM Leuna on myös maailman ensimmäinen jalostamo, joka hyödyntää erityisiä jalostusteknologioita esimerkiksi alueen metsistä saatavalle pyökille sekä sahateollisuuden tähteille. Vuosittaisen kapasiteetin arvioidaan olevan noin 220 000 tonnia.
UPM on tähän asti tunnettu yhtenä maailman johtavista sellun ja paperin valmistajista. Miksi yhtiö investoi uusiin tuotteisiin, kuten biokemikaaleihin?
150 vuoden aikana kertynyt osaamisemme puun jalostamisessa tuo merkittävää etua uusien puupohjaisten materiaalien ja kemikaalien tuotannossa. Samanaikaisesti uusiutuvien materiaalien kysyntä kasvaa ilmastonmuutoksen dramaattisten seurausten hillitsemiseksi.
Biokemikaalit on vahva osoitus UPM:n uudistumisesta laajentamalla arvoketjuamme uusiin ja innovatiivisiin liiketoimintoihin. Näin luomme fossiilisista raaka-aineista riippumatonta tulevaisuutta.
Teksti: UPM
