Muovit ovat saaneet viime aikoina paljon negatiivista julkisuutta. Keskustelu on keskittynyt lähinnä muovin haittojen esilletuomiseen. Kieltämättä muovit eivät kuulu meriin, eivätkä ravintoomme ja siihen onkin pyrittävä etsimään ratkaisuja. Pitkän käyttöiän ja kestonsa vuoksi muovit ovat erinomaisia mahdollistaen nykyisen elintasomme, sekä auttaneet ihmisiä muuttamaan kaupunkeihin ja mahdollistaneet liikenteenkin kehityksen. Ilman muovipakkauksia elintarvikkeiden tehokasta toimitusketjua ja ruoan säilyvyyttä olisi saatu niin hyväksi kuin se nykyään on. Muovin elinkaaren ei välttämättä tarvitse loppua ensimmäisen käyttökerran jälkeen päätyen polttoon tai luontoon. Nykyään käytetyt muovituotteet saavatkin uuden elämän kierrätyksen jälkeen muina hyödyllisinä tuotteina. Hyvänä alkuna on ollut muovipakkausmateriaalien erilliskeräyksen aloittaminen maassamme.

Kirjoittajat: Timo Roininen ja Reijo Heikkinen

Materiaalitekniikka etsii ongelmiin ratkaisuja

Materiaalitekniikan koulutusta annetaan Lahden ammattikorkeakoulussa tekniikan laitoksella. Materiaalitekniikan insinööri AMK-ohjelmassa polymeeri- ja kuitutekniikan insinöörejä koulutetaan tuntemaan muoveja raaka-aineina, niiden työstömenetelmiä sekä testaamaan niiden ominaisuuksia. Nämä taidot avaavat näkökulmia antaen mahdollisuuden ymmärtää ja kehittää materiaalien käyttöä. Muoveista voidaan tutkia niiden ominaisuuksien muuttumista kierrätyksessä ja saatujen tulosten perusteella voidaan todeta niiden soveltuvan hyvin kierrätykseen.  Kierrätettävän materiaalin keräämiseen voidaan käyttää kiertotalousmallia, jossa tietyissä muovialan klustereissa toimivat yritykset voivat parantaa yhdessä materiaalitehokkuutta ja näin vähentää polttoon menevän raaka-aineen määrää. Kaikissa sovelluksissa ei välttämättä tarvitse käyttää puhtainta polymeeriä, vaan kierrätettykin materiaali käy.

Roininen tutki opinnäytetyössään raskas-PVC (Polyvinyylikloridi) -kankaiden kierrätysmahdollisuuksia. PVC on materiaalina kestävä amorfinen polymeeri, jonka lämmönkestoa, kovuutta ja läpinäkyvyyttä voidaan säädellä pehmentimillä ja lisäaineistuksella.  Mikrobien- ja UV-säteilyn kestävänä, sekä itsesammuvana materiaalina PVC on turvallinen ja monikäyttöinen materiaali.  Ominaispainoltaan PVC eroaa useista muista valtamuoveista, kuten polypropeeni ja polyeteeni mahdollistaen sen erottelun esimerkiksi  kellutusmenetelmällä.  (Muovit ja kumit 2001; Roininen 2018.)

PVC-kierrätysselvitys

Opinnäytetyössä tutkittiin mahdollisuuksia jatkojalostaa peiteteollisuuden käyttämiä pääasiassa PVC-pinnoitettujen kankaiden jätepaloja ja selvittää keräysjärjestelmän muodostamista. MediSeam Oy valmistaa pääasiallisesti tyhjiötuotteita terveydenhuollon toimijoille. Tuotantoon kuuluvat myös monenlaiset muut pinnoitetuista kankaista tehdyt tuotteet, kuten peitteet, väliverhot, ääni- ja pakkasverhot, sekä hitsausväliverhot ja sermit.

Tällä hetkellä Suomessa ei ole kierrätysjärjestelmää peitekankaina käytettäville pinnoitetuille tekstiileille. Kierrätyksen vaikeutena on pidetty pitkiä matkoja ja pieniä jätevirtoja. PVC-tuotteet ovat myös pitkäikäisiä, joten niiden saapuminen kierrätykseen on myös hidasta, sillä peitekäytössäkin kankaat palvelevat 2-10 vuotta (Poropudas 2011, 16).  Tiukentuva lainsäädäntö yhdessä materiaalien käyttötehokkuuden tarpeen lisääntyessä vaatii kehittämään uusia toimintamalleja. Suomessa raskas PVC-kankaiden käsittely on keskittynyt noin 30 yrityksen piiriin. He valmistavat monenlaisia suojia kuorma-autojen kapelleista telttoihin ja sairaalatuotteisiin. Kuopiolainen Scantarp Oy valmistaa näitä kankaita. Tuontikankaitakin on markkinoilla esimerkiksi Italiasta, Puolasta ja Kiinasta.

KUVA 1. Vasemmassa yläreunassa näkyy leikattua peitettä, joka menee seuraavaksi murskattavaksi. Murskattu peite (oikealla ylhäällä) syötetään ekstruuderiin. Alimmaisessa kuvassa syntyy valmista tuotetta ekstruuderin avulla.

Opinnäytetyön tuloksena voitiin todeta tähdemateriaalien soveltuvuuden kierrätykseen uusina tuotteina ilman, että materiaalin ominaisuudet siitä olennaisesti heikkenevät (kuva 1). Oikeassa lämpötilassa käsitelty materiaali ei vielä hajoa tarjoten mahdollisuuden suunnitella siitä uusia tuotteita. Pehmennetty kangas tarjoaa riittävän matriisin sinällään ja voidaan jatkojalostaa. Mahdollisen keskitetyn keräysjärjestelmän aloittamista tutkittiin ja mahdollisuutta ottaa osaa koko Euroopan laajuiseen Texyloop-järjestelmään (Texyloop 2018).  Vaikeutena on edelleen edellä mainitut pienet jätevirrat ja tämänhetkinen mahdollisuus poistaa jätteet edullisemmin kunnallisen jätehuollon mukana.

Jätteenpolttolaitokset pystyvät polttamaan PVC:tä sisältävää sekajätettä ja ottamaan siitä talteen poltettaessa syntyvän vetykloridihapon ja rikkidioksidit. Euroopan yhteisöjen komission (2000) Vihreän kirjan mukaan poltettavassa jätteessä olevasta kloorista 38—66 % on peräisin PVC-jätteestä. Muina kloorin lähteinä mainitaan maatuvat, eli biojätteet [NaCl, eli ruokasuola] (noin 17%) ja paperi (10%). Keskimääräisesti he arvioivat, että noin puolet polttolaitoksiin joutuvasta kloorista on peräisin PVC:stä. Jätehuollon kustannukset ovat kolmanneksen halvemmat tällä hetkellä, kuin kemiallisen käsittelyn kulut.

Materiaalitekniikan tehtävänä on vastata osaltaan kestävän kehityksen mukaiseen tuotantoon tutkimalla ja tarjoamalla sellaisia materiaaleja, joita voidaan käyttää vielä uudelleen ensimmäisen käyttökerran jälkeen. Näin luonnonvaroja säästyy ja voidaan jatkossakin tarjota korkealaatuisia tuotteita ihmisille.

3D-tuotanto voi tehdä uuden mahdollisuuden

Lisäävä valmistus voi tuoda mahdollisuuden parantaa käytettyjen tuotteiden jatkokäyttöä ja muuntamista uusiksi tuotteiksi. 3D-valmistus on ollut jo kohta kolmen vuosikymmenen ajan mallintamisen ja tuotesuunnittelun apuvälineenä. Mahdollisuuksia käyttää innovatiivisesti jätemateriaalia uusissa tuotteissa ja ennen näkemättömissä ratkaisuissa ja muodoissa vastaa tämän päivän kestävän tuotekehityksen haasteisiin. Tuotteet voidaan suunnitella tulostettaviksi yksilöllisesti ja optimoinnilla voidaan käytettävän materiaalin määrää vähentää heikentämättä materiaalien lujuutta. Ennen jätteeksi joutuneet materiaalit voivat esimerkiksi näin jatkaa elinkaartaan.

Johtopäätökset

Kiertotalouden mahdollisuuksia kannattaa miettiä toimivan ja kannattavan liiketoiminnan ajatuksen kautta. Jätteiden vähentäminen onnistuu tuotesuunnittelun, tuotannon, loppukäytön sekä jätehuollon yhteispelillä. Vaikkei olekaan tarkoitus tuottaa kierrätysmateriaalia, niin mahdolliset PVC-kangasjätteet voidaan kerätä huoletta ja käyttää joko uusiomateriaaliksi tulostamalla, suulakepuristamalla, ruiskuvalamalla tai toimittamalla ne Texyloop-järjestelmään konteissa.  Keskustelua muovien huonoudesta ja haitallisuudesta ympäristön kannalta voisi kääntää kohti käyttäjiä ja asiallista jätehuoltoa. Suomalaiset toimijat voisivat keskittyä muovikammon sijasta viemään ympäristöosaamista ja jätteenkäsittelyosaamista sellaisille markkina-alueille, joista meriin saatetaan tällä hetkellä eniten jätemuoveja.

Lähteet

Euroopan yhteisöjen komissio. 2000. Vihreä kirja – PVC ja ympäristö. [Verkkodokumentti]. Bryssel. [Viitattu 29.3.2018]. Saatavissa: http://ec.europa.eu/environment/waste/pvc/pdf/fi.pdf

Muovit ja Kumit. 2001. Metalliteollisuuden keskusliitto. Helsinki: Metalliteollisuuden Kustannus.

Poropudas. M. 2011. Polyviinylikloridin (PVC) kierrätys ja uusiokäyttö. [Verkkodokumentti]. Diplomityö. Tampereen teknillinen yliopisto. [Viitattu 23.3.2018] saatavissa: http://URN.fi/URN:NBN:fi:tty-201212111354

Roininen, T. 2018.  Raskaspvc-kankaiden pilkkominen ja erottelu : Medi Seam Oy. [Verkkodokumentti]. AMK-opinnäytetyö. Lahden Ammattikorkeakoulu. [Viitattu 2.5.2018]. Saatavissa: http://www.urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201805026199

Texyloop. 2018. [Viitattu 2.5.2018] saatavissa: http://www.texyloop.com/Boucle/unite-industrielle

Kirjoittajat

Timo Roininen valmistuu materiaalitekniikan insinööriksi Lahden ammattikorkeakoulusta kesällä 2018.

Reijo Heikkinen toimii Lahden ammattikorkeakoulussa konetekniikan yliopettajana.

Artikkelikuva: By Aney from Wikimedia Commons. https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Plastic_beads1.jpg (CC-BY-SA)

Julkaistu 9.5.2018

Viittausohje

Roininen, T. & Heikkinen, R. 2018. Muovien kierrätyksessä tapahtuu jatkuvaa kehitystä. LAMK Pro. [Verkkolehti]. [Viitattu pvm]. Saatavissa: http://www.lamkpub.fi/2018/05/09/muovien-kierratyksessa-tapahtuu-jatkuvaa-kehitysta