29.11.2012 Views

vaitoskirja harkasalmi3-155c - Muotoilun tutkimus

vaitoskirja harkasalmi3-155c - Muotoilun tutkimus

vaitoskirja harkasalmi3-155c - Muotoilun tutkimus

SHOW MORE
SHOW LESS

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.

u n k o k u i t u j a<br />

ly h y t k u i t u m e n e t e l m i n


Taideteollisen korkeakoulun julkaisusarja A 90<br />

www.taik.fi/kirjakauppa<br />

Helsinki<br />

© Tiina Härkäsalmi<br />

Graafinen suunnittelu: Mirkka Hietanen<br />

Valokuvaus: Anna-Kaisa Ant-Wuorinen<br />

ISBN 978-951-558-275-1<br />

ISSN 0782-1832<br />

Gummerus Kirjapaino Oy<br />

Jyväskylä<br />

2008<br />

r u n k o k u i t u j a<br />

ly h y t k u i t u m e n e t e l m i n –<br />

k o h t i pellava n ja hampun<br />

y m p ä r i s t ö m y ö t ä i s t ä tuotteista m i s ta<br />

Tiina Härkäsalmi<br />

Taideteollinen Korkeakoulu


s i s ä l ly s<br />

Kiitokset 9<br />

Johdanto 10<br />

Lähtökohtia 10<br />

Tuotelähtöinen ympäristöajattelu 12<br />

Tutkimuksen taustatekijöitä 13<br />

Muotoilu<strong>tutkimus</strong> 16<br />

Ympäristömyötäisyys ja tuotekehitykseen suuntautunut runkokuitujen <strong>tutkimus</strong> 23<br />

Ympäristönäkökohdat muotoilussa 23<br />

1<br />

Elinkaariajattelu 24<br />

Ympäristömyötäinen tuotesuunnittelu 25<br />

Tekstiilien ympäristövaikutukset 27<br />

Tuotekehitykseen suuntautunut muotoilu<strong>tutkimus</strong> 29<br />

Tutkimustarpeita 30<br />

Tuotteistamisen lähtökohtia ja päämääriä 32<br />

Laatu, kustannustehokkuus ja ympäristömyötäisyys 34<br />

Arvot 35<br />

Runkokuidut hamppu ja pellava 37<br />

Pellavan ja hampun viljelyalojen kehitys 38<br />

Hamppu- ja pellavakasvit 40<br />

Runkokuitujen <strong>tutkimus</strong> 42<br />

Rakenne 45<br />

Kuitukimput 45<br />

Peruskuidut 47<br />

Kemiallinen koostumus ja ominaisuudet 49<br />

Kemiallinen koostumus 49<br />

Teknologiset ominaisuudet 52<br />

Pellavan ja hampun etuja 56<br />

Alkutuotanto 56<br />

Kokonaishyödyntäminen 57<br />

Potentiaaliset käyttösovellukset 59<br />

0<br />

2<br />

Pellava ja hamppu tekstiiliteollisuuden raaka-aineena 62<br />

Perinteinen langanjalostus ja käyttö tekstiilituotteissa 62<br />

Ongelmia pellavan ja hampun hyödyntämisen nykykäytännöissä 70<br />

Alkutuotanto ja esijalostus 71<br />

Prosessointi 72<br />

Kuitupellavan kuitusaanto 74<br />

Lyhytkuitumenetelmien mahdollisuudet langantuotannossa 75<br />

Roottorikehruu 76<br />

Runkokuidut hienokehruussa 79<br />

Cottonisointi 80<br />

3<br />

Tutkimusongelmat ja viitekehys 83<br />

4<br />

Tutkimuksen viitekehys 86<br />

Tuotantokonsepti 89<br />

Raaka-aineet 89<br />

Raaka-aineen tuntu ja visuaalisuus 90<br />

Laadunhallinta, kustannustehokkuus ja ympäristönäkökohdat tuotantoketjussa 92<br />

Tutkimusmenetelmät ja tutkimuksen toteutus 95<br />

Materiaalituntuma ja kokeellisuus 96<br />

Kokonaisuuden tarkastelu käytännössä korjuusta roottorikehruuseen:<br />

Dry-line, entsymaattinen liotus ja Fusart 100<br />

Alkutuotanto 101<br />

Pektiinisidosten hajottaminen, kuidutus ja kuitujakeen puhdistus 102<br />

Langanvalmistus roottorikehruuna 105<br />

Fusart-menetelmä 106<br />

Fusartin kehityskaaria 107<br />

Käsittelyolosuhteiden määrittäminen 108<br />

Cottonisointi-käsittelyt 110<br />

Kuidun laatu 112<br />

Tulokset 114<br />

Raaka-aineet ja korjuu 114<br />

Esijalostus 116<br />

Kehräytyvyys 118<br />

Fusart-menetelmä 120<br />

Cottonisointi 120<br />

Öljypellava Laserin kuitusaanto 124<br />

Kuidun laatu 125<br />

6<br />

Tulosten tarkastelu 128<br />

Raaka-aineet 128<br />

Pektiinisidosten hajottaminen ja kehruun esityöt 129<br />

Roottorikehruu 130<br />

Fusart-menetelmä 131<br />

Tuotantomalli 132<br />

Öljypellava 133<br />

Esijalostus 134<br />

Cottonisointi 134<br />

Langanvalmistus ja käyttö 135<br />

Muut tuotteet 137<br />

8<br />

Johtopäätökset 138<br />

Lähteet 143 Kuvaluettelo 150 Tiivistelmä 152 Abstrakt 154<br />

7<br />

5


KiitoKset<br />

Tutkimusmatkallani olen kohdannut lukuisan joukon ihmisiä, joita ilman matkani olisi ollut<br />

rajallisempi. Tässä vaiheessa on hyvä pysähtyä ja kiittää teitä kaikkia monenlaisesta avusta,<br />

tuesta, kannustuksesta, ohjauksesta, kritiikistä, kommenteista ja elämäni rikastuttamisesta.<br />

KIITOS<br />

Ohjaaja – professori Riikka Räisänen<br />

Esitarkastajat – dosentti Hanna-Riitta Kymäläinen ja professori Ali Harlin<br />

Kustos – professori Ilpo Koskinen<br />

TaiKin professorit – Helena Hyvönen, Turkka Keinonen, Pekka Korvenmaa ja<br />

Päikki Priha<br />

TaiKin ammattilaiset – Raija Jokinen, Päivi Kokko-Vuori, Helena Lupari,<br />

Maija Pellonpää-Forss, Helena Suonsilta ja Hannele Wasenius sekä Annu<br />

Ahonen ja Pia Sivenius<br />

Taikin tutkijakollegat – nykyiset tohtorit Petri Anttonen, Sonja Iltanen,<br />

Helena Oikarinen-Jabai, Sinikka Rusanen ja Outi Turpeinen<br />

Keksijät – Pekka Maijala, Sari Galkin, Annele Hatakka, Minna Nykter sekä<br />

keksinnön mahdollistajat – Helsingin yliopiston innovaatioasiamies Mauno<br />

Kangasaho, Culminatum Ltd Oy/projektipäällikkö Marika Mäkelä ja<br />

Keksintösäätiö/asiamies Jaana Rantanen<br />

Hyvä sattuma – erikoiskirjastovirkailija Tuukka Järvi-Liimatainen<br />

Ehtymättömät ajattelijat, käytännön ongelmien ratkaisijat –<br />

Eero Lamminen ja Jouko Röning<br />

Työvälineellistäjät – Kiilto Oy/tuotekehittäjä Janne Jaakkola ja<br />

Plastex Oy/Eero Ant-Wuorinen<br />

Laaja-alaiset vaikuttajat – valokuvaaja, kannustaja, kriitikko,<br />

sisareni Anna-Kaisa Ant-Wuorinen, lankoni Eero Ant-Wuorinen ja<br />

majakkani Tiina Laurila<br />

Taloudelliset tukijat ja kannustajat – vanhempani Elsa ja Jorma Salmi<br />

Hyvän elämän evästäjät – puolisoni Pasi Sainio ja lapseni Saana ja Sampo<br />

Väitöskirjan mahdollistajat – Suomen kulttuurirahasto, Jenny ja Antti Wihurin<br />

rahasto sekä Taideteollinen korkeakoulu<br />

SAANALLE JA SAMPOLLE


10<br />

Johdanto<br />

LähtöKohtia<br />

Tekstiilikuitujen kulutuksen kasvu on ollut voimakasta viimeisten vuosikymmenten<br />

aikana, mihin suurimpina syinä ovat maailman väkiluvun kasvu sekä etenkin<br />

länsimaissa elintason nousu (Suojanen 1997, 5). Maailman kuitutuotanto vuonna<br />

2005 oli 60 800 000 tonnia, josta tekokuitujen osuus oli noin 57 % ja luonnonkuitujen<br />

43 % (Simpson 2006, 63). Luonnonkuiduista kansainvälisesti tilastoituna<br />

ovat vain tärkeimmät eli selluloosakuitu puuvilla sekä proteiinikuidut villa ja silkki 1 .<br />

Kokonaistuotannossa ei ole huomioitu runkokuitujen tuotantoa, sillä niiden osuus on<br />

maailmanlaajuisesti vähäinen. Vuonna 2005 pellavakuitua viljeltiin maailmassa noin<br />

890 000 tonnia ja hamppukuitua noin 67 000 tonnia (FAOSTAT 2006 2 ), mikä on<br />

yhteensä noin 1,5 % kuitutuotannosta.<br />

Maailman kuitutarpeen uskotaan kasvavan vuoteen 2020 mennessä 130 miljoonaan<br />

tonniin, mikäli nykyiset väestönkasvuennusteet pitävät paikkansa (Holmes<br />

2005, 49). Tärkein luonnonkuitu käyttötekstiilien raaka-aineena on puuvilla, jota<br />

tuotettiin 26 440 000 tonnia vuonna 2005 (Simpson 2006, 63). Puuvillaa viljellään<br />

pääasiassa alueilla, joissa väestönkasvu on suurimmillaan eikä ravinnonsaantia<br />

ole turvattu. Tarve maa-alueiden ottamiseksi sekä ravinnontuotantoon että rakennuskäyttöön<br />

lisääntyy, mikä asettaa rajoituksia tulevaisuudessa puuvillan viljelylle.<br />

(Pehkonen, Kymäläinen & Pasila 2000, 52.) Samalla puuvillan tehoviljelyn tuotantoalat<br />

ovat saavuttaneet lakipisteensä maaperän köyhtymisen ja torjunta-aineiden<br />

aiheuttamien ilmastollisten reaktioiden takia, mistä ääriesimerkkinä on Araljärven<br />

kuivuminen. (Eichbaum & Stetten 2000, 38; Talvenmaa 1998, 15.) Lisääntyvän raaka-ainetarpeen<br />

täyttämiseksi puuvillan tuotannon lisääminen ei ole mahdollista, joten<br />

markkinat muille luonnonkuiduille ja tekokuiduille tulevat kasvamaan (Holmes<br />

2005, 49). Erityisesti kysynnän kasvu tulee kohdistumaan vaihtoehtoisiin uusiutuviin<br />

kuituihin, joiden jalostus on mahdollista puuvillateollisuuden teknologialla laadultaan<br />

ja hinnaltaan kilpailukykyisesti (Sampaio, Bishop & Shen 2005, 275).<br />

1 Silkkiä tuotettiin vuonna 2005 vain 120 000 tonnia, mutta ylellisyyskuituna se on merkittävä tekstiiliteollisuuden<br />

raaka-aine (Simpson 2006, 63).<br />

2 FAOSTAT 2007 tilastossa ei ole lainkaan hampun tuotantoa.<br />

johdanto<br />

Materiaaliominaisuuksiltaan lähinnä puuvillaa muistuttavien runkokuitujen, kuten<br />

pellavan, hampun, nokkosen, jutin tai ramin osuus maailmankaupassa on vähäinen,<br />

mutta niiden viljelyalojen lisäämisellä ja tuotantoprosessien kehittämisellä on<br />

paikallista merkitystä etenkin alueilla, kuten Suomessa ja muualla Euroopassa, joissa<br />

on ruoan ylituotantoa tai tekstiiliteollisuus pohjautuu tuontiraaka-aineen varaan.<br />

EU:ssa non food -tuotannon 3 ja sen tukemisen tavoitteena on etsiä uusia katetuotoltaan<br />

keskimääräistä parempia kasveja korvaamaan ravinnon liikatuotantoa ja turvaamaan<br />

maaseutuelinkeinojen kannattavuus myös tulevaisuudessa sekä monipuolistaa<br />

nykyisin liian yksipuolistunutta kasvinviljelyä. (Vuorio, Soini & Ikonen 2005, 7.)<br />

EU:n yhtenä painotusalueena on runkokuitujen, pellavan ja hampun viljelyn edistäminen<br />

uudenmuotoiseen tuotantoon perinteisen tekstiilikäytön rinnalle (EYVL<br />

2000, 13). Samalla painotuksena on suunnata runkokuitutuotantoa niche-markkinoille,<br />

sillä Länsi-Eurooppa ei pysty kilpailemaan Aasian ja Itä-Euroopan jalostusasteeltaan<br />

alhaisten runkokuitutuotteiden kanssa. Keski-Euroopassa on pitkät perinteet<br />

korkealaatuisten pitkäkuitulankojen valmistamisesta, jota EU haluaa tukea muun<br />

muassa kuitukasveille myönnettävien viljely- ja jalostustukien muodossa. Kuitenkin<br />

perinteinen pitkäkuituihin perustuva toimiala on subventioiden ohella voimakkaasti<br />

riippuvainen muun muassa muodista ja taloudellisista suhdanteista, ja siten markkinoiden<br />

vaihtelu on runsasta. (Kessler, Kohler & Tubach 1999, 1; Dam 1999, 1.)<br />

Suomessa runkokuitujen viljely elpyi 1990-luvun lopulla. Tuolloin voimassa ollut<br />

pakkokesannointi sekä EU:n harjoittama tukipolitiikka lisäsivät innostusta non<br />

food -kasvien viljelyyn. Samalla virisi uudelleen myös runkokuituihin liittyvä <strong>tutkimus</strong>,<br />

mutta tekstiilien sijaan painotetusti teknisten sovellusten raaka-aineina, kuten<br />

komposiiteissa, imutuotteissa ja eristeissä (Aaltonen, Vilppu & Sohlo 1998; Hautala,<br />

Pasila & Pirilä 2004; Kauriinvaha & al. 2001; Kymäläinen 2000, 2003, 2004;<br />

Nykter 2006; Pasila & al. 1998; Pasila & al. 2001; Pasila 2004b; Tavisto & al. 2001).<br />

Useimmat kuitusektorilla toimivat yritykset ovat varsin nuoria, mikä rajoittaa resurssien<br />

panostamista tuotekehitykseen. Yhtenä keskeisenä ongelmana Suomessa on<br />

myös, että kuitutoimijoiden niin tuotevalikoimat kuin valmistusteknologiat ovat hyvin<br />

erilaisia. Tällöin yhteisten intressien löytäminen kuitusektorin kehittämiseksi ja<br />

verkostoitumiseksi on vaikeaa. Kilpailu kuitusektorilla on kovaa, mitä kuvastaa myös<br />

viime vuosien aikana tapahtuneet yritysten konkurssit ja omistussuhteiden muutok-<br />

3 Non food -tuotantoon kuuluu kahdenlaisia kasveja: 1) monivuotiset kasvit, joita ei voida käyttää elintarvike-<br />

tai rehuntuotantoon sekä 2) kasvit, joista viljelijän on tehtävä raaka-aineen ostajan kanssa viljelysopimus.<br />

Kyseiset kasvit ovat yleensä yksivuotisia, joita käytetään yleisesti myös elintarvike- ja rehuntuotantoon.<br />

(Non food -tuotanto 2006, 4.)<br />

runkokuituja lyhytkuitumenetelmin<br />

11


12<br />

set, esimerkiksi pellavaeristeitä valmistava Flaxlin Oy ajautui konkurssiin vuonna<br />

2004 (Miettinen 2004, E3). Flaxlin Oy:n toimintaa jatkaa Linal Oy Åminneforssissa<br />

Uudellamaalla. Suomen ainoa kuituvalospakkauksia valmistanut Adalson Oy lopetti<br />

toimintansa konkurssin myötä vuonna 2003, kun sen suurin asiakas vaihtoi pakkaustoimittajaa.<br />

Yritys oli kehittänyt pellavakuitua sisältävän pakkauksen, jota käytettiin<br />

muun muassa Nokian matkapuhelimissa. (Koski 2003.) Ruotsalainen Almedahls lopetti<br />

pellavakehräämönsä Suomessa vuonna 2003, mutta toimintaa jatkoi suomalaisomisteinen<br />

Oy Nordic Eco Linen Group Ltd Ab aina vuoteen 2007 4 . (Kortesmaa<br />

& al. 2005, 46; Nyqvist, haastattelu 15.8.2007.) Lisäksi Suomessa toimii Pirtin kehräämö<br />

Oy, joka valmistaa villalankojen ohella villapellava-sekoitelankoja. Kokonaan<br />

uusi tuote pellavasektorilla on Jyränki-Kodit Oy:n toimitusjohtaja Pauli Pähtilän<br />

kehittämä liimahirsituotantoon rinnastettava Pellavaiset-tuote. Paksun hirsipinnan<br />

sisällä on pellavaa, joka toimii kosteuspuskurina ja lisää hirsirakenteen hengittävyyttä<br />

ja lämmöneristyskykyä. Samalla puun tarve puoliintuu perinteiseen liimapuutekniikkaan<br />

verrattuna. (Kontiainen 2007, 22.)<br />

tuoteLähtöinen ympäristöaJatteLu<br />

Ympäristökysymykset ovat nousseet yhä enemmän esille, mikä on lisännyt asiakkaiden<br />

kiinnostusta tuotteisiin, jotka ovat sekä hinnaltaan, laadultaan että ympäristöominaisuuksiltaan<br />

kilpailukykyisiä (Tuotteet ja ympäristö 2000, 4). Tuotteiden<br />

ympäristövaikutusten 5 hallinnan ja arvioinnin apuvälineeksi on yleistynyt elinkaariajattelu,<br />

joka on kokonaisvaltainen ajattelutapa. Elinkaariajattelussa tarkastelukohteena<br />

ovat tuotejärjestelmään liittyvät perättäiset tai vuorovaikutteiset vaiheet raakaaineen<br />

hankinnasta tai luonnonvarojen tuottamisesta aina tuotteen käytöstä poistoon<br />

asti. (Kärnä 2001, 23; SFS-EN ISO 14040.) Yhdennetty tuotepolitiikka (Integrated<br />

Product Policy, IPP) on EU:n julkisen hallinnon strategia, minkä tavoitteena on vähentää<br />

tuotteiden ja palveluiden haitallisia ympäristövaikutuksia niiden elinkaaren<br />

kaikissa vaiheissa vahvistamalla ja suuntaamalla tuotelähtöisyyteen. (Kärnä 2001, 11;<br />

4 Omistajavaihdoksen yhteydessä oli noin puolen vuoden tuotantokatkos, minkä takia yritys menetti merkittäviä<br />

asiakkaitaan. Yhtiökokouksessa 11.7.2007 päätettiin asettaa yritys selvitystilaan, koska Vaasan käräjäjääoikeus<br />

hylkäsi kesäkuussa 2007 yrityksen velkasaneeraushakemuksen. Valtaosa kehräämön koneista<br />

romutettiin. (Nyqvist, haastattelu 15.8.2007.)<br />

5 Ympäristövaikutuksella tarkoitetaan mitä tahansa haitallista tai hyödyllistä muutosta ympäristössä, mitkä<br />

johtuvat joko osittain tai kokonaan organisaation toiminnoista (ISO/TR 14062:fi).<br />

johdanto<br />

Vihreä kirja yhdennetystä tuotepolitiikasta 2001, 3.) Elinkaariajatteluun perustuvan<br />

yhdennetyn tuotepolitiikan tavoitteena on etsiä pitkän aikavälin ratkaisuja, joissa<br />

teollisuuden kilpailukykyä tuetaan tuotteiden toimivuuden parantamista ja ympäristöhaittojen<br />

ehkäisemistä samanaikaisesti. (Komission tiedonanto neuvostolle ja<br />

Euroopan parlamentille 2003, 3.) Yleiseen strategiaan kuuluu olennaisesti ympäristöasioiden<br />

sisällyttäminen tuotesuunnitteluperiaatteisiin, joissa huomioidaan muun<br />

muassa vaarallisten aineiden vähentäminen tai korvaaminen, raaka-aineiden käytön<br />

tehokkuus ja uusiutuvien raaka-aineiden käytön lisääminen (Vihreä kirja yhdennetystä<br />

tuotepolitiikasta 2001, 22–23). Tuotelähtöisyys on lisännyt materiaalilähtöistä<br />

ajattelutapaa, sillä materiaalivalinnoilla ja niiden jalostusmenetelmillä on merkittävä<br />

osuus tuotteiden elinkaaren aikana syntyneisiin ympäristöhaittoihin. (Kärnä 2001,<br />

11.) Tässä tutkimuksessa ympäristökysymyksiä lähestytään EU:n ympäristöpolitiikan<br />

näkökulmasta.<br />

tutKimuKsen taustateKiJöitä<br />

Tämän tutkimuksen taustalla on Taideteollisen korkeakoulun koordinoimana toteutettu<br />

Louhi-projekti 6 , jonka tavoitteena oli kehittää suomalaisten tekstiilialan pk-yritysten<br />

ekologista tuotesuunnittelua ja tuotteistamista. Sen tulosten pohjalta silloisella<br />

Muoti- ja tekstiilitaiteen osastolla 7 lähdettiin luomaan suuntaviivoja ympäristökysymysten<br />

liittämiseksi osaksi tulevaisuuden tekstiilialan <strong>tutkimus</strong>ta. Tutkimushanke<br />

nimettiin ’Design ja ympäristömyötäisyys teva-alan menestystekijöinä’, jonka tarkoitus<br />

oli laajentaa <strong>tutkimus</strong>pohjaa suomalaista tekstiiliteollisuutta ja -kauppaa palvelevaksi.<br />

Tuolloin esiin nousi keskeisenä tekijänä materiaalin merkitys niin muotoiluun<br />

kuin ympäristövaikutuksiinkin. Louhi-projektissa oli noussut esiin myös yritysten<br />

halu käyttää suomalaisia tekstiiliraaka-aineita, mikäli niiden saatavuus olisi varmaa<br />

ja raaka-aine tasalaatuista. Tämän pohjalta tehtiin Tekesin valmistelurahoituksella<br />

esiselvitys Kotimaiset kuidut teollisesti valmistettavien tekstiilituotteiden raaka-aineena<br />

(tavoitteena ympäristömyötäinen tuotanto) (Härkäsalmi & Laurila 2001), jossa kirjoittajan<br />

osuus käsitteli runkokuituja ja Tiina Laurilan suomalaista villaa. Selvityksen<br />

tavoitteena oli kartoittaa runkokuitujen jalostuksen olemassa oleva tuotantokapa-<br />

6 Louhi-projekti toteutettiin Taideteollisessa korkeakoulun Muoti- ja tekstiilitaiteen osaston koordinoimana<br />

EU:n SME-yhteisöaloiteohjelmassa 1998–2000.<br />

7 Muoti- ja tekstiilitaiteen koulutusohjelmat kuuluvat nykyisin <strong>Muotoilun</strong> osaston alaisuuteen.<br />

runkokuituja lyhytkuitumenetelmin<br />

13


14<br />

siteetti sekä käytössä olevia tuotantomenetelmiä niin vaatetus- ja kodintekstiileissä<br />

kuin teknisissä sovelluksissakin 8 . Kartoituksessa tärkeänä osana olivat keskustelut<br />

tutkijoiden, tekstiilialan asiantuntijoiden, yrittäjien ja viljelijöiden kanssa, jotka<br />

loivat pohjaa tutkimukselliseen ja tuotekehitysyhteistyöhön eri toimijoiden kanssa.<br />

Samalla kirjoittajalle muodostui kuva käytetyistä menetelmistä ja toimintatavoista,<br />

mutta ennen kaikkea ennakkoluuloista ja asenteista. Yleisimmin keskusteluissa tuli<br />

esiin uskomus, että pellavaa ja hamppua voidaan jalostaa tekstiilikuiduiksi vain pitkäkuitumenetelmin<br />

9 , koska näin on aina tehty ja näin saadaan pellavalle tyypilliset<br />

materiaaliominaisuudet, kuten lujuus ja kiilto parhaiten esiin. Sen sijaan lyhytkuitumenetelmiin<br />

10 perustuvan kuitutuotannon uskottiin poikkeuksetta soveltuvan vain<br />

bulkkituotantoon. Vuonna 2002 Taideteollisessa korkeakoulussa professori Susann<br />

Vihman johdolla toteutettiin julkaisu Kestävää muotoilua. Ympäristömyötäisyys tuotesuunnittelussa.<br />

Siinä käsiteltiin ekologisen näkemyksen merkitystä laaja-alaisemmin<br />

muotoilukontekstissa. Kirjoittajan aiheena oli Pellava ja hamppu ympäristömyötäisen<br />

tuotesuunnittelun raaka-aineina.<br />

Vuosina 2002–2005 Suomessa toimineen Agrokuituverkoston tavoitteena<br />

oli kuitukasvien viljelijöiden, jatkojalostajien ja alan tutkijoiden verkostoituminen.<br />

Hankkeessa järjestettiin koulutusta viljelijöille ja seminaareja. Sen puitteissa toteutettiin<br />

useita osahankkeita verkoston tavoitteiden toteutumiseksi. (Kortesmaa & al.<br />

2005, 25.) Yhtenä verkoston puitteissa toteutettuna osahankkeena oli kirjoittajan<br />

Käytännön pilot-hanke: Keväällä korjatun kuituhampun ja -pellavan jalostus tekstiilikuiduksi<br />

(=langaksi). Hankkeessa selvitettiin pellava- ja hamppulankojen valmistus<br />

sekoitteena sekä villan että puuvillan kanssa korjuusta kehruuseen. (Härkäsalmi<br />

2002.)<br />

Tekstiiliteollisuuden 11 teknologinen kehitys on ollut hidasta, mikä osaltaan<br />

saattaa johtua alihankintaan perustuvan valmistuksen siirtymisestä jo 1970-luvulla<br />

8 Tekstiilituotteita voidaan luokitella monin tavoin, mutta tässä yhteydessä käytetään käyttötarkoitukseen<br />

perustuvaa jaottelua (Lindfors 2002, 9–10): 1) Vaatetustekstiilit, joiden vaatimukset vaihtelevat käyttötilanteiden<br />

mukaan, kuten urheiluvaatteet tai yöasut. 2) Kodintekstiilit, joihin kuuluvat vuode-, sisustus- ja<br />

taloustekstiilit. 3) Tekniset tekstiilit, joita ovat esimerkiksi suodatinkankaat, paperikoneiden viirat, työ- ja<br />

suojavaatteet.<br />

9 Pitkäkuitumenetelmiksi nimitetään tässä yhteydessä jalostustapoja, joissa korret vedetään maasta juurineen,<br />

liotetaan, kuivatetaan, loukutetaan, lihdataan ja häkilöidään. Tällöin kuitukimput saadaan talteen<br />

mahdollisimman pitkinä, jopa koko kasvin pituisina.<br />

10 Lyhytkuitumenetelmissä raaka-aineena käytetään rohdinkuituja, leikattuja kuitukimppuja tai yksittäisiä<br />

peruskuituja, mikä mahdollistaa perinteistä poikkeavia jalostustapoja.<br />

11 Tekstiiliteollisuudella tarkoitetaan tässä yrityksiä, joiden pääkohteena on perustekstiilien valmistus langankehruusta<br />

lopputuotteiden valmistukseen.<br />

johdanto<br />

halpatuontimaihin. Lisäksi eurooppalainen tekstiiliteollisuus koostuu yli 90 % pksektorin<br />

yrityksistä, joiden keskeisenä ongelmana on taloudellisten <strong>tutkimus</strong>- ja tuotekehitysresurssien<br />

sekä pitkän tähtäimen yritysstrategioiden puuttuminen (Euratex<br />

2004, 4, 7). Tekstiiliteollisuudessa <strong>tutkimus</strong>- ja tuotekehityksen osuus on alle 0,5 %<br />

liikevaihdosta, mikä on vähäisintä verrattuna muiden teollisuusalojen panostukseen<br />

(Gale & Kaur 2002, 124). Kuitenkaan eurooppalaista tekstiiliteollisuutta ei voida pitää<br />

marginaalisena, sillä vuonna 2005 se oli yksi suurimmista toimialoista yli 200 000<br />

miljardin liikevaihdolla ja työllistäen noin 2,3 miljoonaa henkilöä (Euratex 2006, 8).<br />

Tarve kansainväliselle <strong>tutkimus</strong>- ja tuotekehitysyhteistyölle lisääntyy jatkuvasti niin<br />

kasvavan kulutustarpeen tyydyttämiseksi kuin yhä teknisempien erikoistekstiilien kehittämisessä.<br />

Suurin osa tutkimuksesta ja tuotekehityksestä kohdistunee Euroopassa<br />

uusiin korkean teknologian tekstiilisovelluksiin, kuten lääketieteellisiin käyttötarkoituksiin<br />

tai älyvaatteisiin sekä massatuotannon sijaan pitkälle erikoistuneisiin tuote-<br />

ja palveluratkaisuihin. Tuotekehityksessä on keskitytty ihmisten muuttuviin ja<br />

yksilöllisempiin tarpeisiin. Interaktiiviset erikoisraaka-aineet, kuten faasimuutosmateriaalit<br />

(phase change materials PCM), muotonsa muistavat materiaalit (shape memory<br />

materials SSM) tai sähköä johtavat materiaalit lisäävät kilpailijoista erottautumisen<br />

eli differoinnin mahdollisuuksia (Euratex 2006, 8–9; Mattila 2006, 2; Risikko &<br />

Marttala-Vesanen 2006, 127−129). Toisaalta vaativampien tekstiilisovellusten valmistaminen<br />

edellyttää yhä enemmän muiden toimialojen, kuten kemianteollisuuden<br />

palveluita, korkeasti koulutettua työvoimaa ja nykyaikaisia tuotantolaitoksia. Tämä<br />

saattaa edistää positiivisesti myös perustekstiilien valmistusteknologian kehittymistä.<br />

(Gale & Kaur 2002, 130–131.)<br />

Tekstiiliteollisuuden tuotantotavat poikkeavat monin tavoin teknologiateollisuuden<br />

käytännöistä. Esimerkiksi elektroniikkateollisuudessa komponentit valmistetaan<br />

yhtäaikaisesti hajautetusti ja tuotteen lopullinen arvo muodostuu vasta kokoonpanovaiheen<br />

jälkeen. Sen sijaan tekstiilien tuotanto on monivaiheinen lineaaristen<br />

prosessien ketju, jossa lähtöraaka-aineen valinta määrittää käytettävän teknologian<br />

ja jokainen tuotantovaihe vaikuttaa lopputuotteen hintaan ja laatuun. Raaka-aineen<br />

jalostusasteen noustessa myös tuotteen arvo nousee. Pelkästään raaka-puuvillan jalostaminen<br />

langaksi kaksinkertaistaa tuotteen arvon ja raakapuuvillasta valmistetun<br />

lopputuotteen arvonnousu saattaa olla jopa 900 % lähtöraaka-aineen hintaan nähden<br />

(Gale & Kaur 2002, 121). Lisäksi tekstiilien eri jalostusasteisia tuotteita 12 , kuten lan-<br />

12 Tekstiilituotteilla tarkoitetaan tässä tekstiilimateriaalista eri tekniikoin valmistettuja tuotteita, kuten kutomalla,<br />

neulomalla, tuftaamalla tai neulaamalla.<br />

runkokuituja lyhytkuitumenetelmin<br />

15


16<br />

koja ja kankaita voidaan käyttää hyvin monenlaisiin käyttökohteisiin.<br />

Tekstiiliteollisuuden kehittäminen yhdeksi kilpailukykyiseksi sektoriksi vaatii<br />

uudenlaista suhtautumista koko tekstiilituotannon kenttään ja menestymisen ehtona<br />

on jatkuva toiminnan kehittäminen ja sopeutuminen uuteen tuotantoajatteluun,<br />

myös jatkuvasti tiukentuvien ympäristövelvoitteiden takia. Suomalaisen tekstiiliteollisuuden<br />

kilpailukyvyn lisäämiseksi on kehitettävä toimintatapoja ja pyrittävä erikoistumiseen<br />

tarkasti segmentoiduilla alueilla, mikä edellyttää riittäviä kehitysinvestointeja,<br />

joustavia tuotantorakenteita ja tarkoin kohdistettua markkinointia. Erityisesti<br />

Suomessa potentiaalinen kasvualue on juuri fokusoitumiseen perustuvassa nichekilpailussa,<br />

joka on usein liian pientä kiinnostaakseen monikansallisia yrityksiä ja<br />

liian vaativaa kehitysmaiden yrityksille. (Salimäki 2003, 163.) Tekstiiliteollisuudessa<br />

tähän liittyy olennaisesti myös suomalaisten raaka-aineiden, pellavan ja hampun<br />

kehittäminen kokonaisuuden osana. Nykyisin ongelmana on tutkimuksen ja tuotekehityksen<br />

keskittyminen eri jalostusvaiheiden kehittämiseen ilman, että koko<br />

tuotantoketjun rakenteisiin etsittäisiin vaihtoehtoisia toimintatapoja tuotteen koko<br />

elinkaarta silmällä pitäen. Myös uudet teknologiset ratkaisut liitetään useimmiten lähes<br />

poikkeuksetta jo olemassa oleviin tuotantojärjestelmiin, mikä hidastaa kokonaan<br />

uusien ratkaisujen kehittämistä. Uusien käytäntöjen etsinnässä on tarvetta tuotannon<br />

ja sen rakenteiden hahmottamiseen laajemmassa perspektiivissä, jotta kokonaisuus<br />

voitaisiin rakentaa uudelleen innovatiivisemmin ja tulevaisuuden tarpeet huomioiden.<br />

Kilpailukyvyn kasvu on monien tekijöiden summa, ja kilpailukyky edellyttää yhä<br />

enemmän kokonaisvaltaista, monialaista osaamista ja lähestymistapaa.<br />

muotoiLututKimus<br />

Muotoilu on varsin nuori <strong>tutkimus</strong>ala, jolla yleiset <strong>tutkimus</strong>käsitteet ja -menetelmät<br />

ovat vasta muotoutumassa. Tieteenfilosofi Thomas S. Kuhn (1994, 23) erottaa<br />

tieteenalojen kehittymisessä eri vaiheita niiden paradigmasuuntautuneisuuden mukaan.<br />

Tutkimusalan yhteisiin paradigmoihin 13 sitoutuneet tutkijat sitoutuvat tiettyihin,<br />

hyväksyttyihin tieteenharjoittamisen sääntöihin ja standardeihin, mikä on ehtona<br />

normaalitieteen synnylle ja jatkumiselle. Paradigmojen olemassaolo mahdollistaa<br />

esoteerisemman tutkimuksen ja kuvastaa tieteenalan kypsyyttä. Normaalitieteellä<br />

13 Kuhn (1994, 23) kutsuu paradigmoiksi tieteen saavutuksia, jotka vetävät kilpailevilta tieteellisen toiminnan<br />

muodoilta pysyvän kannattajajoukon. Samanaikaisesti ne ovat niin avoimia, että uusille tieteenharjoittajille<br />

jää monenlaisia avoimia <strong>tutkimus</strong>ongelmia.<br />

johdanto<br />

Kuhn tarkoittaa tietyn <strong>tutkimus</strong>perinteen syntymistä, missä sovitut tieteenharjoittamisen<br />

tavat tuottavat malleja ja niistä johdonmukaisia tieteentutkimuksen perinteitä.<br />

(Kuhn 1994, 23–24.) Uotilan, Mattilan & Hännisen (2006, 9–10) mukaan muotoilu<strong>tutkimus</strong><br />

ei täytä normaalitieteen kriteereitä ja on epäkypsässä kehitysvaiheessa,<br />

koska sillä ei ole vakiintuneita teorioita, menetelmiä tai <strong>tutkimus</strong>kohteita. Sen<br />

sijaan luonnontieteet, kuten kuitumateriaaliteknologia edustavat normaalitieteitä,<br />

koska ne perustuvat pitkälti yhden paradigman varaan. Luonnontieteet perustuvat<br />

menetelmällisesti etupäässä rationaalisuuteen ja empiiriseen tutkimukseen, kun<br />

muotoilu<strong>tutkimus</strong> nojautuu muotoilukäytäntöihin, humanismiin ja varsin usein hermeneutiikkaan.<br />

(Uotila, Mattila & Hänninen 2006, 10.) Toisaalta on huomioitava,<br />

että soveltavana <strong>tutkimus</strong>alana muotoilu<strong>tutkimus</strong> edellyttää jatkuvasti monitieteistä<br />

<strong>tutkimus</strong>otetta ja muiden <strong>tutkimus</strong>ta sivuavien tieteenalojen käsitteiden ymmärrystä<br />

ja hallintaa.<br />

Muotoilualan tutkimuksessa yhtenä keskeisenä painotuksena on innovaatiotoiminnan<br />

kehittäminen ja innovaatiohakuisuus, mitkä edellyttävät ennakkoluulottomuutta<br />

ja irrottautumista liian jyrkistä menetelmällisistä lähtöasetelmista.<br />

Innovaatiotoiminnan tavoitteet ja toiminnot ovat varsin yhdenmukaisia muotoilututkimuksen<br />

ja -toimintatapojen kontekstissa yleistyneen konseptisuunnittelun, konseptoinnin<br />

(concept design) kanssa. Konseptointia on tutkittu painotetusti teollisen<br />

muotoilun näkökulmasta etenkin teknologiteollisuuden yritysten strategisen suunnittelun<br />

työvälineenä (Keinonen & Jääskö 2003, Keinonen & Takala 2006 ja Kokkonen<br />

et al. 2005). Konseptoinnilla tarkoitetaan tässä yhteydessä menetelmää, jossa yhdistetään<br />

laaja-alaisesti tuotesuunnittelun työtapoja – luovuutta, monialaista tarkastelua,<br />

konkretisointia kuvien ja mallien kautta sekä tietointensiivisyyttä. (Keinonen 2006a,<br />

16; Keinonen 2006b, 40.) Yrityslähtöisyyden sijaan konseptisuunnittelua käytetään<br />

tutkimuksen apuvälineenä uusien ratkaisumallien kehittämiseksi sekä niiden konkretisoimiseksi.<br />

Konseptoinnilla pyritään valmistautumaan toteutukseen, tavoittelemaan<br />

radikaalisti uusia ratkaisuja, konkretisoimaan vaihtoehtoja ja kartoittamaan<br />

tulevaisuutta, kehittämään luovuutta sekä vaikuttamaan markkinoiden odotuksiin.<br />

Yksityiskohtaisesti ja järjestelmällisesti etenevän tuotesuunnittelun sijaan konseptoinnissa<br />

pyritään täsmentämään suunnitteluhaasteita ja kartoittamaan vaihtoehtoja<br />

ilman välitöntä ajallista tehokkuusvaatimusta. Konseptointi mahdollistaa pitemmän<br />

aikavälin suunnittelutyön kokonaan uusien ratkaisujen etsinnässä, missä tuotannon<br />

konkreettiset reunaehdot ja markkinoinnin sanelemat lyhyen aikavälin tuottotavoitteet<br />

eivät sanele tehtäviä ratkaisuja. Konseptoinnilla tähdätään tulevaisuuden markkinoille,<br />

minkä takia se on luonteeltaan ennakoivaa. Konseptoinnissa ei ole tavoit-<br />

runkokuituja lyhytkuitumenetelmin<br />

17


18<br />

teena valmiit tuotteet tai kuvaus tuotteesta, vaan oleellisinta ovat ne ratkaisut, jotka<br />

erottavat sen olemassa olevista tuotteista tai konsepteista. Konseptoinnissa korostuu<br />

ennen kaikkea innovaatiohakuisuus, mikä edellyttää kokonaisvaltaista tarkastelua eri<br />

näkökulmista katsottuna. Otollinen innovaatioympäristö on joustava ja avoin, jotta<br />

suunnitteluongelman jatkuva uudelleen määrittely on mahdollista prosessin edetessä.<br />

Tähän liittyy myös suunnitteluryhmien monialaisuus. Kuitenkin uuden luomisessa<br />

on uskallettava rohkeisiin kokeiluihin ja niitä todennäköisesti seuraaviin epäonnistumisiin.<br />

(Keinonen 2006a, 19–22; Keinonen & al. 2003a, 28–35, 37–38, 44.)<br />

Käytettävyys on kapeimmillaan määritelty näyttöpäätteillä tehtävään toimistotyön<br />

ergonomisiin vaatimuksiin 14 . Käytettävyys on mitta sille, miten tarkoin<br />

määrätyt, tuotteen kanssa vuorovaikutuksessa olevat henkilöt voivat käyttää määrätyissä<br />

käyttötilanteissa tuotetta siten, että he käyttötilanteessa saavuttavat määritellyt<br />

tavoitteet tuloksellisesti, tehokkaasti ja miellyttävästi (SFS-EN ISO 9241–11).<br />

Kuitenkin yleiskielisenä käsitteenä käytettävyys on synonyymi käyttökelpoisuudelle<br />

(Kielitoimiston sanakirja 2006). Käytettävyyttä voidaan soveltaa myös tuotekehitykseen<br />

suuntautuneessa, materiaalilähtöisessä tutkimuksessa. Tällöin käytettävyydellä<br />

voidaan arvioida myös eri jalostusvaiheissa saatavien välituotteiden lisäarvon kehittämisen<br />

tarvetta. Tuloksellisuus ja tehokkuus ovat määreitä, joiden tulee palvella loppukäyttäjien<br />

lisäksi koko tuotantoketjua. Tyytyväisyys tulee nähdä myös kannustuksena<br />

toimijoiden tuotekehitykseen, jotta lopputuotteelta vaadittava laatu saavutetaan<br />

ketjun kaikissa vaiheissa. Erikoistuotteissa laatu on määriteltävä tuotekohtaisesti.<br />

Tämän tutkimuksen yhteydessä käytettävyys-käsitteellä pyritään ilmaisemaan, että<br />

raaka-aineen käsittelyyn eivät liity vain konkreettiset jalostustavoilla aikaan saadut<br />

laatuominaisuudet ja käyttöominaisuudet. Kokonaistarkasteluun perustuvassa ideaalitilanteessa<br />

tuotteen tai raaka-aineen käytettävyys (=käyttökelpoisuus) lisääntyy, kun<br />

siinä toteutuu niin ekologiset, esteettiset, ekonomiset kuin eettisetkin periaatteet.<br />

Taideteollisuusaloilla muotoilijoiden koulutus perustuu pitkälti suunnitteluprosessien<br />

hallintaan, mikä koostuu ammatillisten traditioiden rinnalla laaja-alaisesti<br />

teoreettisista, tiedollisista ja visuaalisista käytännöistä. Tekstiilisuunnittelijan tehtävät<br />

liitetään yleensä tuotteiden valmistukseen; tuotteen tai kankaan visuaalisuuden ja<br />

toiminnallisuuden suunnitteluun. Tekstiilisuunnittelijan toimenkuva poikkeaa sikäli<br />

teollisten muotoilijoiden tehtävistä, että tekstiilit harvoin ovat valmiita kuluttajatuotteita,<br />

vaan raaka-ainetta esimerkiksi vaatetusteollisuudelle. Tekstiilisuunnittelijoiden<br />

14 Toisaalta sekaannusta aiheuttaa, että esimerkiksi tekstiilituotteiden yleisistä ominaisuuksista, kuten lämpöviihtyvyydestä<br />

ja tuotteen tunnusta iholla käytetään rinnakkain käytettävyyttä (usability) ja käyttömukavuutta<br />

(comfort), joka lienee tekstiilien yhteydessä tarkempi ilmaisu. (Lindfors 2002, 34.)<br />

johdanto<br />

tulee siis ennakoida tulevaisuuden tarpeita ja suuntauksia, sillä vaatetusteollisuuden<br />

muotivirtaukset perustuvat pitkälti kankaisiin ja niiden värityksiin. Teollisen suunnittelijan<br />

tehtävänä on toimia markkinoinnin ja tuotannon välimaastossa molempia<br />

tahoja yhdistävänä tekijänä ja hioa yhteistyötä yrityksen toimintaan sopivaksi.<br />

Tehtävät ovat usein tarkoin rajattuja, sillä yrityksen konekanta määrää käytettävät<br />

tekniikat ja markkinoilla ajateltava kohderyhmä määrittää tuotesuunnittelun raamit.<br />

Esimerkiksi kutomoissa lankalaadut valitaan konekannan mukaan, mikä ratkaisee<br />

myös valmistettavat lopputuotteet. Suunnittelijan työkaluina on rajallinen määrä<br />

sidoksia, värivaihtoehtoja ja materiaaleja. Suunnittelutehtävää rajaa myös kankaan<br />

lopullinen käyttötarkoitus, esimerkiksi verhoilukankaille on eri vaatimukset kuin<br />

vuodetekstiileille. Vaikka muotoilu on yksi keskeisimpiä tekijöitä valmistettavissa<br />

tekstiilituotteissa, sillä on vain vähäinen merkitys päivittäisessä tekstiiliyritysten<br />

johtamisessa (Studd 2002, 35). Muotoiluosaaminen ja sen linkittäminen yritysten<br />

ja organisaatioiden kokonaisajatteluun edellyttää koko liiketoimintastrategian uudelleen<br />

tarkastelua, ja ennen kaikkea asenteisiin vaikuttamista. (Hasu, Keinonen &<br />

Mutanen 2004, 31.) Muotoilu on osa markkinalähtöistä toimintaa, jonka tehtävänä<br />

on yhdistää markkinoiden odotukset sekä yritysten ja organisaatioiden omat designvisiot<br />

(Salimäki 2003, 169). Esimerkiksi norjalaiset muotoilua tietoisesti käyttäneet<br />

yritykset ovat olleet voitollisempia, niissä on ollut korkeampi innovaatioaktiivisuus ja<br />

innovaatioista on saatu enemmän taloudellista hyötyä kuin yrityksissä, jotka eivät ole<br />

käyttäneet muotoilupalveluita (Stamm 2004, 14). Stammin (2004, 11, 13, 15) mukaan<br />

muotoilua tehdään tietoisesti. Ei kuitenkaan siksi, että näin on aina tehty. <strong>Muotoilun</strong><br />

tehtävänä on rakentaa uusia ideoita, tutkia ja vertailla vaihtoehtoja kokeellisuuden<br />

kautta parhaiden ratkaisujen löytämiseksi. Muotoilijat ovat tyypillisesti holistisia,<br />

ratkaisukeskeisiä ja kokeellisia. Keinosen & al. (2003b, 54) mukaan innovaatiokykyä<br />

edesauttaa aikainen ja ahkera prototypointi, työssä sovellettavan tiedon mallintaminen<br />

ja visualisointi. Globaalin kilpailun kiristyminen lisää erilaistumisen tarvetta,<br />

sillä pelkkä funktionaalisuus ei ole riittävä kilpailuetu asiakkaiden keskuudessa.<br />

Uuden haasteen asettaa myös se, että tulevaisuudessa kysyntä kasvaa tuotteille, joissa<br />

on huomioitu ympäristönäkökohdat. (Stamm 2004, 13, 15.) Muotoilupanostuksen<br />

merkitys on muuttunut yhä enemmän visuaalisen ilmiasun suunnittelemisesta kokonaistarkasteluun<br />

ja tai -hallintaan ja visioiden luomiseen, joissa todellisuuden eri<br />

puolet on huomioitu. Tämä heijastuu myös muotoilijalta odotettaviin valmiuksiin<br />

hallita yhä laajempia kokonaisuuksia ja uusia ajattelutapoja yleisten tuotesuunnittelun<br />

toimintatapojen lisäksi, kuten asiakaslähtöisyyttä.<br />

Tekstiilien <strong>tutkimus</strong> ja valmistus alkaa olla yhä teknologiakeskeisempää.<br />

runkokuituja lyhytkuitumenetelmin<br />

1


20<br />

Perinteiset tiedot ja taidot perustekniikoista eivät riitä, vaan suunnittelijoilla<br />

täytyy olla yhä kattavammat valmiudet erilaisten teknologioiden tuntemukseen.<br />

Tulevaisuuden tekstiilisuunnittelijoiden työnkuva muistuttaa yhä enemmän insinöörien<br />

tai teollisten muotoilijoiden työnkuvaa. Tekstiilien suunnittelun ja valmistuksen<br />

kompleksisuus tulee lisäämään tarvetta koulutuksen kehittämiseen sekä tiiviimpään<br />

yhteistyöhön yritysten ja <strong>tutkimus</strong>laitosten kanssa. Tuotekehitykseen osallistuminen<br />

edellyttää tekstiilisuunnittelijalta yhä enemmän erilaisten menetelmien tuntemusta<br />

halutun lopputuloksen aikaansaamiseksi. Esteettisiin ja käyttöominaisuuksiin vaikutetaan<br />

raaka-ainevalinnoilla ja kankaiden ja neulosten valmistuksella, mutta myös<br />

kemiallisilla, biokemiallisilla tai mekaanisilla menetelmillä, kuten kankaiden kutistumis-,<br />

rypistymis- ja hiekkapesukäsittelyillä. Tämä avaa aivan uudenlaisia lähestymistapoja<br />

monialaiselle tuotekehitykselle. (Gale & Kaur 2002, 170.) Kuitenkin käytännössä<br />

tekijöiden ja tutkijoiden välinen yhteistyö on olematonta. Gale ja Kaur (2002,<br />

171) pitävätkin ongelmana tätä eriytynyttä työnjakoa. Heidän mukaan on tarvetta<br />

yhä enemmän insinöörien ja suunnittelijoiden läheiselle yhteistyölle esi- ja viimeistyskäsittelyjen<br />

kehittämisessä. Tutkimuksen ja tuotekehityksen tarve on luonnollinen<br />

ilmiö yhä kovenevassa globaalissa kilpailussa, jossa kohtaavat niin asiakkaiden<br />

tarpeet kuin toiveetkin. Tuotekehitys on nähtävä koko organisaation tehtävänä, mutta<br />

koko tuotekehitysryhmän on ymmärrettävä markkina<strong>tutkimus</strong>ten, laatukontrollin,<br />

tuotannon ja hinnoittelun merkitys. Kilpailukykyinen tekstiiliteollisuus edellyttää innovaatioiden<br />

lisäksi joustavuutta, nopeutta ja toimitusvarmuutta. (Elsasser 2005, 7.)<br />

Muotoilututkimuksen kontekstissa soveltavan materiaalitutkimuksen painotus<br />

on materiaalilähtöisessä tarkastelussa. Keskeinen tavoite on materiaalien käytön innovatiivinen<br />

soveltaminen ja tuotteistaminen. Runkokuitujen tutkimuksessa on tarvetta<br />

mahdollisimman laajaan eri tieteenalojen tiedon hyödyntämiseen. Kokonaan<br />

uusia tuotteistamis- ja tuotannollisia ratkaisuja etsittäessä on luontevaa liittää runkokuitujen<br />

<strong>tutkimus</strong> soveltavan materiaalitutkimuksen ohella tuotekehitykseen suuntautuvaan<br />

tutkimukseen. Käsite on laaja, mutta samalla se mahdollistaa monitieteisen<br />

<strong>tutkimus</strong>otteen ja eri menetelmien soveltamisen ilman etukäteen asetettuja tiukkoja<br />

reunaehtoja ja tavoitteita. Erityisesti runkokuitujen konkreettisten tuotesovellusten<br />

kehittämisessä käytännön merkitys nousee keskeiseksi teoreettisten perusoletusten<br />

kanssa. Luonteenomaista tuotekehitykseen suuntautuvalle muotoilututkimukselle<br />

on, että se on tieteen, taiteen ja tekniikan yhteistyötä, jossa tavoitteena on luoda edellytyksiä<br />

varsinaiselle tuotekehitykselle ja tuotteistamiseen valmistautumiselle.<br />

Edellä mainittujen seikkojen pohjalta syntyi tarve tutkia tarkemmin vaihtoehtoi-<br />

johdanto<br />

sia tapoja jalostaa pellava- ja hamppukuituja ja selvittää lyhytkuitumenetelmien mahdollisuuksia<br />

langantuotannossa sekä uusissa käyttösovelluksissa ensisijaisesti Suomen<br />

oloissa. Tässä tutkimuksessa kartoitetaan runkokuitujen käyttömahdollisuuksia siten,<br />

että koko kasvin kuituainesta tarkastellaan yhtenä kuitujakeena erottelematta pitkää<br />

ja lyhyttä kuitua. Ensisijaisena tavoitteena on vaikuttaa kuitujen visuaalisuuteen ja<br />

pehmeyteen, jotta kuidut soveltuisivat roottorikehruuseen. Lyhytkuitumenetelmiin<br />

perustuvalla tuotannolla pyritään lisäämään kuitujen käytettävyyttä laaja-alaisesti eri<br />

lopputuotteissa. Samalla pyritään parantamaan kuituraaka-aineen laadun homogeenisuutta<br />

sekä vähentämään prosessien haitallisia ympäristövaikutuksia kustannustehokkaasti.<br />

Käytännön kokeiden pohjalta luodaan tuotantomalli, -hahmotelma runkokuitujen<br />

uudenlaiselle tuotteistamiselle.<br />

Tutkimuksen tuotteistamispyrkimykset eivät pyri kilpailemaan tai vastakkainasetteluun<br />

perinteisen pitkäkuitutuotannon kanssa, vaan etsimään kokonaan uusia<br />

tuotemahdollisuuksia ja eroavaisuuksia. Vaikka <strong>tutkimus</strong> fokusoituu runkokuitujen<br />

hyödyntämiseen perustekstiileissä 15 , ei varsinaisia lopputuotteita ole etukäteen<br />

määritelty. Omalta osaltaan tämä <strong>tutkimus</strong> pyrkii myös vastaamaan Muotoilu 2005!<br />

-ohjelman seurantaryhmän raportissa (2004, 14) esitettyyn käytännönläheisten projektien<br />

tarpeeseen. Tällä materiaalilähtöisellä ja käytäntöön perustuvalla yliopistollisella<br />

tutkimuksella pyritään täsmentämään ja tuottamaan tietoa muotoilun mahdollisuuksista<br />

ja integroitumisesta runkokuitualan yritysten liiketoiminnan tavoitteisiin<br />

tai johtamisjärjestelmiin. <strong>Muotoilun</strong> yhtenä keskeisenä tehtävänä on vaikuttaa käyttäjäystävällisen<br />

ja esteettisen ympäristön korkeatasoiseen luomiseen, mutta samalla<br />

kehittää kestävän kehityksen mukaisesti tuotannollisia ratkaisuja sekä ympäristömyötäisten<br />

materiaalien käyttöä valmistuksessa. (Muotoilu 2005!, 2000, 9.)<br />

Muotoilupanostuksen mahdollisuudet liittyvät nimenomaan poikkitieteelliseen, monialaisten<br />

toimintaryhmien tiedon yhdistämiseen ja laaja-pohjaiseen verkottumiseen.<br />

Periaateohjelmassa muotoilua käytetään yläkäsitteenä teollisen muotoilun, taideteollisen<br />

muotoilun (tekstiili-, vaatetus-, lasi- ja keramiikkasuunnittelun), taidekäsityön,<br />

muotoilujohtamisen ja sisustusarkkitehtuurin toimialoista (Muotoilu 2005!, 2000, 13).<br />

Tässä yhteydessä muotoilulla tarkoitetaan visiosta lähtevää tietoista prosessia, jolla<br />

tieto tai idea muunnetaan joko konkreettiseksi tai käsitteelliseksi tuotokseksi<br />

15 Elsasser (2005, 8) jakaa tekstiilit kuluttaja- ja teollisiin tekstiileihin (consumer and industrial textiles). Kuluttajatekstiileihin<br />

kuuluvat vaatetus-, kodin- ja sisustustekstiilit, joista tässä tutkimuksessa käytetään<br />

yleisnimitystä perustekstiilit.<br />

runkokuituja lyhytkuitumenetelmin<br />

21


22<br />

(Stamm 2004, 11). Muotoilualat ovat edellä mainittuja toimialoja, joihin liittyy teollinen<br />

tuotanto. Muotoilija-käsitettä käytetään tässä rinnakkain tuotesuunnittelijan<br />

kanssa sekä alakohtaisesti tekstiiliteollisuuteen liittyen tekstiilisuunnittelijan ammattinimikettä.<br />

johdanto<br />

1 ympäristömyötäisyys<br />

Ja tuoteKehityKseen<br />

suuntautunut runKo-<br />

KuituJen tutKimus<br />

Eurooppalainen tekstiili- ja vaatetusalan organisaatio Euratex (2006, 22) on selvittänyt<br />

raportissaan The Future is... ... Textiles! Strategic Research Agenda of the European<br />

Technology Platform for the Future of Textiles and Clothing pitkän aikavälin tulevaisuusvisioita<br />

sekä toimialan tärkeimpiä <strong>tutkimus</strong>- ja tuotekehitystarpeita. Keskeisimmiksi<br />

huomionkohteiksi on nostettu innovatiivisuuden, kilpailukyvyn ja kasvupotentiaalin<br />

lisääminen. Tulevaisuuden tärkeimpiä fokusalueita ovat erikoistuotteet, uudet tekstiilisovellukset<br />

ja asiakaslähtöisyys. Erikoistuotteiden tutkimukseen on määritelty kuuluvan<br />

uudet kuidut, komposiitit, funktionaaliset tekstiilit ja niihin liittyvät prosessit<br />

sekä biomateriaalit, biotekniikka ja ympäristömyötäisten prosessien kehittäminen.<br />

ympäristönäKöKohdat muotoiLussa<br />

Tuotesuunnitteluvaiheessa tehdyillä ratkaisuilla on arvioitu määräytyvän jopa 80–90 %<br />

tuotantokustannuksista, sillä suunnitteluvaiheessa määritellään materiaalivalinnat,<br />

tuotantomenetelmät ja käyttöominaisuudet. Tällöin määräytyy myös suurin osa ympäristövaikutuksista.<br />

(Kärnä 2001, 16.) Kuten muotoiluosaaminen myös ympäristökysymykset<br />

tulee sisällyttää organisaatioiden kokonaisstrategioihin jo varhaisessa<br />

vaiheessa. Tällä pyritään yrityksen ekotehokkuuden lisäämisen ohella kehittämään<br />

muun muassa uusia kilpailukykyisempiä tuoteratkaisuja (Tuotteet ja ympäristö 2000,<br />

6, 15). Ekotehokkuudella tarkoitetaan luonnonvarojen tuottavuuden lisäämistä tai<br />

materiaalien käytön vähentämistä siten, että tuotteiden, palveluiden ja hyvinvoinnin<br />

tuotantoa voidaan kasvattaa ilman raaka-aineiden- ja energiakäytön lisäämistä<br />

(Kärnä 2001, 25). Opetusministeriön selvityksessä Kestävän kehityksen edistäminen<br />

koulutuksessa (2006, 65) on esitetty, että yliopistotutkimuksessa kestävän kehityksen<br />

linjausten tulisi sisältyä sekä soveltavaan perustutkimukseen että monialaisiin tut-<br />

runkokuituja lyhytkuitumenetelmin<br />

23


24<br />

kimushankkeisiin ja laajempiin klustereihin. Ympäristöasiat on otettava huomioon<br />

yhtenä osatekijänä perinteisten teollisuustuotannon arvojen; voiton, funktionaalisuuden,<br />

estetiikan, ergonomian, imagon ja kokonaislaadun lisäksi. Aikaisessa suunnitteluvaiheessa<br />

ympäristönäkökohtien esiin nostamisella pyritään ennakoimaan<br />

haitallisia vaikutuksia, jolloin tuotteisiin voidaan tehdä muutoksia ennen teknisten<br />

päätösten tekemistä. (ISO/TR 14062:fi; Kärnä 2001, 16.)<br />

Nykyisissä klusteriajatteluun perustuvissa organisaatioiden toimintakonsepteissa<br />

ympäristöä 16 ja sen hoitoa ei katsota erillisenä toimintaympäristönä, vaan sen tulee<br />

sisältyä kaikkiin tuotantovaiheisiin alkutuotannosta kulutukseen (Luostarinen 2004,<br />

14). Aikaisemmasta tuotantoprosessien päästöjen rajoittamisen sijasta painotus on<br />

siirtynyt tuotelähtöiseen ympäristöajatteluun ja tuotteiden ympäristövaikutusten arviointiin<br />

niiden elinkaaren kaikissa vaiheissa.<br />

Elinkaariajattelu<br />

Julkisen vallan harjoittaman tuotelähtöinen ympäristöpolitiikka perustuu elinkaariajatteluun.<br />

Kyse on ympäristövoimavarojen käyttöön liittyvästä ennaltaehkäisevästä<br />

strategiasta, jossa vastuu ympäristöstä ulottuu tuotteiden koko elinkaaren aikaisiin<br />

ympäristövaikutuksiin. Kokonaisvaltaisessa elinkaariajattelussa tarkastelukohteena<br />

on tuote ja sen aiheuttamat ympäristöhaitat lähtien raaka-aineen valinnasta ja tuotteen<br />

käytöstä aina poistoon asti. (Kautto, Heiskanen & Melanen 2001, 8; Kärnä<br />

2001, 173.) Luonnonvarojen käyttö ja ympäristönsuojelutoimien kehittäminen on<br />

todettu kasvavasti välttämättömäksi lähtökohdaksi, mikä edellyttää elinkaariajattelussa<br />

korostuvaa laajaa ja yhteistä ympäristövastuuta (Loikkanen & al. 1999, 1).<br />

Teollisuudessa elinkaariajattelua vastaa tuotelähtöinen ympäristöajattelu (Integrated<br />

Product Policy and Management, IPPM), jolle alisteisia ovat julkisen hallinnon tuotelähtöinen<br />

ympäristöpolitiikka (Integrated Product Policy, IPP) sekä yritysten toimenpiteisiin<br />

perustuva tuotelähtöinen ympäristöjohtaminen (Integrated Product<br />

Management, IPM). (Tuotteet ja ympäristö 2000, 9.) Elinkaariarviointi on menetelmä,<br />

jonka avulla pyritään selvittämään ja arvioimaan tuotteen tai toiminnon elinkaaren<br />

aiheuttamia ympäristöhaittoja. Elinkaariarvioinneilla pyritään konkretisoimaan<br />

kestävän kehityksen edellyttämiä parannustoimia ja muita toimenpiteitä yritysten,<br />

kuluttajien valintojen ja ympäristöhallinnon tarpeisiin. Lisäksi elinkaariarvioinnilla<br />

pyritään tunnistamaan ne tuotteen ominaisuudet, joiden parantamiseen tulisi eri-<br />

16 Ympäristöllä tarkoitetaan organisaation toimintaolosuhteita, joihin kuuluvat ilma, maa, luonnonvarat,<br />

kasvi- ja eläinkunta, ihmiset ja näiden väliset vuorovaikutukset (ISO/TR 14062:fi).<br />

1 ympäristömyötäisyys ja tuotekehitykseen suuntautunut<br />

runkokuitujen <strong>tutkimus</strong><br />

tyisesti vaikuttaa uusia tuotteita suunniteltaessa. (Kärnä 2001, 35; Loikkanen &<br />

al. 1999,1.) Elinkaariarviointeja tehdään eri laajuisina. Yksinkertaistetut elinkaariarvioinnit<br />

(simplified life cycle assessment) ovat karkean tason kartoituksia tuotteen<br />

suurimmista ympäristövaikutuksista. Ne voivat perustua kokonaan kvalitatiiviseen<br />

tarkasteluun. Yksityiskohtainen elinkaariarviointi (life cycle assessment, LCA) on kvantitatiivinen<br />

menetelmä, jossa käytettävät indikaattorit toimivat systemaattisen seurannan<br />

työvälineenä esimerkiksi energian kulutuksen, ilmaan, veteen tai maaperään<br />

syntyvien päästöjen tai materiaalien käytön tehokkuuden eli materiaalitehokkuuden<br />

osalta. Kansainvälisen standardisoimisjärjestön ISO 14000-sarjan standardit käsittelevät<br />

ympäristöhallintaa, johon kuuluvissa standardeissa SFS-EN ISO 14040–14043<br />

on ohjeistettu yksityiskohtaisen elinkaariarvioinnin tekeminen. (Kärnä 2001, 36–39;<br />

Kautto, Heiskanen & Melanen 2002, 21–22.)<br />

Elinkaariajattelu on asettanut uusia haasteita myös materiaalilähtöiselle tutkimukselle<br />

ja tuotekehitykselle. Toisaalta non food -tuotteiden käytön yleistyminen<br />

riippuu ratkaisevasti niiden taloudellisuudesta suhteessa nykyisin käytössä oleviin,<br />

suurelta osin uusiutumattomiin raaka-aineisiin.<br />

Ympäristömyötäinen tuotesuunnittelu<br />

Elinkaariajattelu edellyttää myös tuotesuunnittelussa ja -kehityksessä uusia toiminta-<br />

tapoja, jotta ympäristönäkökohdat tulisivat järjestelmällisesti huomioiduksi.<br />

Ympäristömyötäisellä tuotesuunnittelulla17 tarkoitetaan tässä tutkimuksessa<br />

tuotesuunnittelun lähestymistapaa, jossa ympäristöasiat otetaan kokonaisvaltaisesti<br />

huomioon tuotteen elinkaaren kattavasti ja ne integroidaan tuote- ja prosessisuunnittelun<br />

menettelytapoihin. Ympäristönäkökohtien huomioiminen<br />

edellyttää monitieteistä lähestymistapaa, mitä edesauttaa tuotekehitysryhmien laaja-alaisuus.<br />

Tuotesuunnittelijan tehtäväkuvaan voi liittyä esimerkiksi tuotesuunnitteluun<br />

ja -kehitykseen liittyvien luovien ratkaisumallien tutkiminen ja toteuttaminen.<br />

Ympäristömyötäisyys on käsitteenä aikasidonnainen, sillä toimintojen, prosessien ja<br />

tuotteiden ympäristövaikutuksia vertaillaan tarkastelun hetkellä vallitseviin käytäntöihin.<br />

(ISO/TR 14062:fi; Kärnä 2001, 23; Suojanen 2001, 10.) Ympäristömyötäisellä<br />

tuotesuunnittelulla voidaan parantaa tuotteen ekotehokkuutta, ja siten saavuttaa<br />

jopa 25–50 % vähennyksiä ympäristökuormituksiin kulutusyksikköä kohden.<br />

Ekotehokkuudella tarkoitetaan luonnonvarojen tuottavuuden lisäämistä tai materi-<br />

17 Ruotsiksi ympäristömyötäistä tuotesuunnittelua vastaa miljöanpassad product utvecling, sen sijaan englanninkielisiä<br />

vastineita on useita, kuten design for environment (DFE), environmentally oriented/conscious<br />

product design tai life-cycle design (Kärnä 2001, 23).<br />

runkokuituja lyhytkuitumenetelmin<br />

25


26<br />

aalien käytön vähentämistä siten, että materiaalien hyödyntämisaste kasvaa ja käytetyllä<br />

energiamäärällä tuotetaan enemmän tuotteita, palveluita ja hyvinvointia. (Kärnä<br />

2001, 25–26.) Ympäristönäkökohdat huomioivan tuotesuunnittelun lähestymistapa<br />

on ensisijaisesti kvalitatiivinen, eikä ympäristöhaittojen määrittely perustu mittaustuloksiin.<br />

Ympäristömyötäisessä tuotesuunnittelussa keskeisimmät tavoitteet ovat ympäristökuormituksen<br />

minimoiminen luonnon ekosysteemeihin sekä luonnonvarojen ja<br />

muiden resurssien säästön edistäminen. Tuotesuunnitteluvaiheessa tulisi huomioida<br />

erityisesti materiaalien ja energiankäytön tehokkuus, ympäristölle ja terveydelle<br />

haitallisten aineiden minimointi, tuotteiden käyttöiän pidentäminen sekä kierrätettävyyden<br />

parantaminen. Ympäristöasiat huomioivassa tuotesuunnittelussa painopiste<br />

on tuotteen, prosessin tai toimintaan liittyvien ympäristövaikutusten arvioinnissa,<br />

ei kestävän kehityksen 18 laaja-alaisemmassa tulkinnassa. (Kärnä 2001, 23;<br />

Ecodesign 1997, 37–38; Vihreä kirja yhdennetystä tuotepolitiikasta 2001, 22–23.)<br />

Tuotesuunnittelijan tehtävänä on ymmärtää prosessien ympäristövaikutukset, etsiä<br />

korvaavia materiaaleja sekä uusiutuvista että kierrätettävistä ja mahdollisuuksien<br />

mukaan biohajoavista raaka-aineista. Tuotteet tulee suunnitella muotokieleltään<br />

ajattomiksi, jotta ne eivät ole riippuvaisia nopeatempoisesta muodin kausivaihteluista.<br />

Samalla suunnittelussa tulee pyrkiä ekstensiivisen kasvun sijaan tehostamaan tuotantoa<br />

tuottamalla vähemmästä enemmän ilman työvoiman ja materiaaliresurssien<br />

käytön lisäämistä.<br />

Ympäristöasioiden hallinnan keskeisimpinä hyötyinä voidaan pitää tuotantokustannusten<br />

alentumista, kun optimoidaan materiaalien hyödyntämistä, tehostetaan<br />

prosesseja ja vähennetään jätteiden käsittelyä. Samalla ympäristöasioiden<br />

liittäminen osaksi yritysten toimintastrategioita voi kannustaa innovointiin ja luovuuteen,<br />

ja siten auttaa kehittämään kokonaan uudenlaisia tuoteratkaisuja kilpailukyvyn<br />

lisäämiseksi. (ISO/TR 14062:fi; Kautto, Heiskanen & Melanen 2001, 25–26.)<br />

Kokonaisvaltaisesti ympäristönäkökulmat huomioiva tuotesuunnittelu ja -kehitys<br />

on jatkuva ja joustava prosessi. Ympäristöasioiden integrointi tuotesuunnitteluun ja<br />

-kehitykseen edellyttää yhä enemmän monitieteistä lähestymistapaa, jotta mahdollisia<br />

haittavaikutuksia pystytään minimoimaan elinkaaren kaikissa vaiheissa. Mitä<br />

varhaisemmassa vaiheessa organisaatio tunnistaa vaikutusvaltansa alaiset haitalliset<br />

ympäristövaikutukset, sitä helpommin suunnittelu voidaan liittää organisaation ym-<br />

18 Kestävä kehitys on periaate, jolla taataan nykyhetken tarpeiden tyydyttäminen siten, ettei siitä ole uhkaa<br />

tulevien sukupolvien kykyyn tyydyttää omia tarpeitaan (SFS-ISO 14050).<br />

1 ympäristömyötäisyys ja tuotekehitykseen suuntautunut<br />

runkokuitujen <strong>tutkimus</strong><br />

päristönäkökohtiin vaikuttaviin päätöksiin. (ISO/TR 14062:fi.)<br />

Ympäristömyötäistä tuotesuunnittelua tehdään Kärnän (2001, 29–30) mukaan<br />

kolmella eri tasolla tavoiteasettelun mukaan. Tuotteen uudelleensuunnittelussa otetaan<br />

huomioon ympäristönäkökohdat, mutta tuotteen perusominaisuudet pysyvät<br />

samoina. Tällöin uusiin tuotemalleihin tehdään parannuksia verrattuna aikaisempiin<br />

tuotteisiin, esimerkiksi vaihdetaan jokin kemikaali vähemmän haitalliseen. Toisella<br />

tasolla uusien tuotteiden suunnittelussa ympäristönäkökohdat huomioidaan alusta<br />

alkaen. Tällöin koko tuote saattaa muuttua ja uusien tuotteiden teknologiset ratkaisut<br />

ovat osittain tai kokonaan muutettu. Kolmannen tason suunnittelussa tavoitteena<br />

ovat kokonaan uudet innovatiiviset toiminnot ja tuote- ja palvelujärjestelmät, jolloin<br />

toimintojen toteutus perustuu uuteen toteutustapaan. Samalla koko tuotteen tai palvelun<br />

ja sen palvelujärjestelmän infrastruktuuri ja organisaatio muuttuvat (Kautto,<br />

Heiskanen & Melanen 2001, 23). Tässä tutkimuksessa nojaudutaan toisen tason tavoiteasetteluun.<br />

Tekstiilien ympäristövaikutukset<br />

Tekstiilien tuotanto on teknisesti vaativaa. Tuotteiden lähtökohtana olevien yksittäisten<br />

kuitujen jalostus valmiiksi tuotteeksi haluttuine ominaisuuksineen on monivaiheinen.<br />

Useimpien tekstiilien valmistukseen ja lopputuotteen käyttöön ja<br />

huoltoon kuuluu rinnakkain mekaanisia ja kemiallisia työvaiheita, jotka kaikki kuormittavat<br />

ympäristöä. Haitallisten ympäristövaikutusten mittaamiseen ei ole yksiselitteistä<br />

ohjeistusta ja eri raaka-aineiden ja tuotteiden välinen vertailu on vaikeaa.<br />

Lisäksi maailmanlaajuinen alihankintaan perustuva tuotanto vaikeuttaa keskenään<br />

vertailukelpoisten tietojen saantia. Suuri osa käyttötekstiileistä ja niiden raaka-aineista<br />

valmistetaan Kiinassa ja Tyynenmeren alueilla, joissa lainsäädäntö ja/tai sen<br />

valvonta on puutteellista. Kuitenkin useimmat tuotteet tuodaan läntisille markkinoille,<br />

jolloin niiden sisältämien kemikaalien pitoisuudet on tarkoin kontrolloituja.<br />

Ylellisyystekstiilejä suunnitellaan ja valmistetaan myös läntisessä Euroopassa, mutta<br />

kemiallisia viimeistyksiä ja värjäyksiä tehdään itäisessä Euroopassa, Venäjällä ja<br />

Pohjois-Afrikassa. Tällöin Länsi-Euroopassa vältetään tuotannon aiheuttamat haitalliset<br />

ympäristövaikutukset ja läntisten maiden tiukempien lupaehtojen tuotantorajoitukset.<br />

(Cooke & Bruce 1999, 4.) Tilanne ei ole muuttunut Cooken ja Brucen<br />

kirjoituksen ajankohdasta. Tekstiiliteollisuuden aiheuttamat ongelmat niin työntekijöille<br />

kuin ympäristöllekin ovat yhä ajankohtaisia, vaikka asiat ovat olleet usein<br />

esillä julkisessa tiedonvälityksessä. Muutosta ei tosin tapahdu, elleivät tuotteiden tilaajat<br />

aktivoidu selvittämään ja valvomaan tuotannosta aiheutuvia ympäristöhaittoja.<br />

runkokuituja lyhytkuitumenetelmin<br />

27


28<br />

Hyvänä esimerkkinä on Suomen valtion rahoittama kehitysyhteistyöhanke Nepalissa,<br />

jonka yhtenä kimmokkeena oli saksalaisten ja belgialaisten ostajien halukkuus ostaa<br />

Ökö-tex 19 -merkittyjä villamattoja ja pashmina-huiveja. Vaikka Nepalissa on määritelty<br />

jokiin päätyville jätevesille puhtausvaatimukset, niin suurin osa yrityksistä ei<br />

pysty niitä noudattamaan. Villan värjäyksessä käytetyt raskasmetallit, kuten elohopea<br />

ja kadmium päätyvät jokiin ja osa käytetyistä atsoväreistä sisältää syövälle altistavaa<br />

akryyliamidia. Keskeisenä tavoitteena oli lisätä seitsemän kutomon kilpailuetua kehittämällä<br />

laatua sekä hankkimalla niille kansainvälinen Öko-tex -ympäristömerkki.<br />

Hankkeen tuloksena värien kulutusta voitiin vähentää 25–30 % ja samalla kiinteiden<br />

jätteiden osuus väheni joissakin kutomoissa jopa 40 %. Ympäristöasioiden huomioimisella<br />

saatiin samalla merkittäviä kustannussäästöjä sekä lisättyä markkinaosuutta<br />

Euroopan markkinoilla. ( Jokinen 2002, D2.)<br />

Eri raaka-aineista valmistettujen tekstiilien elinkaaren aikaiset ympäristöhaitat<br />

poikkeavat monin tavoin toisistaan. Luonnonkuitujen viljely on yksi merkittävä<br />

ympäristön kuormittaja. Etenkin puuvillan tehoviljelyssä suurimmat ympäristöhaitat<br />

syntyvät keinokastelusta, lannoitteista ja tuholaisten ja kasvitautien torjunnassa<br />

käytetyistä kasvinsuojeluaineista. Sen sijaan pellavan viljelyssä lannoitteita ja torjunta-aineita<br />

käytetään huomattavasti vähemmän. Luonnonkuidut on useimmiten<br />

pestävä ennen langanvalmistusta. (Slater 2003, 24–26, 42; Talvenmaa 1998,<br />

15–17.) Selluloosamuuntokuitujen valmistuksessa kuluu runsaasti vettä ja energiaa.<br />

Suurimmat päästöt ilmaan ovat rikkihiili ja rikkivety sekä vesistöihin natriumsulfaatti<br />

ja sinkkisulfaatti. Lisäksi sellun kloorivalkaisu on merkittävä ympäristöä kuormittava<br />

prosessi, jonka monet kuituvalmistajat ovat korvanneet muun muassa vetyperoksidilla.<br />

Synteettisten tekokuitujen valmistusprosessit kuluttavat runsaasti energiaa,<br />

mutta niiden viimeistyksissä tarvitaan usein luonnonkuituja vähemmän kemiallisia<br />

käsittelyjä. (Suojanen 1997, 35; Talvenmaa 1998, 23, 27.)<br />

Myös kuitujen muokkaaminen kehruuseen sopivaksi vaihtelee raaka-aineittain.<br />

Tekokuiduista valmistetut filamenttilangat syntyvät kuitujen valmistuksen yhteydessä,<br />

mikä on selvästi katkokuitulankojen valmistusprosessia lyhyempi. Kudottujen<br />

kankaiden valmistukseen liittyy usein enemmän työvaiheita ja kemikaalien käyttöä,<br />

esimerkiksi loimien liistaus, kuin neulosten valmistukseen. Mikäli kankaita valmis-<br />

19 Öko-tex on yleinen tuoteturvallisuusmerkki, jonka myöntää Internationale Gemeinschaft für Forschung<br />

und Prüfung auf dem Gebiet der Textilökologie. Öko-tex -merkillä varustetuissa tekstiileissä on määritelty<br />

sallitut raja-arvot tuotteiden sisältämille haitallisille aineille, kuten torjunta-aineille, väriaineille ja<br />

kemikaaleille. Lisäksi niiden täytyy läpäistä tiukat värinkestävyys- ja laatutestit. (Öko-tex Standard 100,<br />

2007.)<br />

1 ympäristömyötäisyys ja tuotekehitykseen suuntautunut<br />

runkokuitujen <strong>tutkimus</strong><br />

tetaan suoraan kuiduista, niin valmistusprosessi lyhenee huomattavasti. Värjäyksessä<br />

ja viimeistyskäsittelyissä käytetään runsaasti vettä, energiaa ja erilaisia kemikaaleja.<br />

Langoille ja kankaille tehtävillä viimeistyskäsittelyillä vaikutetaan tekstiilien ominaisuuksiin,<br />

kuten lian ja veden hylkivyyteen, paloturvallisuuteen tai antistaattisuuteen,<br />

jotka samalla voivat lisätä tuotteen käyttöikää sekä vähentää pesun tarvetta. Pesun ja<br />

huollon on arvioitu aiheuttavan noin kaksi kolmasosaa tuotteen elinkaarenaikaisista<br />

päästöistä ja energiankulutuksesta. (Suojanen 1997, 20, 41; Talvenmaa 1998, 34–35,<br />

37, 40 57.)<br />

tuoteKehityKseen suuntautunut<br />

muotoiLututKimus<br />

Uusien tekstiilisovellusten tutkimuksessa ja tuotekehityksessä painotus on tuotteiden<br />

ominaisuuksien kehittämisessä, esimerkiksi älykkäiden tekstiilien ja vaatteiden käyttäminen<br />

myös teknisissä sovelluksissa. Asiakaslähtöisyys perustuu massatuotannosta<br />

siirtymisestä yksilöllisiin tuoteratkaisuihin, jolloin tuotteet valmistetaan mittatilauksena.<br />

Uudet ratkaisut edellyttävät tuotekonseptien ja -teknologioiden kehittämistä,<br />

kuten myös laatu- ja elinkaarihallinnan kehittämistä. (Euratex 2006, 22.) Nämä kaikki<br />

aihealueet liittyvät läheisesti tuotekehitykseen suuntautuvan muotoilututkimuksen<br />

kontekstiin. Toisaalta aihealueet tulee nähdä toisiinsa limittyvinä asiakokonaisuuksina,<br />

jotka on huomioitava tuotteistamiseen pyrkivässä muotoilututkimuksessa.<br />

Nykyisissä toimintamalleissa tuotekehitys, muotoilu ja tuotteiden kaupallistaminen<br />

perustuvat peräkkäisiin prosesseihin, jolloin materiaalikehityksen <strong>tutkimus</strong>tulosten<br />

kaupallinen hyödyntäminen etenee varsin pitkällä aikajänteellä. Kehitysprosesseja<br />

tulee rakentaa enemmän rinnakkaisiksi, jolloin valmistava teollisuus voi hankkia kilpailuetua<br />

uusilla tuotealueilla ja markkinoilla mahdollisimman varhaisessa vaiheessa<br />

(Finnsight 2015 2006, 244).<br />

Tuotekehitys liitetään yleisesti yrityksiin ja niiden tarpeisiin lisätä kilpailukykyään<br />

parantamalla tuotteitaan ja yrityskuvaansa ja siten tuottavuuden kasvattamiseen.<br />

Yrityksen tuotekehitys on yleensä sidoksissa konekantaan, tuotteisiin ja<br />

yhteistyöverkostoihin. Tuotekehitykseen suuntautunut yliopistollinen muotoilu<strong>tutkimus</strong><br />

poikkeaa sikäli yritysten tekemästä, että lähtöasetelmassa eivät tuotteet eikä<br />

käytettävä teknologia ole määräävässä asemassa. Kuitenkin tavoitteena on yhtäläiset<br />

liiketoimintaan sovellettavat mallit ja käytännön sovellukset hyödyntäen tehtyjä<br />

tutkimuksia ilman etukäteen määriteltyjä välittömiä yritysyhteyksiä. Ali-Yrkkö<br />

runkokuituja lyhytkuitumenetelmin<br />

2


30<br />

(2006, 22) esittää, että tulevaisuudessa yritykset tulevat ulkoistamaan tuotantonsa<br />

lisäksi yhä enemmän myös <strong>tutkimus</strong>- ja tuotekehitystoimintaansa. Tällä tavoitellaan<br />

lisäkapasiteettia yrityksille ilman lisäinvestointeja koneisiin tai tuotantolaitoksiin.<br />

Ulkoistamisen keskeisenä tavoitteena on teknologian ja osaamisen hankkiminen.<br />

Esimerkiksi verkkoyhtiö Nokia Siemens ulkoistaa tuotekehityksensä tietotekniikan<br />

palveluyritys TietoEnatorille. Uudelleen järjestelyllä pyritään lisäämään toiminnan<br />

joustavuutta. (Helsingin Sanomat 5.6.2007, B5.) Yritykset pyrkivät yhä enemmän<br />

verkostoitumaan ja siten saamaan mahdollisimman tehokkaasti muiden yritysten,<br />

<strong>tutkimus</strong>laitosten ja yliopistojen osaamista käyttöönsä. Lisäksi yliopistollinen <strong>tutkimus</strong>-<br />

ja tuotekehitys mahdollistaa pitemmän aikavälin tarkastelun nykyisen, erityisesti<br />

sijoittajien kvartaalitalouteen perustuvan tulostavoiteajattelun sijaan. Ali-Yrkkö<br />

ja Maliranta (2006, 14) ovat tarkastelleet tutkimuksen ja tuotekehityksen vaikutusta<br />

yritysten tuottavuuteen sekä korkean että alhaisemman teknologian yrityksissä.<br />

Heidän mukaansa suurin hyöty saadaan vasta noin viiden vuoden kuluttua. Tulokset<br />

olivat merkittäviä myös 3–5 vuoden aikajänteellä, sen sijaan 1–2 vuoden pituisilla<br />

<strong>tutkimus</strong>- ja tuotekehityshankkeilla ei ollut vaikutusta yritysten tuottavuuteen.<br />

Esimerkiksi joensuulainen luonnonkuitukomposiitteja valmistava Kareline Oy Ltd<br />

on nostanut oman onnistumisensa tärkeimmäksi tekijäksi pitkäjänteisen tuotekehityssuuntautuneen<br />

lähestymistavan. Yritys on edennyt hitaasti pienten tuotekehityshankkeiden<br />

kautta. Keskeisin menestystekijä on ollut käytäntöön suuntautuminen ja<br />

kiinteä yhteistyö teollisen muotoilijan Heikki Koivurovan kanssa. (Välimäki 2005.)<br />

Runkokuidut muotoilututkimuksen kontekstissa poikkeaa sikäli luonnon- tai<br />

teknistieteellisestä lähestymistavasta, että tarkasteltavana on tuotteistaminen. Siihen<br />

liittyy koko tuotantoketju ja sen käsitteellistäminen. Tuotteistaminen edellyttää kokonaisnäkemykseen<br />

pyrkivää lähestymistapaa ja siksi <strong>tutkimus</strong>ongelmaa tarkastellaan<br />

eri perspektiiveistä. Yksittäisten, etukäteen tiukasti määriteltyjen menetelmien<br />

sijaan vaihtoehtoja punnitaan kokonaisuuteen vaikuttavina osina. Yhtenä innovaatiohakuisuuden<br />

perustekijöistä on, ettei teknologia-alustaa eikä kohdemarkkinoita<br />

määritellä tarkoin etukäteen. Uusille tuotantoaloille pyrkiminen edellyttää myös nykykäytäntöjen<br />

kyseenalaistamista. Muotoilijatutkijan tehtävänä on yhdistää erilaisia<br />

niin käytännöllisiä kuin teoreettisiakin työtapoja, jossa mahdolliset epävarmuudet ja<br />

epäonnistumiset voivat toimia työkaluina ja suunnannäyttäjinä.<br />

Tutkimustarpeita<br />

Runkokuitujen tutkimukseen liittyy tulevaisuuteen suuntaavien uusiutuvien tekstiiliraaka-aineitten<br />

kehittäminen kasvavan kulutustarpeen kattamiseksi. Uusiutuvina<br />

1 ympäristömyötäisyys ja tuotekehitykseen suuntautunut<br />

runkokuitujen <strong>tutkimus</strong><br />

ja biohajoavina raaka-aineina runkokuidut tarjoavat monipuolisen lähtökohdan uusien<br />

käyttösovellusten ja erikoistuotteiden kehittämiselle. Liljedahlin & Smederin<br />

(1994, 8–9) mukaan runkokuitujen <strong>tutkimus</strong> ja käyttö tekstiileissä tulee kuitenkin<br />

erottaa teknisistä sovelluksista, koska tekstiiliteollisuuden rakenteet ovat valmiina ja<br />

kehitysasteeltaan kypsässä vaiheessa. Lisäksi he esittävät, että erot ovat suuret muun<br />

muassa markkinoinnissa, tuotekriteereissä ja -kehityksessä sekä kriittisessä teknologiassa.<br />

Tämä on kuitenkin ristiriitaista, sillä useimpien teknisten tuotesovellusten<br />

edellyttämiä raaka-aineominaisuuksia ei ole määritelty. Toisaalta tärkeimmät kuituominaisuudet,<br />

kuten murtolujuus, hienous ja puhtaus ovat yhteneväisiä tekstiilikuiduille<br />

asetettujen vaatimusten kanssa. Lisäksi tekniset sovellukset ovat käsitteenä<br />

varsin laaja, käsittäen esimerkiksi eristeitä, imutuotteita ja polymeerikomposiitteja.<br />

Erityisesti eurooppalaisen tekstiiliteollisuuden nykyinen heikko kilpailukyky ja<br />

vanhentunut tuotantoteknologia edellyttävät jatkuvaa kyseenalaistamista vakiintuneiden<br />

toimintatapojen arvioinnissa. Vaikka tämän tutkimuksen yhteydessä painotus<br />

on tekstiiliteollisuudessa, tavoiteasettelua ei pidetä sitovana. Avoimina pidetään<br />

mahdollisuudet myös muihin tuotesovelluksiin ja/tai -parannuksiin.<br />

Tekstiilisektorilla tutkimuksessa ja tuotekehityksessä esiintyy puutteita sekä<br />

tuotantoketjun teknologisten ratkaisujen lisäksi erityisesti lopputuotevalikoimissa.<br />

Nykyiset pellava- ja hamppulankojen kehruumenetelmät asettavat rajoituksia eri<br />

käyttökohteissa. Esimerkiksi lankojen jäykkyys rajoittaa niiden käyttöä neuleteollisuudessa.<br />

Ongelmana ovat myös kuitusektorilla toimivien yritysten vähäiset yhteydet<br />

alan <strong>tutkimus</strong>laitoksiin sekä tutkimuksen ja käytännön tietämyksen välinen<br />

suuri kuilu. (Dam & al. 1994, 159–160.) Vaikka kirjoitus on vuodelta 1994, se on yhä<br />

ajankohtainen. Erityisesti Dam & al. (1994, 176–177) painottavat raaka-aineen laadun<br />

kehittämistä yhdenmukaisemmaksi, jossa huomionkohteina ovat muun muassa<br />

kuituraaka-aineen homogeenisuus, puhtaus, murto- ja vetolujuus sekä kuitupituus.<br />

Näiden määreiden lisäksi kuidun halkaisija ja kemiallinen koostumus nousivat tärkeiksi<br />

kuituominaisuuksiksi Smederin ja Liljedahlin (1996) tekemässä markkinatutkimuksessa.<br />

Yhtenä ongelmana on, että tuntemus yksittäiskuitujen ominaisuuksista<br />

ja erityisesti eri lajikkeiden välisistä eroista on vähäistä, sen sijaan pitkien pellavakuitujen<br />

ominaisuuksia on tutkittu laajasti (Booth & al. 2004, 94). Yksittäiskuiduilta<br />

puuttuvat yhä yhtenäiset laatukriteerimääritelmät sekä tieteelliset kuitujen laadun<br />

testausmenetelmät, minkä takia ei ole riittävästi tietoa muun muassa eri kuitulaatujen<br />

kehräytyvyydestä tai vaikutuksista lopputuotteen ominaisuuksiin. Myös tiedot<br />

kuitujen sisäisten ja ulkoisten kuiturakenteiden vaikutuksesta lopputuotteiden kestävyyteen<br />

ovat puutteellisia. (Dam & al. 1994, 176–177; Kymäläinen 2003, 33.)<br />

runkokuituja lyhytkuitumenetelmin<br />

31


32<br />

Pellavasektorilla tekstiilituotteiden kehittämiseksi on panostettava ensisijaisesti<br />

innovaatioihin kuidutuksessa ja kehruussa. Runkokuitujen tuotteistamismahdollisuuksien<br />

laajentamiseksi lyhytkuitujen prosessointia tulisi kehittää, jotta ne soveltuisivat<br />

puuvillakoneilla kehrättäväksi sekä kuitukangasteollisuuden raaka-aineeksi.<br />

Erityisesti huomiota tulisi keskittää raaka-aineominaisuuksien ja prosessointimenetelmien<br />

parantamiseen, jotta lopputuotteiden huollettavuus helpottuisi rypistyvyyttä<br />

vähentämällä ja hankauslujuutta parantamalla. Muotoilijoiden tulisi paneutua yhä<br />

parempien, uusien ja luovempien tuotteiden sekä niiden pakkausten suunnittelulle.<br />

Tuotekehityksessä on huomioitava teknisten ominaisuuksien lisäksi myös ympäristölliset<br />

ja maataloudelliset seikat. Myös materiaalin prosessoinnin nopeuteen, kustannuksiin<br />

ja jätteisiin tulee keskittää huomiota. (Dam & al. 1994, 12, 15, 176–177.)<br />

Tuotteistamisen lähtökohtia ja päämääriä<br />

Kesslerin, Kohlerin ja Tubachin (1999, 3) mukaan korkealaatuisten tekstiilien tuotanto<br />

on eniten taloudellista tuottoa tuovaa toimintaa ja potentiaalinen kehityskohde<br />

tavoiteltaessa taloudellisen arvon lisäystä myös suhteellisen pienillä tuotantomäärillä.<br />

Kuvassa 1 on esitetty eri tuoteryhmien taloudellisen arvon suhdetta massatuotantoon.<br />

Hienoimmilla langoilla ja korkealaatuisilla tekstiileillä tarkoitetaan yleisimmin<br />

aivinalankoja ja niistä tehtäviä ylellisyystuotteita. Ongelmana on kuitenkin pellavasektorin<br />

liiallinen riippuvuus vaatetusteollisuudesta, joka on voimakkaasti sidoksissa<br />

taloudellisiin suhdanteisiin ja muodin vaihteluihin. Runkokuitujen tuottamista langaksi<br />

on hallinnut olettamus, että pitkistä kuiduista saadaan suhteellisen korkea hinta,<br />

minkä takia ei ole katsottu tarpeelliseksi etsiä kuiduille vaihtoehtoisia jalostus- ja<br />

käyttötapoja. (Dam & al. 1994, 4, 17; Kymäläinen 2000, 6.) Korkealaatuiset runkokuitutekstiilit<br />

tulee nähdä huomattavasti laajempana sektorina, jonka sisällä on useita<br />

mahdollisia erikoistumisalueita. Länsi-Euroopassa runkokuitujen tuotekehityksessä<br />

merkittävä kilpailuetu on high-tech -tyyppisissä erikoistuotteissa. Tietointensiivisissä<br />

korkean jalostusasteen tuotteissa tuotteen ja raaka-aineen laatu nousevat keskiöön,<br />

mikä edellyttää laatutietoisuutta koko tuotantoketjussa. (Pehkonen & Mäkinen<br />

1998, 17, 23.)<br />

Raaka-aineen käytettävyys lopputuotteissa on riippuvainen hinnasta, markkinoista<br />

ja jakelusta. Luonnonkuitujen kilpailukyky on riippuvainen: 1) Teknisistä ominaisuuksista<br />

ja niiden mahdollisuuksista erilaisissa käyttösovelluksissa), 2) Raakaaineiden<br />

markkinavolyymista ja markkinarakenteesta sekä toimitusvarmuudesta ja<br />

3) Markkinahinnoista. (Holmes 2005, 51.) Investoinneilla varsinaiseen tuotantoteknologiaan<br />

on todettu olevan oletettua pienempi merkitys, sen sijaan tehokkaat tie-<br />

1 ympäristömyötäisyys ja tuotekehitykseen suuntautunut<br />

runkokuitujen <strong>tutkimus</strong><br />

Taloudellinen arvo<br />

hienoimmat langat<br />

muotituotteet<br />

suodattimet<br />

high-tech -<br />

komposiitit<br />

Tekniset sovellukset<br />

hienot langat<br />

kodin tekstiilit<br />

vaatetus<br />

Tekstiilituotteet<br />

karkeat langat<br />

matot<br />

pakkausmateriaalit<br />

autojen sisäosat taimiruukut<br />

geotekstiilit<br />

paperi<br />

Massatuotantokapasiteetti<br />

Kuva 1. Eri Kuva runkokuitutuotteiden 1. Eri runkokuitutuotteiden taloudellisen arvon suhde massatuotantokapasiteettiin<br />

(Kessler, Kohler &<br />

(Kessler, Kohler & Tubach 1999, 3)<br />

Tubach 1999, 3)<br />

totekniikka- ja muut logistiset yhteydet toimijoiden kesken nousevat yhä tärkeämmiksi.<br />

(Lord 2003, 8–9.)<br />

Pellava- ja hampputekstiilituotteet joutuvat kilpailemaan yleisesti käytettyjen<br />

luonnonkuitujen, kuten puuvillan ja villan kanssa, joten runkokuitujen uudenlaisen<br />

käytön lisääminen tekstiiliteollisuudessa onnistuu ainoastaan tuotekehityksellä ja<br />

uusilla tuotesovelluksilla (Dam & al. 1994, 152). Lisäksi valmistettavien tuotteiden<br />

kysynnän ja tarjonnan on kohdattava, mikä edellyttää lopputuotteen hinnan määrittämistä<br />

kilpailukykyiseksi muihin samantyyppisiin verrattuna. (Pasila & al. 1999, 2.)<br />

Tuotannon jatkuvuuden takaamiseksi tasalaatuista raaka-ainetta on oltava saatavissa<br />

ympäri vuoden kilpailukykyiseen hintaan ja riippumatta tukipolitiikasta. Dam & al.<br />

(1994, 77) esittävät, että uudet käytettävät tekniikat eivät tuota yhtä hyvälaatuista<br />

raaka-ainetta kuin perinteiset runkokuitujen jalostusmenetelmät, mutta teollisuus<br />

haluaa mieluummin yhdenmukaista kuin korkeaa laatua. Tämä saattaa pitää paikkansa<br />

halpojen volyymituotteiden valmistuksessa. Sen sijaan kehitettäessä korkean<br />

jalostusasteen tai arvon omaavia erikoistuotteita globaaleille markkinoille lähtöraaka-aineen<br />

jatkuva korkea laatu on yksi tärkeimmistä kehityskohteista. Tällöin raakaaineominaisuudet<br />

on räätälöitävä käyttökohteen mukaan. (Pehkonen, Kymäläinen &<br />

Pasila 2000, 53.)<br />

Kuva 2. Pellavan ja hampun viljelyalat maailmassa 2001–2005 (FAOSTAT 2006)<br />

runkokuituja lyhytkuitumenetelmin<br />

33


34<br />

Hyvänä esimerkkinä raaka-aineen nykyaikaistamisesta on paperinarun käyttöönotto<br />

sisustustekstiilien raaka-aineena. Sotien aikana, erityisesti 1940-luvulla<br />

raaka-ainepulan takia paperinaru oli yksi tärkeä kankaiden materiaali. Tampellassa<br />

kudottiin damastitekniikalla muun muassa maamme eturivin tekstiilitaiteilijan Dora<br />

Jungin suunnittelemia tapettikangasmallistoja. (Priha, haastattelu 5.2.2007.) 1980luvulta<br />

lähtien paperinaru on kokenut uuden tulemisensa erityisesti tekstiilitaiteilija<br />

Ritva Puotilan Woodnotes Oy:lle suunnittelemien paperinarumattojen ansiosta.<br />

Aikaisemmasta poiketen, tuotteissa on laaja väriskaala ja etenkin käyttökohteet<br />

ovat laajentuneet tapeteista ja kenkien pintamateriaaleista mattoihin ja muihin sisustustuotteisiin.<br />

Paperinarun valmistus on säilynyt periaatteellisesti samanlaisena,<br />

mutta uutuutena on narujen laaja väriskaala ja aikaisemmasta poikkeavat sidokset.<br />

Woodnotes Oy on panostanut tuotekehitykseen ja tuotteistamiseen. Runkokuitujen<br />

uudenlaisten tuoteideoiden kehittämisessä ei riitä pelkkä muotoilu, vaan varsinaisen<br />

lisäarvon ja jalostusarvon tuottamiseksi tarvetta on myös perinteistä poikkeavalle<br />

teknologialle. Uusien jalostusmenetelmien kehittämisellä on pyrittävä kustannusten<br />

alentamisen lisäksi luomaan toiminnallisesti ja visuaalisesti aikaisemmasta poikkeavia<br />

tuoteratkaisuja, jossa lähtökohtana ovat runkokuitujen positiiviset raaka-aine-<br />

ominaisuudet, kuten hyvä imu- ja haihdutuskyky ja negatiivisten ominaisuuksien,<br />

esimerkiksi jäykkyyden ja rypistyvyyden vähentäminen verrattuna sekä perinteisiin<br />

runkokuitutekstiileihin että puuvillaan.<br />

Laatu, kustannustehokkuus ja ympäristömyötäisyys<br />

Keskeinen kilpailutekijä on jatkuva suuntautuminen tulevaisuuteen, mutta ennen<br />

kaikkea yhä tarkempi laadunhallinta suhteessa kustannuksiin. Ympäristöasiat ja laatujärjestelmät<br />

linkittyvät nykyisin toisiinsa yhä enemmän. Laatuketjuajattelulla pyritään<br />

tuotannossa systemaattiseen laadunohjaukseen läpi tuotteen jalostusketjun<br />

määrittämällä tiettyjä menettelytapoja ketjun eri vaiheissa. Keskeisenä tavoitteena<br />

on toiminnan jatkuva parantaminen ongelmien ennaltaehkäisemiseksi ja laatuohjauksen<br />

ulottaminen kaikkeen toimintaan. Laatuajattelussa tuotantoketjun ympäristöhaitat<br />

voidaan nähdä puutteina ja virheinä. Yritykset pystyvät vaikuttamaan omilla<br />

valinnoillaan muun muassa alihankkijoilleen asettamillaan vaatimuksilla. Muiden<br />

tuoteominaisuuksien rinnalla ympäristömyötäisyyden tulee olla yksi suunnitteluvaatimus.<br />

Kuitenkaan tuotteen ympäristöominaisuuksien parantaminen ei saa heikentää<br />

muita tuoteominaisuuksia. Haitallisten ympäristövaikutusten minimoiminen ja kustannustehokkuus<br />

eivät välttämättä kilpaile keskenään, vaan tuotesuunnitteluprosessiin<br />

integroituna ne voivat olla toisiaan tukevia. Kustannustehokkuutta voidaan lisätä<br />

1 ympäristömyötäisyys ja tuotekehitykseen suuntautunut<br />

runkokuitujen <strong>tutkimus</strong><br />

optimoimalla materiaalien energiankäyttöä, tehostamalla prosesseja ja vähentämällä<br />

jätteitä ja parantamalla energiatehokkuutta, mitkä samalla vähentävät ympäristön<br />

kuormitusta. (ISO/TR 14062:fi.; Komission tiedonanto neuvostolle ja Euroopan<br />

parlamentille 2003, 6.) Kustannustehokkuudella tässä yhteydessä tarkoitetaan toimintojen<br />

tehostamista sekä työvaiheiden vähentämistä, eikä varsinaisia kustannuslaskelmia<br />

tehdä.<br />

Teolliseen tuotantoon soveltuvan raaka-aineen tulee täyttää kaikissa prosessointivaiheissa<br />

sille asetetut vaatimukset. Koska pellava ja hamppu luonnon raaka-aineina<br />

ovat lähtökohtaisesti epähomogeenisia, laadulla ja sen määrittämisellä on keskeinen<br />

merkitys kuitujen soveltumisesta teolliseen tuotantoon. Jotta raaka-aineen tavoitelaatu<br />

täyttäisi mahdollisimman tarkoin lopputuotteen valmistajan ja käyttäjän tarpeet,<br />

on edellytyksenä ketjun kaikkien toimijoiden välillä yhtäläiset arviointikriteerit<br />

ja mittayksiköt (Kymäläinen 2003, 28). Kymäläinen (2003, 29–30) on tarkastellut<br />

raaka-aineen laatua ja käyttötarkoitusta kolmesta eri näkökulmasta: tarvelähtöinen,<br />

tuotantolähtöinen ja määrittelemätön laatu. Tarvelähtöinen laatu perustuu raaka-<br />

aineen vastaanottajan määrittämiin laatuominaisuusvaatimuksiin, jolla pyritään takaamaan<br />

raaka-aineen soveltuvuus tuotteen toimivuuteen. Tuotantolähtöisessä näkökulmassa<br />

raaka-aineen tuottaja pyrkii jalostamaan erilaisia ja erilaatuisia fraktioita<br />

ja tuoton maksimoimiseksi määrittämään niille eri hinnat ja kohdennetut käyttökohteet.<br />

Kymäläisen (2003, 30) mukaan ihanteellisinta olisi, että sekä tarve- että tuotantolähtöisyys<br />

kohtaisivat, jolloin raaka-aineen vastaanottaja saisi oikeanlaatuista<br />

raaka-ainetta ja tuottaja tuottamansa raaka-aineen kohdennettua mahdollisimman<br />

tarkoin oikeisiin kohteisiin. Tämän toteutuminen edellyttää kuitenkin tuotannon<br />

kannattavuutta, jolloin sekä asiakkaan että tuottajan tarpeet kohtaavat kilpailukykyisesti.<br />

Määrittelemätön raaka-aineen laatu voi olla joko tuotanto- tai tarvelähtöistä,<br />

jossa se ohjataan olemassa olevaan käyttötarkoitukseen tai tuotesovellukset ovat vasta<br />

varhaisessa kehitysvaiheessa.<br />

arvot<br />

Tulevaisuuteen suuntautuvassa tutkimuksessa merkittävänä tekijänä ovat myös tutkijan<br />

arvot, jotka motivoivat toimintaa ja määrittävät haluttavaa tulevaisuutta. Arvot<br />

ovat harvoin yhteismitallisia, vaan ne esiintyvät eri arvojärjestelmien osina suhteessa<br />

eri elämismaailmoihin. Relativismissa arvoja pidetään perimmältään konstruoitujen<br />

todellisuuksien, elämismaailmojen subjektiivisina tunteenilmaisuina, jotka eivät ole<br />

runkokuituja lyhytkuitumenetelmin<br />

35


36<br />

objektiivisesti arvioitavissa tai systemaattisesti vertailtavissa. Sen sijaan tulevaisuudentutkimuksessa<br />

käytetyssä Bellin ja Leen mallissa arvot kytkeytyvät todellisuuteen<br />

ja ovat osittain objektiivisia, joten niitä voidaan tarkastella systemaattisesti ja<br />

kriittisesti. Jotta arvoväitteitä voidaan käyttää, on ne osoitettava objektiivisesti varteenotettaviksi,<br />

viittauksellisesti ja kausaalisesti asiaankuuluviksi, kausaalisesti riippumattomiksi<br />

ja empiirisesti testattaviksi. (Kamppinen, Malaska & Kuusi 2002, 38,<br />

41–42, 45–48.)<br />

Tämän tutkimuksen taustalla vaikuttaa ympäristömyötäinen arvomaailma, jolla<br />

tarkoitetaan ympäristönäkökohdat huomioonottavaa toimintaa. Ympäristökysymykset<br />

nähdään kokonaisvaltaisena ajatusmallina, ei vain ympäristövaikutuksina luonnon<br />

ekosysteemeihin. Ympäristö ei ole pysyvä olotila, objekti, vaan jatkuvassa muutostilassa<br />

niin ajasta kuin tarkastelunäkökulmasta johtuen. Ympäristö laajempana käsitteenä<br />

sisältää tässä yhteydessä ihmisten elinpiirin, joka kattaa niin luonnon- kuin<br />

kulttuuriympäristönkin. Ihmisen tulee huomioida itsensä osana ympäristöään jatkumossa,<br />

jossa luonnon järjestelmillä on merkittävä osa, ei vain luontoa hyödyntävänä<br />

yksilönä. Vastuu ympäristön hyvinvoinnista on kaikilla ja erityisesti tuotesuunnittelijan<br />

tulee toimillaan vähentää ympäristön jatkuvaa kantokyvyn ylittymistä.<br />

Ympäristömyötäinen arvomaailma on yläkäsitteenä kestävän kehityksen periaatteelle,<br />

jossa taloudellinen sekä sosiaalinen ja kulttuurinen kestävyys ovat Suojasen<br />

mallin (2001, 11, 19) mukaisesti alisteisia ekologiselle kestävyydelle. Tavoitetilana on<br />

ekologinen kestävyys, mikä tarkoittaa luonnon tasapainon säilyttämistä turvaamalla<br />

sen monimuotoisuus ja samalla edistää kestävän kehityksen kaikkien osa-alueiden<br />

toteutumista. Ympäristönäkökohtien ja muotoilun integroimisella kokonaisajatteluun<br />

pyritään materiaalisen kasvun sijaan kehittämään ratkaisuja, joissa ekstensiivisen<br />

kasvun sijaan painotus on intensiivisessä kasvussa. Siinä kasvu perustuu tehokkuusajatteluun,<br />

jossa ekotehokkuutta parannetaan lisäämättä työvoiman tai materiaalien<br />

käyttöä. (Hietanen & al. 2003, 414.) Tuotekehitykseen suuntautuneessa muotoilututkimuksessa<br />

eri arvoalueiden liittämiseksi yhteen tarvitaan niin luonnon- kuin<br />

kulttuuritieteellistäkin tietoa havaintojen jäsentäjänä ja kontekstina. Ympäristöarvot<br />

ohjaavat kokonaistarkastelua ja nivoutuvat kokonaisuuteen: eettisinä kysymyksinä<br />

ympäristövaikutukset, pragmaattisuutena ja funktionaalisuutena käyttökelpoisuus,<br />

toimivuus ja tehokkuus sekä talouteen liittyvänä kestävyys ja materiaalitehokkuus.<br />

Tuotteistamisessa myös esteettiset ominaisuudet tulee nähdä yhtenä laatuominaisuutena.<br />

(Sepänmaa 1991, 64.) Arvojen synteesistä muodostuu periaatepäätökset halutusta<br />

tulevaisuudesta, mikä ohjaa tehtäviä valintoja ja määrittää tutkijan roolia.<br />

1 ympäristömyötäisyys ja tuotekehitykseen suuntautunut<br />

runkokuitujen <strong>tutkimus</strong><br />

2 runKoKuidut hamppu<br />

Ja peLLava<br />

Runkokuidut hamppu ja pellava ovat maapallon vanhimpia kuitukasveja. Välimeren<br />

alueella tehtyjen arkeologisten hautalöydösten perusteella pellavasta on kudottu kankaita<br />

jo noin 7000 vuotta sitten. Nykyisin viljeltävän pellavan Linum usitatissimumin<br />

viljely alkoi Lähi-idässä, nykyisin Irakin alueella jo 5000 eaa. Erityisesti Egyptissä<br />

pellavaa käytettiin yleisesti vaatetuksessa ja purjeissa 400-luvulta eaa. lähtien. Tuolloin<br />

pellavan viljely oli jo levinnyt ympäri maailmaa Eurooppaan, Pohjois-Afrikkaan ja<br />

Aasiaan. (Salmon-Minotte & Franck 2005, 94; Wilson 1979; 11, Barber 1990, 12.)<br />

Hamppu on todennäköisesti kotoisin alun perin Keski-Aasiasta ja kasvitieteilijät<br />

uskovat hampun levinneen Eurooppaan, Tiibetiin ja Kiinaan jo nuoremmalla kivikaudella.<br />

Kiinasta löydettyjen hamppukankaista tehtyjen vaatteiden arvioidaan<br />

olevan noin 6000 vuoden ikäisiä. Hamppua käytettiin yleisesti 1000–1500 vuotta<br />

eaa. Kiinassa ja Intiassa. Euroopassa hampun viljely on lähtöisin 400-luvulta eaa.<br />

Välimeren alueen pohjoispuolilta, pääasiassa Kreikasta (Barber 1991, 16–17; Haudek<br />

& Viti 1978, 141).<br />

Suomessa varhaisimmat tekstiililöydöt ajoittuvat nuoremmalle rautakaudelle.<br />

Pellavan ja hampun viljelyn kukoistuskausi ajoittuu 1700-luvun alkupuolelle, jolloin<br />

valtio pyrki edistämään viljelyä erilaisin tukimuodoin ja tuontikielloin. 1700luvun<br />

lopulla alkoi kuitukasvien viljelyn taantuma, jolloin Suomessa turvauduttiin<br />

suurtuottajamaiden halvempaan ja tasalaatuisempaan raaka-aineeseen sekä puuvillaan.<br />

Sotien aikana pellavan ja hampun viljely elpyi uudestaan ja pellavan viljelyala<br />

kohosi yli 10 000 hehtaariin, 1950-luvulla se väheni 1000 hehtaariin ja 1970-luvun<br />

alussa tilastoitiin enää runsaan yhden hehtaarin viljelyala (Luostarinen 1998,<br />

11). Todennäköisesti viljelyä oli enemmänkin, mutta ainoastaan kotitarvekäyttöön.<br />

Aina 1950-luvulle asti runkokuiduilla oli merkittävä osuus paikallisesti tuotettavina<br />

kuituina, mutta tekokuitujen keksiminen 1950-luvulla romahdutti kotimaisten<br />

kuitukasvien teollisen hyödyntämisen lopulta kokonaan. Nykyisin tärkeimmät pitkän<br />

pellavakuidun tuotantoalueet ovat Euroopassa Pohjois-Ranskassa, Belgiassa ja<br />

Alankomaissa, joissa tuotetaan pääasiassa hienoja aivinakuituja sekä entisissä Itä-<br />

Euroopan maissa Valko-Venäjällä ja Venäjällä sekä Kiinassa ja Egyptissä (Salmon-<br />

Minotte & Franck 2005, 95).<br />

Pellavan ja hampun käyttö on perustunut vuosituhansien takaiseen löydökseen:<br />

runkokuituja lyhytkuitumenetelmin<br />

37


Taloudellinen arvo<br />

38<br />

Taloudellinen arvo<br />

hienoimmat langat<br />

kasvin varressa kehittyviin muotituotteet erityisen lujiin kuitukimppuihin. hienot langat Raaka-aine soveltui laaja-alaisesti<br />

eri käyttökohteisiin niin käyttötekstiilien kodin tekstiilit kuin teknistenkin tekstiilien<br />

vaatetus<br />

raaka-aineeksi. Erityisesti kosteutta hyvin kestävänä runkokuidut karkeat olivat edistämässä<br />

langat<br />

suodattimet<br />

kauppamerenkulun syntyä, sillä vasta pellavasta kudotut purjeet ja<br />

matot<br />

high-tech -<br />

hampusta punotut<br />

köydet mahdollistivat komposiitit valtameripurjehdukset. (Fröier 1960, 12, 84; Haudek & Viti<br />

pakkausmateriaalit<br />

1978, 122–123, 141.)<br />

autojen sisäosat<br />

taimiruukut<br />

geotekstiilit<br />

paperi<br />

peLLavan JaTekniset hampun sovellukset Tekstiilituotteet viLJeLyaLoJen Kehitys<br />

Kuva 2. Pellavan ja hampun viljelyalat maailmassa 2001–2005 (FAOSTAT 2006)<br />

Kuva 2. Pellavan ja hampun viljelyalat maailmassa<br />

2001–2005 (FAOSTAT 2006)<br />

2 runkokuidut hamppu ja pellava<br />

Tekstiilituotteet<br />

Eri runkokuitutuotteiden taloudellisen arvon suhde massatuotantokapasiteettiin (Kessler, Kohler &<br />

1999, 3)<br />

Verrattaessa pellavan ja hampun viljelyalojen Massatuotantokapasiteetti<br />

kehitystä maailmassa vuosina<br />

hienoimmat langat<br />

muotituotteet 2001–2005 (kuva hienot 2), voidaan langat todeta hampun osuuden olevan varsin marginaalinen.<br />

Kuva 1. Eri runkokuitutuotteiden kodin tekstiilit taloudellisen arvon suhde massatuotantokapasiteettiin (Kessler, Kohler &<br />

Esimerkiksi vuonna 2005 kuituhamppua viljeltiin noin 52 000 hehtaarilla, josta kuitusaanto<br />

Tubach 1999,<br />

oli noin<br />

3)<br />

vaatetus<br />

70 000 kg. Samana karkeat vuonna langat hampun siementä tuotettiin 1,9 mil-<br />

suodattimet<br />

matot<br />

high-tech joonaa - tonnia. Kuitupellavan tuotantoalat ovat maailmanlaajuisesti pysyneet varsin<br />

komposiitit<br />

pakkausmateriaalit<br />

autojen sisäosat<br />

taimiruukut<br />

geotekstiilit<br />

paperi<br />

Tekniset sovellukset<br />

Massatuotantokapasiteetti<br />

vakaina tarkastelussa olevan viiden vuoden jaksolta ollen noin 500 000 ha ja tuotto<br />

lähes 900 000 tonnia kuitua vuosittain. Öljypellavan tuotantoalat ovat vaihdelleet<br />

vuoden 2001 2,6 miljoonasta hehtaarista vuoden 2005 3,1 miljoonan hehtaarin<br />

välillä. Öljypellavan päätuotteena saatavan siemenen tuotanto vuonna 2005 oli yli<br />

142 000 tonnia. (FAOSTAT 2006.) Potentiaalista kuituraaka-ainetta öljypellavan<br />

sivutuotteena syntyi karkeasti arvioiden yli 550 miljoonaa tonnia, joka jäi lähes kokonaan<br />

hyödyntämättä 20 .<br />

Suomessa kuitupellavan ja -hampun viljelyalojen muutokset ovat olleet suuria<br />

vuosina 1996–2005 (kuva 3). Suuret vaihtelut vuoteen 2000 asti johtuivat EU:n<br />

tukijärjestelmästä, jolloin tuki perustui viljeltyyn pinta-alaan. Tästä aiheutui keinottelumielessä<br />

harjoitettua viljelyä. Vuonna 2001 tukijärjestelmä muuttui, jolloin<br />

tuki perustui satomäärään ja lisävaatimukseen kuidun erottamiseen päistäreestä.<br />

Kuitenkaan tuen saanti ei edellyttänyt velvoitetta varsinaisesta jatkojalostuksesta<br />

teollisuuden raaka-aineeksi. Vuodesta 2001 lähtien kuitupellavan ja hampun viljely<br />

on vähentynyt vuosittain. Molempia viljeltiin vuonna 2005 noin 60 hehtaarin alueella<br />

ja nekin alat olivat jakautuneet useammalle viljelijälle. Vuonna 2006 kuitupellava<br />

ja -hamppu sekä öljypellava ja -hamppu liitettiin peltokasvien tuotantosidonnaiseen<br />

suoraan tukijärjestelmään (Hakuopas 2007). Nykytasolla kuitupellavan ja hampun<br />

viljelyllä Suomessa ei ole todellista merkitystä mahdollisina teollisuuden raaka-<br />

aineina. Sen sijaan öljypellavan kysyntä tullee kasvamaan muun muassa funktionaalisten<br />

elintarvikkeiden raaka-aineina (Kortesmaa & al. 2005, 11; Oilseed Flax<br />

Straw Management 2004, 1). Suomessa vuonna 2005 öljypellavan viljelyä tilastoitiin<br />

1 782 ha, josta potentiaalisella 10 % kuitusaannolla saataisiin yli 500 000 kg kuitua.<br />

Suomessa on useita öljypellavan siemeniä jalostavia yrityksiä, esimerkiksi Elixi Oil Oy<br />

ja Oy Linseed Protein Finland Ltd, jotka molemmat ovat panostaneet tuotekehitykseen<br />

ja tutkimukseen öljypellavan siementen eri ainesosien käytöstä funktionaalisissa<br />

elintarvikkeissa. Linseedin tuotteet ja valmistusteknologia on kehitelty koetehtaalla,<br />

ja varsinainen tuotanto alkoi vuoden 2007 lopussa Kauhavalle valmistuvassa tuotantotilassa.<br />

Pellavan siemenet yritys hankkii sopimusviljelijöiltä ja tarkoitus on kasvattaa<br />

viljelyalaa lähivuosina 1 200 hehtaariin. (Palm 2007, B9.)<br />

20 Arviossa on käytetty 1 800 kg keskimääräistä korsisatoa/ha ja 10 % kuitupitoisuutta.<br />

runkokuituja lyhytkuitumenetelmin<br />

3


40<br />

Kuva 3. Vuosiluvut suoraan!<br />

Pinta-ala [ha]<br />

2 500<br />

2 000<br />

1 500<br />

1 000<br />

500<br />

0<br />

1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005<br />

Kuva 3. Pellavan ja hampun viljelyalat<br />

Suomessa 1996–2005 (TIKE 2006)<br />

Kuva 4. A:<br />

EI: pintakerros l. cuticula, päällyskerros<br />

l. epidermis ja<br />

hamppu- Ja peLLavaKasvit<br />

cortex<br />

Hamppu (Cannabis sativa L.) ja pellava (Linum usitatissimum) ovat yksivuotisia run-<br />

VAAN ko- eli niinikuitukasveja, rivitys: kuten myös juti, gensitra, rami, sunn ja nokkonen. Muista<br />

runkokuiduista poiketen kuitupellava, hamppu ja nokkonen kasvavat myös Suomessa<br />

hampun viljelyalat pintakerros aina Suomessa 63–64 leveyspiirille 1996–2005 l. cuticula (TIKE asti suhteellisen 2006) vaatimattomissa olosuhteissa, sen sijaan öljypellava<br />

menestyy vain Suomen eteläosissa. Euroopassa on pitkät perinteet kui-<br />

päällyskerros tulajikkeiden viljelystä l. epidermis ja jatkojalostuksesta. Sen sijaan muualla, lämpimämmillä<br />

ilmastovyöhykkeillä on viljelty ensisijaisesti öljylajikkeita. (Klemola & al. 2005, 6;<br />

ja cortex Luostarinen 1998, 10; Vaarna 1965, 141.)<br />

Pellavaa ja hamppua viljellään eri käyttötarkoituksiin. Pellavasta on jalostettu<br />

erikseen siementen tuotantoon soveltuva öljypellava, saman kasvin muunnoksena<br />

sekä kuitua että öljyä tuottava kombipellava (dual-purpose flax) sekä kuitupellava.<br />

Kuva 11. Kuvateksti lähemmäs kuvaa!<br />

Öljypellava on voimakkaasti haaroittuva, jonka kylvösiemenen tarve on 60–80 kg/ha<br />

ja kokonaispituus 40–80 cm. Kuitupellavan viljelyssä tavoitteena on haarautumattomat,<br />

tiheät kasvustot, joiden kylvössä siementen tarve on 130–150 kg/ha ja kasvien<br />

kokonaispituus 60–150 cm. Kombipellavan kokonaispituus on 100–105 cm.<br />

Kuva 18: x-akselilla Finola/luomu -<br />

03 ja<br />

Finola/luomu -<br />

2 runkokuidut hamppu ja pellava<br />

hampun korren ja kuitukimpun rakenteen periaate: A. korren poikkileikkaus; B. kuitukimpun<br />

04<br />

Kuitupellava<br />

Öljypellava<br />

Hamppu<br />

Muu hamppu<br />

Kuitupitoisuudet korsimassasta ovat öljypellavalla n. 15–20 % ja kuitulajikkeilla<br />

n. 22–30 %. (Haudek & Viti 1978, 125; Klemola 1991, 2; Sankari 2000b, 60.)<br />

Suomessa kuitupellavan kokonaisvarsisato on 4000–6000 kg/ha, josta siementen ja<br />

akanoiden osuus on noin 25 % ( Järvenpää 2000, 15, 17). Öljypellavalla siementen<br />

tuotto hehtaarilta on 1500–2000 kg ja korsien noin 1800 kg (Pasila & al. 1998, 14).<br />

Hamppua on viljelty saman kasvin eri muunnelmina joko kuitu-, öljy- tai lääkekasvina.<br />

Hampun luokitteluperiaatteet vaihtelevat eri lähteissä muun muassa alkuperän<br />

tai kasvisuvun mukaan, mutta yleisesti on hyväksytty öljy- ja kuituhampun<br />

(industrial hemp) kuuluminen Cannabis Sativa -sukuun (Sankari 2000b, 9). Hampun<br />

viljelyn ja tuotteistamisen kielteisyyteen on vaikuttanut joidenkin lajikkeiden lehtien<br />

ja kukkien sisältämä psykoaktiivinen huumaava aine delta-9-tetra-hydrokannabinoli<br />

(THC). Hampun viljelyn lisäämisen eräänä esteenä onkin riittävän luotettavien ja<br />

yksinkertaisten THC-pitoisuuden testausmenetelmien puute, sillä kasveja ei voi tunnistaa<br />

ulkonäön perusteella (Holmes 2005, 69; Struik & al. 2000, 108). EU:n alueella<br />

viljeltävien teollisten öljy- ja kuitulajikkeiden THC-pitoisuuden ylärajaksi on<br />

määritelty 0,2 % (EYVL 2000, 14), jolloin ne eivät sovellu huumausaineeksi eivätkä<br />

lääketeollisuuden raaka-aineeksi.<br />

Hamppu on lyhyen päivän kasvi, jonka kukinta perustuu päivän pituuden lyhenemiseen.<br />

Suomessa kasvukauden pitkä valoisuus lisää kasvin kuitupitoisuutta, mutta<br />

haittaa kukkimista ja siten estää siementen kehittymisen 60º leveyspiiriä pohjoisempana.<br />

Siementuotannon sijaan kasvi jatkaa kasvuaan pakkasista huolimatta yleisemmillä<br />

EU:n hyväksymillä kuituhamppulajikkeilla. Kuituhampun korsisato Suomessa<br />

on n. 6000 kg kuiva-ainetta hehtaarilta, josta kuitujen osuus on n. 20 %, mikä on<br />

selvästi Keski-Euroopan satoja alhaisempi. (Sankari 2000b, 29, 53, 60–61.) Finolalajike<br />

21 (ent. FIN-314) on Suomessa kehitetty aikaisin kukkiva kaksikotinen lajike,<br />

josta saadaan keskimäärin 1700 kg/ha siementä 60º leveyspiirin pohjoispuolella. Se<br />

kasvaa noin 150 cm:n pituiseksi ja sen kuitupitoisuus on noin 15 %. Finolan kuidut<br />

ovat pääasiassa primäärikuituja, minkä takia kuituaines on kokonaisuudessaan muihin<br />

hamppulajikkeisiin verrattuna pehmeämpää (Callaway 2002, 107–109).<br />

Hampusta saatava kuituaines on lähtökohdiltaan pellavaan verrattuna epähomogeenisempi.<br />

Hamppu on luontaisesti kaksikotinen, jolloin eri aikaan tuleentuvat<br />

hede- ja emikukinnot ovat eri kasveissa. Nykyisin EU:n alueella viljellään pääsääntöisesti<br />

siementen tuottajien keinotekoisesti aikaan saamia yksikotisia lajikkeita. Näissä<br />

21 Finola-lajike on hyväksytty ensimmäisen kerran EU-tukiin oikeuttaviin kuiduntuotantoon sallittuihin<br />

hamppulajikkeisiin markkinointivuonna keväällä 2004/2005 (EUVL 2004, 56).<br />

runkokuituja lyhytkuitumenetelmin<br />

41


42<br />

hede- ja emikukinnot ovat samassa kasvissa, jolloin tuleentuminen on tasaisempaa<br />

(Struik & al. 2000, 108; Sankari 2000b, 12). Kaksikotisissa kasvustoissa kuitusaannot<br />

ovat olleet suurempia, mutta hede- ja emikasvien eriaikainen tuleentuminen aiheuttaa<br />

jo korjuuvaiheessa suurta kuituominaisuuksien laatuvaihtelua hedekasvien<br />

kestäessä heikommin prosessointia. Suuret hehtaarisadot lisäävät laadun vaihteluita,<br />

kuitulujuuksien heikentymistä ja kuituhienouden alenemista (Sponner & al. 2005,<br />

180). Lajikekohtaisten erojen lisäksi myös saman sukuisten kasvien välillä on suuria<br />

vaihteluita, sillä suurimmat kasvit tukahduttavat tai hidastavat pienempien kasvua<br />

lisäten näin laadunvaihtelua samalla viljelmällä (Struik & al. 2000, 108). Toisaalta<br />

Suomessa kaksikotisilla lajikkeilla on saatu parempia kuitusaantoja ja kuitujen laatuominaisuuksia<br />

yksikotisiin verrattuna, koska kasvukauden valoisuus hidastaa sekä<br />

hede- että emikasvien kypsymistä (Sankari 2000b, 12). Ongelmana on EU:n säädösten<br />

määräämä kasvuston korjuuajankohta, joka voidaan tehdä Maa- ja metsätalousministeriön<br />

luvalla vasta, kun koko maan kasvustoista on tehty THC-pitoisuuden<br />

tarkastukset. THC-tarkastukset aloitetaan 20 vuorokautta emikasvien kukinnan<br />

alkamisesta, milloin hedekasvit alkavat jo tuleentua (EUVL 2004, 53). Tämä estää<br />

korjuun silloin, kun kuitulaatu olisi optimaalinen ja kasvuston korjuu siirtyy myöhäiseen<br />

syksyyn. Tällöin ilman kosteuspitoisuus on korkeimmillaan, mikä vaikeuttaa<br />

korjuuta (Sankari 2000b, 53).<br />

runKoKuituJen tutKimus<br />

Teollistumisen aikakaudella juuri tekstiiliteollisuus oli edelläkävijänä tekniikan ja<br />

tutkimuksen kehittämisessä. Tutkimusta on tehty pääasiallisesti tiedekorkeakoulujen<br />

ja <strong>tutkimus</strong>laitosten tekstiilitekniikkaan erikoistuneilla osastoilla kiinteässä yhteistyössä<br />

tekstiiliteollisuuden kanssa. (Gale & Kaur 2002, 167–169.) Tutkimuksen<br />

päätehtävänä oli palvella kehittyvän teollisuuden tarpeita, mikä ohjasi tutkimuksen<br />

suuntaa. Myös runkokuitujen <strong>tutkimus</strong> liittyi kiinteästi teollisuuden tarpeisiin.<br />

Runkokuitujen tuotannolla on ollut laajasti paikallista merkitystä eri puolilla<br />

maailmaa, koska runkokuituja on viljelty ja viljellään yhä kaikissa maanosissa.<br />

Merkityksellistä on, että niin viljely kuin jalostusmenetelmät ovat yhä kaikkialla varsin<br />

yhdenmukaisia. Tutkimuskohteina ovat olleet raaka-aineen fysikaaliset ja kemialliset<br />

ominaisuudet sekä langan ja kankaan valmistuksen tuotantotavat. Keskeinen<br />

<strong>tutkimus</strong>ongelma on ollut tutkia ja kehittää yksittäisiä työvaiheita pitkän kuidun jalostamiseksi<br />

langaksi vaatetus-, sisustus- ja teknisiin tekstiileihin. Nykyään euroop-<br />

2 runkokuidut hamppu ja pellava<br />

palainen tekstiilikuitujen <strong>tutkimus</strong> on painottunut kuituteknologian erityissovelluksiin,<br />

esimerkiksi plasma- ja entsyymiteknologiaan, älykkäisiin ja funktionaalisiin<br />

materiaaleihin. Kuitenkin jatkuva maailman väestön lisääntyminen ja sitä seuraava<br />

kulutuksen kasvu asettavat haasteita myös perustekstiilien raaka-aineiden kehittämiseen<br />

ympäristöasiat huomioiden.<br />

Runkokuitujen <strong>tutkimus</strong>menetelmät ja jalostustavat ovat vakiintuneet vuosituhansien<br />

aikana, mikä heijastuu myös pitkällä aikavälillä julkaistuissa runkokuituja<br />

käsittelevässä kirjallisuudessa. Yhä ajankohtaisena perusteoksena voidaan pitää vuodesta<br />

1904 lähtien julkaistua yhdysvaltalaista Mauersbergerin toimittamaa käsikirjaa<br />

Matthews’ Textile Fibres 22 , jossa on käsitelty varsin yksilöidysti sekä hampun<br />

että pellavan kasvimorfologia, viljely, liotus eri muodoissaan, tuotantotilastot, mikroskooppikuvat,<br />

fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet sekä jalostus ja käyttökohteet.<br />

Tekstiilialan oppikirjat ja käsikirjat käsittelivät runkokuituja laajasti ja yksityiskohtaisesti<br />

aina 1950-luvulle saakka, kunnes tekokuitujen ja puuvillan merkittävyys<br />

kasvoi sekä tekstiilien <strong>tutkimus</strong>- että käyttökohteena. Pääsääntöisesti pellavakuitua<br />

on käsitelty laajasti vielä nykyäänkin, koska muoti tuo sen aika ajoin suosituksi. Sen<br />

sijaan hampun käyttö tekstiilikuituna nähdään marginaalisena. Hamppuun liittyvät<br />

negatiiviset assosiaatiot johtuvat sen käytöstä huumaustarkoituksiin (Hofer 1985,<br />

65). Tekstiilikäytäntöjen muuttumattomuutta viljelystä kehruuseen kuvastaa parhaiten<br />

kuitu- ja tekstiilikäsikirjojen tapa käsitellä runkokuituja ja niiden jalostusta. Erot<br />

pellavan käsittelystä ja kehruusta ovat varsin vähäiset tarkasteltaessa Mauersbergin<br />

toimittamaa käsikirjaa (1947) sekä Franckin (2005) toimittama Bast and Other Plant<br />

Fibres ja Lordin (2003) Handbook of Yarn Production. Nykyisin käytössä olevat pellavan<br />

ja hampun kehruumenetelmät perustuvat pääasiassa 1800-luvulla kehitettyihin<br />

käsiteollisiin menetelmiin.<br />

1980-luvulta lähtien on etsitty korvaavia raaka-aineita muun muassa lujitekuiduiksi<br />

komposiitteihin, jolloin runkokuidut ovat nousseet uudelleen <strong>tutkimus</strong>kohteiksi.<br />

Samalla perinteisten tekstiilialan tieteellisten sarjajulkaisujen, kuten Textile<br />

Progress ja Textile Research Journal rinnalle ovat yhä enemmän nousseet luonnontieteelliset<br />

artikkelijulkaisut, kuten Journal of Polymers and the Environment, Biosystems<br />

Engineering, Industrial Crops and Products, Composites Science and Technology ja<br />

Bioresource Technology. Uusimmissa tieteellisissä artikkeleissa on yhä yksityiskohtaisempaa<br />

tietoa mittausmenetelmien kehittyessä, mutta jalostus tekstiilikuiduksi pe-<br />

22 Mauersbergerin toimittamaa käsikirjaa Matthews’ Textile Fibres on julkaistu vuodesta 1904 lähtien. Tässä<br />

tutkimuksessa on käytetty vuoden 1947 uudistettua 5. painosta.<br />

runkokuituja lyhytkuitumenetelmin<br />

43


44<br />

rustuu pääasiassa yksittäisten jalostusvaiheiden tutkimukseen. Yhtenä keskeisenä<br />

<strong>tutkimus</strong>alueena on eri liotusmenetelmien kehittäminen ja niiden vaikutus kuituominaisuuksiin.<br />

(Hann 2005, 36–37.) Kokonaisuutta laajimmin ja varsin kattavasti<br />

on käsitelty vuonna 1994 julkaistussa Euroopan komission raportissa (EUR 1601)<br />

Industrial Fibre Crops,- Increased Application of Domestically Produced Plant Fibres<br />

in Textiles, Pulp and Paper Production, and Composite Materials (Dam & al. 1994).<br />

Julkaisu on laaja yleiskatsaus eri käyttösovelluksien mahdollisuuksista, markkinoista<br />

ja <strong>tutkimus</strong>tarpeesta sekä jalostuksen ongelmista. Kartoitus on yhä ajankohtainen,<br />

tosin monilta osin tulevaisuuden näkymät ovat EU:n alueella heikentyneet muun<br />

muassa korkeiden työvoimakustannusten takia. Hann (2005) on tarkastellut viimeisten<br />

viidenkymmenen vuoden ajan kuitupellavasta tehtyä <strong>tutkimus</strong>ta ja kehitystyötä.<br />

Julkaisussa käsitellään pellavan perus<strong>tutkimus</strong>ta, alkutuotantoa, liotusta, jalostusta,<br />

kehruuta, värjäystä, kudontaa sekä viimeistyskäsittelyjä. Tutkimuksen lisääntymistä<br />

kuvaa myös se, että väitöskirjan tekemisen aikana vuodesta 2001 lähtien runkokuituihin<br />

liittyvien tieteellisten julkaisujen määrä on moninkertaistunut. Huomionarvoista<br />

on kuitenkin, että <strong>tutkimus</strong> on pääsääntöisesti luonnontieteellistä. Se nojautuu pitkälti<br />

Kuhnin määrittelemään normaalitutkimuksen piiriin, jossa on vakiintuneet,<br />

koulutuksen ehdollistamat teoriat, menetelmät ja standardit.<br />

Pellavan ja hampun <strong>tutkimus</strong>ta ja tuotekehitystä on tehty myös useissa kansallisissa<br />

ja kansainvälisissä verkostohankkeissa. IENICA-projekti (Interactive European<br />

Network for Industrial Crops and their Applications) on Euroopan komission <strong>tutkimus</strong>johdon<br />

rahoituksella vuosina 1997–2004 toteutettu verkostoitumisprojekti, joka<br />

pyrki yhdistämään kasviperäisten, uusiutuvien materiaalien parissa työskenteleviä<br />

eurooppalaisia itsenäisiä <strong>tutkimus</strong>organisaatioita, yrityksiä ja hankkeita. Verkoston<br />

keskeinen tavoite oli kehittää tuotantoketjun kaikkien toimijoiden välistä yhteistyötä<br />

lisätä non food -kasvien markkinaorientoitumista, teknologian siirtoa sekä kehittää<br />

kestäviä ja taloudellisesti kannattavia tuotteita. (Holmes 2005, 7.) IENICA on järjestänyt<br />

useita teollisuuspainotteisia seminaareja sekä julkaissut laajat kokonaisraportit<br />

vuosina 2000 ja 2005. Keskeinen tiedotuskanava on ollut projektin oma internetsivusto<br />

(http://www.ienica.net), jossa on vapaasti hyödynnettävissä seminaariesitelmät<br />

ja raportit sekä erikseen toimitetut erikoisraportit, kuten esimerkiksi Study On<br />

Markets and Prices for natural Fibres (2000) ja Fibre Facts - A Framework for buyers and<br />

sellers of flax and hemp fibres within the EU (Karus, Kaup & Lohmayer 2004).<br />

Suomessa on runkokuituja ansiokkaasti tutkittu muun muassa Helsingin yliopiston<br />

Agroteknologian laitoksella, jossa eräänä keskeisenä <strong>tutkimus</strong>kohteena on ollut<br />

eri korjuu- ja jakeistusmenetelmien vaikutus kuidun loppukäyttöön. Laitoksella on<br />

2 runkokuidut hamppu ja pellava<br />

tehty useita runkokuituihin liittyviä opinnäytteitä, esimerkiksi väitöskirjat öljypellavan<br />

ja kuituhampun laadusta (Kymäläinen 2004; Nykter 2006) sekä kevätkorjuuseen<br />

perustuvasta Dry-line -menetelmästä (Pasila 2004). Agroteknologian laitos on ollut<br />

myös yhtenä koordinaattorina Helsingin yliopiston Länsi-Uudenmaan Koulutus-<br />

ja kehittämiskeskus Palmenian ja JAKKin 23 ohella Suomessa vuosina 2002–2005<br />

toteutuneessa kansallisessa Agrokuituverkosto-hankkeessa. Agrokuituverkoston tavoitteena<br />

oli luoda laaja ja monipuolinen tutkijoiden, viljelijöiden ja jatkojalostajien<br />

yhteistyöfoorumi, joka verkostomaisella toiminnalla kehittää ja testaa uusia tuotteita<br />

ja toimintatapoja palvellen koko alan toimijoita. (Kortesmaa & al. 2005, 14–15.)<br />

Verkoston keskeisinä toimintatapoina olivat viljelijöiden koulutustapahtumat, seminaarit<br />

ja osahankkeet. Aiheina olivat muun muassa öljypellavan siemenet ja sen<br />

laatuun ja viljelyyn liittyvät kysymykset sekä luonnonkuitulujitteiset muovikomposiitit<br />

eri tuotesovelluksissa. Kuituihin liittyviä osahankkeita toteutettiin useita käsitellen<br />

esimerkiksi kuidun laatua, neulaamalla valmistettujen pellava- ja hamppuhuopien<br />

käyttöä taimikauluksina ja kasvualustoina sekä kirjoittajan oma käytännön<br />

pilot-hanke: Keväällä korjatun kuituhampun ja -pellavan jalostus tekstiilikuiduksi.<br />

(Kortesmaa & al. 2005, 25–39.)<br />

raKenne<br />

Kuitukimput<br />

Runkokuidut saadaan kuitukasvien varresta, jossa ne toimivat tukirakenteena kasvin<br />

kuorikerroksen alla. Pellavan ja hampun poikkileikkaukset ovat rakenteeltaan<br />

samankaltaiset, mutta hampun varren poikkileikkauksen halkaisija on selvästi kookkaampi,<br />

keskimäärin 4–10 mm kasvin korkeuden ollessa 1,5–2,5 m ja 20–25 mm yli<br />

3 m:llä kasveilla, kun pellavan halkaisija on 1–3 mm (Salmon-Minotte & Franck<br />

2005, 97; Sponner & al. 2005, 179). Kasvien varren pintaa suojaa kuivumiselta vahapintainen<br />

pintakerros, cuticula (kuva 4A.) Sen alla on yhden solun paksuinen<br />

pintakerros, epidermis, jonka avulla kasvi hengittää ja säätelee veden haihtumista.<br />

Klorofyllipitoinen solukerros, cortex on epidermiksen alla oleva väriaineita ja pektiinejä<br />

sisältävä kerros. Kuidut kehittyvät korressa ulommaisen kuoren ja puumaisen<br />

osan, päistäreen välissä muodostaen kuitukimppuja. Hienosoluisessa kuorikerroksessa<br />

sijaitsee 20–40 kuitukimppua. Kuitukimput koostuvat yksittäisistä peruskuiduista<br />

23 ent. Jalasjärven Ammatillinen Aikuiskoulutuskeskus<br />

runkokuituja lyhytkuitumenetelmin<br />

45


46<br />

eli soluista, joita pitää yhdessä keskilamellissa pääasiassa pektiinistä muodostunut<br />

liima-aine (kuva 4B). Samalla pektiinit kiinnittävät kuitukimput viereiseen puukerrokseen.<br />

Puukerroksen lyhyet, paksut ja vahvaseinäiset puusolut antavat kasville mekaanista<br />

tukea. Puukerroksen sisimmässä osassa, ydinkerroksessa ydinsolut ovat harvaan<br />

järjestyneitä. Lumen on ydinkerroksen ympäröimä korren keskellä oleva ontelo<br />

(kuva 4A). (Haudek & Viti 1978, 125, 143; Salmon-Minotte & Franck 2005, 97–98;<br />

Sankari 2000b, 14–16; Sponner & al. 2005, 181–183.)<br />

A. PELLAVA<br />

B.<br />

kuorikerros<br />

kuitukimput<br />

ontelo l. lumen<br />

ydinkerros<br />

puukerros<br />

peruskuidut<br />

keskilamelli<br />

HAMPPU<br />

pintakerros l. cuticula<br />

päällyskerros l. epidermis<br />

ja cortex<br />

primäärikuitukimput<br />

sekundäärikuitukimput<br />

peruskuidut<br />

keskilamelli<br />

Kuva 4. Pellavan ja hampun korren ja kuitukimpun rakenteen periaate: A. korren poikkileikkaus;<br />

B. kuitukimpun poikkileikkaus<br />

Kuitukimput kasvavat kuorikerroksessa puumaisen osan ympäri kiertyen koko kasvin<br />

pituisina jakaantuen kasvin haarautuessa 24 (Kuusinen 1991, 33). Pellavan kuitukimput<br />

ovat tasaisesti jakautuneena kasvin puukerroksen ympärille ja ne kasvavat<br />

toisistaan erillään säännönmukaisesti vasenkierteisesti, sen sijaan hampun kuitukimput<br />

kiertyvät oikeakierteisinä rungon ympäri kuituverkostona, joka on kauttaal-<br />

24 Tekstiilikuituja tuotettaessa käytetään yleensä määreenä kokonaispituutta, joka lasketaan juuren yläpäästä<br />

latvaan ja tekninen pituus mitataan juuren yläpäästä ensimmäiseen haaraan asti (Kuusinen 1991, 33).<br />

2 runkokuidut hamppu ja pellava<br />

taan kasviliimakerroksen sisällä (Haudek & Viti 1978, 143; Salmon-Minotte &<br />

Franck 2005, 97; Simola 1949, 63). Hampun kuitukimppuja on vaikeampi erottaa<br />

varren poikkileikkauskuvassa, sillä keskilamellin osuus on pellavaa vähäisempi.<br />

Pellavakimpuissa peruskuidut erottuvat selvästi toisistaan (kuva 4B). (Sankari 2000b,<br />

15, 19.) Pääsääntöisesti tiedot koskevat pellavan kuitulajikkeita, mutta öljypellavan<br />

poikkileikkaus on samankaltainen (Dam & al. 1994, 59). Hampun kuitukimput ovat<br />

noin kolminkertaisia paksuudeltaan kuitupellavaan verrattuna ja ne ovat jakautuneet<br />

primääri- ja sekundäärikimpuiksi. Primäärikimput kasvavat lähinnä pintakerrosta<br />

(kuva 4A). Ne ovat ohuempia ja hienompia kuin puukerrosta lähellä kasvavat<br />

sekundäärikimput, jotka kehittyvät kasvun myöhäisemmässä vaiheessa (Sponner &<br />

al. 2005, 181). Pellavan kuitukimpussa on n. 20–40 peruskuitua. Hampun kokonaiskuitupitoisuudesta<br />

89 % on primäärikuitukimppuja, jotka muodostuvat 2–20 peruskuidusta.<br />

Sekundäärikuitukimppujen osuus on 11 % ja ne koostuvat keskimäärin 40<br />

peruskuidusta (Sankari 2000b, 60).<br />

Peruskuidut<br />

Pellavan ja hampun yksittäis- eli peruskuidut punoutuvat limittäin toisiinsa ja pysyvät<br />

koossa kasviliimamatriisissa olevan pektiinin avulla. Peruskuitujen ja kuitukimppujen<br />

väliset pektiinit poikkeavat jonkin verran toisistaan. Yksittäis- eli peruskuidut ovat<br />

rakenteeltaan puuvillan tavoin kerroksellisia ja yhdistelmiä pienistä spiraalimaisesti<br />

kiertyneistä fibrilleistä (Simola 1949, 63). Keskilamelli on peruskuitua ympäröivä<br />

kerros, johon hemiselluloosa ja ligniini ovat varastoituneet. Peruskuidun uloin kerros<br />

on ohut primäärisenä, joka koostuu ohuista, verkottuneista selluloosafibrilleistä.<br />

Sekundääriseinämä rakentuu kahdesta kerroksesta. Ulommassa sekundääriseinässä<br />

fibrillit ovat pakkautuneet tiiviisti, kun sisemmässä ne ovat löyhemmin kiinni toisissaan<br />

ja ovat edellisiä vahvempia. Keskeisimmät erot hampun ja pellavan peruskuitujen<br />

rakenteissa onkin sekundääriseinämien fibrillien kaltevuuskulmissa: pellavalla<br />

fibrillit kiertyvät ulommassa seinämässä kuidun pituusakseliin nähden Z-kierteisesti<br />

10º ja sisemmässä S-kierteisesti 5º, kun hampulla fibrillien kaltevuuskulmat ovat<br />

ulommassa 28º ja sisemmässä 2º oikealle. Tertiääriseinämät koostuvat ruuvimaisesti<br />

kiertyvistä fibrilleistä, jonka läpi muun muassa mineraalit pääsevät kulkeutumaan<br />

(kuva 5B). (Haudek & Viti 1978, 104, 127, 144.)<br />

runkokuituja lyhytkuitumenetelmin<br />

47


48<br />

A. PELLAVA<br />

B.<br />

C.<br />

ontelo l. lumen<br />

5º<br />

-10º<br />

keskilamelli<br />

primääriseinä<br />

ulompi sekundääriseinä<br />

sisempi sekundääri seinä<br />

tertiääriseinä<br />

solmu<br />

HAMPPU<br />

tertiääriseinä<br />

sisempi sekundääriseinä 2º<br />

ulompi sekundääriseinä 28º<br />

primääriseinä<br />

ontelo l. lumen<br />

keskilamelli<br />

Kuva 5. Pellavan ja hampun peruskuidun rakenne: A. Kuidun päitä; B. Peruskuidun pitkittäisrakenne;<br />

C. Peruskuidun poikkileikkaus<br />

Peruskuiduissa on viivan tai x:n muotoisia solmuja eli dislokaatioita, jotka ovat epähomogeenisuuksia<br />

kuidun seinämissä (kuva 5A). Toisin kuin pellavalla hampun<br />

päät ovat tylppäkärkisiä ja ne voivat olla lisäksi haarukkamaisia tai ”silmukkamaisia”.<br />

(Mauersberger 1947, 317; Simola 1949, 80; Vaarna 1965, 165.) Kuitupellavan peruskuitujen<br />

pituuskasvu tapahtuu nopeasti 2–4 vuorokauden kuluessa kasvin varhaisessa<br />

kasvuvaiheessa, mutta paksuuskasvu jatkuu jopa 60 vuorokautta (Gorshokova & al.<br />

2003, 218–220). Peruskuidun poikkileikkauksen kasvaminen alkaa kuidun pituussuunnan<br />

keskikohdasta, mistä johtuu pellavakuiduille tyypillinen päiden suippenevuus<br />

ja teräväkärkisyys. (kuva 5A) Gorshokovan & al. (2003, 218–220) mukaan kuitupellavan<br />

korressa on muutoskohta, snap point, jonka alapuolella peruskuidut ovat<br />

saavuttaneet lopullisen pituutensa. Snap point sijaitsee 45–90 mm:n päästä latvasta.<br />

Peruskuitujen paksuuskasvu alkaa korren ulkoreunoilta siirtyen sisäänpäin kuitujen<br />

päiden tunkeutuessa kuitukimpun sisälle. Tämä aiheuttaa peruskuitujen päiden uu-<br />

2 runkokuidut hamppu ja pellava<br />

delleensitoutumisen toisiinsa ja siten kuitukimppujen heikentymistä (Gorshokova<br />

& al. 2003, 220). Sen sijaan McDougallin & al. (1993, 12) mukaan peruskuitujen<br />

paksuuskasvu alkaa kuitukimppujen ulkoreunalta kohti sisäosia, ja siten kuitujen päät<br />

työntyvät kohti kuorikerrosta samalla heikentäen kuorikerroksen rakennetta.<br />

Pellavan peruskuitujen pituus on keskimäärin 25–40 mm ja paksuus 10–35 µm<br />

(Haudek & Viti 1978, 126). Hampulla primäärikuitujen pituus ja paksuus ovat lähes<br />

samansuuruisia kuin pellavalla, mutta sekundäärikuidut ovat lyhyempiä, ohutseinäisempiä<br />

ja heikompia (Sankari 2000b, 17). Booth & al. (2004, 92–93) ovat osoittaneet<br />

tutkimuksessaan, että kuitupellavan korren paksuus ei vaikuta peruskuitujen paksuuteen.<br />

Sen sijaan eri kuitulajikkeiden väliset erot olivat suuret mitattaessa peruskuitujen<br />

keskimääräisiä halkaisijoita, joiden jakauma oli 19–27 µm:n välillä.<br />

Pellavan peruskuidun poikkileikkaus on monikulmio, useimmiten 5-kulmio, kun<br />

hampun peruskuidut ovat soikeampia ja usein epäsäännöllisempiä (Vaarna 1965,<br />

145, 164–165). Kasvien kypsyysasteesta riippuen peruskuitujen onteloiden muodot<br />

muuttuvat kasvukauden aikana sekä vaihtelevat kasvien eri osissa. Fröierin mukaan<br />

(1960, 17) öljypellavan peruskuidun ontelo on ontto ja suurempi kuin kuitupellavalla.<br />

Hamppuun verrattuna pellavan lumen on usein pienempi ja sisältää enemmän protoplasmaa.<br />

(Mauersberger 1947, 317–318, 340–341.)<br />

KemiaLLinen Koostumus Ja ominaisuudet<br />

Kemiallinen koostumus<br />

Kuitujen ominaisuuksien luokittelussa on eri tapoja, eikä niiden määrittelyyn ole kehitetty<br />

standardisoituja menetelmiä. Nykyiset luokittelukäytännöt perustuvat tekstiilikuiduilta<br />

vaadittaviin ominaisuuksiin, jotka yleisimmin jaotellaan fysikaalisiin ja<br />

kemiallisiin ominaisuuksiin. Fysikaalisia kuituominaisuuksia ovat muun muassa pituus,<br />

paksuus, lujuus, elastisuus sekä väri ja kiilto. Kemiallisista ominaisuuksista tekstiilikäytössä<br />

tärkeimpiä ovat kemiallinen koostumus, eri aineiden vaikutus kuituun<br />

sekä värjäytyvyys. ( Jokelainen 1984, 52–53.)<br />

Pellava ja hamppu ovat luonnon selluloosakuituja ja ovat niin rakenteeltaan<br />

kuin ominaisuuksiltaankin hyvin samankaltaisia. Molemmat koostuvat pääasiassa<br />

selluloosasta ja hemiselluloosasta, ligniinistä, pektiineistä sekä rasvoista ja vahoista.<br />

Selluloosa koostuu mikrofibrillien muodostamista pitkistä molekyyliketjuista eli<br />

polymeereistä, jotka ovat järjestäytyneet kuidussa eriasteisesti sekä kiteytyneinä että<br />

amorfisina ryhminä. Kiteisissä osissa molekyylit ovat suoria ja hyvin järjestäytyneitä,<br />

runkokuituja lyhytkuitumenetelmin<br />

4


50<br />

mikä lisää näiden alueiden lujuutta, mutta samalla vähentää niiden venyvyyttä. Sen<br />

sijaan amorfisilla alueilla kuidun rakenne on avonaisempi ja huokoisempi, mikä lisää<br />

näiden kohtien lisääntynyttä kosteudenimukykyä ja samalla kemiallisten aineiden,<br />

esimerkiksi väriaineiden tunkeutumista kuituun. Selluloosaa on pääasiassa soluseinämissä,<br />

kun taas hemiselluloosat ovat jakautuneet peruskuidun kaikkiin osiin.<br />

( Jokelainen 1983, 30–35; Kymäläinen 2004, 22.) Hemiselluloosan molekyyliketjut<br />

ovat lyhyempiä kuin selluloosan eli niiden polymeroitumisaste (DP-aste) on alhaisempi,<br />

mikä yhdessä suuren amorfisten alueiden osuuden kanssa nopeuttaa hemiselluloosan<br />

liukenemisista ja hajoamista veteen (Haudek & Viti 1978, 96). Pektiineiksi<br />

kutsutaan yleisesti sekä kuitukimppuja yhteen sitovia että peruskuituja toisiinsa sitovia<br />

liima-aineita, jotka ovat pääasiassa vesiliukoisia. Ne poikkeavat hieman toisistaan<br />

ja pitkiä tekstiilikuitukimppuja tuotettaessa poistetaan vain kuitukimppuja yhteen<br />

sitova pektiini, jolloin peruskuituja yhdessä pitävä pektiini jää jäljelle. (Mauersberger<br />

1947, 320.) Amorfista polymeeriä, ligniiniä on peruskuiduissa selluloosafibrillien väliaineena.<br />

Ligniini kertyy solukulmiin ja soluja yhdessä pitävään keskilamelliin ja<br />

lisää siten soluseinämän jäykkyyttä ja hidastaa kasvien mikrobiologista hajoamista.<br />

Vaikka pellavan ja hampun ligniinipitoisuudet ovat alhaisia, ne vaikuttavat keskeisesti<br />

kuidun laatuun, esimerkiksi alentamalla kuitujen valonkestävyyttä (Simola<br />

1949, 81). Hampun ligniinipitoisuus on pellavaa korkeampi, koska tylppäkärkisten<br />

peruskuitujen päiden kietoutumiseen ja toisiinsa kiinnittymiseen tarvitaan enemmän<br />

ligniiniä. Samalla hampun korkeampi ligniinipitoisuus vaikeuttaa jatkojalostuksessa<br />

kuitukimppujen ja peruskuitujen erottamista toisistaan sekä aiheuttaa hampun pellavaa<br />

karkeamman tunnun. Vaha-aineet ja rasvat ovat hampun ja pellavan peruskuiduissa<br />

jakautuneet tasaisesti peruskuituun. ( Jokelainen 1983, 56–58; Simola 1947,<br />

81, 88.)<br />

Kasvien kemiallinen koostumus muuttuu kasvukauden kuluessa ja on erilainen<br />

kasvin eri osissa, mikä vaikuttaa suoraan kuitujen ominaisuuksiin. Hampulla sellu-<br />

loosapitoisuus lisääntyy kasvun aikana kunnes lumenet ovat täyttyneet. Kukinnan<br />

jälkeen selluloosapitoisuuden ollessa maksimaalinen, soluseinämien ligniinipitoisuudet<br />

alkavat kasvaa. (Struik & al. 2000, 110.)<br />

Tiedot runkokuitujen fyysisistä ja kemiallisista ominaisuuksista vaihtelevat suuresti<br />

eri lähteissä. Koska runkokuidut ovat luonnon orgaanisia raaka-aineita, niiden<br />

ominaisuudet vaihtelevat muun muassa kasvupaikan ja eri lajikkeiden välillä.<br />

Kirjallisuuslähteissä ei ole yleensä mainittu käytettyjä kuituominaisuuksien mittausmenetelmiä<br />

eikä tutkittavien näytteiden kypsyysastetta ja lajikkeita, joiden välillä<br />

saattaa olla suurtakin hajontaa. (Franck 2005, 3; Wang & al. 2003, 664.) Tämän vuok-<br />

2 runkokuidut hamppu ja pellava<br />

si lähtötietoja voidaan pitää vain suuntaa antavina. Taulukossa 1 käytetyt Kymäläisen<br />

(2004) ja Franckin (2005) tiedot ovat heidän eri lähteistä tekemiänsä koosteita, joista<br />

on otettu vaihteluväli pienimmästä suurimpaan. Sankarin (2000b, 48) tiedot perustuvat<br />

tiettyjen Suomessa kasvatettujen öljypellava- ja kuituhamppulajikkeiden mittaustuloksiin,<br />

joissa muista lähteistä poiketen on ilmoitettu myös tutkitut lajikkeet<br />

sekä käytetyt mittausmenetelmät. Koska hampun ja pellavan peruskuidut muistuttavat<br />

läheisesti puuvillaa, on taulukkoon koottu vertailun vuoksi myös vastaavat tiedot<br />

puuvillasta.<br />

Taulukko 1. Pellavan ja hampun peruskuitujen sekä puuvillan kemiallinen koostumus ja ominaisuudet<br />

ominaisuus pellava hamppu puuvilla<br />

kemiallinen koostumus [%]:<br />

selluloosa<br />

hemiselluloosat<br />

ligniinit<br />

pektiinit<br />

rasvat ja vahat<br />

57–85 b<br />

9–19 b<br />

2–5 b (liottamaton)<br />

1,8–2.0 a ”<br />

3,8–4,2 b (liottamaton)<br />

1,3–1,4 b ”<br />

tiheys/ominaispaino [g/cm³] 1,43–1,52 b<br />

1,48 e<br />

60 1 –67 b<br />

16–18 a<br />

3–14 b<br />

3–14 b<br />

1,0 b<br />

0,7 b<br />

1,45–1,53 b<br />

1,54 e<br />

runkokuituja lyhytkuitumenetelmin<br />

92–95 a<br />

5,7 a<br />

-<br />

1,2 a<br />

0,6 a<br />

1,50–1,54 a<br />

1,52 e<br />

peruskuidun pituus [mm] 5–70 a ka. 32–33 5–60 ka. 25 a 10–56 d ka. 25 a<br />

peruskuidun paksuus [µm] 8–35 b , ka. 19 a 10–50 b , ka. 25–41 a 12–25 e<br />

kosteus [%] 12.0 e 12.0 a 7.0–8.5 e<br />

peruskuidun hienous [tex] 0,25–0,33 d<br />

0,1–0,7 b<br />

1,36–6,68 c<br />

0,3–2.0 e<br />

ka. 0,55 f (öljypellava)<br />

murtovenymä [%] 1–2,5 kuiva<br />

2-4 märkä<br />

3,5–6,8 c<br />

3-5 f (öljypellava)<br />

murtolujuus [cN/tex] 20–64<br />

41–67 c ( öljypellava )<br />

30–60 f ( öljypellava )<br />

0,25–0,38 d<br />

0,2–0,6 b<br />

1,51–5,52 c<br />

0,17–1,78 e<br />

2 kuiva<br />

4 märkä<br />

3,3–5 c<br />

41–61 c<br />

35–70 d<br />

0,1–0,4 a<br />

4,8–9,3 e<br />

15–50 a<br />

elastisuus heikko a heikko a heikko a<br />

a Franck 2005, b Kymäläinen 2004, c Sankari 2000b, d Haudek ja Viti 1978,<br />

e Van Dam & al. 1994, f Mäkinen 1998<br />

51


52<br />

Teknologiset ominaisuudet<br />

Tekstiilikuitujen mitattavia ominaisuuksia tarkasteltaessa on yksittäisen muuttujan<br />

arvo harvoin merkityksellinen, vaan kuitujen käyttömahdollisuudet muodostuvat eri<br />

ominaisuuksien yhteisvaikutuksesta. Kuituraaka-aineen ominaisuudet määrittävät<br />

pitkälti varsinaisen tekstiilituotteen käyttöominaisuudet. Yhden muuttujan ”kehnous”<br />

ei välttämättä estä kuidun soveltumista jatkojalostettavaksi. Toisaalta tietty ominaisuus<br />

voi tuoda esiin laajemminkin kuidun käytettävyyttä. Esimerkiksi kuituhienoudella<br />

25 ei ilmaista vain kuidun vahvuutta, vaan sen arvo kuvastaa myös kuidun<br />

pehmeyttä, taipuisuutta, lujuutta, joustavuutta ja kehräytyvyyttä. Pellavan ja hampun<br />

sovellettavuus eri tuotteiden raaka-aineeksi rakentuu tuotteiden asettamien vaatimusten<br />

mukaan. Tekstiilituotteiden on täytettävä lukuisia ominaisuuksia, jotta ne<br />

palvelisivat mahdollisimman hyvin kuluttajaa. Lindfors (2002, 15) nimeää ne teknologisiksi<br />

ominaisuuksiksi, koska tekstiilituotteiden materiaaliset käyttö- ja hoitoominaisuudet<br />

rakentuvat monipolvisten teknologisten prosessien yhteisvaikutuksesta.<br />

Lindfors 26 (2002, 35) ryhmittelee tekstiilituotteiden ominaisuudet käytön ja hoidon<br />

kannalta seuraavasti: 1) Käyttömukavuus, johon kuuluu muun muassa lämpöviihtyvyys<br />

ja tuntu; 2) Ulkonäön pysyvyys; 3) Käyttöturvallisuus; 4) Lujuusominaisuudet;<br />

5) Biologinen kestävyys; 6) Ympäristön kestävyys ja 7) Hoito-ominaisuudet.<br />

Keskeinen käyttömukavuuteen vaikuttava tekijä on raaka-aineen ja/tai kankaan<br />

tuntu, joka syntyy eri ominaisuuksien yhteisvaikutuksesta. Yksinkertaisimmillaan<br />

tuntu on jäykkyyttä, pehmeyttä tai kovuutta, mutta tuotteiden sähköistyvyys, joustavuus<br />

ja laskeutuvuus ovat tärkeitä tuntutekijöitä käyttötilanteissa. (Lindfors 2002,<br />

39.) Joustavuus vaikuttaa suoraan mukavuuteen, ulkonäköön ja tuotteen sopivuuteen<br />

eri käyttötilanteissa. Selluloosakuituina pellavan ja hampun peruskuitujen sekä<br />

puuvillan yleisiä ominaisuuksia ovat muun muassa hyvä imukyky, joustamattomuus<br />

ja hyvä sähkönjohtavuus. Myös kuituhienoudeltaan ja -pituudeltaan ne ovat lähes<br />

samankaltaisia. Selluloosakuidut ovat tiheämpiä kuin useimmat muut raaka-aineet,<br />

koska selluloosamolekyylit ovat tiiviisti toisiinsa sitoutuneita. Hyvät sähkön- ja<br />

lämmönjohto-ominaisuudet perustuvat järjestäytyneeseen molekyylirakenteeseen.<br />

(Smith & Block 1982, 79.) Koska pellava ja hamppu imevät helposti kosteutta it-<br />

25 Yleisin käytössä oleva menetelmä kuituhienouden ilmaisemiseksi on tex-numerointijärjestelmä, jossa kuituhienous<br />

ilmaistaan kuitumassan ja pituuden suhteella: 1 tex = 1g kuitua/1000 m. SI-järjestelmään perustuvaa<br />

tex-numeroa käytetään myös lankojen numeroinnissa.<br />

26 Tässä yhteydessä lähteenä on käytetty ainoastaan Lindforsin (2002) väitöskirjaa, jossa hän on käsitellyt<br />

ja yhdistänyt varsin kattavasti tekstiilituotteiden ominaisuuksien eri luokitusjärjestelmiä. Lindforsin luokitusjärjestelmä<br />

perustuu valmiille tekstiilituotteille, mutta sitä voidaan monin osin soveltaa myös kuituraaka-aineille.<br />

2 runkokuidut hamppu ja pellava<br />

seensä, ne samalla johtavat huonosti sähköä. Sähköistyminen aiheuttaa tekstiilipintojen<br />

tarttumista toisiinsa, lian tarttumista tekstiilin pintaan ja siitä johtuvaa tuotteen<br />

harmaantumista sekä kipinöintiä tuotetta käsiteltäessä. (Lindfors 2002, 40–41.)<br />

Pellavan hamppua voimakkaampi kiilto johtuu kuidun sileydestä ja kuidun säännöllisestä<br />

poikkileikkauksen muodosta. Pellavan ja hampun kiilto lisääntyy selluloosakomponenttien<br />

kiteytymisasteen kasvaessa. Vaikka pellavan ja hampun kuidut ovat<br />

lujia ja sileäpintaisia, ne ovat koostumukseltaan hygroskooppisia sekä rakenteeltaan<br />

huokoisia ja siksi voimakkaasti hydrofiilisiä ja ne turpoavat. Koska fibrillit eivät ole<br />

yhdensuuntaisia solun keskiakselin kanssa, vaan kulkevat akseliin nähden hieman<br />

ruuvimaisesti punoutuen toisiinsa, imeytynyt vesi paisuttaa fibrillejä ja saa kuidun<br />

kierteen avautumaan. Kuivuessaan kosteus poistuu ja kuidun kierteisyys palautuu.<br />

Kankaan kuivuessa riippuu langan kierteisyydestä, miten hyvin kangas palautuu alkuperäiseen<br />

mittaansa. Tiukkakierteinen lanka imee vähemmän kosteutta itseensä<br />

ja kutistuu siis vähemmän. Harvassa kankaassa langat turvotessaan pääsevät lähemmäksi<br />

toisiaan ja kangas muuttuu paksummaksi. (Lindfors 2002, 54; Simola 1949,<br />

63.) Pellavan ja hampun parempi kosteudenimukyky puuvillaan verrattuna perustuu<br />

huokoisempaan kuiturakenteeseen ja vaha-aineiden tasaiseen jakautumiseen kuidussa.<br />

Puuvillalla vaha-aineet ovat sijoittuneet suojaavaksi kalvoksi kuidun pinnalle.<br />

Runkokuitujen hyvä kosteuden absorptio- ja desorptiokyky vaikuttaa niiden käyttömukavuuteen<br />

vaatetustekstiileissä. Runkokuiduista valmistetut tekstiilit tuntuvat viileiltä<br />

ja kuivuvat nopeasti. (Simola 1949, 81.) Lämmön- ja/tai viileydentuntu kosteanakin<br />

tekee niistä ihanteellisen raaka-aineen ihoa lähellä oleviin tekstiileihin, kuten<br />

lakanoihin. Tähän vaikuttaa myös kuituhienous. Mitä enemmän ja ohuempia kuituja<br />

on kankaassa, sitä nopeammin kosteus siirtyy kankaan pintaan. Tällöin vesihöyryksi<br />

muuttunut kosteus siirtyy seuraaviin kerroksiin tai haihtuu ilmaan, koska tekstiilissä<br />

on enemmän kapillaarisia tiehyitä. (Lindfors 2002, 39.)<br />

Pellavan ja hampun yksi tyypillinen ominaisuus on niiden joustamattomuus, josta<br />

aiheutuu niistä valmistettujen kankaiden voimakas rypistymistaipumus. Hampun<br />

ja pellavan selluloosan korkea kiteytymisaste lisää jäykkyyttä 27 , mutta alentaa kuitujen<br />

joustavuutta. Lisäksi korkea kiteytymisaste heikentää hankaus- ja taivutuslujuusominaisuuksia,<br />

jotka myös osaltaan aiheuttavat runkokuitukankaiden rypistymistaipumuksen.<br />

(Salmon-Minotte & Franck 2005, 103.) Selluloosakuiduille on kehitetty<br />

erilaisia viimeistyskäsittelyjä, joilla voidaan vähentää niiden rypistyvyyttä. Lisäksi<br />

27 Jäykkyydellä tarkoitetaan kankaan taivutuksen vastustusta (SFS 4861).<br />

runkokuituja lyhytkuitumenetelmin<br />

53


54<br />

jäykkyydestä aiheutuu pellava- ja hamppukankaiden heikko laskeutuvuus 28 .<br />

Lujuusominaisuudet rakentuvat hoidon ja käytön aikaisista mekaanisen rasituksen<br />

kestosta, kuten venytyksestä, taivutuksesta ja hankauksesta (Lindfors 2002,<br />

47). Luonnonkuiduista hamppu ja rami ovat kaikkein lujimpia. Niiden vetolujuus on<br />

n. 35–70 cN/tex, johon vaikuttaa muun muassa kasvuolosuhteet ja lajikkeet. Pellavan<br />

vetolujuus on keskimäärin 20–65 cN/tex ja puuvillan 15–50 cN/tex. Yhteistä näille<br />

kaikille on, että lujuudet kasvavat kuitujen kosteuspitoisuuden lisääntyessä. (Haudek<br />

& Viti 1978, 148, 137, 117.) Runkokuidut ovat murtovenymältään alhaisia ja jo 2 %:n<br />

venytys aiheuttaa kuitujen katkeamisen kuivana, mutta märkänä venytystä voidaan<br />

jatkaa neljään prosenttiin kuidun alkuperäisestä pituudesta. Puuvillan murtovenymä<br />

on kuivana 3–7 % ja se lisääntyy kosteuspitoisuuden kasvaessa.<br />

Biologinen kestävyys tarkoittaa, miten hyvin tuotteet kestävät hyönteisten ja<br />

tuhoeläinten, homeen sekä iholta erittyvän hien vaikutuksia (Lindfors 2002, 48).<br />

Hyvä kosteudenimukyky nopeuttaa kuitujen reagointia kemikaaleihin ja mikrobeihin.<br />

Miedot emäkset eivät vahingoita kuituja, mutta voimakkuuden lisääntyessä<br />

turpoaminen lisääntyy ja kuitujen sisäiset jännitykset kasvavat vaurioittaen kuituja.<br />

Epäorgaaniset hapot tuhoavat kuituja nopeammin kuin orgaaniset hapot. (Elsasser<br />

2005, 41; Haudek & Viti 1978, 99–100.) Pellavatekstiilit kestävät hyvin mikrobeja,<br />

mutta homeet ja sienet tuhoavat kuitua sopivissa kosteus- ja lämpöolosuhteissa kuten<br />

puuvillaa. Hampusta valmistettujen tekstiilien homeenkesto on yleisesti ottaen<br />

pellavaa parempi. Ympäristönkesto kertoo, miten hyvin tuote säilyttää ominaisuutensa<br />

suhteessa ympäristötekijöihin, kuten auringonvaloon, ilmansaasteisiin ja veteen<br />

sen eri muodoissa (Lindfors 2002, 49). Hamppu kestää pellavaa heikommin<br />

auringon UV-säteilyä korkeamman ligniinipitoisuutensa vuoksi. Valo ja hapettimet<br />

kellastuttavat selluloosakuituja ja pitkällä aika välillä haurastuttavat kuituja. (Haudek<br />

& Viti 1978, 99.)<br />

Hampun ja pellavan luontainen väri riippuu kasvin kypsyysasteesta, ja siten se<br />

vaihtelee kasvukauden eri vaiheissa. Käsittelemättömän pellavan väri vaihtelee muun<br />

muassa klorofyllipitoisuudesta riippuen vaalean vihreästä ja/tai ruskeasta siniharmaaseen<br />

(Simola 1949, 81). Pellavalle tyypillinen ruskea sävy on peräisin yleisesti<br />

käytössä olevasta peltoliotuksesta. Suomessa syksyllä korjatun hampun väri on yleensä<br />

vaalean vihreä, mikä johtuu kasvin alhaisesta kypsyysasteesta ja siten suuresta klorofyllipitoisuudesta<br />

korjuuvaiheessa.<br />

28 Laskeutuvuudella tarkoitetaan, miten hyvin kangas asetettuna kolmiulotteisen muodon päälle saavuttaa<br />

lopullisen muotonsa ja taipuu oman painonsa ansiosta (Lindfors 2002, 40).<br />

2 runkokuidut hamppu ja pellava<br />

Materiaaliset ominaisuudet ovat tärkeimmät hoitoon vaikuttavista tekijöistä.<br />

Hoitoon kuuluu pesu, kuivaus ja sileytys. Silittämisellä voidaan vaikuttaa tuotteen<br />

ulkonäköön, terveysturvallisuuteen, kuten pölyisyyteen ja hoito-ominaisuuksiin.<br />

Pellava- ja hampputekstiilien etuina voidaan pitää, että ne puhdistuvat 40–60 °C<br />

asteessa. Ne likaantuvat muita kuituja heikommin, koska vaha-aineet hylkivät likaa.<br />

Silittäminen lisää lian hylkivyyttä ja samalla vähentää tuotteen pölyisyyttä. Samalla<br />

tuotteen aiheuttama mekaaninen ihoärsytys vähenee, kun kuidun päät litistyvät kankaan<br />

pintaan. (Lindfors 2002, 50–56.)<br />

peLLavan Ja hampun etuJa<br />

Pellava ja hamppu ovat monipuolisia yksivuotisia viljelyskasveja, jotka kasvavat suhteellisen<br />

vaatimattomissa olosuhteissa kaikissa maanosissa, myös pohjoisilla leveysasteilla.<br />

Ne sisältävät siemeniä, kuitua ja päistärettä, jotka kaikki ovat hyödynnettäviä<br />

uusiutuvia ja biohajoavia jakeita. Pellava- ja hamppukuiduilla on useita hyviä ominaisuuksia,<br />

kuten imukykyisyys, hygroskooppisuus ja ultraviolettisäteilyltä suojaava<br />

vaikutus (Cierpucha & al. 2006, 80). Yleisesti niiden viljelylle voidaan nähdä perusteet<br />

etenkin Länsi-Euroopassa, jossa niiden viljelyllä voidaan lisätä nykyisin liian<br />

yksipuolistunutta viljelyä. Viljelijöille kuitukasvit saattavat muodostua merkittäväksi<br />

tulonlähteeksi ruoan ylituotannon aiheuttaman ja sitä seuraavan tuottajahintojen<br />

alenemisen takia. Myös Suomessa pellavan ja hampun satomäärät ovat kilpailukykyisiä<br />

muualla Euroopassa saatuihin satotasoihin verrattuna. (Kessler & al. 1997, 334;<br />

Luostarinen 1998, 15.)<br />

Alkutuotanto<br />

Suomessa kasvinviljely on varsin yksipuolista, sillä lähes puolella tiloista viljellään<br />

vain yhtä viljakasvia. Tästä aiheutuu haittaa maan rakenteeseen, ravinnetasapainoon<br />

sekä kasvukuntoon, ja siten maan tuottavuuteen. ”Uusien” erikoiskasvien, kuten hampun<br />

ja pellavan viljelyllä voidaan vähentää peltojen monimuotoisuuden alenemista ja<br />

samalla monipuolistaa viljelykiertoa. (Vuorio, Soini & Ikonen 2005, 7.) Hamppu ja<br />

pellava soveltuvat erityisen hyvin vuoroviljelyyn maanparannuskasveina. Varsinkin<br />

hampulla tukeva pääjuuri ja tiheä kasvusto tukahduttavat rikkakasveja ja kuihtuneet<br />

lehdet lisäävät maaperän orgaanisen aineksen määrää. Tämä vähentää rikkakasvien<br />

torjunta-aineiden tarvetta peltolohkolla seuraavaksi viljeltävissä kasveissa. Koska<br />

Suomessa kuitukasveja ei ole viljelty moneen vuosikymmeneen, täällä ei ole merkit-<br />

runkokuituja lyhytkuitumenetelmin<br />

55


56<br />

tävästi niiden viljelyä haittaavia tuholaisia ja tauteja. (Sankari 2000b, 43.) Pellavan<br />

ja hampun käyttöä on tutkittu myös raskasmetallien keräämiseen saastuneilla maaalueilla<br />

(Angelova & al. 2004; Kozlowski, Mankowski & Baraniecki 1994). Kasvit<br />

keräävät raskasmetallit juuriensa kautta siten, että suurimmat pitoisuudet ovat juurissa<br />

vähentyen kasvin latvaa kohden rungoissa, lehdissä ja ollen vähintä siemenissä.<br />

Maan puhdistaminen raskasmetalleista mahdollistaa sen ottamisen takaisin maatalouskäyttöön<br />

(Angelova & al. 2004, 203). Sekä Angelova & al. (2004, 203–204) ja<br />

Kozlowski, Mankowski & Baraniecki (1994, 174) esittävät, että kasvit voidaan hyödyntää<br />

kokonaan esimerkiksi paperiteollisuudessa. Tosin heidän mukaansa on ristiriitaista<br />

tietoa, miten kuitujen raskasmetallipitoisuudet vaikuttavat niiden käyttöön<br />

esimerkiksi vaatetustekstiileissä, sillä pitoisuudet saattavat nousta hyvinkin korkeiksi.<br />

Onkin syytä suhtautua varauksella kuitujen hyödyntämiseen, sillä ei ole olemassa<br />

luotettavaa <strong>tutkimus</strong>aineistoa saastuneiden kuitujen aiheuttamista terveysriskeistä<br />

niin kuitujen käsittelijöille kuin loppukäyttäjille.<br />

Öljylajikkeiden päätuotteena ovat siemenet, minkä takia pyritään voimakkaasti<br />

haaroittuviin kasvustoihin. Tämä ei ole kuitenkaan este lyhytkuitutuotannolle,<br />

koska se perustuu peruskuitujen jalostamiseen. Vuonna 2006 öljypellavaa viljeltiin<br />

maailmassa noin 3 miljoonaa hehtaaria (FAOSTAT 2007), ja viljelyalat ovat kasvusuuntaisia<br />

siementen kysynnän kasvaessa. Kuitenkin öljylajikkeiden kuituaineksen<br />

hyödyntäminen on vähäistä huolimatta siitä, että siementen puinnin jälkeen korret<br />

on hävitettävä pellolta joko polttamalla tai kuljettamalla pois, jolloin korret muuttuvat<br />

jätteeksi. Esimerkiksi Länsi-Kanadassa vuosittain pelloilta jää käyttämättä<br />

yli miljoona tonnia korsiainesta. (Akin, Himmelsbach & Morrison 2000, 103–104;<br />

FAOSTAT 2007.) Myös Suomessa öljykasvien viljelylle on erityiset perusteet maamme<br />

pitkän, valoisan kasvukauden ansiosta. Pohjoisilla leveysasteilla viljeltynä pellavan<br />

ja hampun siementen on todettu sisältävän erityisen runsaasti monityydyttämättömiä<br />

rasvahappoja, kuten gammalinoleleenihappoa (GLA) ja alfalinoleenihappoa (LNA),<br />

jolloin niitä voidaan käyttää erikoistuotteissa, kuten lääkkeiden ja funktionaalisten<br />

elintarvikkeiden valmistuksessa. (Callaway 2002, 106, 112; Pehkonen & Mäkinen<br />

1998, 27; Poutanen 1998, 99.) Lisäksi Suomessa on todettu vain vähäisiä haitallisten<br />

aineiden pitoisuuksia (Poutanen 1998, 99).<br />

Öljypellavaa voidaan viljellä suorakylvönä, jossa kasvusto perustetaan esikasvin<br />

sänkeen ilman erillistä muokkausta. Suorakylvön etuina ovat työajan ja viljelykustannusten<br />

väheneminen. Samalla pintamaan eloperäisen aineksen osuus kasvaa, kun<br />

kasvustojäte jätetään maan pintaan. Tämä parantaa pintamaan vedenkestävyyttä ja<br />

siten vähentää maan liettymistä. Liettyminen aiheuttaa pintavaluntaa ja lisää eroo-<br />

2 runkokuidut hamppu ja pellava<br />

sion riskiä. (Alakukku 2004, 31–32.) Öljypellavan siemenet puidaan leikkuupuimurilla,<br />

kun suurin osa sylkyistä helisee ravistettaessa. Tuolloin korsisto voi olla osittain<br />

vihreää. Vaikka sadosta menetetään pieni osa, niin leikkuupuinnin etuina ovat<br />

maa-aineksen vähäinen kulkeutuminen, mikä vaikuttaa käsittelykustannuksiin sekä<br />

vähentää koneille aiheutuvia vaurioita jatkokäsittelyssä. Korren kuivuminen nopeutuu<br />

leikkauspinnasta, jossa kosteuspitoisuus on yleensä latvaosia suurempi ja lisäksi<br />

korsistossa ilmavirta pääsee kiertämään sen jäädessä leikkuupuinnin jäljiltä koholle<br />

sängen päälle. Koska siemenet puidaan kasvien ollessa lähes kokonaan tuleentuneita,<br />

kuidut irtoavat helposti mekaanisessa käsittelyssä. Lisäksi raaka-aineen väritasaisuus<br />

on hyvä päinvastoin kuin peltoliotuksessa, koska maaperän mikrobit eivät ole<br />

suoraan kosketuksissa korsiin. (Pasila & a. 1998, 14; Reijonen 1998, 32.) Toisaalta<br />

kuitujen laatu saattaa vaihdella puinnin aikaisten sääolojen vuoksi. Mikäli pellolla<br />

kuivumisen aikaan esiintyy runsaasti sateita, niin korret painuvat helpommin maahan<br />

ja peltoliotus käynnistyy. Tuolloin leikattujen korsien alaosiin imeytyy yläosia<br />

helpommin mikrobeja, mikä aiheuttaa epätasaista likoamista. (Nilsson & Karlsson<br />

2005, 25–26.)<br />

Öljylajikkeiden korjuussa voidaan käyttää tavanomaista viljankorjuukalustoa.<br />

Lisäksi on kehitetty teknologiaa, jolla voidaan poistaa jo pellolla jopa 80 % päistäreistä.<br />

Koneiden tehot ovat 5–7 tonnia/h, kun kuitulajikkeiden korjuussa vanhojen loukutus-<br />

ja lihtauslinjojen tehot ovat 300–500 kg varsia/h. (Pasila & al. 1998, 14–15;<br />

Pasila & al. 1999, 14.) Mikäli varsien esikäsittely tehdään pellolla, niin päistäreiden<br />

päätyminen takaisin peltoon lisää maan ravinnepitoisuuksia.<br />

Kokonaishyödyntäminen<br />

Nykyisin valtaosaltaan runkokuiduista hyödynnetään vain pääjae eli kuitulajikkeista<br />

kuidut ja öljylajikkeista siemenet, mikä rajaa kasvien kannattavuuden ainoastaan<br />

yhden jakeen varaan. Öljylajikkeilla siemen on päätuote, josta muodostuu myös merkittävin<br />

osa viljelijän nettotuloista. Vähempiarvoisten jakeiden, kuten kuidun ja päistäreen<br />

talteenottoa ei ole kehitetty järjestelmällisesti. Kuitulajikkeiden viljelyssä pääasiallisesti<br />

hyödynnetään vain kuituaines. Siementen merkitys kokonaistuotosta on<br />

vähäinen, koska kuitusiementen talteenotto tehdään useimmiten liotuksen jälkeen,<br />

jolloin siementen laatu on heikko eivätkä ne sovellu esimerkiksi elintarvikekäyttöön.<br />

Tavoitteena on kuitenkin kehittää tuotantojärjestelmiä kokonaishyödyntämisen<br />

mallin mukaiseksi, jotta mahdollisimman suuri osa biomassasta saataisiin hyötykäyttöön<br />

ja jakeistettua eri käyttötarkoitusten mukaan, esimerkiksi siemenet funktionaalisiin<br />

elintarvikkeisiin, ruoaksi tai rehuksi ja kuidut tekstiili- tai teknisiin sovelluksiin.<br />

runkokuituja lyhytkuitumenetelmin<br />

57


58<br />

Kokonaishyödyntämiseen perustuvalla strategialla pyritään tehostamaan tuotantoa ja<br />

lisäämään pellolta saatavaa eri tuotefraktioiden talteenottoa. Materiaalitehokkuuden<br />

nostamisella pyritään myös jätteiden vähentämiseen (Pehkonen 1998, 39–42;<br />

Pehkonen & Mäkinen 1998, 15, 31). Tosin pitkällä aikavälillä tarkasteltuna kokonaishyödyntämisen<br />

malli ei ole suinkaan uusi lähestymistapa, sillä kautta aikojen viljelyskasveista<br />

on hyödynnetty tarkoin kaikki mahdolliset jakeet.<br />

Runkokuitujen kokonaishyödyntämisessä koko kasvi on potentiaalista raaka-ainetta.<br />

Sen lisäksi, että runkokuiduista saadaan useita hyödynnettäviä jakeita, niistä<br />

voidaan jalostaa eriarvoisia raaka-aineita. Arvo-osien talteenoton lisäksi eri jakeet tulisi<br />

erotella mahdollisimman varhaisessa vaiheessa tarkoin tulevat käyttötarkoitukset<br />

huomioiden. Keskeinen tekijä lisäarvon tuottamiseksi sivujakeille on jalostaa materiaali<br />

mahdollisimman homogeeniseksi ja modifioida se arvon ja laatuominaisuuksien<br />

perusteella jatkojalostusteollisuuden tarpeisiin soveltuvaksi. (Pehkonen 1998, 39, 42.)<br />

Jakeiden sisältämästä biomassasta saadaan arvohierarkkisesti eri jalostusasteisia tuotteita,<br />

jotka Carruthersin (1994, 22–23) mukaan voidaan jaotella ryhmän sisällä eri<br />

tuotesovellusten antamaan lisäarvoon. Samalla pyrkimyksenä on lisätä taloudellista<br />

hyötyä jalostusastetta lisäämällä. Runkokuiduista saatavista raaka-aineista voidaan<br />

valmistaa erikoistuotteita, joiden arvo suhteessa massaan ja tilavuuteen on korkea.<br />

Tällaisia ovat esimerkiksi lääkkeet, mausteet sekä tuoksu- ja aromiaineet. Siemeniä<br />

voidaan käyttää myös alhaisemman jalostusasteen tuotteissa, kuten elintarvikkeissa<br />

ja rehuissa, jolloin saatava hyöty on suhteessa niiden sisältämiin ravintoarvoihin.<br />

Kuitujen käyttö eri jalostusasteisissa tuotteissa jakautuu halvempiin massatuotteisiin<br />

ja erikoistuotteisiin, joista saatava hinta on suhteessa tilavuuteen. Useimmiten globaaleille<br />

markkinoille tarkoitetuissa erikoistuotteissa, kuten korkeatasoisissa komposiittirakenteissa<br />

kuitujen hinta on korkea suhteessa tilavuuteen ja painoon. Sen sijaan<br />

halvemmissa, pääasiallisesti paikallisille markkinoille tarkoitetuissa volyymituotteissa,<br />

kuten eristeissä hinta on alhainen suhteessa tuotteen tilavuuteen. Heikompilaatuisia<br />

siemeniä voidaan hyödyntää raaka-aineina alhaisemman jalostusasteen non food<br />

-tuotteissa, kuten öljyissä, rasvoissa ja tärkkelyksessä. Päistäreitä voidaan hyödyntää<br />

esimerkiksi biopolttoaineiden valmistuksessa tai rakennuslevyihin. (Carruthers 1994,<br />

22–23; Pehkonen, Kymäläinen & Pasila 2000, 52–53.)<br />

2 runkokuidut hamppu ja pellava<br />

A<br />

Kuva 6. Pellavan ja hampun mahdollisia käyttökohteita 29<br />

B<br />

potentiaaLiset KäyttösoveLLuKset<br />

Pellavan ja hampun kuitujen käyttömahdollisuuksia on useita. Kuvassa 6 on ryhmitelty<br />

erilaisia pellava- ja hamppukuitutuotteita, joista osa on jo nykyään tuotannossa<br />

ja *-merkityt potentiaalisia käyttökohteita tai käsityömäisesti tuotettuja yksittäiskappaleita<br />

(Askew 2000, 28; Kälviäinen 2005, 14–36; Luostarinen 1998, 14; Smeder &<br />

Liljedahl 1996, 152). Tuotekuvat A–D ovat esimerkkejä suomalaisista piensarjoina<br />

tehdyistä tuotteista. Vaikka hampun ja pellavan ominaisuudet poikkeavat jonkin verran<br />

toisistaan, on syytä uskoa, että molemmat raaka-aineet soveltuvat varsin samankaltaisiin<br />

tuotteisiin. Tarvittavat kuituominaisuudet vaihtelevat suuresti eri tuoteryh-<br />

29 A. Juha Laurikaisen Wetterhoffille suunnittelemat pellavalakanat; B. Bioalfa Oy:n kehittämä ja valmistama<br />

kuiturakenteinen versolevy, jonka sisällä on kasvatettavat vehnänoraiden tai herneiden luomusiemenet;<br />

C. Adalson Oy:n kehittämä pellavainen kuituvalospakkaus; D. Mika Ihanuksen ja Janne Virkkusen vuonna<br />

2003 suunnittelema Kaseva tool, jonka varsi on pellavakomposiittia.<br />

runkokuituja lyhytkuitumenetelmin<br />

C<br />

D<br />

5


60<br />

missä, kuten betonin vahvisteena tai hienopaperien valmistuksessa.<br />

Eri valmistusmenetelmillä ja materiaaliyhdistelmillä saadaan hyvin erityyppisiä<br />

tuotteita. Vaatetusteollisuudessa neuleiden tai kudottujen kankaiden ominaisuuksia<br />

voidaan sidosten lisäksi muokata erilaisin viimeistyksin. Runkokuitujen soveltuminen<br />

neulelangoiksi edellyttää taipuisuuden lisäämistä. Lisäksi erilaisilla sekoitteilla<br />

voidaan parantaa tekstiilien ominaisuuksia. Myös rakennusteollisuuden tuotteita<br />

voidaan valmistaa esimerkiksi kuitukangasmenetelmillä, kuten neulaamalla tai märkävalamalla<br />

(wet laid), laminointitekniikalla, suulakepuristamalla eli ekstrudoimalla<br />

ja ruiskuvalamalla sekä tekstiilirakenteita kutomalla. Kestomuovi- ja runkokuiduista<br />

valmistettuja neulattuja kuitukankaita ja -huopia voidaan puolestaan helposti lämpömuovata<br />

esimerkiksi huonekalujen rakenneosiksi tai valaisimiksi. Lääketieteellisissä<br />

sovelluksissa runkokuitujen vedenimemiskykyä voidaan hyödyntää, mikäli kuitujen<br />

puhtausaste on riittävä. Eri ryhmien sisällä on useita käyttömahdollisuuksia, joissa<br />

kaikissa on omat tuotekohtaiset erikoisvaatimuksensa. Esimerkiksi maanrakennuksessa<br />

käytettävien viirojen ja rikkakasvien torjunnassa mattojen vaadittavat kestävyys-,<br />

lujuusominaisuudet ja biohajoavuuden nopeus eroavat suuresti toisistaan<br />

(Dam & al. 1994, 119). Pellavan etuina kuituvalospakkausten raaka-aineena on, että<br />

se ei edellytä puukuitujen vaatimaa selluprosessia, prosessit kuluttavat suhteellisen<br />

vähän energiaa ja pakkaukset ovat kierrätettäviä (Tavisto & al. 2001, 9). Valtaosa<br />

tuotetuista hamppukuiduista käytetään erikoispaperien, kuten setelirahojen ja savukepaperien<br />

valmistukseen, joiden markkinat ovat vakaat ja tuotteesta saatava hinta<br />

korkea (Karus, Kaup & Lohmayer 2000, 3).<br />

Viime vuosina erityisenä <strong>tutkimus</strong>kohteena on ollut pellavan ja hampun käyttö<br />

komposiiteissa (muun muassa Akin, Himmelsbach & Morrison 2000; Bos, Müssig<br />

& Oever 2006; Hautala, Pirilä & Pasila 2004; Stuart & al. 2006). Luonnonkuituk<br />

omposiiteilla tarkoitetaan yhdistelmämateriaaleja, joissa tavoitteena on joko lisätä<br />

muoviin tai muuhun sideaineeseen vähempiarvoista täyteainetta 20–90 painoprosenttia<br />

tai käyttää luonnonkuituja muovin lujittamiseksi. Ominaisuuksiin voidaan<br />

vaikuttaa seossuhteella, matriisimuovin ja kuitujen valinnalla sekä lisäaineistuksella.<br />

Matriiseina voidaan käyttää muun muassa synteettisiä polymeerejä, lämpökovetteisia<br />

hartseja ja elastomeerejä sekä keraamisia tai mineraalisia sideaineita (Dam &<br />

al. 1994, 90). Tulevaisuudessa avautuu runkokuitukomposiiteille uusia markkinoita<br />

tuottajavastuun ja kierrätettävyyden ja/tai biohajoavuuden korostuessa lainsäädännön<br />

vaatimuksesta. Runkokuitujen käytön etuina, esimerkiksi autojen rakenneosissa<br />

ovat niiden lujuus ja mittapysyvyys. Lisäksi niillä voidaan vähentää autojen painoa,<br />

mikä suoraan heijastuu polttoaineen kulutukseen.<br />

2 runkokuidut hamppu ja pellava<br />

Luonnonkuitukomposiittien työstämisessä työvälineet kuluvat vähemmän kuin<br />

uusiutumattomia raaka-aineita käsiteltäessä. Keskeisenä ongelmana on kuitumateriaalin<br />

ja matriisin kiinnittyminen toisiinsa, sillä useimmat termoplastisista matriiseista<br />

ovat luonteeltaan hydrofobisia, kun taas luonnonkuidut ovat hydrofiilisia.<br />

(Arbelaiz & al. 2006, 224; Baiardo, Zini & Scandola 2004, 703; Bos, Müssig &<br />

Oever 2006, 1591; Karus, Kaup & Lohmayer 2000, 3, 4, 8.)<br />

runkokuituja lyhytkuitumenetelmin<br />

61


62<br />

3 peLLava Ja hamppu<br />

teKstiiLiteoLLisuuden<br />

raaKa-aineena<br />

perinteinen LanganJaLostus Ja Käyttö<br />

teKstiiLituotteissa<br />

Pellavan ja hampun jalostus tekstiiliteollisuuden raaka-aineeksi perustuu yhä pitkän<br />

kuidun jalostukseen, jossa pitkät kuitukimput, aivinat ovat päätuote ja jalostuksen<br />

eri vaiheissa saatavat lyhyet rohdinkuidut sivutuotteita. Huomionarvoista onkin, että<br />

runkokuitujen jalostusketju on säilynyt perusperiaatteiltaan muuttumattomana vuosisatoja<br />

maailmanlaajuisesti ja varsin yhdenmukaisena. Yhä korret korjataan maasta<br />

nyhtämällä eli vetämällä ne maasta juurineen, jonka jälkeen ne liotetaan, kuivataan,<br />

loukutetaan ja lihdataan, häkilöidään, kehrätään ja lopuksi kudotaan kankaiksi. Myös<br />

käytössä oleva terminologia perustuu vanhoihin käsiteollisiin perinteisiin. Vasta 1814<br />

Philippe de Girard keksi pellavan koneellisen märkäkehruun, jota pidetään pellavan<br />

teollisen kehruun alkuna. Tekniikan kehittymisen hitautta kuvastaa hyvin puuvillan<br />

kehruuseen jo vuonna 1767 kehitetty ”Kehruu-Jenny”, joka jo tuolloin oli halvempi<br />

ja nopeampi tapa tuottaa lankaa kuin 80 vuotta myöhemmin kehitetty pellavakehruujärjestelmä<br />

(Mauersberger 1947, 307; Salmon-Minotte & Franck 2005, 95).<br />

viljely korjuu liotus ja kuivaus loukutus ja lihtaus häkilöinti kehruu<br />

Kuva 7. Pellavan aivinakuitujen perinteinen tuotantoketju<br />

Perinteisessä pellavan tekstiilikuitutuotannossa (kuva 7) viljeltävänä ovat kuitulajikkeet,<br />

joiden kuitupitoisuus on n. 25 % varsisadosta. Kokonaissato on keskimäärin<br />

4 000–6 000 kg/ha, josta kuitujen osuus on 1000–1500 kg/ha ja siementen tuotto<br />

hehtaarilta 500–800 kg (Klemola 1991, 4). Kylvö ja lannoitus voidaan tehdä tavanomaisin<br />

maatalouskonein. Tavoitteena on koko kasvin pituisten kuitukimppujen<br />

korjaaminen, jolloin varsien korjuussa tarvitaan erikoistekniikkaa. Varret korjataan<br />

3 pellava ja hamppu tekstiiliteollisuuden raaka-aineena<br />

syksyllä nyhtökoneella vetämällä maasta juurineen. Mikäli liotus tapahtuu pellolla,<br />

niin korret järjestetään nyhtämisen yhteydessä mattomaiseksi kerrokseksi maahan<br />

(Pasila & al. 1999, 12). Siementen talteen ottamiseksi korret on rohkittava joko ennen<br />

tai jälkeen liotuksen. Koneellisen rohkimisen jälkeen pellavat sidotaan nipuiksi<br />

koneellisesti siten, että pellavien päät ovat tasaisesti nipuissa. EU:n alueella kuitupellavat<br />

korjataan yleensä heti kukinnan jälkeen ennen siementen muodostumista, joten<br />

rohkimista ei tehdä. Kukinnan jälkeen lignifikaatio lisääntyy, mikä alentaa kuitujen<br />

laatua ja siten niistä saatavaa tuottoa. Varhaisen korjuun ansiosta keskieurooppalaiset<br />

tekstiilikuidut ovat muihin tuottajamaihin verrattuna hienompia. (Salmon-Minotte<br />

& Franck 2005, 112.)<br />

Jotta kuituja voidaan jatkojalostaa langaksi, on pitkät kuitukimput erotettava<br />

toisistaan. Mekaanisen käsittelyn lisäksi tarvitaan biokemiallinen käymisprosessi<br />

eli liotus. Liotuksen päätehtävänä on hajottaa hallitusti kuitukimppuja ympäröiviä<br />

pektiinejä, jotta kuidut voidaan irrottaa lähellä olevista kuori- ja puuaineista.<br />

Bakteeritoiminta vaikuttaa ensin kuitukimppuja ympäröivään ja kuituja toisiinsa sitovaan<br />

pektiiniin. Liotus tulee keskeyttää silloin, kun kimppuja ympäröivä pektiini<br />

on hajonnut. Mikäli liotusta jatketaan tämän jälkeen, myös yksittäiskuitujen väliset<br />

pektiinit hajoavat ja peruskuidut irtaantuvat toisistaan. Liotusmenetelmä on yksi tärkeimmistä<br />

tekijöistä, joka vaikuttaa kuitujen kehräytyvyyteen ja lopullisen langan<br />

ja kankaan laatuun. Liotustulokseen vaikuttaa myös kasvien kypsyysaste, esimerkiksi<br />

tuleentuneiden kasvien korkeampi ligniinipitoisuus hidastaa käymisprosessia.<br />

(Salmon-Minotte & Franck 2005, 110–111; Simola 1949, 69.)<br />

Aikaisemmin hamppua ja pellavaa liotettiin luonnonvesissä upottamalla korret<br />

veden alle 8–14 vuorokaudeksi. Tällöin pektiinien hajoaminen perustuu anaerobisten<br />

bakteerien vaikutukseen ja lopputulos on riippuvainen veden laadusta, virtausnopeudesta<br />

ja lämpötilasta. Bakteerien tuottamat myrkylliset yhdisteet rehevöittävät<br />

runsaasti vesistöjä, joten vesiliotus luonnonvesissä on nykyisin kielletty EU:n alueella<br />

(Hann 2005, 8; Salmon-Minotte & Franck 2005, 111; Talvenmaa 1998, 17).<br />

Vesiliotus voidaan tehdä kontrolloidummin myös altaissa joko kylmässä tai lämpimässä<br />

vedessä. Lämminvesiliotuksessa kasviliimamatriisit hajoavat bakteerien vaikutuksesta.<br />

Menetelmän etuina ovat parempi kontrolloitavuus, saatavien kuitujen<br />

vaaleus sekä liotukseen tarvittavan ajan väheneminen 3–4 vuorokauteen. Myös allasliotuksessa<br />

jätevedet rehevöittävät vesistöjä ja EU:n tiukentuneiden säädösten takia<br />

allasliotus on vähenemässä. Lisäksi lämminvesiliotus lisää energiantarvetta, josta<br />

aiheutuu merkittäviä lisäkustannuksia. (Hann 2005, 8; Salmon-Minotte & Franck<br />

2005, 111.) Entsymaattisella liotuksella tarkoitetaan luonnollisen liotusprosessin<br />

runkokuituja lyhytkuitumenetelmin<br />

63


64<br />

nopeuttamista lisäämällä liotusveteen teollisesti mikrobien avulla valmistettua entsyymiä.<br />

Entsyymit ovat rakenteeltaan proteiineja, jotka katalysoivat biokemiallisia<br />

reaktioita. Entsyymiliotuksessa kuitukimppujen pektiinisidosten hajoamista voidaan<br />

kontrolloida peltoliotusta paremmin. (Aaltonen, Vilppunen & Sohlo 1998, 29;<br />

Kozlowski & al. 2006, 761.) Entsymaattisia liotusmenetelmiä on kehitetty 1980luvulta<br />

lähtien, ja kaupallisissa entsyymisekoituksissa yleisimpinä vaikuttavina entsyymeinä<br />

on käytetty sellulaaseja, pektinaaseja ja hemisellulaaseja (Akin & al. 1997,<br />

279). Tutkimustulosten mukaan kuitusaanti entsyymiliotuksessa on suurempi kuin<br />

peltoliotuksessa, ja hävikki on pienempi (Ossola & Galante 2004, 186; Sharma,<br />

Whiteside & Kernaghan 2005, 393). Vaikka markkinoilla on useita patentteja sekä<br />

kaupallisia entsyymivalmisteita (muun muassa Viscozyme L ja Flaxzyme) runkokuitujen<br />

käsittelemiseksi, ei toistaiseksi ole onnistuttu kehittämään teollismittakaavaista<br />

entsymaattista liotusmenetelmää (Hann 2005, 10; Kozlowski & al. 2006, 762; Wang<br />

& al. 2003, 664).<br />

Vielä nykyisinkin yleisesti käytössä olevassa pelto- eli ketoliotuksessa pektiinin<br />

hajottajana toimivat hajottajasienet. Tuloksiin vaikuttavat keskeisesti liotuksen<br />

aikaiset sääolot, erityisesti lämpötila ja ilmankosteus. Peltoliotuksessa korret jätetään<br />

nyhdön yhteydessä pellolle 10–30 vuorokaudeksi. Korsia on käännettävä, jotta liotus<br />

tapahtuisi tasaisesti varsien kaikissa osissa. Peltoliotuksessa pektiinin hajotuksessa<br />

hyödynnetään luontaisesti esiintyviä bakteereita ja sieniä. (Salmon-Minotte<br />

& Franck 2005, 110.) Peltoliotetuista korsista on eristetty muun muassa useita<br />

Aspergillus-, Penicillium- ja Fusarium-sukujen sienilajeja. Peltoliotuksen jälkeen varsiin<br />

jää jäljelle muun muassa vahoja, ligniiniä ja pektiinejä (Fila, Manici & Caputo<br />

2001, 350; Henriksson & al. 1997, 3956).<br />

Myös kemiallista liotusta on tutkittu jo 1800-luvulta lähtien. Reagensseina on<br />

käytetty muun muassa lipeää, soodaa ja epäorgaanisia happoja (Mauersberger 1947,<br />

314). Viime vuosina on tutkittu kemiallisia käsittelyjä pektiinien ja ligniinin poistamiseksi<br />

siten, että selluloosakuidut säilyvät mahdollisimman vahingoittumattomina.<br />

Esimerkiksi Wangin & al. (2003) tutkimuksessa vihreät hamppukorret on aluksi<br />

pesty rikkihappoliemessä, jonka jälkeen ne on keitetty vahvassa natriumhydroksidi-<br />

ja natriumsulfiittiliemessä. Lopuksi raaka-aineet on valkaistu vetyperoksidikäsittelyllä.<br />

Menetelmällä on saatu poistettua pektiinit kokonaan, mutta ligniinijäämiä<br />

on ollut erityisesti korren alaosissa kasvaneissa kuiduissa. Kokonaiskäsittelyaika on<br />

ollut ilman kuivausta noin 2 h. Kuitenkin luonnon mikro-organismit ovat yhä säilyttäneet<br />

paikkansa, koska ei ole löydetty oikein selektiivisiä kemiallisia reagensseja<br />

ja/tai kemiallisen liotuksen kustannukset ovat olleet liian suuret. Korret voidaan jät-<br />

3 pellava ja hamppu tekstiiliteollisuuden raaka-aineena<br />

tää myös liottamatta, jolloin saadaan niin sanottua vihreää kuitua. Tällöin ongelmana<br />

on kuidun ja päistäreen erottaminen toisistaan, sillä kuitukimput ovat tiiviisti liimautuneena<br />

puukerrokseen. Yhä enemmän on tutkittu myös eri liotusmenetelmien yhdistämistä<br />

kuitukimppujen erottamiseksi toisistaan, muun muassa pellolla aliliotetun<br />

raaka-aineen lisäkäsittelyä kemiallisesti tai entsymaattisesti (Ossola & Galante 2004;<br />

Sharma, Whiteside & Kernaghan 2005).<br />

Liotuksen jälkeen korsien kuivatus tehdään joko ulkona tai sisätiloissa erillisessä<br />

kuivaimessa. Peltoliotuksessa pellolla kuivauksen jälkeen korret paalataan tekstiilikuitujen<br />

edellyttämällä erikoisvalmisteisella, niin kutsutulla muuttuvakammioisella<br />

paalaimella, jotta korsiaines säilyy mahdollisimman yhdensuuntaisena. Kuitujen varastoinnissa<br />

kosteuspitoisuuden tulee olla alle 15 %, muutoin mikrobitoiminta jatkuu<br />

hallitsemattomana ja vaarana on kuivumisen sijasta käymisprosessin jatkuminen.<br />

Pellavan ja hampun korjuumenetelmät ovat samankaltaiset, mutta hampun korjuu<br />

ei ole suoraan mahdollista pellavan korjuukoneilla hampun huomattavasti pitemmän<br />

ja paksumman korren takia. Lisäksi hamppua on korjattu sekä nyhtämällä<br />

että niittämällä (Simola 1949, 86).<br />

Liotuksen ja paalien kuivauksen jälkeen tehdään kuidutus eli kuituaines erotetaan<br />

kuori- ja puukerroksesta. Kuidutuksessa yhä yleisimmin käytössä on kaksivaiheinen<br />

mekaaninen prosessi. Ensimmäisessä vaiheessa varren pinta ja puukerros rikotaan<br />

loukuttamalla, jolloin suurin osa päistäreistä ja lyhyimmistä kuiduista saadaan<br />

poistettua. Lihtauksessa rikkoontuneet puusälöt eli päistäreet erotetaan kuituaineksesta,<br />

josta saadaan erikseen pitkiä aivinakuituja sekä sivutuotteena lihtarohtimia.<br />

Koko käsittelyn ajan korsiaineksen tulee säilyä pituussuuntaisesti yhdensuuntaisina.<br />

Kuidutuksessa saatavaan kuitulaatuun ja -määrään vaikuttaa olennaisesti käsiteltävän<br />

raaka-aineen tasainen ja oikea liotusaste. (Salmon-Minotte & Franck 2005, 113.)<br />

Hamppu on katkottava vastaamaan pellavan aivinapituutta, sillä pellavakoneilla ei<br />

ole mahdollista jalostaa hampun selvästi pitempiä varsia. Hamppukimput tulee lyhentää<br />

vastaamaan pellavakimppujen pituuksia repimällä, koska leikkaamalla katkaistut<br />

päät vaikeuttavat kehruuta ja vaikuttavat myös langan tasaisuuteen (Vaarna<br />

1965, 165).<br />

Häkilöinnin tehtävänä on erottaa loput lyhyet ja karkeat rohdinkuidut pitkistä ja<br />

hienoista aivinakuiduista sekä suoristaa ja yhdensuuntaistaa kuitunippuja (Salmon-<br />

Minotte & Franck 2005, 119). Suuri osa ulkokerroksen kuiduista erkanee häkilöitäessä,<br />

koska ne ovat lyhyitä, epätasaisia ja sisältävät kuoriainesta (Simola 1949, 63).<br />

Häkilöinnissä kuituniput eli sormaukset kammataan koneellisesti puhtaiksi ja sileiksi.<br />

Kehruuta varten niistä tehdään kertaamalla ja venyttämällä mahdollisimman tasa-<br />

runkokuituja lyhytkuitumenetelmin<br />

65


66<br />

laatuista ja yhtäjaksoista hahtuvanauhaa, jonka hienous on 20–40 x 10 3 tex. (Simola<br />

1949, 121.)<br />

Pellavan kehruu vaatii oman kehruulaitteistonsa. Yleisimmin käytössä ovat rengaskehruuseen<br />

perustuvat märkä-, puolikuiva- tai kuivamenetelmät. Varsinaista kehruuta<br />

varten häkilöity kuituhahtuva kerrataan ja venytetään useita kertoja tasaisen<br />

lopputuloksen saamiseksi. Venytysvaiheen jälkeen hahtuvanauhasta muodostetaan<br />

käämikoneissa esilankaa venyttämällä ja samalla sille annetaan löysä kierre kehruun<br />

helpottamiseksi. Märkäkehruussa esilanka ohjataan kuumavesialtaan (noin 60 ºC)<br />

läpi liima-aineiden pehmittämiseksi ja osittaiseksi poistamiseksi. Tällöin kuidut liikkuvat<br />

tasaisemmin kehruun aikana. Puolikuivakehruussa esilanka käytetään nopeasti<br />

kylmässä vedessä, jolloin ainoastaan langan pinta kostuu. Kuivakehruussa nimensä<br />

mukaisesti kuidut kehrätään edellä mainituilla tavoilla ilman kastelua. Kuivakehruu<br />

on yleistä sekoitettaessa pellavan tai hampun kanssa muita kuituja, kuten esimerkiksi<br />

puuvillaa, villaa tai polyesteriä. (Salmon-Minotte & Franck 2005, 123–125.)<br />

Märkäkehrätyt langat ovat korkeakiiltoisimpia ja niistä saadaan ohuimpia lankoja,<br />

joiden hienous on keskimäärin 28–81 tex. Puolikuivakehruu vähentää kuitujen karvaisuutta,<br />

ja siten voidaan kehrätä keskihienoja lankoja. Kuivakehrättyjen lankojen<br />

hienous vaihtelee 115–450 texiä. Ne ovat märkäkehrättyjä epätasaisempia ja karvaisempia,<br />

koska kuivat lyhyet kuidut eivät levity tasaisesti eikä kuivakehräyksessä ole<br />

piikein varustettua venytyskenttää. Märkä- ja puolikuivakehrätyt langat on kuivattava<br />

kehruun jälkeen 12 %:n kosteuspitoisuuteen. (Salmon-Minotte & Franck 2005,<br />

124.)<br />

Rohdinkuituja eli lyhyitä kuitukimppuja saadaan aivinakuitujen jalostuksen sivutuotteena<br />

sekä lihtauksessa että häkilöinnissä. Lihtarohtimet sisältävät runsaasti<br />

päistäreitä, jotka on esipuhdistettava. Häkilärohtimet ovat lähes päistäreettömiä ja<br />

riittävän puhtaita suoraan jatkojalostukseen joko kehräämöille tai kuitukangasteollisuudelle.<br />

Langanvalmistuksessa rohdinkuidut karstataan piikkivalsseilla nauhaksi<br />

ja kehrätään esilangaksi. Karstauksen tarkoituksena on poistaa epäpuhtauksia, suoristaa<br />

kuituja, pilkkoa pitkiä kuituja ennen nauhanmuodostusta. Karstanauhoja venytetään<br />

yleensä aivinahahtuvia vähemmän, jolloin esilankaan jää epäpuhtauksia.<br />

Rohdinnauhan kertaus- ja venytysvaiheita on useimmiten 2–3 peräkkäin, mikä lisää<br />

kehrättävän langan tasaisuutta ja päistäreettömyyttä. Niitä voidaan myös kammata<br />

venytyksen jälkeen ennen esilangan valmistusta. Kampauksen tehtävänä on poistaa<br />

kaikkein lyhyimmät kuidut ja lisätä kuitujen yhdensuuntaisuutta, jotka yhdessä lisäävät<br />

langan lujuutta. Myös rohdinkuituja valmistetaan sekä märkä-, puolikuiva-<br />

että kuivakehruuna. Rohdinlangat ovat aivinalankoja paksumpia ja epätasaisempia.<br />

3 pellava ja hamppu tekstiiliteollisuuden raaka-aineena<br />

(Salmon-Minotte & Franck 2005, 116, 159–160.)<br />

Valkaisu ja viimeistelyt tehdään yhä useimmiten valmiille langoille tai kankaille,<br />

mutta 1970-luvulta lähtien Euroopassa on suuntauksena valkaista hahtuvanauha<br />

ennen kehruuta. Tällöin voidaan kehrätä ohuempia lankalaatuja, jotka ovat<br />

valkaisemattomista hahtuvanauhoista kehrättyihin lankoihin verrattuna lujempia ja<br />

tasalaatuisempia. (Salmon-Minotte & Franck 2005, 122–124.) Pellavan ja hampun<br />

valkaisua pidetään vaikeampana kuin puuvillan niiden sisältämän ligniinin vuoksi,<br />

siksi pellava- ja hampputuotteita valmistetaan eriasteisesti valkaistuna (Talvenmaa<br />

1998, 17). Kuituaineksen huokoisuuden takia valkaisuaineet tunkeutuvat nopeasti<br />

kuituihin, joten esimerkiksi korkeissa lämpötiloissa tehtävät valkaisut heikentävät<br />

nopeasti kuitujen lujuutta. Valkaisu on kolmivaiheinen prosessi, jossa ensimmäisenä<br />

on hapankäsittely suolojen poistamiseksi, toiseksi alkalipesu muiden kuin selluloosakomponenttien<br />

poistamiseksi ja lopuksi valkaisu alkaleissa olosuhteissa halutun vaaleusasteen<br />

saamiseksi (Ossola & Galante 2004, 180). Yleisimpiä valkaisukemikaaleja<br />

ovat hypokloriitti, kloriitti ja vetyperoksidi, joista useimmat ovat hyvin myrkyllisiä.<br />

EU:n alueella käytetään pääasiassa vetyperoksidia sen alhaisemmasta valkaisukyvystä<br />

huolimatta, koska sen ei ole todettu aiheuttavan terveyshaittoja. Suomen tekstiiliteollisuus<br />

käyttää pääasiassa vetyperoksidia, sen sijaan tuontitekstiilit saattavat olla<br />

kloorivalkaistuja. (Salmon-Minotte & Franck 2005, 122–123; Talvenmaa 1998, 42.)<br />

Valkaisussa syntyy aina painohäviöitä, jotka ovat riippuvaisia muun muassa lähtö-<br />

raaka-aineesta, kehruutavasta ja langan paksuudesta. Märkäkehrättyjen lankojen valkaisuhäviöt<br />

ovat kuivakehrättyjä alhaisempia ja langan paksuuden lisääntyessä painohäviöt<br />

kasvavat. (Vaarna 1965, 148–149.) Painohäviön takia valkaistut langat on<br />

puolattava uudelleen. Ossola & Galante (2004, 184–186) ovat tutkineet entsyymien<br />

käyttöä hahtuvanauhan käsittelyssä. Käsittelyn seurauksena raaka-aineesta voitiin<br />

kehrätä ohuempia lankoja. Langat olivat tasaisempia ja lujempia kuin perinteisesti<br />

kemiallisesti käsitellystä raaka-aineesta kehrätyt langat, myös nepsejä eli nyppyjä oli<br />

vähemmän. Kemialliseen käsittelyyn verrattuna entsyymit toimivat selektiivisesti eri<br />

substraateissa ja miedoissa käsittelyolosuhteissa, mikä paransi prosessien kontrolloitavuutta,<br />

lisäsi prosessien turvallisuutta ja vähensi ympäristövaikutuksia.<br />

Lankojen numeroinnilla kuvataan lankojen (ja kuitujen) paksuutta, joka ilmaistaan<br />

massan ja pituuden suhteesta toisiinsa. Kuitujen halkaisijaa käytetään harvoin<br />

mittayksikkönä luonnonkuiduille, koska niiden poikkileikkausten muodot ja leveydet<br />

vaihtelevat kuidun eri kohdissa. Pellava- ja hamppulankojen (ja kuitujen) paksuuden<br />

ilmaisemisessa on useita eri numerointijärjestelmiä. Pellavatuottajilla on ollut<br />

runkokuituja lyhytkuitumenetelmin<br />

67


68<br />

yleisesti käytössä kaksi erilaista järjestelmää: ”Linen Lea” (lea: Ne T ) 30 sekä yleisemmin<br />

käytössä oleva metrinen järjestelmä (Nm) 31 . Muilla kuiduilla on jo yleistynyt<br />

SI-järjestelmään perustuva tex-numero 32 , joka hyväksyttiin vuonna 1951 yleiseksi<br />

kansainväliseksi numeroimisjärjestelmäksi (Vaarna 1965, 16). Suorissa numerointijärjestelmissä<br />

lankanumero ilmaisee langan massan suhteessa pituuteen. Tällöin<br />

numeron kasvaessa myös langan paksuus kasvaa. Epäsuorissa järjestelmissä langan<br />

numero kuvastaa langan pituutta massan yksikköä kohden. Tässä tutkimuksessa yhdenmukaisuuden<br />

ja vertailukelpoisuuden lisäämiseksi lähdeaineistoissa esiintyneet<br />

eri numerointijärjestelmiin perustuvat kuitu- ja lankahienouksien arvot on muutettu<br />

tex-arvoiksi. Lasketut tex-arvot on pyöristetty SFS 2601-standardin suositusten<br />

mukaisesti.<br />

Pellavan ja hampun käytettävyys tekstiilituotteissa on riippuvaista käytetystä<br />

raaka-aineesta, kehruumenetelmästä ja langan paksuudesta. Hyvän imu- ja haihdutuskykynsä,<br />

kauniin ulkonäkönsä, märkälujuutensa ja helpon pestävyytensä takia<br />

runkokuidut soveltuvat hyvin pyyhkeiden, vuodevaatteiden, pöytäliinojen sekä sisustustekstiilien,<br />

kuten huonekalukankaiden, verhojen tai kangastapettien materiaaleiksi.<br />

Pellavasta ja hampusta valmistetut vaatetustekstiilit soveltuvat erityisen hyvin<br />

helle- ja urheilupukineisiin, sillä huolimatta kosteista ja kuumista olosuhteista ne<br />

tuntuvat kuivilta ja viileiltä peruskuitujen huokoisen rakenteen ansiosta. Pellava- ja<br />

hamppukankaiden käyttöön liittyy olennaisesti niiden helppo pestävyys. Sileän pintansa<br />

ansiosta lika irtoaa niistä suhteellisen helposti ja puuvillaa alhaisemmissa lämpötiloissa.<br />

(Salmon-Minotte & Franck 2005, 138.) Sen sijaan runkokuitukankaiden<br />

voimakas rypistymistaipumus heikentävät käyttö- ja huolto-ominaisuuksia.<br />

Ohuita märkäkehrättyjä aivinalankoja pidetään kaikkein arvokkaimpina niiden<br />

korkeakiiltoisuuden takia. Pellavaisia vaatetuskankaita valmistetaan yleisimmin märkäkehrätyistä<br />

38–40 texin ja kuivakehrätyistä 104 texin langoista (Salmon-Minotte<br />

& Franck 2005, 139–140). Tosin 1. dynastian aikaisiin (3050–2890 eaa.) egyptiläisistä<br />

hautakammioista löydettyihin palttinaisiin pellavakankaisiin verrattuna nykykankaita<br />

voi pitää varsin karkeina. Seitinohuissa kankaissa loimitiheys saattoi olla<br />

jopa 80 lankaa/cm, kun nykyisin hienoimmissa palttinakankaissa lankatiheydet ovat<br />

noin 40 lankaa/cm. (Barber 1991, 148; Hall 1986, 5, 9; Mauersberger 1947, 305.)<br />

30 ”Linen Lea” on epäsuora numerointijärjestelmä, jossa lankanumero Ne T = 300 jaardia/pauna; 1 tex =<br />

1654/ Ne T (1 jaardi = 274,32 m ja 1 pauna = 453 g)<br />

31 Epäsuorassa metrisessä järjestelmässä 1 Nm = 1/tex . 1000.<br />

32 Tex-järjestelmän perusyksikkö on tex, joka ilmoittaa yhden kilometrin lankapituuden massan grammoina<br />

(SFS 2601; Vaarna 1965, 16–17).<br />

3 pellava ja hamppu tekstiiliteollisuuden raaka-aineena<br />

Hienoimmat pöytäliinat kudotaan usein noin 40 texin märkäkehrätyistä aivinalangoista,<br />

mutta yleisesti kodin tekstiileissä käytetään 104–167 texin kuivakehrättyjä lankoja.<br />

Pellavaiset sisustuskankaat ovat usein kudottu hyvälaatuisista, kuivakehrätyistä<br />

167–238 texin langoista. (Salmon-Minotte & Franck 2005, 140.)<br />

Rohdinkuiduista kehrättävien karstalankojen tärkeimmät käyttökohteet ovat narut,<br />

nauhat ja köydet sekä nostovyöt ja paloletkut (Salmon-Minotte & Franck 2005,<br />

116). Hamppukuidun käyttömahdollisuudet ovat tekstiileissä laajat. Aikaisemmin<br />

hampun käyttö on perustunut sen lujuuteen ja sitä on käytetty pääasiassa karkeiden<br />

ja halpojen vaatetuskankaiden materiaalina sekä lujuutensa ansiosta muun muassa<br />

köysissä, purjeissa, suojapeitteissä, suutarinlangoissa, hihnoissa ja verkoissa. Koska<br />

hamppu turpoaa kastuessaan, sitä on käytetty paloletkujen raaka-aineena. Nykyisin<br />

synteettiset kuidut ovat syrjäyttäneet hampun käytön lujuutta vaativissa käyttökohteissa<br />

ja hamppua käytetään yhä enemmän repuissa, laukuissa, kengissä, tapeteissa<br />

ja matoissa. (Hofer 1985, 63.) Ikävä kyllä hamppu-tuotteiden markkinoinnissa<br />

käytetään yleisesti hampun lehtiaihetta, jolla pyritään hyödyntämään marihuanan<br />

tunnettuutta nuorisolle suunnatuissa tuotteissa (kuva 8). Esimerkiksi Adidas lanseerasi<br />

vuonna 1995 uuden urheilujalkineensa ’Adidas Hemp’ -merkillä, jota kritisoitiin<br />

myönteisestä suhtautumisesta huumekulttuuriin. Yritys nimesi kengät uudelleen<br />

’Gazelle Natural’ välttääkseen negatiivista julkisuutta. (Lewis & Gertsakis 2001,<br />

134.)<br />

Kuva 8. Hampputuotteiden napeissa ja kirjotuissa<br />

tuotemerkeissä esiintyviä lehtiaiheita<br />

Italia on kaikkein hienoimpien, erityisesti muotiteollisuuden hampputekstiilien,<br />

valmistaja. Siellä on perustettu nykyaikaisiin jalostusmenetelmiin perustuva koko<br />

tuotantoketjun toimijoiden konsortio, jossa yhteistyö perustuu raaka-aineen alkutuotannosta<br />

valmistavaan teollisuuteen asti. (Holmes 2005, 55.) Pääasiassa pitkän<br />

hamppukuidun jalostus on keskittynyt Kiinaan ja Itä-Eurooppaan.<br />

runkokuituja lyhytkuitumenetelmin<br />

6


70<br />

ongeLmia peLLavan Ja hampun<br />

hyödyntämisen nyKyKäytännöissä<br />

Tekstiilikuitujen tuotanto on yksi vanhimmista teollisista toimialoista ja rakenteeltaan<br />

konservatiivista. Erityisesti runkokuitujen tuotantotavat ja toimintakäytännöt<br />

ovat vakiintuneet vuosisatojen saatossa. Keski-Euroopassa viljelijät ja jatkojalostajat<br />

ovat säilyttäneet asemansa korkealaatuisten aivinakuitujen, -lankojen ja -kankaiden<br />

tuottajina, koska siellä on otolliset sääolot peltoliotukselle sekä pitkät perinteet ja sukupolvien<br />

yli jatkunut ammattitaito. Aikaisemmin länsieurooppalaiset korkealaatuiset<br />

pellavatekstiilit valmistettiin raaka-aineen viljelystä lopputuotteiden valmistukseen<br />

paikallisesti. Nykyään kankaiden ja niistä valmistettujen tuotteiden suunnittelu,<br />

markkinointi, rahoitus sekä tuotannon ja laadun kontrollointi ovat perinteisten eurooppalaisten<br />

pellavayritysten käsissä, mutta kalliimpia tuotantovaiheita on hajautettu<br />

halvempien työvoimakustannusten maihin ympäri maailmaa. (Salmon-Minotte<br />

& Franck 2005, 143, 151.) Sen sijaan maat, kuten Suomi, joissa kuitulajikkeiden<br />

viljely on vähäistä eikä tuotannon kehittämiseen ole panostettu, kilpailevat erityisesti<br />

Kiinasta tuotujen pellavasta ja hampusta valmistettujen massatuotteiden kanssa.<br />

Viljelytekniikka ja korjuuta koskeva tieto on usein puutteellista tai vanhentunutta<br />

sekä pienimittaiseen ja käsityövaltaiseen tuotantoon kehitettyä. Niillä ei saavuteta<br />

teolliseen tuotantoon soveltuvaa raaka-ainetta niin laadultaan kuin volyymeiltaankaan.<br />

Lisäksi korkeat työvoimakustannukset ovat merkittävä kilpailukykyä alentava<br />

tekijä. Erityisesti kehruuprosessit ovat hitaita puuvillan prosessointiin verrattuna.<br />

(Dam & al. 1994, 167; Pasila & al. 1999, 17.) Kuitujen prosessointiin liittyvän<br />

teknologian pysähtyneisyyttä kuvastaa myös olemassa oleva terminologia. Käytössä<br />

ovat yhä agraaritaloudesta periytyneet käsityötermit, kuten lihtaus (scutching) ja häkilöinti<br />

(hackling), jotka väkisinkin herättävät mielikuvia ”museaalisesta” toiminnasta.<br />

(Luostarinen 1998, 15, 17.)<br />

Keskeinen tekijä teolliselle tuotannolle on tasalaatuisen raaka-aineen saatavuus<br />

pitkällä aikavälillä. Euroopassa ongelmana on eri raaka-ainetoimittajien raaka-aineen<br />

laadun vaihtelevuus, mikä haittaa märkäkehrätyn pitkän kuidun onnistumista<br />

mekaanisissa ja kemiallisissa jalostusvaiheissa. Suurimmat ongelmat aiheutuvat erilailla<br />

liotettujen (ali- ja yliliotusta) kuitujen kehruussa, jolloin suuret laatuvaihtelut<br />

aiheuttavat tuotantokatkoksia. Vaikutukset lopulliseen lankaan ovat suuret, muun<br />

muassa langan tasaisuuteen ja lujuuteen, mikä taas vaikuttaa kumulatiivisesti lopputuotteen<br />

valmistukseen ja siten laatuun. (Sharma, Whiteside & Kernaghan 2005,<br />

386.)<br />

3 pellava ja hamppu tekstiiliteollisuuden raaka-aineena<br />

Tekstiilikuitujen laatuluokitukset vaihtelevat maittain. Ne perustuvat etupäässä<br />

aistivaraiseen havainnointiin, kuten värin ja tunnun arviointiin. Lyhytkuiduille ei ole<br />

määritelty sovellusalakohtaisia laatukriteereitä, mikä osittain voi johtua lopputuotteiden<br />

valmistajien tietämättömyydestä tarvittavista laatuvaatimuksista. (Kymäläinen<br />

2003, 32–33.)<br />

Alkutuotanto ja esijalostus<br />

Nykyinen kuitupellavan ja hampun jalostus langaksi perustuu pitkäkuitumenetelmiin,<br />

jossa korret nyhdetään maasta juurineen ja paalataan erityiskonein koko kasvin<br />

pituisina hyvässä järjestyksessä. Keskeisimmin lopputuotteen laatuun vaikuttaa pektiinisidosten<br />

hajottamistapa. Yhä yleisimmin käytössä olevan peltoliotuksen etuna<br />

on sen muita tunnettuja liotusmenetelmiä vähäisemmät vähäiset haittavaikutukset<br />

ympäristöön. Jotta likoaminen tapahtuisi tasaisesti koko kasvissa, nyhdetty pellava on<br />

erikseen käännettävä pellolla. Kuitenkaan peltoliotus ei sovellu kaikkiin maanosiin,<br />

koska pektiinien hajottamisen suorittavat maaperän mikrobit tarvitsevat toimiakseen<br />

oikeat lämpötila- ja kosteusolot. Esimerkiksi Espanjassa kuivuus estää peltoliotuksen<br />

ja toisaalla liian sateiset olot saattavat mädättää koko sadon. Vesiliotukseen<br />

verrattuna kuidut ovat karkeampia ja heikompia sekä raaka-aineen laatu on epätasaisempaa.<br />

Myös mikrobilajikkeet vaihtelevat suuresti eri peltolohkoilla, mikä lisää<br />

eri kuituerien laadun vaihteluja. Peltoliotuksen oikea-aikainen lopettaminen vaatii<br />

viljelijältä erityistä ammattitaitoa, sillä vielä nykyisinkin kuidun likoamisaste perustuu<br />

aistivaraiseen arviointiin. Lisäksi siemensato menetetään osittain tai kokonaan<br />

ja siemenet ovat selvästi heikompilaatuisia kuin öljylajikkeilla. (Kimmel & al. 2001,<br />

375; Akin, Himmelsbach & Morrison 2000, 104.) Nyhdettäessä maasta kulkee varsiin<br />

mikrobikantoja, jotka vaikuttavat kuituja pitävien liima-aineiden hajottamiseen<br />

puumaisesta osasta. Samalla varsiin kulkeutuu multaa ja muita epäpuhtauksia, jotka<br />

saattavat alentaa kuitujen ja niistä valmistettujen tuotteiden laatuominaisuuksia<br />

(Pasila & al. 1998, 10). Lisäksi nyhtäminen saattaa aiheuttaa eroosiota (Elsasser<br />

2005, 46). Raaka-aineen sisältämät ylimääräiset ainesosat, kuten multa, juuret, lehdet<br />

tai rikkakasvit yhdessä liiallisen kosteuden kanssa saattavat aiheuttaa pektiinien<br />

hallitsemattoman hajoamisen. Tästä voi olla seurauksena koko paalin mätäneminen,<br />

jolloin kuituainesta ei voida jatkojalostaa. (Kymäläinen 2003, 15; Kauriinvaha & al.<br />

2001, 63.)<br />

Perinteinen pellavan viljely on työvoimavaltaista. Klemolan (1991, 7) mukaan<br />

ihmistyövoiman osuus kuitupellavan kylvöstä paalaukseen on 25 henkilötuntia hehtaaria<br />

kohden. Vertailun vuoksi täysin koneistetun tavanomaisilla viljankorjuukoneil-<br />

runkokuituja lyhytkuitumenetelmin<br />

71


72<br />

la tehtyyn siementen puintiin ja niittoon kului vuonna 2003 Helsingin yliopiston<br />

Sigganssin koetilalla 8 henkilötuntia/ha 33 . Yliteknikko Eero Lammisen (haastattelu<br />

25.11.2004) kokemuksen mukaan tähän lisättynä 2 h/ha pitäisi riittää sekä paalaukseen<br />

ja paalien poiskuljettamiseen. Perinteisestä korjuusta poiketen niitetty korsiaines<br />

voidaan korjata tavanomaisella pyörö- tai kuutiopaalaimella.<br />

Jotta kuituja voidaan jatkojalostaa, korret on kuivattava joko ulkona tai erillisessä<br />

kuivaimessa alle 15 %:n varastointikosteuteen. Vaikka liotettu korsiaines sisältää<br />

noin 25–30 % kuitua, on koko korsisato kuivattava. Esimerkiksi hampun kosteuspitoisuus<br />

korjattaessa on 50–70 %, jolloin sen kuivaukseen kuluu suhteettoman paljon<br />

kuidusta saatavaa tuottoa. (Pasila 2004, 9.) Jos korret liotetaan esimerkiksi entsymaattisesti,<br />

on ne kuivattava yleensä kahdesti sekä korjuun että liotuksen jälkeen.<br />

Perinteisessä pellavan prosessoinnissa tuotetaan vain tekstiilikuituja, jolloin ylijäävän,<br />

jätteeksi luokitellun materiaalin osuus on suuri. Koska kuidutus tehdään yleisimmin<br />

erillisissä kuiduttamoissa, kuljetuskustannukset kohdistuvat kuitenkin koko korsisatoon.<br />

Tästä aiheutuu, että päistäreen alhainen hintataso yhdistettynä suuriin kuljetuskustannuksiin<br />

alkaa vaikuttaa alentavasti myös päistärettä arvokkaamman kuidun<br />

hintaan. (Pasila & al. 1999, 8.)<br />

Prosessointi<br />

Pellavan ja hampun kehruujärjestelmät poikkeavat muiden kuitujen kehruusta.<br />

Runkokuitujen parhaimpien lankalaatujen valmistus perustuu märkäkehruuseen,<br />

kun muut luonnonkuidut kehrätään kuivina. Märkäprosessit lisäävät merkittävästi<br />

kustannuksia ja samalla haitallisia ympäristövaikutuksia. Koska pellava- ja hamppulankojen<br />

valmistuksen osuus maailman kokonaistuotannosta on pieni, prosessiteknologian<br />

kehittäminen on ollut vähäistä. (Lord 2003, 145.) Nykyiset pellava- ja<br />

hamppulangat soveltuvat vain rajoitetusti kudottavaksi ja suurimpana ongelmana on<br />

koneiden hitaus (Dam & al. 1994, 176). Lisäksi runkokuitulangat soveltuvat huonosti<br />

neulelangoiksi jäykkyytensä ja joustamattomuutensa takia (Salmon-Minotte<br />

& Franck 2005,130). Koneiden alhaisesta tuotantokapasiteetista johtuen pellavalangat<br />

ovat huomattavan kalliita. Esimerkiksi vuonna 2003 20 texin vahvuisen pellavalangan<br />

hinta oli jopa yli seitsenkertainen vastaavaan puuvillalankaan verrattuna<br />

(Salmon-Minotte & Franck 2005, 145–146).<br />

33 Samana vuonna vehnän korjuuseen kului noin 6 tuntia/ha (Eero Lamminen, haastattelu 25.11.2004).<br />

3 pellava ja hamppu tekstiiliteollisuuden raaka-aineena<br />

kuitupituus<br />

30 - 39,9<br />

20 - 29,9<br />

10 - 19,9<br />

häkilöity pellava<br />

300 kg 6 %<br />

aivinalanka<br />

250 kg 5 %<br />

valkaistu aivinalanka<br />

210 kg 4,2 %<br />

0 10 20 30 40 50<br />

rohkitut varret<br />

3750 kg 75 %<br />

liotetut varret<br />

2 850 kg 57 %<br />

lihdattu kuitu<br />

500 kg 10 %<br />

häkilärohtimet<br />

165 kg 3,3 %<br />

karstanauha<br />

130 kg 2,6 %<br />

rohdinlanka<br />

115 kg 2,3 %<br />

valkaistu rohdinlanka<br />

95 kg 1,9 %<br />

Kuva 9. Kuitupellavan perinteinen prosessointi ja kokonaisvarsisadosta saatavien fraktioiden<br />

osuudet (Fröier 1960, 59) 34<br />

34 Fröierin laskelmat perustuvat eteläruotsalaisiin viljelyolosuhteisiin, jossa keskimääräinen kokonaisvarsisato<br />

on 6 000 kg/ha. Suomessa satotasot ovat 4 000-6 000 kg/ha, ja kaaviossa on käytetty suomalalaista<br />

keskiarvoa 5 000 kg/ha.<br />

[%]<br />

kokonaissato<br />

5000 kg/ha 100 %<br />

akanat<br />

600 kg 12 %<br />

pellavaöljy<br />

200 kg 4 %<br />

lihtarohtimet<br />

250 kg 5 %<br />

karstanauha<br />

165 kg 3,3 %<br />

rohdinlanka<br />

140 kg 2,8 %<br />

valkaistu rohdinlanka<br />

115 kg 2,3 %<br />

runkokuituja lyhytkuitumenetelmin<br />

rohdin- ja päistärejae<br />

2350 kg 47 %<br />

siemenet<br />

650 kg 13 %<br />

rehukakut<br />

450 kg 9 %<br />

päistärejae, pöly<br />

2 100 kg 42 %<br />

polttoaine, kuitulevyt<br />

73


74<br />

Yksi keskeisimmistä ongelmista pellavan ja hampun prosessoinnissa on pöly,<br />

jota syntyy kaikissa käsittelyvaiheissa. Se ei ole vain terveysriski työntekijöille, vaan<br />

se vaikuttaa olennaisesti koneiden toimintaan tuotantokatkoksina. Pölykertymät<br />

lopputuotteissa alentavat myös laatua. Esimerkiksi puuvillakuitujen pölypitoisuuden<br />

alentamisella pystytään vaikuttamaan suoraan kuitujen kehräytyvyyteen ja laatuun,<br />

ja siten parantamaan tuotteen taloudellista arvoa. (Hann 2005, 8; Slater 2003,<br />

58–59.) Erityisesti peltoliotettujen korsien pölypitoisuus on korkea. Suomalainen<br />

pellavakutomo Jokipiin Pellava Oy käyttää tuotteissaan pääasiassa aivinalankoja ja<br />

heillä pölyn on todettu lisäävän merkittävästi kustannuksia. Toimitusjohtaja Timo<br />

Laurilan (haastattelu 1.11.2006) mukaan lyhyistä kuitupätkistä koostuva pöly aiheuttaa<br />

ongelmia sekä valmistusvaiheessa että lopputuotteen käytössä. Eri tuotantoerien<br />

ja langanvalmistajien väliset erot ovat suuria. Ensinnäkin pöly vaikuttaa heikentävästi<br />

lankojen vetolujuuteen. Loimausvaiheessa pöly tukkii langan ohjauslaitteet,<br />

jolloin langat katkeilevat ja loimaus keskeytyy. Kudonnassa loimesta irtoava pöly voi<br />

takertua loimenvartijoihin, niisiin tai kaiteisiin, joista kaikista aiheutuu tuotantokatkoksia.<br />

Lisäksi ilmassa leijuva pöly laskeutuu kankaan suuhun, jolloin lankojen väliin<br />

kertyy pölytuppoja, mistä aiheutuu virheitä kankaisiin. Erityisesti voimakasväristen<br />

kankaiden kudonnassa värillinen pöly ”likaa” vieressä kudottavat kankaat ja ne on<br />

erikseen puhdistettava. Kuitenkin suurimpana ongelmana Laurila pitää tuotteen ensimmäisissä<br />

pesuissa irtoavaa pölyä. Irtoava pöly saattaa tukkeuttaa pesukoneen ja/tai<br />

tarttuu muuhun pyykkiin värjäten tai liaten sen kuitupölyllä. Tästä on useimmiten<br />

seurauksena tyytymätön asiakas ja ”menetetty pellavan käyttäjä”.<br />

Kuituhamppua ei Suomessa viljellä juuri lainkaan, sillä jykevämmän rakenteensa<br />

takia prosessointi ei onnistu pellavakoneilla. Myös pohjoisissa oloissa hampun tuleentumattomuus<br />

aiheuttaa sen, että kasvukausi jatkuu myöhään syksyyn, jolloin kasvin<br />

kosteuspitoisuus säilyy korkeana.<br />

Kuitupellavan kuitusaanto<br />

Kuvassa 9 on kuvattu Fröierin (1960, 59) mallin mukaisesti perinteisen kuitupellavan<br />

jalostuksen käsittelyhäviöt korjuusta valkaistun langan kehruuseen. Vaikka Fröierin<br />

laskelmat perustuvat yli 40 vuoden taakse, laskelmaa voidaan pitää yhä ajankohtaisena.<br />

Samat viljely- ja jalostusmenetelmät ovat yhä käytössä muun muassa Suomessa.<br />

Fröierin mallissa saatavien jakeiden prosenttiosuudet on laskettu kokonaisvarsisadosta,<br />

mikä antaa varsin pessimistisen kuvan materiaalitehokkuudesta. Hehtaarilta<br />

saatavan 5000 kg:n kokonaisvarsisadon potentiaalinen kuitusaanto rohkitusta varsisadosta<br />

nykyisin viljeltävillä lajikkeilla on noin 25 % eli 940 kg/ha. Yleisesti käytössä<br />

3 pellava ja hamppu tekstiiliteollisuuden raaka-aineena<br />

olevassa peltoliotuksessa liotushävikki on noin 25 %, jolloin kuituainesta saadaan<br />

kuivauksen jälkeen noin 700 kg. Kaiken kaikkiaan valkaisematonta lankaa saadaan<br />

noin 10 % kokonaissadosta. Eri käsittelyvaiheiden jälkeen varsinaista primäärituotetta<br />

eli valkaistua aivinalankaa saadaan 4,2 % ja saman verran sekundäärituotetta,<br />

valkaistua rohdinlankaa käsiteltävästä kokonaisvarsisadosta. Potentiaalisesta käsittelemättömästä<br />

kuitusaannosta talteen saadaan ainoastaan noin 45 % ja liotetusta<br />

raaka-aineesta 60 %.<br />

LyhytKuitumeneteLmien mahdoLLisuudet<br />

Langantuotannossa<br />

Öljypellavan viljelyn yleistyessä tuotantomenetelmien kehitys on painottunut lyhyiden<br />

kuitujen jalostukseen. Lyhytkuidun määritelmä vaihtelee riippuen käyttöyhteydestä,<br />

mutta yleisimmin se tarkoittaa rohdinkuituja, leikattuja kuitukimppuja tai<br />

yksittäisiä peruskuituja. Rohdinkuiduissa on sekaisin sekä lyhyitä että pidempiä kuitukimppuja<br />

ja leikatuissa kuitukimpuissa pituus määräytyy käyttösovelluksen mukaan.<br />

Peruskuitujen luokittelu perustuu pellavan 5–70 mm:n ja hampun 5–60 mm:n<br />

kuitupituuksiin. ( Järvenpää 2000, 16.) Lyhytkuitumenetelmien perusperiaatteena<br />

on tarve jalostaa kuidut lyhyiksi. Yleisesti ne tarkoittavat tuotantojärjestelmiä, joissa<br />

kuituainesta käsitellään yhtenä fraktiona erottelematta pitkiä ja lyhyitä kuitukimppuja.<br />

Näitä tuotantojärjestelmiä kutsutaan myös termillä ”total fibre” -lines. (Dam &<br />

al. 1994, 78; Holmes 2005, 50; Pasila & al. 2001, 13.) Tuotantolinjat ovat pitkälle automatisoituja,<br />

mikä alentaa muutoin niin työvoimavaltaisen alan kustannuksia (Lord<br />

2003, 87). ”Uusina” kuitukasvimaina Saksa, Iso-Britannia ja Pohjoismaat prosessoivat<br />

korsia pääasiassa lyhyen kuidun linjastoilla, joiden kehitystyö aloitettiin 1980-luvulla.<br />

Nykyisin lyhytkuitujen tuotantolinjat tuottavat kuitua ensisijaisesti teknisiin tarkoituksiin<br />

ja kuitupituudet vaihtelevat loppukäytön mukaan. Tuotantokustannukset<br />

ovat selvästi pitkän kuidun tuotantoon verrattuna alhaisempia, mutta käsitelty raakaaine<br />

soveltuu etupäässä suuren volyymin massatuotteisiin, kuten eristeisiin. (Holmes<br />

2005,50.)<br />

Pellavan merkitys vaatetustekstiilinä on säilynyt ennen kaikkea materiaaliominaisuuksiensa:<br />

hyvän lämmönjohtavuutensa, korkean kosteudenimukykynsä ja siihen<br />

liittyvän kuivan tuntunsa vuoksi. Yhä enemmän on tutkittu mahdollisuuksia jalostaa<br />

lyhytkuituja puuvillan työstökoneilla sekoitteina puuvillan ja muiden kuitujen kanssa,<br />

koska hienokehruumenetelmät ovat perinteisiä pellavakehruumenetelmiä tehok-<br />

runkokuituja lyhytkuitumenetelmin<br />

75


76<br />

kaampia ja edullisempia. (Akin & al. 2000, 103; Salmon-Minotte & Franck 2005,<br />

117.) Tekstiilikuitujen tuotannossa onkin erotettava erikseen rohdinten kehruu sekä<br />

puuvillatyyppisten kuitujen hienokehruumenetelmät, joissa kuitujen hienous ja pituus<br />

on saatava vastaamaan puuvillaa. Pitkien aivinakuitujen sivutuotteena saatava<br />

rohdinnauha poikkeaa erityisesti kuitupituusjakaumaltaan. Lyhytkuitumenetelmissä<br />

kuitupituusjakauma on säädettävissä haluttuun kuitupituuteen, sen sijaan rohdinkuitujen<br />

kuitupituushajonta on huomattavasti suurempi ja prosessointi tapulikuiduiksi<br />

edellyttää useampia työvaiheita. (Karus, Kaup & Lohmayer 2000, 8.)<br />

Lyhyiden puuvillatyyppisten kuitujen kehruumenetelmät perustuvat pääsääntöisesti<br />

kuivan raaka-aineen käsittelyyn. Yleisimpiä lyhytkuitujen kehruumenetelmiä 35<br />

ovat roottori- ja rengaskehruu. Muita hienokehruumenetelmiä ovat muun muassa<br />

open-end -, ilma-, kitka- ja elektrostaattinen kehruu. (Klein 1993, 1–2; Lord 2003,<br />

116.) Roottorikehruu on syrjäyttämässä rengaskehruun tehokkuutensa ansiosta, tosin<br />

rengaskehrätty lanka on korkealaatuisempaa. Roottorikehruun etuina voidaan<br />

pitää myös sen monipuolisuutta, koska sillä saadaan hyvin erityyppisiä lankoja erilaisilla<br />

säätöjen asetuksilla sekä raaka-ainesekoituksilla.<br />

Loppukäytöstä riippumatta niin korkealle jalostetuissa kuitukomposiiteissa<br />

kuin tekstiilisovelluksissa vaatimuksena on kuituaines, josta pektiinit, ligniinit ja<br />

vierasaineet on poistettu mahdollisimman tarkoin. Jotta pellavan ja hampun kilpailukykyä<br />

tuotteiden materiaaleina voidaan lisätä, on kiinnitettävä erityisesti huomioita<br />

liotusprosessin hallittavuuteen, tasalaatuisen raaka-aineen tuottamiseen,<br />

tuotantokustannusten alentamiseen, ympäristöhaittojen minimoimiseen sekä jalostukseen<br />

osallistuvien toimijoiden määrän vähentämiseen. (Dam & al. 1994, 87.)<br />

Lyhytkuitumenetelmien yhtenä perusperiaatteena tulee olla pellavan ja hampun<br />

luontaisten aktiivisten ominaisuuksien korostaminen, ja siten kokonaan uudenlaisten<br />

materiaalien kehittäminen.<br />

Roottorikehruu<br />

Puuvillalle kehitetty roottorikehruu yleistyi teolliseen käyttöön 1970-luvulla, tosin<br />

patenttihakemus oli jätetty jo ennen toista maailmansotaa. Roottorikehrättyä lankaa<br />

on nykyään vaikea erottaa rengaskehrätystä ulkonäön tai tunnun perusteella. Suurin<br />

ero rakenteellisesti on langan muodostumisessa. Rengaskehruussa kuidut kiertyvät<br />

ulkoa sisäänpäin, kun roottorikehruussa langanmuodostus tapahtuu ytimestä ulospäin.<br />

Siksi roottorikehrätty lanka on rengaskehrättyä löyhempää, pörröisempää ja<br />

35 Tässä yhteydessä lyhytkuitujen kehruulla tarkoitetaan menetelmiä, joissa kuitupituus on alle 60 mm.<br />

3 pellava ja hamppu tekstiiliteollisuuden raaka-aineena<br />

karheampaa sekä lujuudeltaan alhaisempaa. Roottorikehruussa voidaan käyttää myös<br />

lyhyempiä kuituja eikä kuitupituuksien suuri hajonta heikennä laatua niin paljon kuin<br />

rengaskehruussa. Lisäksi roottorikehrätyn langan kulutuksen kestävyys on parempi.<br />

(Elsasser 2005, 108–109; Klein 1993, 48.) Roottorikehruussa työvoimakustannukset<br />

voivat olla jopa 50 % alhaisemmat kuin rengaskehruussa ja tuotantokustannukset<br />

edullisemmat paksumpien lankojen valmistuksessa jopa 15 texiin asti (Lord 2003,<br />

305).<br />

Kaikille hienokehruumenetelmille on yhteistä, että ennen varsinaista kehruuta<br />

raaka-aine on avattava, puhdistettava, sekoitettava ja karstattava. Puuvilla on pakattuna<br />

tiiviisiin paaleihin, jotka avauksessa möyhennetään jatkojalostusta varten mahdollisimman<br />

irralliseksi kuituraaka-aineeksi. Koska eri paalien väliset raaka-aineominaisuudet<br />

saattavat vaihdella suurestikin esimerkiksi kuitupituudeltaan tai väriltään, on<br />

erät sekoitettava yhdeksi mahdollisimman tasalaatuiseksi raaka-aine-eräksi. Lisäksi<br />

puuvillakuiduista on poistettava siemenkuoret ja muut ylimääräiset ainesosat, jotka<br />

heikentävät lopputuotteen laatua. Karstauksen tehtävänä on poistaa loput roskat ja<br />

liian lyhyet kuidut ja yhdensuuntaistaa kuituja. Levykarstalta kuituharso irrotetaan<br />

kuorintavalssin pinnalta, jonka jälkeen siitä muodostetaan vetovalssien välissä noin<br />

4 000 texin vahvuista nauhaa. Nykyisin puuvillan käsittely avauksesta karstanauhan<br />

muodostukseen tapahtuu lähes automaattisesti yhdellä toisiinsa integroidulla linjalla.<br />

(Elsasser 2005, 107; Lord 2003, 188.) Vanhanaikaisemmissa kehräämöissä puuvilla<br />

ajetaan lisäksi laappikoneelle, jossa muodostuu tasapaksua vanuhuopaa karstalle syötettäväksi.<br />

Jotta kehrättävästä langasta saataisiin mahdollisimman tasaista ja hienoa<br />

karstanauhat syötetään venytyskoneelle. Venytys tapahtuu ajamalla useampi karstanauha<br />

valssiparien läpi useampikertaisena venytyksenä niin, että muodostuu yksi<br />

alkuperäisen vahvuinen nauha. Venytysvaiheessa nauhaa ohennetaan venyttämällä,<br />

sekoitetaan kertaamalla, tasoitetaan ja oikaistaan kuituja sekä poistetaan kuitukoukkuja.<br />

(Elsasser 2005, 108; Lord 2003, 71.)<br />

Kuvassa 10 on esitetty roottorikehruun periaate. Roottorikehruu perustuu openend<br />

-menetelmään, jossa lankaa muodostetaan suoraan karstanauhasta. Nauha syötetään<br />

avausvalssiin kuitujen erottamiseksi yksittäiseksi ennen kehruuyksikköön joutumistaan.<br />

Ilmavirran aiheuttaman imun avulla kuidut irtoavat avausvalssilta roottoriin.<br />

Keskipakovoiman vaikutuksesta kuidut siirtyvät roottorin uraan, josta ne kiinnittyvät<br />

roottorin keskeltä syötettyyn niin sanottuun siemenlankaan. Roottori muodostaa<br />

lankaa pyörimisliikkeen aiheuttaman kierteen avulla ja valmis lanka vedetään ulos<br />

vetovalssien avulla ja kehitään ristipuolalle. (Klein 1993, 24–25.) Roottorin halkaisija<br />

määrittää käytettävän kuitupituuden: liian pitkät kuidut heikentävät langan lujuut-<br />

runkokuituja lyhytkuitumenetelmin<br />

77


78<br />

Kuva 10. Roottorikehruun periaate<br />

ta ja laatua aiheuttaen katkeamia ja heikkouksia enemmän kuin lyhyet (Lord 2003,<br />

200).<br />

Tärkeimmät kehräytyvyyteen vaikuttavat ominaisuudet ovat kuitupituus, kuituhienous,<br />

kuitujen murtolujuus ja raaka-aineen puhtaus. Lisäksi kuitujen murtovenymä<br />

ja niiden välinen kitka ovat merkittäviä kehruuseen vaikuttavia attribuutteja.<br />

Kuitupituus (mm) vaikuttaa muun muassa langan lujuuteen ja tasaisuuteen, tuotteen<br />

tuntuun ja kiiltoon, langan karvaisuuteen sekä kehräämön tuottavuuteen. Puuvillaa<br />

voidaan kehrätä 15–56 mm:n tapulipituuksilla (length of spinnable fibre, staple length)<br />

ja lyhyimmät alle 5 mm:n kuidut häviävät jätteeksi tai pölyksi ilmaan. (Franck 2005,<br />

10.) Kuituhienous (tex) vaikuttaa olennaisesti langan ja siitä valmistettujen tuotteiden<br />

tuntuun, esimerkiksi jäykkyyteen, karkeuteen, siliävyyteen, kimmoisuuteen,<br />

viileyteen ja kosteuden siirtokykyyn. (Mäkinen 1998, 19.) Mitä enemmän poikkileikkauksessa<br />

on kuituja, sitä vahvempaa lanka on ja sitä tasaisemmin kuidut jakautuvat<br />

langassa. Kuituhienous vaikuttaa lisäksi kehruunopeuteen, tasaisuuteen ja<br />

täyteläisyyteen, kiiltoon, tuotantomääriin katkeamalukuina ja kierteenantoina sekä<br />

tasomaisen tuotteen laskeutuvuuteen. Kuituhienous vaikuttaa myös langan koossa<br />

pitävään kitkavoimaan. Karkeammat kuidut tarvitsevat enemmän kierrettä langan<br />

koossa pysymiseksi. Puuvillakehruussa ihanteellinen kuituhienous on 1,1–1,8 dtex<br />

3 pellava ja hamppu tekstiiliteollisuuden raaka-aineena<br />

(2,8–4,5 Micronairea 36 ). (Klein 1993, 26–28; Lord 2003, 201.) Kuitujen murtolujuus<br />

(cN/tex) on määräävä ominaisuus, sillä se vaikuttaa suoraan langan lujuuteen.<br />

Tekstiilikuitujen murtolujuus on oltava vähintään noin 6 cN/tex, jotta niistä voidaan<br />

kehrätä lankaa. Puuvillan murtolujuus on 15–50, kuitupellavan 20–65, öljypellavan<br />

41–67 ja hampun 41–61 cN/tex. Kuitujen puhtaus vaikuttaa kehruuprosessiin ja valmiin<br />

langan laatuun. Kuitujen epäpuhtaudet ja pölyisyys aiheuttavat tuotantokatkoja<br />

kehruussa niiden kertyessä roottoriin. Puhtausasteen on oltava alle 1 %. Lisäksi<br />

murtovenymä on tärkeä lopputuotteeseen vaikuttava tekijä. Tekstiilituotteen täytyy<br />

kestää kuormitusta prosessin aikana ja käytössä ja sen tulee palautua kuormituksesta<br />

ainakin osittain. Kuituvenymän tulee olla vähintään 1–2 %. Puuvillan venymä<br />

on 4,8–9,3 %, kuitupellavan 1–2,5 %, öljypellavan 3,5–6,8 % ja kuituhampun<br />

3,3–5 %. Kuitujen kitka vaikuttaa tekstiilituotteiden koossapysymiseen.<br />

Lujuusominaisuuksien ohella kitkakerroin vaikuttaa valmiin tuotteen lujuusominaisuuksiin.<br />

Myös valmistusvaiheessa kitkan merkitys on suuri, koska kuidut joutuvat<br />

liukumaan sekä toisiinsa että koneen osiin nähden. Kuitujen välinen liukkaus tulisi<br />

olla suhteellisen korkea, jotta kuidut liukuisivat mahdollisimman tasaisesti toistensa<br />

lomitse lankaa venytettäessä. (Haudek & Viti 1978, 137; Holmes 2004, 11; Sankari<br />

2000b, 60.)<br />

Runkokuidut hienokehruussa<br />

Runkokuitujen peruskuidut täyttävät yleiset tekstiilikuiduilta vaadittavat ominaisuudet<br />

ja niiden pituudet vastaavat puuvillan kuitupituuksia. Pellava ja hamppu ovat<br />

kuitenkin puuvillaa vahvempia, imukykyisempiä, kalliimpia ja joustamattomampia<br />

(Kimmel & al. 2001, 375). Lisäksi pellava- ja hamppukuiduissa vahat ovat jakaantuneet<br />

tasaisesti kuituun, kun puuvillassa vahat ovat kuidun pinnalla. Mitä tarkemmin<br />

liotuksella ja avauksella saadaan peruskuidut irtaantumaan toisistaan, sitä hienompia<br />

ja tasalaatuisempia lankoja saadaan kehrättyä. Vaikka voimakkaampi liotuskäsittely<br />

lisää kuitujen alttiutta vaurioitumisille ja heikentää kuituja, niin kuitujen hienouden<br />

ja joustavuuden lisääntyminen parantaa merkittävästi jalostus- ja kehruuedellytyksiä.<br />

(Kimmel & al. 2001, 379.) Sekoitteissa puuvillan kanssa ideaalitilanne on, että<br />

kuitudimensiot muistuttaisivat mahdollisimman paljon toisiaan. Mikäli yhdistetään<br />

karkeita lyhyitä kuituja pehmeisiin, niin karkeammat kuidut voivat poistua kehruun<br />

yhteydessä kokonaan pois. (Lord 2003, 202.) Toistaiseksi pellavan peruskuituja on<br />

käytetty sekoitteissa etenkin puuvillan tai polyesterin kanssa, sillä 100-prosenttisten<br />

36 1 Mi =2,54 x dtex<br />

runkokuituja lyhytkuitumenetelmin<br />

7


80<br />

pellavalankojen kehruu edellyttää yhdenmukaista ja tasalaatuista kuituainesta niin<br />

hienoudeltaan kuin pituudeltaankin. Roottorikehrättyjä 22–60 texin lankoja on valmistettu<br />

25–50 % pellavapitoisuuksilla. Runkokuitu/villasekoitelankoja on valmistettu<br />

sekä muunnetulla kampalanka- että karstalankakehruujärjestelmällä. (Salmon-<br />

Minotte & Franck 2005, 117.)<br />

Tekstiilikuitujen valmistuksessa on raaka-aineina käytetty pääsääntöisesti runkokuitukasvien<br />

kuitulajikkeita, sillä niiden korjuu ajoitetaan kuitulaadun mukaan.<br />

Kuitulajikkeiden viljely ainoastaan lyhytkuitutuotantoon alentaa todennäköisesti<br />

kuidusta saatavaa hintaa niin, ettei se pysty kilpailemaan aivinatuotannon ja sen sivutuotteena<br />

saatavan rohdinkuidun kanssa (Pasila & al. 1999, 8). Kuitulajikkeiden lyhytkuitutuotannossa<br />

todennäköisimpinä raaka-aineina ovat eri jalostusvaiheissa saatavat<br />

rohdinkuidut. Öljylajikkeiden soveltumattomuutta korkealaatuisten tekstiilien<br />

raaka-aineiksi on perusteltu kuitujen lyhyydellä ja karkeudella (Akin, Himmelsbach &<br />

Morrison 2000, 103; Dam & al. 1994, 175; Nilsson & Karlsson 2005, 25). Kuitenkin<br />

öljylajikkeiden ominaisuuksia on tutkittu varsin vähän. Kuitujen karkeus johtuu<br />

korkeista ligniini- ja pektiinipitoisuuksista, jotka lisääntyvät kasvien tuleentumisen<br />

myötä. Öljylajikkeiden mahdollinen käyttö tekstiileissä perustuu kokonaishyödyntämisenmallin<br />

mukaiseen energia- ja materiaalitehokkuuden kasvattamiseen.<br />

Lyhytkuitumenetelmiin perustuvissa kuidunkäsittelylinjoissa syötettävän raakaaineen<br />

ei tarvitse olla yhdensuuntaistettua, vaan kuitupaalit voidaan syöttää suoraan<br />

avaajaan ja siitä kuidutettavaksi ja puhdistettavaksi. Tehot perinteisiin pitkän kuidun<br />

tuotantolinjoihin ovat moninkertaiset. Esimerkiksi Charle & Co:n valmistaman pellavalinjan<br />

LIN-LINE teho paalien avauksesta puhdistukseen on raaka-aineesta riippuen<br />

maksimissaan 2000 kg varsia tunnissa, mistä saadaan noin 350 kg puhdistettua<br />

kuitua tunnissa. (Charle & Co 2007; Pasila & al. 1999, 25.)<br />

Cottonisointi<br />

Roottorikehruuta varten on peruskuitufraktion hajottamiseksi kuitukimppuja yhteen<br />

sitovien pektiinisidosten lisäksi hajotettava myös leveyssuuntaiset peruskuitujen väliset<br />

sidokset tai vaihtoehtoisesti kuidut on leikattava määrämittaan. Pellavan ja hampun<br />

cottonisoinnilla (cottonization) tarkoitetaan tavallisesti moniportaista kemiallista<br />

prosessia, jolla pyritään irrottamaan pellavan kuitukimpuiksi liimaantuneet peruskuidut<br />

mahdollisimman hyvin toisistaan. Tavoitteena on muuttaa pellavan ja hampun<br />

kuitudimensiot, kuten kuitupaksuus, -pituus ja -pituusjakauma vastaamaan mahdollisimman<br />

tarkoin puuvillaa. Keskeisenä tavoitteena on poistaa pektiinit ja ligniinit<br />

selluloosaa vahingoittamatta (Wang & al. 2003, 664). Jo 1800-luvun puolivälistä läh-<br />

3 pellava ja hamppu tekstiiliteollisuuden raaka-aineena<br />

tien on kehitetty kemiallisia menetelmiä, jotta pellavaa ja hamppua voitaisiin kehrätä<br />

puuvillalle kehitetyillä kehruukoneilla. Erityisesti Saksassa toisen maailman sodan aikana<br />

pyrittiin etsimään vaihtoehtoja tuontipuuvillan korvaamiseksi. Tuolloin pellava<br />

käsiteltiin lipeäkiviliuoksen jälkeen laimeassa rikkihappoliuoksessa. Cottonisoinnissa<br />

käytettiin myös klooria ja hapettimia. Kemiallisten menetelmien suurimpana ongelmana<br />

ovat haitalliset ympäristövaikutukset. (Hofer 1985, 60; Mauersberger<br />

1947, 323; Salmon-Minotte & Franck 2005, 117.)<br />

Nykyisin erityisenä <strong>tutkimus</strong>- ja kehityskohteena ovat olleet peruskuitujen välisten<br />

pektiinisidosten hajottaminen höyryräjäytyksellä sekä entsyymeillä. Lisäksi yksittäiskuitujen<br />

hajottamiseksi on tutkittu liuotinkäsittelyä (organosolv), tensidikäsittelyä<br />

ja yliliottamista pellolla. (Aaltonen, Vilppunen & Sohlo 1998, 29.) Höyryräjäytys<br />

(steam explosion STEX) on alun perin kehitetty selluteollisuuden tarpeisiin muun<br />

muassa selluloosan, hemiselluloosan, pektiinin ja ligniinin erottamiseksi puukuiduista.<br />

Menetelmää on tutkittu pellavan ja hampun peruskuitujen erottamiseksi sekä<br />

liottamattomille, vihreille että osittain peltoliotetuille kuiduille. Höyryräjäytys perustuu<br />

sekä kuitujen kemialliseen modifiointiin että mekaaniseen vaikutukseen: korsiaines<br />

asetetaan kuumaan vesihöyryyn (200 ºC) korkeassa paineessa, joka lopetetaan<br />

äkkinäisesti. Tällöin peruskuitujen väliset pektiinit liukenevat ja huuhtelun jälkeen<br />

kuidut ovat käsiteltävissä lyhytkuitumenetelmin. (Garcia-Jaldon, Dupeyre & Vignon<br />

1998; Kessler & al. 1998; Nykter 2006; Vignon, Garcia-Jaldon & Dupeyre 1995.)<br />

Entsyymiliotusta voidaan käyttää sekä pelkästään kuitukimppujen erottamiseen että<br />

prosessia jatkamalla myös cottonisointiin. Entsyymikäsittelyllä on saatu lisättyä homogeenisuutta,<br />

kuituhienoutta sekä kuitujen pehmentymistä ilman merkittävää kuitupituuksien<br />

lyhentymistä (Militký, Bajzík & Křemenáková 2002, 8). Kozlowski &<br />

al. (2006, 761–764) nostavat entsyymiliotuksen cottonisoinnissa suurimmiksi eduiksi<br />

nopeuden ja prosessivaiheiden vähentymisen. Tällöin voidaan käsitellä mahdollisesti<br />

huonompilaatuistakin raaka-ainetta, jolloin jalostusarvon kasvu on huomattava.<br />

Keskeisenä ongelmana on, että pellavan ja hampun cottonisointi vaatii moninkertaisia<br />

toimenpiteitä, jolloin raaka-aineen käsittelykustannukset nousevat korkeiksi.<br />

Kuitenkin nykymenetelmin cottonisoiduista kuiduista kehrätyt langat soveltuvat<br />

laadultaan toistaiseksi varsin rajallisiin kohteisiin.<br />

Edellä mainituista menetelmistä poiketen Suomessa kehitetty Dry-line -menetelmä<br />

on korjuumenetelmä, jossa korsisato korjataan vasta kylvövuotta seuraavana<br />

keväänä (Kuva 11). Syksyllä puidaan vain kasvin kypsät siemenet, jolloin siemensato<br />

saadaan talteen. Talven aikana lämpötilan vaihtelut 0 °C:n molemmin puolin irrottaa<br />

kuidut puukerroksesta lämpölaajenemisen vaikutuksesta (=terminen liotus). Korret<br />

runkokuituja lyhytkuitumenetelmin<br />

81


82<br />

silputaan niittomurskaimella ja paalataan keväällä, jolloin ilman suhteellinen kosteus<br />

on alhainen ja luonto on kuivannut kasvuston varastointikelpoiseksi kosteuspitoisuudeltaan<br />

alle 15 %:iin, samalla myös päistäre on pehmentynyt talven aikana. (Pasila<br />

2004a, 12–13.)<br />

syksy talvi kevät<br />

Kuva 11. Kuituhampun korjuu Dry-line -menetelmällä<br />

niittomurskain paalaus<br />

3 pellava ja hamppu tekstiiliteollisuuden raaka-aineena<br />

4 tutKimusongeLmat<br />

Ja viiteKehys<br />

Runkokuitujen tuotanto perinteisin pitkäkuitumenetelmin on monivaiheinen prosessi,<br />

jossa raaka-aineen ominaisuudet ja vuosisatojen aikana vakiintuneet tuotantotavat<br />

määrittävät pitkälti raaka-aineen käyttötarkoituksen ja niistä valmistettujen<br />

tekstiilien ulkoasun. Tästä johtuen pellavan ja hampun tuoteympäristö on varsin<br />

rajattu ja yhdenmukainen. Pellavatuotteet on yhä pääasiallisesti valmistettu kudotuista<br />

kankaista, joissa on käytetty yksinkertaisia pintamaisia sidoksia, kuten palttinaa,<br />

diagonaalia tai satiinisidosta (Dam & al. 1994, 172–173). Tyypillistä pellava- ja<br />

hampputekstiileille on myös, että ne on värjätty joko lankana tai valmiina kankaina.<br />

Kuitenkin potentiaaliset mahdollisuudet vaikuttaa raaka-aineen estetiikkaan<br />

ja funktionaalisuuteen ovat rajattomat. Ratkaisevasti tuotteiden visuaalisuuteen ja<br />

tuntuun vaikuttavat raaka-aineiden pektiinien hajotus- ja kehruumenetelmät, jotka<br />

määrittävät lankojen soveltuvuuden jatkojalostukseen ja siten eri käyttökohteisiin.<br />

Alfons Hofer esittää tekstiilikäsikirjassaan Stoffe 1 (1985, 68) varsin jyrkästi,<br />

että ”Für Textilien kommt Hanf wegen seiner Grobheit und Härte kaum in Betracht” 37 .<br />

Karkeus ja kovuus ovat kuitenkin seurauksia jalostusmenetelmien valinnoista, missä<br />

ligniinit ja pektiinit poistuvat vain osittain.<br />

Langanvalmistuksessa on monia mahdollisuuksia muokata materiaalia, jotta tarvittavat<br />

ominaisuudet saataisiin. Yksittäisen ominaisuuden muuttaminen vaikuttaa<br />

jatkossa tehtäviin valintoihin. Esimerkiksi puuvilla suhteellisen heikkona kuituna<br />

voidaan saada kestäväksi oikean kehruumenetelmän valinnalla sekä kankaiden ja<br />

neulosten sidoksilla. Monia epäsuotuisia ominaisuuksia, kuten nyppyyntymistä voidaan<br />

poistaa viimeistyskäsittelyillä ja langan teksturoinneilla. Myös kuitusekoituksilla<br />

voidaan saada aikaan ominaisuuksia, jotka muuten puuttuvat käytettäessä vain<br />

yhtä raaka-ainetta. (Gale & Kaur 2002, 170.) Varsinaisissa lopputuotteissa eli tekstiileissä<br />

ja komposiiteissa kuitujen ominaisuudet rakentavat kokonaisuuden. Yksittäisiä<br />

muutoksia ei tule tarkastella liian kirjaimellisesti, vaan kokonaisuutena, eri toimenpiteiden<br />

yhteisvaikutusten summana. Yhden jalostusketjun osan muutos johtaa<br />

muutoksiin muuallakin, joten kokonaisuudesta on rakennettava uusi toimintamalli.<br />

Tekstiilien osatekijöiden suhde on tärkeintä arvioitaessa lopputuotteen laatua ja<br />

37 Vapaasti suomennettuna: Karkeutensa ja kovuutensa takia hamppu tuskin soveltuu tekstiilikäyttöön.<br />

runkokuituja lyhytkuitumenetelmin<br />

83


84<br />

käytettävyyttä. Jokaisen työvaiheen ja käsittelyn vaikutus on huomioitava saatavaan<br />

kokonaishyötyyn, jotta kustannukset olisivat mahdollisimman suotuisat suhteessa<br />

lopputuotteesta saatavaan voittoon (Elsasser 2005, 9–10). Eri vaiheissa tehtävät ratkaisut<br />

edellyttävät jatkuvaa arviointia uudenlaisten piirteiden etsinnässä.<br />

Tutkimuksen lähtökohtana ovat selluloosakuitujen, hampun ja pellavan materiaaliominaisuudet<br />

mahdollisina uudenlaisten tekstiilien ja teknisten sovellusten,<br />

esimerkiksi komposiittien raaka-aineina. Pitkän tähtäimen tavoitteena ovat raakaaineen<br />

jalostusastetta ja -arvoa kohottamalla korkealaatuiset niche-tuotteet, mutta<br />

tarkastelun kohteena tässä tutkimuksessa ovat ensisijaisesti roottorikehruuseen liittyvät<br />

prosessit. Langantuotanto on valittu kohteeksi siksi, että raaka-ainevaatimukset<br />

ovat korkeat muun muassa raaka-aineen homogeenisuuden ja roskattomuuden<br />

osalta. Roottorikehruun valinta perustuu sen yleisyyteen sekä kustannustehokkuuteen.<br />

Toisaalta olisi varsin lyhytnäköistä keskittyä vain tekstiilien tuotantoon, joten<br />

lopputuotteiden määrittely jää osittain avoimeksi. Materiaalin ja käytettyjen menetelmien<br />

soveltuminen varsinaisiin lopputuotteisiin voidaan arvioida koko ketjun toimivuuden<br />

perusteella. Tuotantoprosessien kehittämisessä on tunnistettava laatuun<br />

vaikuttavia tekijöitä, jotta kriittisiä, raaka-ainetta mahdollisesti heikentäviä vaiheita<br />

olisi mahdollisimman vähän.<br />

Pääkohteena ovat lyhytkuitumenetelmiin perustuva runkokuitujen tuotanto<br />

raaka-aineen korjuusta kehruuseen asti sekä mahdolliset tuoteaihiot yleispiirteisesti<br />

tarkasteltuna. Tarkasteltavana on pellavan ja hampun sekä kuitu- että öljylajikkeita.<br />

On esitetty ristiriitaisia väitteitä, etteivät öljylajikkeiden kuidut sovellu tekstiilituotteisiin.<br />

Esimerkiksi Dam & al. (1994, 59) esittävät öljypellavan kuitujen karkeuden<br />

olevan este tekstiilikäytölle. Toisaalta Reijosen (1998, 27) mukaan öljypellavan kuiduista<br />

on varsin vähän <strong>tutkimus</strong>tietoa. Samassa julkaisussa esitetyissä Mailis Mäkisen<br />

(1998, 18–26) tutkimuksissa öljypellavakuidun hienous- ja lujuusarvot ovat selkeästi<br />

parempia kuin kirjallisuuslähteet yleisesti esittävät. Tästä huolimatta Reijonen (1998,<br />

37, 47) ”hylkää” öljypellavan jalostamisen puuvillakehruumenetelmin, koska puuvillatyyppisyys<br />

poistaisi oleellisen osan pellavan loisteliaasta luonteesta ja alentaisi langasta<br />

saatavaa hintaa. Reijoselle (1998, 39) puuvillakehruu edustaa massatuotantoa<br />

ja siten halpaa tavaraa.<br />

Tutkimuksen keskeisenä tavoitteena on selvittää, miten lyhytkuitumenetelmiin<br />

perustuvalla voidaan jalostaa hienokehrättäviä pellava- ja hamppulankoja, jotka soveltuvat<br />

monentyyppisiin tekstiilituotteisiin puuvillan tavoin sekä raaka-ainetta teknisiin<br />

sovelluksiin. Puuvillan tavoin sikäli, että puuvillan kehruussa käytetyt hienokehruumenetelmät<br />

mahdollistavat hyvin erityyppisten lankojen kehruun suhteellisen<br />

4 <strong>tutkimus</strong>ongelmat ja viitekehys<br />

alhaisilla kustannuksilla ja perinteisiä pellavakehruumenetelmiä tehokkaammin.<br />

Tämän tutkimuksen yhteydessä roottorikehruun edellyttämät vaatimukset määrittävät<br />

kuitujen modifiointia. Kuitupituuksien suuri hajonta ja lyhyiden kuitujen suuri<br />

määrä vaikuttavat vähemmän langan tasaisuuteen kuin esimerkiksi rengaskehruussa.<br />

On tarve etsiä vaihtoehtoisia, uusiutuvia tekstiilikuituja kasvavan kuitutarpeen tyydyttämiseksi.<br />

Keskeiseksi kysymykseksi nousee, voidaanko lyhytkuitumenetelmillä<br />

saavuttaa lisäarvoa perinteisesti tuotettuihin pellava- ja hamppulankoihin verrattuna.<br />

Lyhytkuitumenetelmillä pyritään etsimään myös pellavan ja hampun hyviä ominaisuuksia<br />

ja vähentämään huonoja, kuten rypistyvyyttä ja alhaista hankauslujuutta.<br />

Uudenlaisten piirteiden etsinnässä materiaalin tuntu ja visuaalisuus ovat keskeisessä<br />

roolissa, sillä niillä voidaan vaikuttaa merkittävästi materiaalin käytettävyyteen ja<br />

mielikuviin tuotteen imagosta. Esimerkiksi kuluttajat pitävät pehmeyttä tärkeänä<br />

ominaisuutena siitä aiheutuvan miellyttävän tunnun vuoksi, minkä takia sitä tavoitellaan<br />

tuotteen pysyvänä ominaisuutena (Lindfors 2002, 40). Samalla tavoitteena on<br />

vähentää pellavan ja hampun käytön riippuvuutta muotivirtauksista tuotevalikoimaa<br />

laajentamalla. Jotta runkokuituja voidaan jalostaa puuvillan työstökonein, on kuitukimput<br />

hajotettava peruskuiduiksi. Kuitujen elastisuus, murtolujuus ja -venymä ja<br />

hienous on saatava vastaamaan puuvillan ominaisuuksia. Kuitujen pehmentämiseksi<br />

peruskuitufraktiosta tulee poistaa pektiinit ja ligniinit mahdollisimman tarkoin.<br />

Koska pellavan ja hampun vaha-aineet ovat jakautuneet tasaisesti kuituun, niin korkeakiiltoisuuden<br />

saavuttaminen ei edellytä erillistä merserointia puuvillan tapaan.<br />

Tutkimuksessa pyritään saamaan aikaan muutoksia, jotka tuovat mahdollisesti<br />

esille uusia, ennen havaitsemattomia piirteitä ja siten myös uusia mahdollisuuksia<br />

tuotteistamiseen. Tutkimuksessa irrottaudutaan tietyn yrityksen asettamista konkreettisista<br />

teknisistä reunaehdoista, mikä mahdollistaa rohkeiden kokeilujen, ja niistä<br />

väistämättä seuraavien epäonnistumistenkin kautta oppimisen. Tuotantomallissa ei<br />

kuitenkaan määritellä uutta tuotetta, vaan siinä pyritään luomaan aihioita ja mahdollisuuksia<br />

uusien tuoteratkaisujen tavoitteluun sekä pohjaa verkostoitumiselle<br />

tuotannon infrastruktuurin kehittämiseksi. Keskeisinä huomionkohteina tuotantokonseptin<br />

rakentamisessa ovat materiaali- ja energiatehokkuuden parantaminen,<br />

kustannustehokkuus sekä laadun tasaisuus pitkällä aikavälillä tarkasteltuna. Uusien<br />

käyttö- ja jalostustapojen etsiminen edellyttää ennakkoluulottomuutta ja poikkitieteistä<br />

<strong>tutkimus</strong>otetta ilman etukäteen tehtyjä tiukkoja ohjeistuksia tehtäville kokeille<br />

ja tavoitteille. Tuotantomallin luomisessa muotoilijan on ymmärrettävä koko tuotannonketjun<br />

vaatimukset ja suunnittelijan roolina on tasapainotella luovuuden, innovaatioiden<br />

ja kaupallisuuden välillä.<br />

runkokuituja lyhytkuitumenetelmin<br />

85


86<br />

tutKimusKysymyKset:<br />

1) Miten lyhytkuitumenetelmät soveltuvat pellavan ja hampun peruskuitujen käyttöominaisuuksien<br />

parantamiseen?<br />

• Miten öljylajikkeiden peruskuidut soveltuvat roottorikehruuseen?<br />

• Miten lyhytkuitumenetelmillä voidaan vaikuttaa kuitujen visuaalisuuteen ja<br />

tuntutekijöihin, kuten pehmeyteen ja kiiltoon?<br />

2) Miten lyhytkuitumenetelmillä voidaan lisätä runkokuitujen uudenlaista tuotteistamista?<br />

• Miten visuaalisten ja tuntutekijöiden muutokset vaikuttavat kuituaineksen laatuun,<br />

käytettävyyteen ja lisäarvoon muihin menetelmiin verrattuna?<br />

• Miten lyhytkuitumenetelmin jalostetut runkokuidut soveltuvat ja ovat sovellettavissa<br />

erilaisissa lopputuotteissa, tuoteaihioissa?<br />

• Miten tuotantoprosessien aiheuttamia ympäristöhaittoja voidaan vähentää<br />

verrattuna perinteiseen runkokuitujen prosessointiin?<br />

tutKimuKsen viiteKehys<br />

Materiaalilähtöisessä lähestymistavassa tarkastellaan kokonaisuutta ja samalla pyritään<br />

rikkomaan perinteisen tuotantotapalähtöisen tutkimuksen ja käytäntöjen<br />

solmukohtia. Uutta kartoittavalla, eksploratiivisella <strong>tutkimus</strong>otteella pyritään selvittämään,<br />

voidaanko jalostustapoja muuttamalla ja raaka-aineominaisuuksia modifioimalla<br />

lisätä raaka-aineen moninaisempaa käytettävyyttä.<br />

Tutkimuksen viitekehys (kuva 12) perustuu visioon pellavasta ja hampusta jalostetuista<br />

pehmeistä, korkeakiiltoisista lankalaaduista, jotka pyrkivät osaltaan turvaamaan<br />

tulevaisuuden kuitutarvetta kasvavan kulutuksen myötä. Samalla irrottaudutaan<br />

pellavan ja hampun perinteistä aivina- ja rohdintekstiileinä. Uusiutuva<br />

materiaali on lähtökohta ja se nähdään voimavarana ilman ”menneisyyden” painolastia.<br />

Kokonaisuuteen vaikuttavat tärkeät taustatekijät ovat kirjoittajan oma ympäristömyötäinen<br />

arvomaailma sekä tekstiilisuunnittelijan esiymmärrys materiaalin<br />

merkityksestä lopputuotteen muotoon, toimintaan ja kokonaisilmeeseen. Empiiristä<br />

todellisuutta tarkastellaan kriittisen ja teknisen tiedonintressin mukaan tulkittuina.<br />

Tekninen tiedonintressi viittaa materiaalin ja teknologian asettamiin vaatimuksiin<br />

ja niiden tarjoamiin mahdollisuuksiin sekä korostaa tieteellisen tiedon välinearvoa,<br />

koska tavoitteena on korkealaatuinen teollinen raaka-aine (Niiniluoto 1980, 70).<br />

4 <strong>tutkimus</strong>ongelmat ja viitekehys<br />

Kuva 12. Tutkimuksen viitekehys<br />

Kuva 12. Tutkimuksen viitekehys<br />

runkokuituja lyhytkuitumenetelmin<br />

87


88<br />

Kuitenkin runkokuitujen uudenlaisten tuotteistamismahdollisuuksien kartoittamisessa<br />

ja konkreettisesti uudenlaisia tuloksia etsittäessä ei etukäteinen tieto eikä<br />

olemassa oleva teknologia-alusta saa toimia liiaksi <strong>tutkimus</strong>ta rajaavana tekijänä.<br />

Teknologia on ainoastaan väline tavoitteiden toteutumiselle eikä nykyisin puuttuva<br />

tuotantolaitteisto toimi esteenä tulevaisuuteen suuntautuvan tuotteistamisen kehittämiselle.<br />

Jo käytössä olevaa tuotantoteknologiaa ja <strong>tutkimus</strong>aineistoa ei pidetä<br />

annettuina, todellisena lopputuloksena, vaan ne toimivat välillisinä tiedonlähteinä<br />

uuden tiedon rinnalla. Luonnontieteellisestä lähestymistavasta poiketen käytännön<br />

kokeet edeltävät teorianmuodostusta ja ovat osa <strong>tutkimus</strong>prosessia (Biggs 2006,<br />

186–187). Raaka-aineiden käsittelyyn liittyvän kokeellisen toiminnan tarkoituksena<br />

on osoittaa syiden ja vaikutusten sekä keinojen ja seurausten suhteita. Muutoksia<br />

ei aiheuteta ainoastaan säädellysti systemaattiseen ajatteluun perustuen, vaan myös<br />

sattumanvaraiset materiaalikokeilut toimivat johtolankoina tarkemmalle tutkimukselle<br />

ja raaka-aineiden välisten erojen korostamiselle. Kehräytyvyyttä selvitetään vertailemalla<br />

kolmen erilaisen pektiinisidosten hajottamistavan soveltuvuutta roottorikehruuseen.<br />

Cottonisointi perustuu tutkimuksessa kehitetyn Fusart-menetelmään.<br />

Käsiteltyjä kuituja kuitujaan arvioidaan aistivaraisesti sekä mittaamalla kuituhienous,<br />

murtolujuus ja -venymä sekä kuitujen ligniini- ja uuteainepitoisuus. Iteratiivisella<br />

<strong>tutkimus</strong>tavalla pyritään saamaan mahdollisimman tarkka kuva toiminnan aiheuttamista<br />

muutoksista ja vaikutuksista kokonaisuuteen. Uuden empiirisen tilanteen<br />

tiedostamiseen liittyy siinä vuorovaikutuksessa olevien merkitsevien tekijöiden selvittäminen.<br />

Runkokuitujen jalostusketju on lineaarinen prosessi, jossa lähtöraaka-aineet ja<br />

muun muassa niiden kemialliset ja fysikaaliset ominaisuudet, erot raaka-aineiden<br />

välillä sekä yksittäisten raaka-aine-erien epähomogeenisuus vaikuttavat keskeisesti<br />

lopputulokseen. Tuntuominaisuuksiin ja visuaalisuuteen vaikuttaminen käytännön<br />

kokeilla aiheuttaa aistein havaittavia, mutta myös objektiivisesti mitattavia muutoksia.<br />

Mitattavia ominaisuuksia ovat muun muassa kuituhienous ja -pituus sekä,<br />

murtolujuus ja -venymä sekä raaka-aineen koostumus. Kokonaisuutta tarkastellaan<br />

avoimena systeeminä ilman ennakolta asetettuja tiukkoja rajoituksia raaka-aineen<br />

valinnasta mahdollisiin tuoteaihioihin. Tutkimuksessa ympäristöhaittojen vähentäminen<br />

verrattaessa perinteiseen tekstiilikuitutuotantoon perustuu laadulliseen arviointiin.<br />

4 <strong>tutkimus</strong>ongelmat ja viitekehys<br />

tuotantoKonsepti<br />

Tuotantokonsepti on kokonaisvaltainen hahmomalli, jolla pyritään kuvaamaan runkokuitujen<br />

uusia tuotteistamismahdollisuuksia ja erikoistumisalueita lyhytkuitumenetelmin.<br />

Tämän tutkimuksen yhteydessä se tarkoittaa raaka-aineen tuntuun ja visuaalisuuteen<br />

vaikuttamista siten, että irrottaudutaan perinteisistä tekstiilikuitujen<br />

jalostusmenetelmistä. Keskeisenä huomionkohteena on myös tuotantoketjun vakauden<br />

lisääminen sitä lyhentämällä, jotta kriittisiä prosessointivaiheita olisi mahdollisimman<br />

vähän. Etukäteen määriteltävät reunaehdot ohjaavat tehtäviä valintoja, jotka<br />

tässä perustuvat hienokehruun asettamiin teknisiin vaatimuksiin, kuten kuitupituuteen<br />

ja -hienouteen. Keskeisenä tavoitteena on luoda pohjaa ja etsiä vaihtoehtoja<br />

tulevaisuuden kasvavalle tekstiilikuitujen tarpeelle myös siten, että tuotannon aiheuttamat<br />

haitalliset ympäristövaikutukset olisivat mahdollisimman vähäiset.<br />

Haitallisten ympäristövaikutusten minimointi on osa tuotejärjestelmän kokonaissuunnittelua.<br />

Tässä tutkimuksessa ei oteta kantaa muiden kuituraaka-aineiden<br />

ympäristömyötäisyyteen, vaan ympäristöasiat huomioidaan yhtenä tuotteistamisen<br />

perusvaatimuksena sekä pyritään minimoimaan prosessien haitallisia ympäristövaikutuksia<br />

koko tuotantoketjussa standardin ISO/TR 14062:fi (2003) ohjeiden mukaan.<br />

Tuotantomallin arvioinnissa keskeisiä kriteereitä ovat innovatiivisuus, nykyinen<br />

teknologia-alusta ja sen kehittämistarve sekä mahdollisten riskien arvioiminen.<br />

Raaka-aineet<br />

Luonnon raaka-aineina runkokuidut ovat lähtökohtaisesti epähomogeenisia.<br />

Kasvuolosuhteet ja ilmasto-olojen vaihtelut vaikuttavat keskeisesti niiden laatuun.<br />

Kuitujen laatua voidaan välillisesti hallita lajikevalinnoilla, korjuutavalla ja -ajalla<br />

sekä pektiinien hajotustavalla ja kuivauksella. Kuituraaka-aineen laatu korjuuajankohtana<br />

ja sen varastointiolosuhteet määrittävät paljolti raaka-aineen soveltuvuuden<br />

hyödynnettäväksi lopputuotteissa.<br />

Tavoiteltaessa teollista tuotantoa keskeisiä tekijöitä ovat raaka-aineen laadun<br />

ja sen tasaisuuden ohella sen saatavuus, soveltuvuus aiottuihin tuotteisiin ja raakaaineen<br />

jalostamisesta aiheutuvat kustannukset suhteessa lopputuotteesta saatavaan<br />

tuottoon. Prosessoitaessa runkokuituja lyhytkuitumenetelmin, keskeiseksi kysymykseksi<br />

nousee kuitu- ja öljylajikkeiden vertailu. Kuitulajikkeita viljellään pitkien, koko<br />

runkokuituja lyhytkuitumenetelmin<br />

8


0<br />

kasvin pituisten kuitukimppujen takia, mistä saadaan suurin taloudellinen hyöty 38 .<br />

Niiden hajottaminen peruskuiduiksi edellyttää merkittävää jalostusarvon nousua,<br />

jotta toiminta olisi taloudellisesti kannattavaa. Vaihtoehtona on hyödyntää pitkien<br />

tekstiilikuitutuotannosta saatavia rohdin- tai tappurakuituja. Öljylajikkeissa kuitujen<br />

osuus kokonaissadosta on merkittävästi vähäisempi kuin kuitulajikkeilla. Kuitenkin<br />

kokonaishyödyntämisen kannalta siemenet ovat viljelijöille ensisijainen tulolähde ja<br />

kuitujen talteenotolla voidaan mahdollisesti lisätä runkokuitujen viljelystä saatavaa<br />

kokonaistuloa. Etenkin, kun öljylajikkeiden korret ovat nykyään lähes hyödyntämätön<br />

raaka-ainevara, joka on kuitenkin poistettava pellolta. Eri lajikkeiden välisistä<br />

kuituominaisuuksista on varsin vähän <strong>tutkimus</strong>tuloksia, mutta oletettavasti lajikevalinnoilla<br />

voidaan lisätä sekä kuitusaantoa että kuitujen laatutasoa.<br />

Raaka-aineen tuntu ja visuaalisuus<br />

Tekstiilien laatuun on viime vuosina kiinnitetty yhä enemmän huomiota, etenkin<br />

erikoistuneiden tuoteratkaisujen osalta. Niihin liittyviä standardeja on kehitetty, jotta<br />

tuotteet vastaisivat kestävyydeltään ja muilta ominaisuuksiltaan standardeja ja olisivat<br />

luotettavia. Kuitenkaan tuotteiden laatumäärityksissä ei ole yleisesti käytössä subjektiivisia<br />

tai objektiivisia kriteereitä tuotteen tuntuun liittyen. Tämä on sikäli ristiriitaista,<br />

koska tekstiilin tuntuun eli taktillisiin ominaisuuksiin liittyviä ominaisuuksia<br />

pidetään kaikkein tärkeimpinä tekijöinä, jotka määrittävät kankaan soveltuvuuden<br />

aiottuun käyttötarkoitukseen ja usein myös tekstiilin kaupallisen menestyksen tai<br />

epäonnistumisen. Tuntu vaikuttaa merkittävästi myös kuluttajan ensivaikutelmaan<br />

tuotteesta, ja siten mahdolliseen ostopäätökseen. (Bishop 1996, 2; Hui & al. 2004,<br />

375; Lindfors 2002, 40.) Yleisesti tuntua ja ulkonäköä arvioidaan kankaiden ja tekstiilituotteiden<br />

ominaisuuksina, mutta tässä tutkimuksessa näitä ominaisuuksia käsitellään<br />

soveltuvin osin materiaalilähtöisesti. Materiaalit vaikuttavat tuotteiden ulkonäköön<br />

ja käyttömukavuuteen, ja ovat lähtökohtaisesti tuotteen ”ydin”. Ulkonäköön<br />

ensisijaisesti vaikuttavana tekijänä pidetään tässä yhteydessä pehmeyttä ja kiiltoa.<br />

Kuitujen vaaleusaste heijastuu suoraan värjäykseen sekä valkaisuun. Kuitujen vaaleus<br />

värjättäessä parantaa laadun tasaisuutta sekä vähentää valkaisun tarvetta tai poistaa<br />

sen kokonaan värjättäessä tummia värejä.<br />

Huolimatta objektiivisten mittausmenetelmien täsmällisyydestä, tekstiiliteollisuudessa<br />

tuntuarviointi (fabric hand/handle) perustuu yhä pääasiassa subjektiiviseen<br />

38 Tammikuussa 2005 hyvälaatuinen peltoliotettu pitkä pellavakuitu maksoi 1860–2110 €/1000 kg, kun lihdatun<br />

lyhyen kuidun hinta oli ainoastaan 295–372 € tonnia kohden (Vlasberichten 7.1.2005, 4).<br />

4 <strong>tutkimus</strong>ongelmat ja viitekehys<br />

arviointiin. Objektiivisten mittausmenetelmien heikkoutena pidetään testien pitkäkestoisuutta<br />

ja vaatimusta useisiin toistoihin. Lisäksi ongelmana on niiden tulkintaan<br />

liittyvä tiedon puute. (Mäkinen & al. 2005, 2.) Japanilaisessa tekstiiliteollisuudessa<br />

on jonkin verran käytössä FOM -systeemiä (fabric objective measurement), mutta sen<br />

yleistymisen esteenä ovat menetelmän korkeat kustannukset sekä ajan ja työvoiman<br />

suuri tarve luotettavien tulosten saamiseksi. Toisaalta on esitetty, että ihminen pystyy<br />

erottamaan tunnustelemalla varsin tarkasti eri raaka-aineiden välisiä eroavaisuuksia,<br />

mutta yksilölliset erot voivat olla suuria tunnustelijoiden taustasta ja kokemuksesta<br />

riippuen. Lisäksi eri tunnustelijoiden käyttämät käsitteet eivät ole yhdenmukaisia.<br />

(Bishop 1996, 2, 5, 57; Hui & al. 2004, 375.)<br />

Aistivarainen havainnointi synnyttää materiaaleista moniaistisen kokemuksen.<br />

Materiaalien aistimuksiin perustuva arviointi koostuu psykologian näkökulmasta<br />

kinesteettiseen 39 ja haptiseen aistimukseen. Kinesteettinen havainnoiminen kertoo<br />

materiaalien käsittelyssä muun muassa kankaan painosta, laskeutuvuudesta ja taipuisuudesta.<br />

Iholla tapahtuvien tuntoreseptorien välityksellä tapahtuva haptinen eli<br />

kosketus-, paine- tai liikeaistia koskeva havainnointi auttaa aistimaan materiaalin<br />

pinnan laatua ja struktuuria. Haptinen ja kinesteettinen havainnointi yhdessä ja niihin<br />

liittyen visuaalinen ja auditiivinen havaitseminen muodostavat kokonaisuuden,<br />

jonka perusteella arvioimme materiaaleja ja niistä tehtyjä tuotteita. Myös raaka-<br />

aineitten ominaistuoksu vaikuttaa tuotteesta herääviin mielikuviin. (Anttila 1992,<br />

2–3; Nuutinen 2004, 171–172.)<br />

Tuntu heijastaa kankaan yleisiä ominaisuuksia ja on lämpöviihtyvyyden ohella<br />

käyttömukavuuteen vaikuttava ominaisuus. Kankaan tunnustelu sormien välissä<br />

viestittää sen joustavuudesta, laskeutuvuudesta, tiheydestä, kokoonpuristuvuudesta,<br />

pinnan pehmeydestä tai karkeudesta, pinnan kitkasta, kimmoisuudesta ja lämpökäyttäytymisestä.<br />

(Mäkinen & al. 2005, 1.) Valmiin tekstiilituotteen tuntuun ja visuaalisuuteen<br />

liittyy keskeisesti käytetyn raaka-aineen laatu, kuten puhtaus, hienous,<br />

kuitupituus ja kiilto (Klein 1993, 29). Lindfors (2001, 37, 39–41) tarkastelee kankaan<br />

tuntua teknologisena ominaisuutena jäykkyyden, pehmeyden, joustavuuden, laskeutuvuuden<br />

ja sähköistyvyyden avulla. Pehmeyttä ja sen aiheuttama miellyttävää tuntua<br />

pidetään tavoiteltavana ominaisuutena. Erityisesti vaatetuskankaat ovat yleensä<br />

pehmeitä, ohuita ja helposti mukautuvia, joita voidaan helposti muokata peittämään<br />

kolmiulotteisia pintoja. Kankaissa yksittäisten kuitujen pehmeys vaikuttaa tuntuun.<br />

39 Kinesteettisellä aistilla tarkoitetaan vartalon ja raajojen asentojen ja liikkeiden ja niihin kuuluvien voimien<br />

sisäistä havaintoa, jolla on hallitseva merkitys yksilön toiminnalle (Valpola 2000).<br />

runkokuituja lyhytkuitumenetelmin<br />

1


2<br />

Mitä hienompia kankaan pinnalla olevat silmukat ja kuidun päät ovat, sitä pehmeämmältä<br />

kangas tuntuu ihoa vasten. Kankaan sisältämien ohuiden kuitujen suuri<br />

määrä nopeuttaa myös kosteuden siirtymiseen iholta kankaan pintaan. (Lindfors<br />

2002, 39; Lord 2003, 18.) Kuituhienous vaikuttaa puhtauden, pinnan tasaisuuden ja<br />

kuitujen läpikuultavuuden ohella kuitujen kiiltoon eli valonsäteitten heijastumiseen<br />

niistä. Valo korostaa materiaalin kiiltoa tai karkeutta, johon voidaan vaikuttaa langanvalmistusmenetelmällä.<br />

Kuitujen sileys, pyöreähkö muoto, läpikuultamattomuus<br />

ja säännöllisyys lisäävät kiiltoa. (Haudek & Viti 1978, 39–40.)<br />

Pehmeys ja kuituhienous eivät vaikuta vain käyttömukavuuteen, vaan ovat myös<br />

edellytyksiä runkokuitujen prosessoitavuudelle hienokehruumenetelmin. Lisäksi<br />

tuotteiden ulkonäön pysyvyyteen vaikuttaa muun muassa nyppyyntyminen, rypistyvyys<br />

sekä värin ja laskosten pysyvyys. Nyppyyntymiseen vaikuttaa kuitutyyppi, lanka<br />

ja kangas sekä sen rakenne. Ilmavat ja lyhytkuituiset langat nyppyyntyvät helpommin<br />

sekä neulokset, jotka on valmistettu synteettisistä katkokuiduista. (Lindfors 2002,<br />

41–42.) Katkokuidut, vapaiden kuitupäiden suuri määrä kankaan pinnalla ja kuitujen<br />

suuri lujuus lisäävät nyppyyntymistä. Sen sijaan alhaisemman kuitulujuuden omaavat<br />

kuidut tai niistä tehtyjen lankojen nypyt irtoavat helposti pesussa ja käytössä (Lord<br />

2003, 388). Värit kiinnittyvät kuituun sitä tasaisemmin, mitä vähemmän raaka-<br />

aineessa on ylimääräisiä ainesosia, kuten pektiinejä ja ligniinejä.<br />

Laadunhallinta, kustannustehokkuus ja<br />

ympäristönäkökohdat tuotantoketjussa<br />

Runkokuitujen tuotannossa raaka-aineiden tasalaatuisuus ja puhtaus ovat keskeisiä<br />

tekijöitä raaka-aineen soveltuvuudelle jatkokäyttöön ja ne vaikuttavat merkittävästi<br />

lopputuotteen ominaisuuksiin. Laadulla tarkoitetaan tässä yhteydessä raakaaineen<br />

homogeenisuutta, jossa huomioidaan kuituominaisuuksista väri ja puhtaus.<br />

Puhtaudella viitataan tässä yhteydessä roskattomuuteen, vierasaineiden, kuten uuteaineiden,<br />

ligniinien ja pektiinien alhaisiin pitoisuuksiin. Puhtaus lisää myös väriaineiden<br />

kiinnittymistä kuituun (Haudek & Viti 1978, 42; Lord 2003, 284).<br />

Mahdollisimman roskaton raaka-aine vähentää tuotantokatkoksia sekä vähentää koneiden<br />

ja laitteiden kulumista. Raaka-aineen väri vaikuttaa valkaisutarpeeseen, mikä<br />

riippuu pääsääntöisesti kuidun liotustavasta. Peltoliotettu raaka-aine on huomattavasti<br />

tummempaa kuin muilla menetelmillä liotetut kuidut, jolloin valkaisuaineiden<br />

tarve kasvaa ja samalla haitalliset ympäristövaikutukset. Kuiduista valmistettavien<br />

lankojen ja kankaiden laatuun ja lujuuteen vaikuttavat myös kuituominaisuudet, kuten<br />

kestävyys ja virheettömyys. Puhtaus yhdessä pituus- ja hienousjakaumaltaan ta-<br />

4 <strong>tutkimus</strong>ongelmat ja viitekehys<br />

saisen kuitulaadun kanssa lisää kehrättävän langan tasaisuutta. Lisäksi haju määrittää<br />

lopputuotteen laatua. Mitä enemmän runkokuidut sisältävät vierasaineita, sitä voimakkaammin<br />

ne tuoksuvat erityisesti kosteana. Perinteisen aivina- ja karstalangan<br />

epätasaisuudet on katsottu kuuluvan materiaalin ja niistä valmistettujen tekstiilien<br />

luonteeseen. Kuitenkin ne ovat sattumanvaraisuuksia, jotka usein aiheuttavat tuotantokatkoksia<br />

niin kehruussa kuin kudonnassa. Kuitujen pituus- ja hienousjakaumien<br />

vähäiset poikkeamat lisäävät tuotannon tehokkuutta sekä mahdollistavat kontrolloidun<br />

erityyppisten lankojen kehruun.<br />

Suunnittelu- eli tavoitelaatutason on täytettävä raaka-aineen käyttäjän asettamat<br />

vaatimukset mahdollisimman tarkoin ja samalla valmistuslaadun taso on pidettävä<br />

mahdollisimman muuttumattomana. Raaka-aineen asiakkaita ovat kaikki<br />

tuotantoketjun osapuolet, joten laatuajattelu on kytkettävä kaikkiin tuotantovaiheisiin.<br />

Raaka-aineominaisuuksien tulee olla hallittavissa kaikissa tuotantovaiheissa;<br />

erityisesti kostea ympäristö ja suuret mikrobipitoisuudet saattavat aiheuttaa palauttamattomia<br />

muutoksia kuituihin. Laatuketjuajattelussa raaka-ainetta tulee arvioida<br />

jokaisen prosessointivaiheen jälkeen, jotta tarvittavat toimenpiteet voidaan tehdä<br />

välittömästi. Kuituominaisuuksien mittaaminen ja laatuarviointi tulisi tapahtua jo<br />

kuitujen keräyspaikalla, jolloin raaka-aine pystyttäisiin osoittamaan suoraan oikeaan<br />

käyttökohteeseen. Tämä edellyttää, että ketjun toimijoilla ovat yhteneväiset arviointikriteerit.<br />

Samalla pitää pystyä määrittämään kuitujen likoontumisaste, jotta tarvittava<br />

jatkokäsittelymenetelmä voitaisiin valita mahdollisimman varhaisessa vaiheessa.<br />

(Kauriinvaha & al. 2001, 64, 68; Kymäläinen 2003, 28, 34, 37.) Laadunhallintaan<br />

liittyvät myös kustannustehokkuus ja ympäristöhaittojen minimointi koko tuotantoketjun<br />

kattavasti. Esimerkiksi jätteiden suuri määrä saattaa aiheuttaa merkittäviä<br />

kustannuseriä. Ympäristöhaittojen vähentämisessä vertailukohtana ovat perinteiset<br />

pellavan jalostusmenetelmät.<br />

Runkokuitujen laatumääritys perustuu nykyään yhä pääasiassa organoleptiseen<br />

havainnointiin. Tärkeimmät laatumääritykset ja -ominaisuudet liittyvät kuitusatoon,<br />

morfologisiin ja mekaanisiin ominaisuuksiin sekä kuitukimppujen ja peruskuitujen<br />

kemiallisiin ominaisuuksiin. Sadosta tulee määritellä päistärepitoisuus, pitkien ja lyhyiden<br />

kuitujen suhde sekä kuitusaanto prosessoinnin jälkeen. Morfologisia ominaisuuksia<br />

ovat muun muassa teknisten ja peruskuitujen kuitudimensiot ja -rakenne, hienous,<br />

pehmeys, tiheys, väri, yhtenäisyys, kiiltävyys tai öljyisyys, puhtaus. Mekaanisia<br />

ominaisuuksia ovat muun muassa kuitulujuus ja kimmokerroin. Kuitukimppujen ja<br />

peruskuitujen kemiallisista ominaisuuksista tärkeimpiä ovat selluloosa-, ligniini-,<br />

pektiini-, kosteuspitoisuudet, vedenimemiskyky, turpoaminen, lämmönkestävyys,<br />

runkokuituja lyhytkuitumenetelmin<br />

3


4<br />

homeenkestävyys ja yhteensopivuus muiden materiaalien kanssa. (Dam & al. 1994, 61.)<br />

Prosessointivaiheiden vähentämisellä pyritään kokonaishallittavuuden parantamisen<br />

lisäksi kustannustehokkuuteen sekä ympäristöhaittojen vähentämiseen.<br />

Märkäprosesseissa tulee käsitellä pääasiallisesti kuitujaetta ja ne tulee linkittää toisiinsa,<br />

jotta kuivaustarvetta ja siihen kuluvaa energiaa saadaan minimoitua.<br />

4 <strong>tutkimus</strong>ongelmat ja viitekehys<br />

5 tutKimusmeneteLmät<br />

Ja tutKimuKsen<br />

toteutus<br />

Tutkimus perustui menetelmällisesti soveltuvien ratkaisumallien etsimiseen iteratiivisesti<br />

teoreettisin perustein sekä kokeellisen toiminnan avulla. Tutkimus jakaantui<br />

kolmeen vaiheeseen: 1) materiaalituntumaan ilman välittömiä tavoitteita, 2) käytännön<br />

kokeisiin korjuusta kehruuseen ja 3) tutkijan omaan mikrobilöydökseen perustuvan<br />

cottonisointimenetelmän tutkimuksiin.<br />

Tässä materiaalilähtöisessä tuotekehitykseen suuntautuneessa muotoilututkimuksessa<br />

uudenlaisten piirteiden etsinnässä pyrittiin käsitteellisen ja tiedollisen<br />

ymmärryksen lisäksi nostamaan esiin myös vaikeasti sanoilla kuvattavan, ei-käsitteellisen<br />

tietämyksen merkitystä. Tieteelliset työskentelytavat innovaatiohakuisessa<br />

tutkimuksessa asettavat suhteellisen rajatut toimintamahdollisuudet, siksi ensimmäisessä<br />

vaiheessa pyrittiin luovan toiminnan keinoin kyseenalaistamaan ja rikkomaan<br />

totuttuja toiminta- ja ajatustapoja. Kokeellisin keinoin etsittiin loogisia yhteyksiä<br />

tiedon ja käytännön vuorovaikutuksesta. Koska tutkittavana oli konkreettinen raakaaine<br />

ja tavoitteena sen visuaalisten ja tuntuominaisuuksien modifiointi, niin vapaasti,<br />

ilman onnistumisen pakkoa työstetyillä artefakteilla pyrittiin tuomaan esiin materiaalin<br />

moni-ilmeisyyttä ja työstettävyyttä, mikä mahdollisti myös intuitioista heränneiden<br />

visioiden käytännön kokeilut.<br />

Toisessa vaiheessa tarkasteltiin käytännössä kolmen Suomessa kehitetyn pektiinisidosten<br />

hajotusmenetelmän soveltuvuutta roottorikehruuseen. Roottorikehruu<br />

on valittu myös siksi, että kehruukokeita oli mahdollista tehdä käytännössä puoliteollisessa<br />

mittakaavassa Tampereen teknillisessä yliopistossa. Tutkittavana olivat<br />

kevätkorjuuseen perustuva Dry-line -menetelmä, entsymaattinen liotusmenetelmä<br />

Arctic Flax Process sekä tutkijan omaan mikrobilöydökseen perustuva Fusart -cottonisointimenetelmä<br />

40 . Raaka-aineista öljypellavaa tutkittiin tarkemmin koko tuotantoketjun<br />

kattavasti, koska yhtenä keskeisenä tavoitteena oli kokonaishyödyntämisen<br />

40 Tutkimuksessa käytetty Fusart-nimitys on alun perin lähtöisin VTT:n Biotekniikan tutkijan merkin-<br />

nästä ”fustait” eli ”taiteilijan tuoma Fusarium-sukuun kuuluva sieni”.<br />

runkokuituja lyhytkuitumenetelmin<br />

5


6<br />

Kuva 13. Materiaalitutkielmia<br />

kasvien osista<br />

syyskorjattua<br />

öljypellavaa<br />

kevätkorjattua<br />

kuitupellavaa<br />

kevätkorjattua<br />

kuituhamppua<br />

syyskorjattua<br />

öljyhamppua<br />

hampun<br />

siemeniä<br />

pellavan<br />

siemeniä<br />

pellavan<br />

päistäreitä<br />

hampun<br />

päistäreitä<br />

öljypellavan<br />

korsia<br />

öljyhampun<br />

korsia<br />

syyskorjatun<br />

kuituhampun<br />

lehtiä<br />

öljyhampun<br />

juuria<br />

mallin mukainen materiaalitehokkuuden kasvattaminen.<br />

Kolmannessa vaiheessa tarkasteltiin Fusartmenetelmää<br />

yksityiskohtaisemmin sekä siihen<br />

liittyvää <strong>tutkimus</strong>ta ja tuotekehitystä. Fusart-menetelmässä<br />

keskeistä ei ollut keksintö sinänsä, joka<br />

kuuluu soveltavan mikrobiologian alaan, vaan sen<br />

käytännön soveltuminen ja sovellettavuus kuitujen<br />

teollisessa jalostuksessa. Kokeelliset tutkimukset<br />

olivat suuntaa antavia, joilla ei pyritty tilastolliseen<br />

tarkkuuteen. Niiden tehtävänä oli auttaa selvittämään<br />

vaihtoehtoisia tuotantotapoja uudenlaisen<br />

raaka-aineen kehittämiseksi.<br />

Keskeistä on ollut tutkijan osallistuminen<br />

kaikkiin työvaiheisiin esiprosessoinnista laboratoriotyöskentelyyn<br />

sekä havainnoijana että toimijana<br />

yhdessä alan ammattilaisten kanssa.<br />

materiaaLituntuma Ja<br />

KoKeeLLisuus<br />

Runkokuitujen ulkoasuun liittyy voimakkaita<br />

mielikuvia ja totunnaisuuksia, kuten pellavaisten<br />

rohdinpyyhkeiden karkeus ominaistuoksuineen<br />

tai aivinaisten damastiliinojen kiilto, joiden rikkominen<br />

on ajatuksellisesti vaikeaa. Kirjallisuudesta<br />

voi saada tietoa esimerkiksi raaka-aineiden teknologisista<br />

ominaisuuksista, mutta visuaaliset ja/tai<br />

taktilliset erot saattavat olla saman raaka-aineen<br />

eri laatujen välillä suuria.<br />

Subjektiivisen materiaalituntuman harjaannuttamisella<br />

oli keskeinen rooli raaka-aineiden<br />

arvioinnissa ja sille asetettavien tuntuominaisuuksien<br />

määrittelyssä. Tämän materiaalikokeiluihin<br />

perustuvan osan tehtävänä oli toimia työtä johdat-<br />

5 <strong>tutkimus</strong>menetelmät ja tutkimuksen toteutus<br />

televana, tutkijan materiaaliherkkyyttä ja -tuntemusta<br />

lisäävänä, mutta ennen kaikkea innostavana<br />

kokeilujen kenttänä ilman etukäteistä ohjausta ja<br />

pyrkimystä systemaattisuuteen. Samalla mahdollistui<br />

myös epärationaalinen toiminta, jonka avulla<br />

etsittiin valtavirrasta poikkeavia ajatusmalleja.<br />

Teemana oli ”Kokonaishyödyntämisen malli”, jossa<br />

materiaaleina käytettiin tutkittavia kasveja juurista<br />

latvuksiin ja siemeniin. Kuvissa 13–16 esitetyt<br />

artefaktit ovat pallon muotoon (ø 16 cm) tehtyjä<br />

materiaalitutkielmia, joiden tehtävänä oli toimia<br />

välillisinä tiedonlähteinä ilman taiteellisia päämääriä.<br />

Artefaktien muodon tehtävänä oli irtaannuttaa<br />

hyötyajattelusta ja tekstiileille luontaisesta<br />

tasomaisuudesta, auttaa lähestymään raaka-aineita<br />

ennakkoluulottomasti ja samalla lisäämään ymmärrystä<br />

ja kokemusta materiaaliominaisuuksista.<br />

Pyrkimyksenä oli moniaistimellisuuden kautta lisätä<br />

kokonaiskäsitystä tutkittavista materiaaleista<br />

ja löytää vielä käsitteellistämättömiä piirteitä.<br />

Materiaalituntuman ja -herkkyyden lisäämiseksi<br />

raaka-aineina oli pellavan ja hampun öljy- ja<br />

kuitulajikenäytteitä, jotka oli korjattu joko syksyllä<br />

tai keväällä. Materiaaleina käytettiin sekä kokonaisia<br />

kasveja juurista latvuksiin että pelkkiä<br />

kuituja. Syksyllä hamppua korjatessa lehdet olivat<br />

vielä täysin vihreitä, eivätkä varisseet korsien<br />

kuivuttua. Raaka-aineiden käsittelyssä ei käytetty<br />

mitään yhtenäistä menetelmää, vaan artefaktien<br />

työstäminen perustui vapaaseen kokeiluun, kuten<br />

rakentamiseen, valamiseen muottiin ja käsin<br />

neulaamiseen. Kuituja käsiteltiin muun muassa<br />

yliliottamalla lämpimässä ja kylmässä vedessä, eri<br />

vahvuisissa emäksisissä pesuaineliuoksissa ja happamissa<br />

etikkaliemissä. Valkaisuaineellisessa pesuaineliuoksessa<br />

keitettäessä kuidun valkaistuivat<br />

runkokuituja lyhytkuitumenetelmin<br />

syyskorjattuja<br />

kuituhampun<br />

kuituja<br />

kevätkorjattuja<br />

kuituhampun<br />

kuituja<br />

kevätkorjattuja<br />

kuituhampun<br />

kuituja<br />

Kuva 14. Materiaalitutkielmia<br />

hamppukuiduista<br />

syyskorjattuja<br />

öljyhamppukuituja<br />

käsiteltyjä<br />

öljyhamppukuituja<br />

7


8<br />

öljypellavan<br />

kuitukimppuja<br />

Kuva 15. Materiaalitutkielmia<br />

pellavan kuiduista<br />

cottonisoituja ja<br />

valkaistuja<br />

öljypellavan kuituja<br />

peltoliotettuja<br />

kuitupellavia<br />

neulattuja<br />

kuitupellavia<br />

käsiteltyjä<br />

öljyhamppukuituja<br />

alilionnut<br />

kuitupellava<br />

Fusart-käsitelty<br />

ja niiden kiilto voimistui, mutta kuidut olivat yhä<br />

jäykkiä. Happamassa liemessä liottaminen lisäsi<br />

kuitujen karkeutta.<br />

Vaikka materiaalikokeiluissa irtauduttiin hyötyajattelusta<br />

ilman välitöntä tieteellisen todentamisen<br />

painolastia, ne olivat merkittäviä tiedonlähteitä.<br />

Välittömät kokemukset ja aistihavainnot<br />

eri tavoin käsitellyistä raaka-aineista johdattivat<br />

oivalluksiin ja havaintoihin, jotka auttoivat rajaamaan<br />

sekä raaka-aineita että jalostusmenetelmiä.<br />

Esimerkiksi nyhdettäessä käsin öljypellavaa, juurien<br />

mukana kulkeutui huomattavasti enemmän<br />

multaa kuin kuitupellavaa tai hamppuja korjattaessa.<br />

Tiheään kylvettyjen kasvien pää- ja sivujuuret<br />

risteilivät toistensa lomitse, jolloin multapaakut<br />

kiinnittyivät juuriin huomattavasti tiukemmin<br />

kuin kuitulajikkeissa. Kasvikuidut maan pinnan<br />

yläpuolella olivat ohuempia ja kuitukimpuiksi sitoutuneina,<br />

kun juuriin kiinnittyneet kuidut olivat<br />

suureksi osaksi hajonneet peruskuiduiksi ja<br />

olivat karkeampia. Myös siementen poistaminen<br />

kasveista mahdollisimman varhaisessa vaiheessa<br />

osoittautui erittäin tärkeäksi. Erityisesti öljyhampun<br />

siemenet öljysivät kuidut nopeasti. Tästä<br />

aiheutuu kuitujen laadun heikkenemistä sekä<br />

paloturvallisuusriskin kohoamista kuitujen jatkokäsittelyissä.<br />

Kuitukimppujen hajotusmenetelmät<br />

eivät vaikuta vain päistäreen irtoamiseen, vaan<br />

myös kuitujen käsittelyssä syntyvään pölyyn. Mitä<br />

enemmän kuidut olivat hajonneet peruskuiduiksi<br />

ennen kuidutusta, sitä suurempaa oli pölyäminen.<br />

Vihreinä korjatut kuidut pölysivät vähiten, mutta<br />

samalla kuitujen erottaminen päistäreestä oli vaikeampaa.<br />

Karstauksessa käsin tai koneellisesti valssikarstalla<br />

ilmeni kuitujen irtaantumisessa peruskui-<br />

5 <strong>tutkimus</strong>menetelmät ja tutkimuksen toteutus<br />

duiksi huomattavia eroja. Voimakkaasti cottonisoidut<br />

kuidut nyppyyntyivät helposti koneellisessa<br />

karstauksessa, kun taasraakakuidut avautuivat yksittäiskuiduiksi<br />

vain osittain.<br />

Tarkasteltavina olivat erityisesti raaka-aineominaisuuksien<br />

muutokset raaka-aineita käsin<br />

työstettäessä. Pehmeys, kiilto, vaaleus ja jäykkyyden<br />

alentaminen olivat välillisiä tavoitteita, joita<br />

etsittiin hajottamalla kuitukimppujen välisiä<br />

sidoksia eri tavoin. Peltoliotettujen ja keväällä<br />

korjattujen kuitujen vaalentaminen edellyttävät<br />

erillistä valkaisua, sen sijaan vihreät kuidut tai öljypellavan<br />

tuleentuneiden kasvien kuidut vaalenivat<br />

merkittävästi miedossakin pesuainepesussa.<br />

Valkaisua kokeiltiin lisäksi sekä liottamalla vetyperoksidiliuoksessa<br />

että keittämällä valkaisuaineellisessa<br />

pesuaineliemessä Raakakuitujen ja peruskuiduiksi<br />

hajotettujen kuitujen värjäytymistä<br />

verrattiin käyttämällä reaktiivivärejä neljän prosentin<br />

väripitoisuudella. Cottonisoituihin kuituihin<br />

värit kiinnittyivät tasaisemmin ja värien intensiteetti<br />

oli suurempi kuin raakakuiduissa.<br />

runkokuituja lyhytkuitumenetelmin<br />

neulattu<br />

muottiin<br />

puristettu<br />

muottiin<br />

valettu<br />

Kuva 16. Materiaalitutkielmia<br />

cottonisoiduilla, värjätyillä ja<br />

valkaistuilla öljypellavan kuiduilla<br />

Myös hajun merkitys kuitujen kokonaislaatuun osoittautui merkittäväksi.<br />

Kuivien kuituraaka-aineiden mieto ominaistuoksu muuttui märkänä sitä pistävämmäksi<br />

löyhkäksi, mitä enemmän raaka-aineessa oli vieraita ainesosia tai mitä enemmän<br />

kuitukimput olivat kiinni toisissaan. Kuitujen puhtausasteen kasvaessa ominaistuoksu<br />

vaimeni, mitä on pidettävä tavoiteltavana ominaisuutena yhä enemmän<br />

allergisoituvassa maailmassa. Pehmeys, kiilto, kiharuus ja taipuisuus lisääntyivät vedettäessä<br />

kuitukimppuja veitsen terää vasten, mikä paransi kuitujen ulkonäköä.<br />

Kuitujen ja muiden fraktioiden sidonta-aineena sekä jäykistäjänä käytettiin kuitujen<br />

omia liima-aineita, Kiilto Oy:n PVAc-dispersioliimaa, CMC-liisteriä (SITOL)<br />

sekä epoksia.<br />

”Määrittelemättömät” ominaisuudet eivät ole suoraan mitattavissa ja siksi<br />

käytännön kokeilla oli suuri merkitys muutosten aikaansaamisessa ja hallinnassa.<br />

Materiaalikokeilut mahdollistivat alitajuisen tiedon kokonaisvaltaisen käyttämisen ja<br />

samalla eteen tulleiden poikkeavuuksien käsittelyn ilman käsitteellistämisen pakkoa.


100<br />

Epäonnistumisista piittaamatta kokeilujen kautta löytyi harhapolkuja, jotka auttoivat<br />

löytämään kokonaan uusia loogisia yhteyksiä ja sitä kautta väyliä toimintatapojen<br />

ja käsityksien muuttamiselle. Esimerkiksi öljypellavan kuidutuksen tekeminen ennen<br />

pektiinien hajotuskäsittelyä syntyi näiden kokeilujen pohjalta. Lisäksi materiaaleja<br />

käsin työstettäessä tutkijan aistivarainen, erityisesti tuntuun perustuva havainnointikyky<br />

parani, mikä auttoi empiirisessä osassa kuitujen kehräytyvyyden arvioinnissa.<br />

Tätä kokeellista osuutta ei käsitellä tutkimuksen tuloksissa.<br />

KoKonaisuuden tarKasteLu Käytännössä<br />

KorJuusta roottoriKehruuseen: dry-Line,<br />

entsymaattinen Liotus Ja Fusart<br />

Empiirisessä osassa tarkastelun keskiössä olivat kolme Suomessa kehitettyä pektiinien<br />

hajotustapaa ja niiden käytännön soveltuvuus roottorikehruuseen. Vertailtavana<br />

ovat entsyymiliotus, kevätkorjuuseen perustuva Dry-line -menetelmä sekä tutkijan<br />

oman oivalluksen kautta syntynyt Fusart-menetelmä. Kevätkorjuuseen perustuva<br />

Dry-line -menetelmä 41 on kehitetty Helsingin yliopiston Agroteknologian laitoksella.<br />

Standard FinFlax -liotusprosessi on Oulun yliopiston ja FinFlax Oy:n yhteistyössä<br />

kehittämä entsymaattinen liotusmenetelmä. Fusart-cottonisointimenetelmä<br />

on vasta varhaisessa <strong>tutkimus</strong>- ja tuotekehitysvaiheessa. Varsinainen mikrobi<strong>tutkimus</strong><br />

kuuluu erikoistuneeseen soveltavan mikrobiologian <strong>tutkimus</strong>alaan ja sen tekivät<br />

Helsingin yliopiston Soveltavan kemian ja mikrobiologian laitoksen professori<br />

Annele Hatakan <strong>tutkimus</strong>ryhmän tutkijat FT Pekka Maijala ja FM Sari Galkin.<br />

Tuotantoketjua tarkasteltiin systeeminä, joka jaettiin kolmeen alasysteemiin: alkutuotanto,<br />

esijalostus ja langanvalmistus. Alkutuotantoon kuuluivat raaka-aineen<br />

viljely ja korjuu. Esijalostukseen jaoteltiin kuidutus eli kuitujakeen erottaminen päistäreestä,<br />

kuitukimppujen pektiinisidosten hajottaminen ja kuitujakeen järjestäminen<br />

karstaamalla mahdollisimman roskattomaksi kuitujakeeksi. Langanvalmistukseen<br />

kuuluivat kuitujakeen sekoitus, karstanauhan valmistus sekä langanvalmistus roottorikehruuna.<br />

Kuitunauhojen venytykset tehtiin vain osalle näytteistä ja lankoja ei<br />

kerrattu. Käytännöllinen osuus oli yleispiirteinen kartoitus eri pektiinisidosten ha-<br />

41 Dry-line -menetelmän toteutus pilot-hankkeena osana kansallista Agrokuituverkostoa 1.10.2002–<br />

28.2.2003.<br />

5 <strong>tutkimus</strong>menetelmät ja tutkimuksen toteutus<br />

jotustapojen soveltuvuudesta langan jalostukseen. Ylimääräisten fraktioiden, kuten<br />

päistäreiden talteenottoa tai jatkojalostusta ei otettu tässä tutkimuksessa huomioon.<br />

Alkutuotanto<br />

Tutkimuksen kohteena olivat hamppu ja pellava, joista molemmista tutkittiin sekä<br />

kuitu- että öljylajikkeita. Jatkojalostusta varten koottiin mahdollisimman kattavat<br />

materiaalinäytteet. Kasvit oli viljelty Suomessa vuosina 1999–2005 joko tavanomaiseen<br />

tai luomuviljelyyn perustuen. Kuitulajikkeet oli korjattu keväällä niittämällä<br />

paitsi yksi entsymaattisesti liotettu pellavaerä, joka oli korjattu syksyllä. Hampun<br />

ja pellavan öljylajikkeet oli korjattu syksyllä siementen puinnin jälkeen. Yksi kuituhamppuerä<br />

silputtiin niittomurskaimella keväällä ennen paalausta sekä yksi öljypellavaerä<br />

ajettiin syksyllä niiton yhteydessä olkisilppurilla. Raaka-aineet kuidutettiin<br />

koneellisesti joko tilakuiduttimella tai lyhyen kuidun loukku-lihti -linjalla. Vertailun<br />

vuoksi näytteissä olivat mukana myös syksyllä nyhdettyä ja peltoliotettua kuitupellavaa<br />

ja -hamppua. Kuituhamppu- ja -pellavanäytteet oli korjattu joko syksyllä vihreinä<br />

tai seuraavana keväänä maan ollessa vielä roudassa niittämällä leikkuupuimurilla<br />

tai käsin leikkaamalla. Fusart-menetelmässä tutkittiin ainoastaan hampun ja pellavan<br />

öljylajikkeita, koska yhtenä tavoitteena oli kokonaishyödyntämisen mallin mukaisesti<br />

selvittää kuitufraktion soveltumista jatkojalostukseen. Öljypellavalajikkeeksi<br />

valittiin englantilainen Laser, koska sen siementen laatu ja hehtaarisadot olivat olleet<br />

Helsingin yliopiston Sigganssin koeviljelmillä erityisen hyvät 42 . Laser-öljypellava<br />

viljeltiin Siuntiossa, Helsingin yliopiston Sigganssin koetilalla osana normaalia <strong>tutkimus</strong>-<br />

ja viljelytoimintaa vuosina 2003 ja 2005. Öljyhamppulajikkeena tutkittavana<br />

oli Finola, joka on ainoa Suomessa siemeniä tuottava ja EU-tukiin oikeuttava lajike.<br />

Öljyhamput viljeltiin tutkijan toimesta Sigganssissa vuonna 2003 ja MTT:n Vakolan<br />

<strong>tutkimus</strong>tilalla vuosina 2003 ja 2004, joista tutkittiin sekä tavanomaiseen että orgaaniseen<br />

tuotantoon perustuvia kasveja. Öljypellavan ja -hampun viljely ja korjuu<br />

tehtiin tavanomaisella viljankorjuukalustolla. Vuonna 2004 öljyhamput kuivatettiin<br />

erikseen viljan kylmäilmakuivurissa.<br />

Öljylajikkeiden kuitupitoisuuksista on varsin vähän kirjallista aineistoa ja siksi<br />

viljellyistä öljypellava- ja hamppulajikkeista mitattiin kuitusaanto ja kuitupitoisuus.<br />

Laser-öljypellavan näytteet kerättiin syksyllä 2003 ja Finola-öljyhampuista vuosina<br />

42 Alun perin öljypellavalajikkeiksi valittiin Boreal Kasvinjalostuksen Suomen oloihin kehittämä Helmi sekä<br />

englantilainen Laser, koska ne ovat muun muassa Elixi Oil Oy:n öljypellavan sopimusviljelylajikkeita.<br />

Koska materiaalituntumaosuudessa Laser valikoitui viiden eri tunnustelijan yhdenmukaisen arvioinnin<br />

perusteella Helmeä pehmeämmäksi, tutkimuksessa päädyttiin käyttämään ainoastaan Laser-öljypellavaa.<br />

runkokuituja lyhytkuitumenetelmin<br />

101


102<br />

2003 ja 2004. Tutkittavista kasveista otettiin kustakin viisi 1m²:n näytettä. Näytteet<br />

leikattiin käsin noin 5 cm maanpinnan yläpuolelta viikko ennen koneellista puintia.<br />

Erät punnittiin ennen ja jälkeen uunikuivauksen (70 °C) massan vakioitumiseen<br />

saakka, mistä laskettiin kosteuspitoisuus (d.b. 43 ). Huoneenlämpöisestä korsiaineksesta<br />

erotettiin käsin kaikki fraktiot: siemen, päistäre, kuitu, lehti ja muu irtonainen<br />

roska. Kuitusaanto laskettiin normaalissa huoneenlämmössä erottamalla kuitujae<br />

käsin päistäreestä. Päistärejakeeksi laskettiin myös irtoava kuoriroska ja alle<br />

20 mm:n kuidut. Fraktiot punnittiin ja laskettiin prosenttiosuudet 1 %:n tarkkuudella.<br />

Huoneenlämmössä sitoutunutta kosteutta ei huomioitu. Vastaavanlaista menetelmää<br />

päistärepitoisuuden mittaamisessa on käyttänyt muun muassa Kymäläinen<br />

(2000, 19).<br />

Vuosina 2003 ja 2005 öljypellavan siemensadot puitiin koneellisesti, kun valtaosa<br />

kasvustosta oli täysin tuleentunut. Korret niitettiin siementen puinnin yhteydessä ja<br />

jätettiin pellolle sängen päälle kuivumaan. Syksyllä 2005 öljypellava Laserin siementen<br />

puinnin yhteydessä osa korsista ajettiin niiton yhteydessä lisäksi olkisilppurilla.<br />

Kaikista kolmesta kerättiin niittopäivänä kolme 100 g:n korsierää, joista mitattiin<br />

kosteus- ja kuitupitoisuus (d.b.). Ne kuivattiin uunissa (70 °C) massan vakioitumiseen<br />

asti ja punnittiin kosteuspitoisuus 1 %:n tarkkuudella. Vuonna 2005 pelkästään<br />

niitettyjen korsien kuitupitoisuus laskettiin vain yhdestä 100 g:n erästä, koska tulos<br />

oli vastaava kuin vuonna 2003 otetun viiden 1m²:n näytteen keskiarvo. Kun karho<br />

oli kuivunut alle 15 % varastointikosteuteen (w.b.) korret paalattiin sekaisin muuttuvakammioisella<br />

pyöröpaalaimella. Sekä pitkänä niitettyjen että silputtujen korsien<br />

pyöröpaalien leveys oli vakio 1,20 m. Paalit punnittiin ja niiden halkaisijat mitattiin.<br />

Pektiinisidosten hajottaminen, kuidutus ja kuitujakeen puhdistus<br />

Entsymaattinen liotus ja siihen liittyvä kuidun käsittely on lähinnä perinteistä pitkän<br />

kuidun tuotantoa, jossa liotus tehdään ennen kuidutusta. Tutkittu kuitupellavaerä<br />

oli poikkeuksellisesti korjattu nyhtämisen sijaan niittämällä ja paalattu sekaisin.<br />

Entsymaattinen käsittely tehtiin Standard FinFlax -liotusprosessina FinFlax Oy:ssä<br />

Oulussa lisäämällä liotusveteen kaupallisia entsyymejä. Liotettavana oli syyskorjattua<br />

kuitupellavaa 44 ja -hamppua (Uso 31). Kuitupellavat liotettiin entsymaattisesti<br />

24 tuntia ja kuituhamput 46 tuntia, jonka jälkeen korret kuivattiin panoskuivuris-<br />

43 Kosteuspitoisuudella d.b. (dry base) tarkoitetaan kuidun sisältämän veden määrää suhteessa absoluuttisen<br />

kuivan(kuivatun) kuidun massaan. Kosteuspitoisuudella w.b. (wet base) ilmaistaan kuidun sisältämän veden<br />

määrää suhteessa materiaalin senhetkiseen massaan. (Kauriinvaha & al. 2001, 63.)<br />

44 Lajike ei tiedossa.<br />

5 <strong>tutkimus</strong>menetelmät ja tutkimuksen toteutus<br />

sa. Lisäksi entsyymiliotettiin 26 tuntia niittomurskaimella ajettua, keväällä korjattua<br />

Vakolassa viljeltyä luomukuituhamppua (Fedora 17).<br />

Dry-line -menetelmään perustuvan kuivan raaka-aineen käsittelyketjussa tutkittavina<br />

lajikkeina olivat Viking kuitupellava sekä kuituhamppulajikkeet USO 31 ja<br />

Fedora 17, jotka oli korjattu keväällä leikkuupuimurilla ja pyöröpaalattu, lisäksi yksi<br />

kuituhamppuerä oli ajettu niittomurskaimella ennen paalausta. Termisen liotuksen<br />

vaikutuksesta kuitukimput olivat irronneet ja kuituaines osittain cottonisoitunut.<br />

Fusart-menetelmä perustuu Fusarium-sukuun kuuluvan sienen käyttöön kuitujen<br />

cottonisoinnissa. Raaka-aineina käytettiin syksyllä 2003 ja 2005 korjattuja<br />

öljypellava Laseria. Kehruita varten käsiteltiin neljä öljypellavaerää Fusart I–IV,<br />

jotka olivat perinteisestä ja entsymaattisesta liotuksesta poiketen kuidutettu ja karstattu<br />

ennen mikrobikäsittelyä. Lisäksi tehtiin 24 tunnin Fusart-käsittely Dry-line<br />

-menetelmällä esijalostetulle kuituhampulle ja -pellavalle lisäämällä kotona kasvatettua<br />

kasvustoa käsittelyveteen. Fusart I ja II käsiteltiin elävällä kasvuliuoksella sienirihmastoineen<br />

ja kasvatusalustoineen. Sientä kasvatettiin 200 ml:n kasvatuspulloissa<br />

pimeässä kasvatuskaapissa 18 vuorokautta, jonka jälkeen viiden pullon kasvatuserät<br />

yhdistettiin ja sekoitettiin sauvasekoittimella yhdeksi tasalaatuiseksi eräksi. Käsittelyt<br />

tehtiin pienissä erissä, koska kasvuliuosta oli kerralla vain yhteen noin 300 g:n kehruuerän<br />

käsittelyyn. Kuidut, suolavesi (NaCl 10g/l H 2 O) ja kasvuliuos pussitettiin tiiviisti.<br />

Suolaveden osuus oli 1/20 suhteessa kuitumassaan ja kasvuliuoksen määrät olivat<br />

Fusart I 1ml/g kuitua ja Fusart II 3 ml/g kuitua. Pussit ajettiin 2,15 tunnin 40 °C<br />

pesukoneohjelman läpi mekaanisen sekoituksen aikaansaamiseksi. Käsittely toistettiin<br />

kolmesti ja välissä kuidut huuhdeltiin kevyesti juoksevan veden alla ja lisättiin<br />

uudet kasvuliuokset ja suolavedet. Fusart I kasvuliuoksen kokonaismäärä kuitugrammaa<br />

kohden oli 3 ml ja Fusart II 9 ml. Kolmannen käsittelyn jälkeen kuidut pestiin<br />

käsin miedossa pesuainevedessä. Fusart III ja IV -kehruuerissä käytettiin kasvuliuosta,<br />

joka oli kasvatettu 28 vuorokautta valossa ja josta oli poistettu proteiinit. Fusart III<br />

-käsittely tehtiin huoneenlämmössä 24 tunnin käsittelynä, jossa 0,5 ml kasvuliuosta<br />

kuitugrammaa kohden lisättiin kolme kertaa 8 tunnin välein, jolloin sienipitoisuus<br />

oli yhteensä 1,5 ml/g kuitua. Fusart IV -kehruuerä käsiteltiin 18 tuntia huoneenlämmössä,<br />

johon lisättiin kolme kertaa 0,5 ml kasvuliuosta kuuden tunnein välein<br />

kokonaispitoisuuden ollessa 1,5 ml/g. Lopuksi kuidut pestiin miedosti happamassa<br />

pesuaineliemessä ja huuhdeltiin. Koska käsitelty raaka-aine sisälsi runsaasti kukkaperiä,<br />

ne poistettiin käsin.<br />

Kuidutuksessa, kuitujakeen erottamiseksi päistäreestä kokeiltiin kahta eri ko-<br />

runkokuituja lyhytkuitumenetelmin<br />

103


104<br />

neketjua: Flaxlin Oy:n 45 Riihimäen tuotantolaitoksen puhalluseristeen koneketjua ja<br />

joensuulaisen Idän kuitumestarit Oy:n lyhyen kuidun loukku-lihti -linjaa.<br />

Puhallusvillaeristeen koneketjulla (kuva 17) käsiteltiin sekä kuitupellava- että<br />

hamppunäytteet sekä vuoden 2003 sadon syksyllä korjattua öljypellava Laseria sekä<br />

öljyhamppu Finolaa, jotka oli korjattu pyöröpaaleihin. Raaka-aineet ajettiin koko puhallusvillaeristeen<br />

tuotantolinjan läpi. Koneketju etenee paalin avauksesta Escomaticmurskakuiduttimeen.<br />

Escomatic on niin kutsuttu tilakuidutin, joka voidaan siirtää<br />

eri viljelypaikoille päistäreen ja kuidun erottamiseksi. Murskakuiduttimelta raakaaine<br />

kulkee hihnaa pitkin harvapiikkiseen puhdistuskarstan läpi säkitettäväksi.<br />

seulaverkko<br />

päistäre<br />

puhdistuskarsta<br />

säkitys<br />

Kuva 17. Escomatic-tilakuiduttimen toimintaperiaate<br />

Lyhyen kuidun loukku-lihti -linja on mekaaninen kuidunerottelija, joka sisältää loukun,<br />

vaakalihdin, pystylihdin ja ravistajan. Pitkän kuidun loukku-lihdistä poiketen<br />

korsien ei tarvitse olla yhdensuuntaisesti järjestäytyneinä. Loukku-lihti -linjan läpi<br />

ajettiin vuoden 2003 ja 2005 öljypellavapaalit sekä vuoden 2004 öljyhamppupaalit.<br />

Öljypellavat ja -hamput karstattiin Idän Kuitumestarit Oy:ssä neulatun pellavahuovan<br />

valssikarstausyksiköllä, jossa raaka-aine kulkee kuuden valssiparin läpi muodostaen<br />

karstamattoa. Keväällä korjatut kuituhamppu- ja -pellavanäytteet sekä entsyymiliotetut<br />

kuidut karstattiin JAKKissa sähköisellä yksittäiskäyttöisellä Befama-3<br />

-valssikarstalla. Koska karstatuissa entsyymiliotetuissa ja Dry-line -kuiduissa oli paljon<br />

yli 10 cm kuituja, ne jouduttiin leikkaamaan noin 50 mm:n määrämittaan käsin.<br />

Päistärepitoisuudet laskettiin sekä tilakuidutuksen että karstauksen jälkeen<br />

vuosien 2003 ja 2005 Laser öljypellavista sekä Vakolassa että Siuntiossa kasvaneista<br />

Finola öljyhampuista. Osa näytteistä karstattiin kahteen kertaan, millä pyrittiin sel-<br />

45 Flaxlin Oy meni konkurssiin helmikuussa 2004 (Miettinen 14.3.2004, E3).<br />

5 <strong>tutkimus</strong>menetelmät ja tutkimuksen toteutus<br />

vittämään lisäkarstauksen vaikutusta raaka-aineen puhtauteen ja peruskuitujen irtaantumiseen<br />

toisistaan. Lisäksi vuoden 2005 niiton yhteydessä silputtu öljypellava<br />

karstattiin kolmeen kertaan. Raaka-aineen puhtausasteen määrittämiseksi otettiin<br />

esikäsitellyistä kustakin kuituerästä eri kohdista viisi 5g:n näytettä, joista erotettiin<br />

päistäreet pinseteillä. Päistäreeksi laskettiin myös päistäreeseen kiinnittyneet pienet,<br />

alle 20 mm:n kuidut. Osat punnittiin normaalissa huoneenlämmössä ja niiden prosenttiosuus<br />

laskettiin 1 % tarkkuudella. Viidelle rinnakkaismittaukselle laskettiin<br />

keskiarvo.<br />

Kuitusaantoa ja käsittelyhävikkiä tutkittiin kahdesta 10 kg:n öljypellavaerästä,<br />

jotka oli ajettu loukku-lihti -linjan ja kaksinkertaisen karstauksen läpi Idän<br />

Kuitumestarit Oy:ssä. Vertailussa olivat vuonna 2003 niitetyt korret, jotka leikattiin<br />

linjalla noin 15 cm määrämittaan sekä vuoden 2005 niiton yhteydessä silputut öljypellavan<br />

korret. Kuitusaanto laskettiin poistamalla päistäreet käsin kolmesta 100 g:n<br />

näytteestä. Päistäreiksi laskettiin myös alle 20 mm:n kuidut. Puhdistetut kuidut punnittiin<br />

1 %:n tarkkuudella huoneenlämmössä ja kolmen näytteen tuloksista laskettiin<br />

keskiarvo.<br />

Langanvalmistus roottorikehruuna<br />

Roottorikehruut sekä niihin liittyvät esivalmistelut toteutettiin Tampereen teknillisen<br />

yliopiston Kuitumateriaalitekniikan laitoksella puuvillantyöstökoneilla, jotka<br />

edellyttävät 25–50 mm kuitupituuksia. Nauhanvalmistuksessa levykarstaan ei tehty<br />

erillisiä säätöjä pellavaa ja hamppua varten, vaan kokeet tehtiin puuvilla-asetuksin.<br />

Kehruuseen valikoitiin tuntuarvioinnin perusteella pehmeimmät näytteet sekä<br />

entsyymiliotetuista että keväällä korjatuista näytteistä, jotka olivat 24 tuntia entsyymiliotettu<br />

vihreä kuitupellava ja keväällä korjattu kuituhamppu sekä Dry-line<br />

-menetelmällä korjattu Uso 31 kuituhamppu ja Viking kuitupellava. Fusart-mikrobilla<br />

käsitellyissä (Fusart I–IV) raaka-aineena olivat öljypellava sekä Dry-line -kuituhamppu.<br />

Kehruuerät ilmastoitiin 65 % ilmankosteuspitoisuudessa ja keväällä korjattuun<br />

kuituhamppuun ja Fusart III suihkutettiin lisäksi vettä siten, että sen pitoisuus<br />

oli 15 % kuitumassasta. Kehruuerissä runkokuitujen osuus oli 30–100 %. Puuvillan<br />

lisäyksellä pyrittiin tasoittamaan lähtöraaka-aineitten kuitupitoisuuksien epähomogeenisuutta.<br />

Fusart I mikrobikäsitellystä raaka-aineesta (3 x 1 ml/kuitugramma) tehtiin<br />

kaksi erää, joista ensimmäisessä öljypellavan osuus oli 100 % ja toisessa 80 %.<br />

Fusart II -kehruuerä (3 x 3 ml/kuitugramma) jouduttiin ajamaan erikseen kahdesti<br />

avaajan läpi kuitujen irrottamiseksi ja puhdistamiseksi, sillä peruskuidut olivat Fusart<br />

-käsittelyn jäljiltä yhä tiiviisti toisiinsa kiinnittyneinä. Raaka-aineen päistärepitoi-<br />

runkokuituja lyhytkuitumenetelmin<br />

105


106<br />

suus oli noin 20 %. Tässä kehruuerässä kokeiltiin ainoastaan 100 % öljypellavaa.<br />

Ennen nauhanvalmistusta noin 300 g kehruueristä valmistettiin valssikarstalla tasaista<br />

kuitulevyä (n. 80 x 50 x 5 cm) paitsi Fusart I -erästä, josta kuitumatto oli tehty<br />

käsin. Avatut, puhdistetut ja sekoitetut laapit karstattiin levykarstalla, jossa kuituharsosta<br />

muodostettiin karstanauhaa. Fusart III–IV -kehruuerät karstattiin matoiksi<br />

valssikarstalla. Fusart III:een lisättiin 20 % puuvillaa ennen nauhanvalmistusta ja<br />

Fusart IV:stä nauhaa ajettiin pellavapitoisuuden ollessa 90 ja 100 %. Nauhoille ei<br />

tehty venytyksiä. Tex-arvon määrittämiseksi kaikista nauhoista otettiin viisi 1 m:n<br />

rinnakkaisnäytettä, jotka punnittiin kolmen desimaalin tarkkuudella ja niistä laskettiin<br />

keskiarvo.<br />

Roottorikehruussa yhdistettiin kolme hahtuvanauhaa yhteen, sillä niiden texarvo<br />

oli selvästi puuvillatopsia alhaisempi. Kehruussa eri koe-erien olosuhteet määritettiin<br />

kokeilemalla. Roottorin pyörintänopeudet olivat 30–51 U/min x 1 000, hahtuvan<br />

syötöt 0,5–0,9 m/min ja kehintänopeudet 28–50 m/min.<br />

Fusart-meneteLmä<br />

Fusart-menetelmä on tutkimuksen sivupolku, joka on muuttanut merkittävästi tutkimuksen<br />

painotusta. Menetelmän lähtökohtana on tutkijan alun perin puhtaasti<br />

esteettiseen havaintoon perustuva mikrobilöydös keväällä 2001 Siuntiosta, Helsingin<br />

yliopiston Sigganssin koetilalta, jossa kuituhamppukasvusto oli jätetty talven yli termiseen<br />

liotukseen. Mikrobin sairastuttamat korret poikkesivat väriltään muusta<br />

kasvustosta: sairastuneet kuidut olivat pinnaltaan oranssin eri vivahteita, mutta kuituaines<br />

oli lähes valkoista ja cottonisoitunutta. Varsinainen oivallus mikrobin mahdollisesta<br />

hyödyntämisestä perustui myöhemmin pitkälti intuitioon ja kysymykseen:<br />

voiko saman tehdä systemaattisesti ja miten?<br />

Tässä tutkimuksessa pyrittiin luomaan perustaa jatkotutkimukselle ja selvittämään<br />

keksinnön soveltuvuutta ja sovellutettavuutta käytännössä. Keskeinen osa menetelmää<br />

oli uuden mikrobin ja sen vaikuttavien aineiden kehittäminen teollisesti<br />

hyödynnettäväksi. Tässä yhteydessä ensisijaisena tarkastelunkohteena olivat Fusartkäsittelyllä<br />

aikaan saadut visuaaliset ja tuntumuutokset, ja sitä kautta jatkojalostettavuus<br />

uudenlaisten tuotteiden materiaaleiksi. Mittauksilla ei pyritty tilastolliseen<br />

tarkkuuteen, vaan niiden tarkoituksena oli olla suuntaa antavia. Kuitumittauksia ja<br />

käytännön kehruukokeita tehtiin rajallisesti taloudellisten resurssien puuttuessa.<br />

5 <strong>tutkimus</strong>menetelmät ja tutkimuksen toteutus<br />

Fusartin kehityskaaria<br />

Menetelmän kehittäminen alkoi kotioloissa tehdyillä kokeilla sekoittamalla värillisiä<br />

kuoria ja terveitä kuitukimppuja veteen ja liottamalla niitä noin 24 tuntia huoneenlämmössä.<br />

Näin syntyi pieniä muutoksia kuitujen pehmeydessä. Varsinainen<br />

mikrobin eristys ja puhdasviljelmien kasvatus tapahtui yhdessä mikrobiologi Minna<br />

Nykterin kanssa sekoittamalla 7,5 g värjäytynyttä kuorta steriilissä suolavedessä<br />

(9 mg NaCl/ml H 2 O) homogenisaattorissa 46 5 minuuttia kierrosnopeuden ollessa<br />

230 rpm. Kasvualustoina käytettiin Orion Diagnostican Hygicult® Yeast & Fungi<br />

-kastolevyjä. Kahden vuorokauden kuluttua levyistä otettiin siirrokset mallas-agar<br />

-petrimaljoihin. Näistä näytteistä tehtiin puhdasviljelmät perunadekstroosialustalle<br />

VTT:n Biotekniikan osastolla, jossa mikrobi tunnistettiin valomikroskoopilla<br />

Fusarium-sukuun kuuluvaksi. Kannan morfologinen lajitunnistus tehtiin CBSmikrobikokoelmassa<br />

Hollannissa (Cenraalbureau voor Schimmelcultures, Utrecht).<br />

Fusarium ART1 -näyte tallennettiin patentointia varten Budapestin sopimuksen mukaisesti<br />

DSMZ:n mikrobikokoelmaan (Deutsche Sammlung von Mikroorganismen<br />

und Zellkulturen GmbH) numerolla DSM 16924.<br />

Sientä kasvatettiin käsittelyjä varten valossa kotioloissa mallas-agar -jauheesta<br />

(Malzextrakt-Agar 1.05398, Merck KGaA) tehdyillä kasvatusalustoilla. Mikrobin<br />

kasvatukseen kului keskimäärin kaksi viikkoa. Toimivuuden arviointi perustui aistinvaraiseen<br />

havainnointiin sekä hajun ja rihmaston värin perusteella; kasvualustan punaisuus<br />

ja rihmaston voimakas oranssi väri yhdessä karvasmanteliin viittaavan tuoksun<br />

kanssa osoittautui toistettavasti yhdenmukaisia tuloksia antavaksi.<br />

Tutkimuksen alkuvaiheessa raaka-aineina käsittelykokeissa käytettiin syksyllä<br />

2002 korjattuja öljypellava- ja vihreitä kuituhamppukorsia ja sekä keväällä 2002 korjattua<br />

kuituhamppua, jotka oli kuivattu huoneenlämpötilassa. Kuituaines erotettiin<br />

kuorista käsin. Varsinaiset käsittelyt tehtiin lisäämällä veteen (20 ml H 2 0 /g kuitua)<br />

sauvasekoittimella murskattua kasvualustaa nestesuhteessa 1/20. Alkuoletuksena oli,<br />

että prosessi perustuu mikrobin sisältämien entsyymien vaikutukseen, joten vaikutuksen<br />

lisäämiseksi kokeiltiin mekaanista sekoitusta. Siihen käytettiin pesukoneen<br />

40 °C 2,15 tunnin pesuohjelmaa, missä kuitunäytteet ajettiin ohjelman läpi vesitiiviisiin<br />

pusseihin pakattuina. Lopuksi kuidut pestiin käsin miedossa emäksisessä pesuainevedessä<br />

ja huuhdeltiin.<br />

Patenttihakemusta varten tehtiin uutuus<strong>tutkimus</strong> Patentti ja Rekisterihallituksessa<br />

12.11.2003 (<strong>tutkimus</strong>numeroro: 389/2003) Helsingin yliopiston innovaatioasia-<br />

46 Stomacher 400 Circulator, Merck Eurolab.<br />

runkokuituja lyhytkuitumenetelmin<br />

107


108<br />

miehen Anne Grönlundin toimesta. Tutkimuksessa ei tullut esille julkaisuja, joissa<br />

kyseessä olevan mikrobin tai sen fermentaatioliuoksen käyttöä olisi käytetty runkokuitujen<br />

liotuksessa ja/tai värjäyksessä. Ensimmäinen patenttihakemus jätettiin<br />

patenttiasiamiehen välityksellä 8.3.2004, josta saatiin välipäätös 2.9.2004 patenttivaatimusten<br />

hyväksymisestä. Patenttisuoja oli liian rajallinen ja siksi siihen jätettiin<br />

vastaamatta määräpäivään 8.3.2005 mennessä.<br />

Fusart-menetelmän toinen <strong>tutkimus</strong>vaihe alkoi keväällä 2004 yhteistyössä<br />

Helsingin yliopiston Soveltavan kemian ja mikrobiologian laitoksen professori<br />

Annele Hatakan ja hänen <strong>tutkimus</strong>ryhmänsä jäsentensä FT Pekka Maijalan ja<br />

FM Sari Galkinin kanssa. Työnjako 47 muotoutui siten, että sienen kasvatus ja vaikuttavien<br />

aineiden/yhdisteiden selvitys oli HY:n tutkijoiden tehtävänä ja keksintöön<br />

liittyvä kokonaishallinta sekä kaikki kuitujen käsittelykokeet olivat kirjoittajan vastuulla.<br />

Käytännön kokeisiin liittyivät muun muassa sienen kasvatusolosuhteiden ja<br />

koeolosuhteiden määrittäminen oikeiden mikrobisuhteiden ja apuaineiden löytämiseksi.<br />

Pekka Maijala on määrittänyt tutkittavien näytteiden uuteaine- sekä ligniinipitoisuudet.<br />

Käsittelyolosuhteiden määrittäminen<br />

Fusart-käsittelyjen keskeinen tavoite oli cottonisointi, kuitujen pehmentäminen ja<br />

niiden kiiltoisuuden lisääminen. Käsittelyolosuhteiden etsimisessä pyrittiin rajaamaan<br />

mikrobin toimintaolosuhteita käytössä olleilla, varsin ”alkeellisilla” <strong>tutkimus</strong>laitteistoilla.<br />

Tutkimuksissa käytetyt Fusart-kasvuliuokset kasvatettiin alkuperäisestä<br />

VTT:llä analysoidusta mikrobinäytteestä. Mikrobin kasvatuksista vastanneet Pekka<br />

Maijala ja Sari Galkin päätyivät käyttämään 200 ml:n kasvatuksissa kasvualustaa,<br />

jossa oli 200 ml vettä, 0,2 g pektiiniä, 0,6 g tryptonia, 0,04 g hiivauutetta ja 0,1 g<br />

magnesiumsulfaattia (MgSO 4 ).<br />

Alkuvaiheessa käytettiin liuosta, joka kasvatettiin pimeässä ja koko kasvuliuos<br />

sienirihmastoineen sekoitettiin tasaiseksi seokseksi. Käsittelyt tehtiin tuoreella<br />

kasvuliuoksella vuorokauden kuluessa kasvatuksen päättymisestä. Tällä liuoksella<br />

tehtiin koesarjoja vaikuttavan aineen sekä lisäaineiden tarpeiden määrittämiseksi.<br />

Optimaalisten käsittelyolosuhteiden etsinnässä kasvuliuoksen määrää haarukoitiin<br />

asteittain eri pitoisuuksilla välillä 1–30 ml kasvuliuosta kuitugrammaa kohden<br />

0,5 ml:n asteikolla. Näytteet ajettiin 2,15 h sekä 40 että 60 °C:een pesukoneohjelman<br />

47 Keksinnön kehittämisestä on tehty sopimus, jonka perusteella keksinnön omistusosuudet on määritelty<br />

seuraavasti: Tiina Härkäsalmi 70 %, Pekka Maijala 15 % sekä Annele Hatakka, Sari Galkin ja Minna<br />

Nykter kullakin 5 %.<br />

5 <strong>tutkimus</strong>menetelmät ja tutkimuksen toteutus<br />

läpi vesitiiviisiin pusseihin pakattuina. Useamman koesarjan perusteella kasvuliuoksen<br />

määräksi vakiintui 14 ml/g kuitua. Jo varhaisessa vaiheessa päädyttiin suolan<br />

lisäämiseen käsittelyveteen, sillä kaikissa vertailukokeissa suolaliuoksessa käsitellyt<br />

kuidut olivat aistivaraisesti tarkasteltuna parempia kuin pelkässä vesijohtovedessä sekoitetut.<br />

Suolan lisääminen käsittelyveteen perustui oletukseen sen kuituja turvottavasta<br />

vaikutuksesta ja mikrobien liikkumisen nopeuttamisesta. Esimerkiksi selluloosakuitujen<br />

reaktiovärjäyksessä suola lisää värien substantiivisuutta, jonka ansiosta väri<br />

hakeutuu tehokkaammin tekstiilimateriaaliin (Forss 2000, 63). Lisäksi oletuksena oli,<br />

että suolan lisäämisellä saadaan veden suolapitoisuus vastaamaan solunsisäistä suolapitoisuutta,<br />

mikä vähentää suolan osmoottista kulkeutumista solun sisältä veteen.<br />

Tarvittava suolapitoisuus arvioitiin koesarjalla, jossa kokeiltiin lisäämällä 10, 20, 30,<br />

40 ja 50 g suolaa vesilitraa kohden. Nestemäärän tarve kuitumassaa kohden perustuu<br />

kokeisiin, jossa kokeiltiin suhdelukuja 1/10, 1/20, 1/30, 1/40 ja 1/50. Tämän lisäksi<br />

arvioitiin pH:n mahdollista vaikutusta käsittelyyn. Vertailtavina olivat etikkahapolla<br />

happamoitu suolavesi, jonka pH oli noin 5 ja natriumkarbonaatilla alkalisoitu suolavesi,<br />

jonka pH oli noin 9. Näiden alkuselvitysten perusteella päädyttiin koeasetelmaan,<br />

jossa veteen oli lisätty suolaa 10 g/l H 2 O nestesuhteen ollessa 1/20 muuttamatta<br />

nesteen happamuutta ja lämpötilan ollessa 37 tai 57 °C. Jatkossa mekaaniseen<br />

sekoitukseen käytettiin Linitest-koevärjäyslaitetta. Linitest-laitteessa on kahdeksan<br />

teräsastiaa, joiden vetoisuus on 500 ml ja täyttöaste on korkeintaan 400 ml. Astiat<br />

asetettiin vedellä täytettyyn säiliöön, jonka lämpötilaa voitiin säätää ± 1 °C:een tarkkuudella.<br />

Koneen pyörimisnopeus oli noin 36 kierrosta/min. Näytteet apuaineineen<br />

asetettiin astioihin huoneenlämpöisinä ja käsittelyliemen loppulämpötila 37 tai<br />

57 °C saavutettiin 30 minuutissa.<br />

Sienen kasvuajan vaikutusta tutkittiin kasvattamalla sientä valossa 14, 18,<br />

21, 28 ja 38 vuorokautta, jonka jälkeen niistä suodatettiin rihmasto pois ja mitattiin<br />

pH. Nesteeseen lisättiin proteiinien saostamiseksi ammoniumsulfaattia<br />

(NH 4 ) 2 SO 4 70 g/100 ml, jota sekoitettiin 4 °C:ssa 60 minuuttia. Proteiinien saamiseksi<br />

talteen neste sentrifugoitiin 30 minuuttia 5 °C:ssa kierrosnopeuden ollessa<br />

10 000 rpm/min. Muodostuneeseen sakkaan ovat saostuneet noin 50 % liuoksen<br />

proteiineista. Suodatettu liuos, supernatantti kerättiin talteen, mitattiin liuoksen pH<br />

ja käytettiin käsittelyihin.<br />

Kaikkien koesarjojen jälkeen näytteet kuivattiin huoneenlämmössä ja punnittiin<br />

käsittelyhävikki. Kuitunäytteet eroteltiin käsin mahdollisimman tarkoin peruskuiduiksi,<br />

minkä jälkeen arvioitiin niiden tuntua sormien välissä sekä vaaleutta asteikolla<br />

1–3. Koesarjojen parhaimmat näytteet otettiin tavoitekuiduiksi, joita verrattiin<br />

runkokuituja lyhytkuitumenetelmin<br />

10


110<br />

seuraavien koesarjojen tuloksiin.<br />

Vertailukokeet tehtiin Fusarium-sienen lähisukuisilla lajeilla Fusarium poae<br />

(kanta 93146) ja Fusarium langsethiae (kanta 113). Vertailukokeessa tutkittiin lisäksi<br />

keksinnön kohteena olevan Fusarium ART1 -sienen (Fusart) eri tavoin eristettyjä ja<br />

ylläpidettyjä sienikantoja. Sari Galkin valmisti kaikista sienistä neljä käsittelyliuosta:<br />

1) alkuperäinen kasvuliuos sienirihmastoineen, 2) kasvuliuos, josta oli poistettu<br />

proteiineja saostamalla, 3) mahdollisten vaikuttavien aineiden uutto vesifaasiin sekä<br />

4) uutto etyyliasetaatti -faasiin. Koesarjat tehtiin kahden ja neljän tunnin käsittelyinä<br />

Linitest -laitteistolla 37 ja 57 °C:ssa 14 ml kasvuliuosta kuitugrammaa kohden.<br />

Kaikista näytteistä tehtiin kolme 3 g:n rinnakkaisnäytettä. Lisäksi kokeiltiin<br />

vielä vaikuttavien aineiden eristämiseksi bentsyylialkoholi -uuttoa vesifaasissa sekä<br />

(NH 4 ) 2 SO 4 -faasissa. Kontrollit tehtiin pelkässä vesijohtovedessä ja suolavedessä.<br />

Näiden kokeiden perusteella selvästi pehmeimmiksi ja vaaleimmiksi näytteiksi nousivat<br />

useamman koesarjan perusteella valossa kasvatetut Fusarium ART1 (Fusart)<br />

-näytteet sekä sienirihmastoisella että vähäproteiinisella kasvuliuoksella käsiteltynä<br />

lämpötilan ollessa 57 °C. Koska sienirihmastoisella kasvuliuoksella käsitellyissä<br />

kuiduissa oli vielä pesun jälkeen havaittavissa rihmastojäänteitä kuiduissa, jatkokehittelyssä<br />

käytettiin ainoastaan ammoniumsulfaatilla saostettua kasvuliuosta. Näistä<br />

näytteistä ei esitetä tämän tutkimuksen yhteydessä tuloksia, sillä kokeiden tehtävänä<br />

oli selventää muiden vastaavien mikrobien toimintaa verrattaessa Fusartiin sekä auttaa<br />

optimaalisten käsittelyolosuhteiden luomisessa.<br />

Cottonisointi-käsittelyt<br />

Tuntuarviointien perusteella päädyttiin patenttihakemusta varten tehdyissä cottonisointi<br />

-kokeissa käyttämään vähäproteiinista kasvuliuosta, jota oli kasvatettu valossa<br />

28 vuorokautta. Kaikkien kasvatuserien pH:t mitattiin rihmaston suodattamisen<br />

sekä ammoniumsulfaatin lisäämisen jälkeen. Eri kasvatuserien välisiä vaikuttavien aineiden<br />

pitoisuuksia ei ole analysoitu, vaan tarvittava kasvuliuosmäärä on päätelty parhaimpien,<br />

toistettujen koetulosten perusteella. Käsittelyt tehtiin pienissä 0,5–500 g:n<br />

kuituerissä kerrallaan, eikä tutkimuksessa ole huomioitu suurempien määrien käsittelyssä<br />

mahdollisesti muuttuvaa vaikuttavan aineen tarvetta. Keskeisenä ajatuksena<br />

on menetelmän kehittämisessä ollut käytännön teollinen toteutettavuus, siksi ainoastaan<br />

mikrobiviljelmät ja yhdisteen eristäminen on tehty steriileissä laboratorio-olosuhteissa.<br />

Kaikki muut käsittelyt on toteutettu normaalioloissa; huoneenlämmössä,<br />

vesijohtovedellä ja steriloimattomissa astioissa. Näytteet on punnittu huoneenlämmössä<br />

ennen ja jälkeen käsittelyjen eikä niihin sitoutunutta kosteutta ole huomioitu.<br />

5 <strong>tutkimus</strong>menetelmät ja tutkimuksen toteutus<br />

Raaka-aineena käytettiin vuoden 2003 niitettyä ja 2005 niitettyä ja silputtua öljypellava<br />

Laseria. Vuoden 2004 Finola-öljyhampuilla kokeita tehtiin ainoastaan Fusart<strong>tutkimus</strong>ten<br />

alkuvaiheessa sienirihmastoisella kasvuliuoksella ja <strong>tutkimus</strong>ten pääpaino<br />

oli öljypellavan käsittelyissä. Kuidut puhdistettiin karstauksen jälkeen käsin päistäreistä.<br />

Koska pellava- ja hamppukuiduista irtosi runsaasti pelkästään huuhtelussa pölyä ja<br />

muita mikropartikkeleita sekä veteen liukenevia ainesosia, kuidut pestiin ennen käsittelyjä.<br />

Öljypellavanäytteistä tutkittiin 15 minuutin vesihuuhtelun (40 °C) vaikutusta<br />

massan hävikkiin sekä tunnin liotusta valkaisuaineellisessa pesuaineessa 48 (3–5 ml/ l<br />

H 2 O) 20 °C ja Linitest -laitteistolla 37 °C:ssa. Lopuksi näytteet kuivatettiin huoneenlämmössä<br />

ja punnittiin. Pesun tarkoitus oli myös poistaa mahdolliset reaktioon vaikuttavat<br />

vieraat ainekset, koska käsittelyliuoksen vaikutusmekanismia ei tunnettu.<br />

Cottonisointi-käsittelyt tehtiin esipestyille kuiduille sekä mekaanisesti sekoittaen<br />

Linitest-laitteistolla että pitkäaikaisena staattisena liotuksena astioissa, joissa kaikissa<br />

käytettiin suolavettä (10g/ l H 2 O) liemisuhteessa 1/20. Kaikista näytteistä tehtiin<br />

kolme 3 g:n rinnakkaisnäytettä, jotka toistettiin vähintään kahdesti. Linitest-kokeissa<br />

tutkittiin käsittelyajan vaikutusta tekemällä kokeet 14 ml:n kasvuliuospitoisuuksilla<br />

1, 2, 3, 4 ja 5 tunnin käsittelyinä lämpötilan ollessa säädettynä 60 °C:een (käsittelylämpötila<br />

57 °C). Astialiotukset tehtiin huoneenlämmössä 12 ja 24 tunnin käsittelyinä<br />

lisäämällä suolaveteen 0,1–10 ml Fusart-liuosta. Tarkemmin tutkittiin käsittelyliuosten<br />

pitoisuuksia 0,1–2 ml:n välillä, jotka tehtiin 0,1 ml:n asteikolla. Lisäksi<br />

tehtiin koesarjat, jossa käsittelyliuosta lisättiin 0,5 ml kahdesti ja/tai kolmasti 6, 8 ja<br />

12 tunnein välein kasvuliuoksen kokonaismäärän ollessa 1–1,5 ml kuitugrammaa<br />

kohden. Finola-öljyhampuille tehtiin koesarjat, jossa suolaveteen lisättiin 5 ml/g sienirihmastoista<br />

kasvualustaa ja ne ajettiin tiiviisti pusseihin pakattuina 40 °C/2,15 h<br />

pesuohjelman läpi. Koe toistettiin 1–5 kertaa, jolloin kasvuliuoksen kokonaismääräksi<br />

tuli 5, 10, 15, 20 ja 25 ml/g ja käsittelyajaksi 2,15–11,15 h. Pesemättömälle raakakuidulle<br />

tehtiin vertailukokeet pitkäkestoisena liotuksena huoneenlämmössä<br />

3 x 2h, 3 x 3h, 3 x 4h, 3 x 5h ja 3 x 6h. Kasvuliuosta lisättiin määrätunnein 1 ml kuitugrammaa<br />

kohden, jolloin sen kokonaismäärä oli 3 ml/g kuitua.<br />

Käsittelyjen jälkeen kuidut pestiin pesuainevedessä ja huuhdeltiin. Kuitujen painohävikki<br />

(%) punnittiin huonekuivista näytteistä ja kolmelle rinnakkaisnäytteille<br />

laskettiin keskiarvo. Kuidut karstattiin käsin, jonka jälkeen ne punnittiin kuitusaannon<br />

määrittämiseksi.<br />

48 Pesuaineena käytettiin OMO Sensitiveä, joka sisältää 15-39 % zeoliittia, happeen perustuvaa valkaisuainetta,<br />

5-15 % anionisia ja ionittomia tensidejä, > 5 % saippuaa, fosfaattia, polykarbokykselaatteja ja<br />

entsyymejä, minkä pH on 10,4.<br />

runkokuituja lyhytkuitumenetelmin<br />

111


112<br />

Kuidun laatu<br />

Käsittelyjen vaikutusta kuitujen laatuun arvioitiin sekä aistivaraisesti että teknologisia<br />

ominaisuuksia mittaamalla. Tuntuarvioinnissa (fabric hand) oli tekijän valinnan<br />

perusteella kuusi parasta proteiinittomalla kasvuliuoksella käsiteltyä, käsin karstattua<br />

öljypellavanäytettä sekä kontrollinkuituna pesty, karstattu öljypellava. Tunnusteltavina<br />

olivat 2 ja 4 tuntia Linitest -laitteistolla käsitellyt (57 °C; 14 ml/g kuitua) sekä<br />

2 x 6, 2 x 8, 3 x 6 ja 3 x 8 tuntia (20 °C; 2/3 x 0,5 ml/g) staattisesti liotetut kuidut.<br />

Tuntuarvioitsijoina oli 10 koehenkilöä, joista viisi oli tekstiilialan ammattilaista<br />

(kaikki naisia) ja kuluttajien edustajina oli kaksi naista ja kolme miestä. Testaajien<br />

ikäjakauma oli 19–76 vuotta. Kuluttajat arvioivat ainoastaan kirjoittajan ja tekstiilialan<br />

ammattilaisten valintojen pohjalta neljää pehmeintä näytettä. Näytteitä arvioitiin<br />

aistivaraisesti käsin tunnustelemalla, haistelemalla ja katselemalla. Näytteet<br />

oli numeroitu 1–7 sattumanvaraisesti. Arvioinnissa käytettiin vastakohtapareja:<br />

1) hieno - karkea, 2) kiiltävä - kiilloton, 3) pehmeä - kova ja 4) vaalea - tumma, joista<br />

ensiksi mainittuja ominaisuuksia pidettiin tavoiteltavina. Tunnustelijat ilmaisivat<br />

myös sanallisesti parhaimmaksi arvioimaansa näytettä. Arviointien perusteella näytteet<br />

järjestettiin parhaimmasta huonoimpaan. Pehmeimmästä näytteestä mitattiin<br />

kuitupituudet (mm) näyte-erän 100 kuidusta työntömitan asteikkoa apuna käyttäen.<br />

Kuidut suoristettiin lasilevylle ja tulos luettiin 0,1 mm:n tarkkuudella. Tuloksista laskettiin<br />

keskiarvo.<br />

Pekka Maijala määritti uuteaine- ja ligniinipitoisuudet 49 proteiinittomalla kasvuliuoksella<br />

käsitellyistä öljypellava Laserin kuiduista. Kontrollikuituina olivat käsin<br />

karstattu raaka-kuitu sekä pesty öljypellava.<br />

Neljästä proteiinittomalla Fusart-liuoksella käsitellystä kuituerästä tutkittiin<br />

kuituhienous (dtex), murtolujuus (cN/tex) ja murtovenymä (%). Lisäksi tutkittiin<br />

alkuperäisellä, pimeässä kasvatetulla, sienirihmastoisella kasvuliuoksella käsitellyistä<br />

kuiduista Fusart I–II kehruuerät sekä öljyhamppu Finola. Kontrollimittaukset<br />

tehtiin esipestyille, syksyllä korjatuille vuoden 2003 öljypellavalle sekä vuoden<br />

2004 Finola-öljyhampulle, josta erikseen mitattiin hede- ja emikasvien peruskuitujen<br />

ominaisuuksia. Mittaukset tehtiin vakio-olosuhteissa (20,0 ±2 °C) ilmastoiduille<br />

näytteille kosteuspitoisuuden ollessa 65,0 % ± 4.0 % (SFS-EN ISO 20139).<br />

49 ”Kuitujen ligniinipitoisuudet mitattiin käyttäen standardoitua menetelmää TAPPI T222 om-88. Menetelmässä<br />

uuteaineeton kuitu hydrolysoidaan 13.5 M rikkihapolla. Polysakkaridit hydrolysoituvat ja ligniini,<br />

ns. Klason-ligniini, mitataan hydrolysoitumattomana jäännöksenä. Kokonaisligniinin mittaamiseksi<br />

mitattiin vielä ns. liukoinen ligniini spektrofotometrisesti 203 nm:ssa.” Kuitujen uuteainepitoisuutta<br />

määritettäessä käytettiin ”TAPPI standardia T 204 om-88 modifioituna niin, että liuottimena käytettiin<br />

asetonia”. (Härkäsalmi & al. 2008, 16, 18.)<br />

5 <strong>tutkimus</strong>menetelmät ja tutkimuksen toteutus<br />

Kustakin näytteestä mitattiin 20 kuitua. Kuituhienous määritettiin käsin erotetuista<br />

peruskuiduista Lenzing AG:n Vibroskop-mittauslaitteella venytysnopeuden ollessa<br />

2 mm/min. Esijännityksessä käytettiin 300 mg:n painoa. Murtolujuus ja -venymä<br />

mitattiin yksittäiskuiduista Alwetron TCT 10 -vetokojeella tekstiilikuitujen mittausstandardilla<br />

(SFS-EN ISO 5079) leukojen välin ollessa standardin mukainen 20<br />

mm.<br />

runkokuituja lyhytkuitumenetelmin<br />

113


114<br />

6 tuLoKset<br />

raaKa-aineet Ja KorJuu<br />

Puinti- ja paalauskosteus vaikuttavat sekä käsittelykustannuksiin että saatavan kuidun<br />

laatuun. Öljypellava Laserin korsien puintikosteudet olivat vuosina 2003 ja 2005<br />

9 %, ja nousivat vuorokaudessa noin 13 %:n kosteuspitoisuuteen. Korjattaessa kasvit<br />

olivat tuleentuneet varsin tasaisesti ja suurin osa lehdistä oli varissut pois. Öljyhamppu<br />

Finolan kosteuspitoisuuksien vaihtelu puitaessa oli vertailuvuosina 2003 ja 2004<br />

suurta ollen 32–64 %. Vuonna 2004 kasvukausi oli poikkeuksellisen sateinen pitkän<br />

aikavälin keskiarvoon verrattuna, esimerkiksi Helsingin yliopiston Sigganssin tilalla<br />

satoi noin kaksinkertaisesti pellavan tarvitseman vesimäärän (Klemola & al. 2005,<br />

16). Vuonna 2003 viiden vuorokauden kuluttua puinnista Sigganssissa viljelty öljyhampun<br />

kosteuspitoisuus oli paalattaessa 11 % ja Vihdissä luomuviljellyn öljyhampun<br />

15 %. Vuonna 2004 Vihdissä viljeltyjen öljyhamppujen kosteuspitoisuus oli puitaessa<br />

noin 60 % ja paalattaessa noin 25 %, minkä takia ne kuivatettiin erikseen.<br />

Käytettävissä ollut viljan kylmäilmakuivuri Vihdin Vakolassa ei kuivannut paaleja<br />

riittävästi, vaan korret alkoivat mädäntyä. Paalien pilaantumista lisäsi rikkakasvien<br />

suuri osuus korsimassasta, koska ne olivat vihreitä ja runsaasti kosteutta sisältäviä.<br />

Kuvassa 15 on esitetty tutkittujen lajikkeiden 1 m 2 :n koeruuduilta saadut viiden<br />

näytealan keskimääräiset kokonaissadot. Öljypellava Laserin kokonaissato oli vuonna<br />

2003 koealalta laskettuna noin 5 900 kg kuiva-ainetta/ha, josta kuidun osuus oli noin<br />

390 kg/ha eli 20 % korsisadosta. Kasvukauden sääolot olivat erittäin suotuisat pellavanviljelylle,<br />

ja tulokset ovat paremmat kuin Sankarin (2000b, 4) vuosina 1996–1997<br />

Jokioisissa tekemissä Laser-öljypellavan viljelykokeissa. Siellä Laserin keskimääräinen<br />

korsisato oli 1 794 kg kuiva-ainetta/ha ja kuitusaanto 304 kg/ha. Huomattavin<br />

tulosten ero oli korsien kuitupitoisuuksissa, jotka Jokioisissa olivat ainoastaan<br />

16,4 % korsimassasta. Sen sijaan Finola-öljyhampun kokonaissatojen vaihtelut<br />

ovat suhteellisen suuria sekä eri vuosina että luomu- ja tavanomaisessa viljelyssä.<br />

Kuitusaanto oli tutkittavilta näytealoilta 284–964 kg/ha eli 20–28 % korsisadosta.<br />

Kuitupitoisuus kokonaissadosta oli noin 15 %. Vuonna 2004 luomuviljellyn Finolan<br />

heikko satotaso johtui sekä poikkeuksellisen sateisesta kasvukaudesta sekä peltolohkon<br />

huonosta ravinnepitoisuudesta. Kasvusto oli noin 30–50 cm korkeaa, kun muilla<br />

peltolohkoilla se oli 120–150 cm. Sateisuus aiheutti myös hedekasvien varhaisen mä-<br />

Kuva 18. Öljypellavasta ja -hampusta saatavien fraktioiden keskimääräiset saannot /m2 Kuva 18. Öljypellavasta ja -hampusta saatavien fraktioiden keskimääräiset saannot /m2 tänemisen ja/tai silppuuntumisen pellolle. Vuonna 2004 hedekasvien osuus oli vain<br />

noin 35 %, kun vuonna 2003 kaikilla näytealoilla niitä oli noin 45 %.<br />

Taulukossa 2 on selvitetty korjuumenetelmän vaikutusta paalien tilavuuteen ja<br />

kuitupitoisuuteen. Vertailtavana oli puinnin yhteydessä pelkästään niitetyt ja niiton<br />

yhdessä myös silputut öljypellavapaalit. Laskelma perustuu 1 940 kg:n korsisatoon<br />

hehtaarilta kosteuspitoisuuden ollessa 15 %. Molemmissa korret olivat levittäytyneet<br />

ilmavasti sängen päälle. Korsipaalien laskennallisena kuitupitoisuutena on käytetty<br />

kolmen 100 g:n näytteen keskiarvoa, koska kummankaan korjuumenetelmän<br />

jäljiltä ei havaittu silmämääräisen arvioinnin perusteella kuitujen korjuutappioita.<br />

Pelkästään niitettyjen korsipaalien kuitupitoisuudet olivat vuosina 2003 ja 2005<br />

keskimäärin 20 %. Niiton yhteydessä silputun paalin kuitupitoisuus oli noin 29 %.<br />

Päistäreestä ainoastaan 170 kg jäi peltoon, mutta suurin vaikutus silppuamisella oli<br />

kuljetettavan raaka-aineen tilavuuteen. Hehtaarin korsisadosta laskettuna silputut<br />

korret tiivistyivät 7,3 m 3 tilavuuteen, kun niitettyjen korsien tilavuus oli 18 m 3 .<br />

Niitettyjen paalien kuutiopaino oli 108 kg, kun silputuilla se oli yli kaksinkertainen,<br />

243 kg. (Lamminen, haastattelu 28.9.2005.) Tulokset ovat suuntaa-antavia, koska<br />

vuosittaiset sääolot ja ilman kosteuspitoisuus voivat vaikuttaa merkittävästi paalien<br />

6 tulokset runkokuituja lyhytkuitumenetelmin<br />

Kuva 19. Dry-line -menetelmän vaiheet<br />

115


116<br />

painoon. Kuitenkin vertailuvuosina 2003 ja 2005 korsien kosteuspitoisuudet paalaushetkellä<br />

olivat samankaltaiset.<br />

Taulukko 2. Yhteenveto korjuumenetelmän vaikutuksesta<br />

öljypellava Laserin paalitilavuuteen ja kuitusaantoon /m³<br />

Öljypellava Laserin paalaus/ha<br />

korjuutapa niitetty silputtu<br />

korsisato paalattaessa [kg]<br />

kuitupitoisuus [%]<br />

kuitupitoisuus [kg]<br />

päistärepitoisuus [%]<br />

päistärepitoisuus [kg]<br />

paalin paino [kg]<br />

halkaisija [m]<br />

korkeus [m]<br />

tilavuus/ha [m 3 ]<br />

paalin kuutiopaino [kg]<br />

paalien lukumäärä<br />

kuitujen osuus/ m 3 [kg]<br />

esiJaLostus<br />

1 940<br />

20<br />

388<br />

80<br />

1 552<br />

200<br />

1,40<br />

1,20<br />

1,85<br />

108<br />

9,7<br />

22<br />

1 770<br />

29<br />

388<br />

71<br />

1 382<br />

330<br />

1,20<br />

1,20<br />

1,36<br />

243<br />

5,4<br />

70<br />

Sekä Dry-line -menetelmällä tuotetut että entsymaattisesti liotetut kuidut olivat<br />

karstauksen jälkeen lähes päistäreettömiä. Suurimpana ongelmana oli kuitukimppujen<br />

hajoaminen vain osittain peruskuiduiksi ja karstauksen jälkeen lyhyiden kuitukimppujen<br />

osuus oli vielä suuri. Koska kuidut oli leikattu käsin noin 50 mm:n<br />

määrämittaan, kuitujen avautuessa karstauksessa leikatut alle 25 mm:n kuidut putosivat<br />

koneen alle ja lisäsivät siten kuituhävikkiä. Yksi kevätkorjattu kuitupellavaerä<br />

jouduttiin hylkäämään tilakuidutuksen jälkeen, koska kuidut olivat silppuuntuneet<br />

alle 20 mm:n pituisiksi erilliskuiduiksi, ja kuitujen osuus oli vähäinen.<br />

Öljypellavan kuidutus oli sekä Escomatic-tilakuiduttimella että Idän<br />

Kuitumestarien loukku-lihti -linjalla molemmilla menetelmillä työntekijöiden<br />

mukaan yhtä helppoa, mutta vähemmän pölyävää kuin liotetun kuitupellavan.<br />

Taulukkoon 3 on koottu eri kuidutus- ja karstausmenetelmien vaikutusta raaka-aineen<br />

päistärepitoisuuteen. Öljyhampun kuidutus oli selvästi vaikeampaa, mikä osittain<br />

johtui pitkien kuitukimppujen kietoutumisesta koneen pyörivien osien ympärille.<br />

Öljypellavan päistäreiden poistuma tilakuiduttimella oli 49 %. Tilakuidutin<br />

aiheutti kuitujen solmuuntumista ja pakkautumista tiiviisti toisiinsa niin, että ne ei-<br />

vät auenneet karstauksessa ja ne jouduttiin poistamaan karstausyksiköstä. Tästä aiheutui<br />

merkittävää kuituhävikkiä, jota ei laskettu systemaattisesti.<br />

Taulukko 3. Päistärepitoisuudet kuidutuksen ja karstauksen jälkeen<br />

päistärepitoisuudet [%]<br />

lajike ja<br />

korjuuvuosi<br />

Laser-öljypellava<br />

2003<br />

Laser-öljypellava<br />

2005/silppuri<br />

Finola-öljyhamppu<br />

2003<br />

Finola-öljyhamppu<br />

2004<br />

Finola-/luomu<br />

öljyhamppu 2003<br />

Finola-/luomu<br />

öljyhamppu<br />

2004<br />

- ei käsitelty<br />

Escomatic-<br />

tilakuidutin<br />

Escomatic-<br />

tilakuidutin +<br />

loukutus, lihtaus<br />

ja karstaus<br />

Loukutus,<br />

lihtaus ja 1<br />

x karstaus<br />

6 tulokset runkokuituja lyhytkuitumenetelmin<br />

Loukutus,<br />

lihtaus ja<br />

2 x karstaus<br />

49,1→ 34,5→ 21,0<br />

31,0<br />

21,1 -<br />

- - 33,4 22,9 28,5<br />

41,4 5,9 - - -<br />

- - 19,3 4,5 -<br />

14,2 2,6 - - -<br />

- - 25,6 12,7 -<br />

Loukutus,<br />

lihtaus ja 3 x<br />

karstaus<br />

Päistäreiden poistuma väheni vain vähän karstauskertoja lisäämällä, koska käytetty<br />

karstausyksikkö on tarkoitettu varsinaisesti neulatun eristehuovan valmistukseen.<br />

Siinä puhtausvaatimukset ovat alhaisemmat ja karstauspiikkien tiheys ei ollut<br />

riittävä tavoiteltaessa mahdollisimman päistäreetöntä kuitua. Karstauslukumäärän<br />

kasvattaminen lisäsi vain vähän kuitukimppujen lyhenemistä, mutta lisäsi kuitujen<br />

irtaantumista toisistaan. Kolmas karstauskerta öljypellava Laserille pikemminkin lisäsi<br />

raaka-aineen suhteellista päistärepitoisuutta. Suurimpana ongelmana olivat kasvien<br />

latvusten kukkaperät, jotka kietoutuvat kiinni kuituihin. Kaikissa näyte-erissä<br />

oli myös jäänteitä paalinaruista. Kuidutuksessa loukku-lihti -linjalla osa pelkästään<br />

niitettyjen korsien kuitukimpuista jäi yli 30 cm:n pituisiksi, jolloin ne kietoutuivat<br />

ensimmäisen valssiparin ympärille aiheuttaen tuotantokatkoja. Sen sijaan puinnin<br />

yhteydessä silputut korret olivat keskimäärin alle 30 cm, jolloin kietoutumista oli<br />

huomattavasti vähemmän. Öljyhampun kuidutus- ja karstaustulokset eivät ole keskenään<br />

suoraan vertailukelpoisia, koska lähtöraaka-aineen laatu- ja kosteuserot olivat<br />

117


118<br />

suuret. Erityisesti vuoden 2004 kuitupaalien suuren kosteuspitoisuuden ja suuren<br />

rikkakasvimäärän takia raaka-ainetta jouduttiin hylkäämään runsaasti.<br />

Leikkuupuimurilla niitetyn korren koekuidutus ja -karstaus tehtiin 10 kg raakaaine-erälle<br />

Idän Kuitumestarit Oy:ssä. Kuidutuksen lopuksi raaka-aine leikattiin koneellisesti<br />

noin 15 cm määrämittaan ja karstattiin kertaalleen. Kokonaistuotoksena<br />

oli 1 kg raaka-ainetta, jonka päistärepitoisuus oli 20 %. Laskennallisesti kuitua<br />

olisi pitänyt saada 2 kg, mutta ainoastaan 800 g eli 40 % kuiduista saatiin talteen.<br />

Silppurilla ajettu 10 kg:n korsierä kuidutettiin, jonka jälkeen se karstattiin kahteen<br />

kertaan; laskennallinen kuitusaanto oli 2,80 kg. Tuotoksena oli 2,96 kg raaka-ainetta,<br />

jonka päistärepitoisuus oli 22,9 %. Kuituhävikki kuidutuksessa oli noin 18,5 %.<br />

Eri tavoin korjattujen kuitujen laaduissa ei havaittu aistihavainnoinnin perusteella<br />

eroavaisuuksia.<br />

Kehräytyvyys<br />

Taulukkoon 4 on koottu tulokset laapin, karstanauhan ja langan valmistuksesta eri<br />

raaka-aineilla. Kehruun esivalmisteluissa laappia saatiin muodostettua valssikarstalla<br />

ainoastaan Fusart-käsittellyillä öljypellavilla, kun runkokuitujen osuus oli 100 %.<br />

Olettamuksena oli kuitujen liiallinen jäykkyys ja roskaisuus, mistä johtuen ei syntynyt<br />

yhtenäistä, koossa pysyvää kuituharsoa. Puuvillan lisäyksellä laapin valmistus onnistui<br />

kaikilla muilla näyte-erillä paitsi entsyymiliotetuilla kuitupellavilla ja -hampuilla.<br />

Kaikille näytteille karstanauhan valmistuksessa yhteistä oli, ettei kuituharsoa saatu<br />

kammattua yhtenäisenä kuorintavalssilta. Ongelma kierrettiin syöttämällä karstalle<br />

ensin 100 % puuvillalaappia, jonka perään runkokuitumatot asetettiin. Tästä huolimatta<br />

kuituharsot eivät irronneet karstalta, ja laappeihin lisättiin puuvillaa. Tällöin<br />

saatiin kuudesta näyte-erästä ajettua karstanauhaa, joiden hienoudessa oli suurta<br />

vaihtelua. Fusart I -öljypellavaan lisättiin 20 % puuvillaa, josta saatiin keskimäärin<br />

1 690 texin vahvuisia nauhoja vaihteluvälin ollessa 1 610–1 750 tex. Kehruussa kuiduista<br />

irtosi runsaasti vahaa, joka kiinnittyi roottoriin ja aiheutti kehruukatkoksia.<br />

Fusart II raaka-aine jouduttiin ajamaan kaksi kertaa avaajan läpi raaka-aineen roskaisuuden<br />

ja kuitujen tiukasti yhteen liimaantumisen takia. Nauhojen vaihteluväli<br />

oli 1 820–2 110 tex ja keskiarvo 2 000 tex. Dry-line -kuituhampussa 30 % puuvillan<br />

lisäyksellä nauhojen keskiarvo oli 3 930 tex, vaihteluvälin ollessa 3 350–5 400 tex.<br />

Kevätkorjatun kuitupellavan nauhan hienouden keskiarvo 50 % puuvillalisäyksellä<br />

oli 2 590 tex, jossa vaihteluväli oli 1 840–3 200 tex. Yhdistetyllä Dry-line -menetel-<br />

mällä korjatun ja entsymaattisesti liotetun kuituhampun kuitunauhan keskiarvo oli<br />

3 100 tex, 3 040–3150 tex. Fusart -mikrobilla käsitelty Dry-line - kuitupellavanauhan<br />

karstanauhan hienous oli keskimäärin 4 720 tex, 4 670–4 780 tex. Vähäproteiinisella<br />

kasvuliuoksella käsiteltyjen Fusart III -nauhoissa puuvillan osuus oli 20 % ja niiden<br />

hienouden keskiarvo oli 2 740 tex ja Fusart IV -nauhan tex oli 3 560 pellavapitoisuuden<br />

ollessa 90 %. Kehruussa yhdistettiin kolme nauhaa yhteen, jolloin nauhan<br />

Taulukko 4. Yhteenveto laapin, karstanauhan ja langan valmistuksesta<br />

Kuitumateriaali ja käsittely laappi nauha [tex] kehruu<br />

Dry-line<br />

kuituhamppu<br />

100 %<br />

70 %<br />

kuitupellava<br />

70 %<br />

50 %<br />

Entsyymiliotus<br />

kuitupellava<br />

100 %<br />

50 %<br />

kuituhamppu<br />

100 %<br />

50 %<br />

- epäonnistunut laapin, nauhan tai langan valmistus,<br />

x laapin valmistus onnistunut<br />

+ välttävä kehräytyvyys<br />

6 tulokset runkokuituja lyhytkuitumenetelmin<br />

-<br />

x<br />

x<br />

x<br />

-<br />

-<br />

-<br />

-<br />

-<br />

3 930<br />

-<br />

2 590<br />

Dry-line + entsyymiliotus<br />

kuituhamppu<br />

50 % x 3 100 -<br />

Fusart I (3 x 1 ml)<br />

öljypellava<br />

100 %<br />

80 %<br />

-<br />

-<br />

-<br />

-<br />

-<br />

1 690<br />

++ tyydyttävä kehräytyvyys<br />

+++ hyvä kehräytyvyys<br />

* keskiarvo laskettu 4 metrin yhtenäisestä nauhasta<br />

-<br />

-<br />

-<br />

+<br />

-<br />

-<br />

-<br />

-<br />

-<br />

+++<br />

Fusart II (3 x 3 ml)<br />

öljypellava<br />

100 % x 2 000 +<br />

Fusart III (3 x 0,5 ml)<br />

3 x 8 h<br />

öljypellava<br />

80 % x 2 740 +++<br />

Fusart IV (3 x 0,5 ml)<br />

3 x 6 h<br />

öljypellava<br />

100 %<br />

90 %<br />

x<br />

x<br />

2 220*<br />

3 560<br />

Dry-line + Fusart<br />

kuitupellava<br />

55 % x 4 720 ++<br />

-<br />

+++<br />

11


120<br />

Kuva 19. Dry-line<br />

-menetelmän vaiheet<br />

todellinen tex-arvo oli huomattavasti suurempi kuin puuvillaa<br />

kehrättäessä. Koneella ajetun 100 % puuvillatopsin hienoudet<br />

olivat 3 900–4 440 tex keskiarvon ollessa 4 100 tex. Kaikissa<br />

kehruuerissä yli 55 mm:n kuituja oli runsaasti, paitsi Fusart<br />

III ja IV -erissä, mikä aiheutti kehruiden epäonnistumista.<br />

Puuvillan lisäyksellä saatiin lisättyä kehruuvarmuutta ja siten<br />

identifioimaan ongelmia. Lankojen hienoutta, murtolujuutta-<br />

ja -venymää ei mitattu, koska tutkimuksessa oli ensisijaista<br />

kehräytyvyyden parantaminen.<br />

Kuvassa 19 on esitetty kevätkorjuuseen perustuvan tuotannon<br />

vaiheet siemenistä roottorikehruuseen.<br />

Fusart-meneteLmä<br />

Cottonisointi<br />

Öljypellavan kuitujen esikäsittelyssä pesu vaikutti käytettävään<br />

kasvuliuosmäärään. Pesussa irtaantui runsaasti pölyä ja<br />

kuoriroskaa. Pelkkä huuhtelu vaikutti värin vaalenemiseen<br />

vain vähän, mutta valkaiseva pesuainepesu lisäsi kuitujen vaaleutta<br />

ja massan hävikkiä (taulukko 5). Pesuaineellinen pesu<br />

riippumatta lämpötilasta ja pestävästä raaka-aineesta alensi<br />

massaa 12,5–13,7 %. Sen sijaan öljyhampun pesussa lämpötilan<br />

merkitys oli merkittävä. Massan hävikki oli 60 °C pesussa<br />

noin 15,3 %, kun 40 °C:ssa vain 8,3 %. Esipestyjen kuitujen<br />

cottonisointi onnistui käytetyllä kasvuliuosmäärällä paremmin<br />

kuin ainoastaan huuhdeltujen kuitujen. Ne olivat cottonisoinnin<br />

jälkeen tunnultaan pehmeämpiä ja kiiltävämpiä<br />

kuin pelkästään huuhdellut. Pesu vaikutti myös tarvittavan<br />

kasvuliuoksen määrään. Pesemättömän kuidun käsittelyssä<br />

käytettiin 14 ml Fusart-annostusta kuitugrammaa kohden.<br />

Kun huomioidaan 13 %:n pesuhävikki, niin todellinen<br />

Fusart-liuoksen tarve oli 15,6 ml/g kuitua. Sen sijaan pestylle<br />

kuidulle tarvittava liuosmäärä oli 14 ml kuitugrammaa kohden.<br />

Pitkäkestoisissa liotuksissa Fusart-kasvuliuoksen tarve<br />

aleni merkittävästi. Pehmeimmät kuidut saatiin lisäämällä<br />

0,5 ml/g kuitua kolmesti 6 tunnin välein, jolloin kasvuliuoksen kokonaismäärä oli<br />

1,5 ml pestyä kuitugrammaa kohden. Tällöin kuitujen vaaleusaste oli vastaava kuin<br />

2 tunnin Linitest-käsittelyssä. Pitkäkestoisella kolmiportaisella käsittelyllä 3 x 4 h<br />

pesemätön raakakuitu oli tuntuarvioinnin perusteella yhtä pehmeää kuin 3 x 6 h,<br />

jolloin se oli myös vaaleudeltaan yhdenmukainen. Kasvuliuosta lisättiin kolme kertaa<br />

1 ml/g, jolloin kokonaismäärä oli 3 ml/g.<br />

Aistivaraisesti tarkasteltuna esipestyissä cottonisoiduissa öljypellavissa kuitukimput<br />

olivat löyhemmin kiinni toisissaan verrattuna pesemättömään tai ainoastaan<br />

huuhdeltuun raaka-aineeseen. Tuloksissa on huomioitu ainoastaan vähäproteiinisella<br />

kasvuliuoksella tehdyt cottonisointikokeet. Massan hävikit 2 ja 4 tunnin Linitest-käsittelyissä<br />

olivat yhdenmukaisia ollen molemmissa 4,4 % (taulukko 5). Pitkäaikaisessa<br />

astialiotuksessa, seisovassa liemessä massan hävikit olivat 1,4–4,4 %. Tuloksia voidaan<br />

pitää vain suuntaa-antavina, koska tutkimuksia ei ole tehty vakiokoeolosuhteissa<br />

rinnakkaiskokeina ja käsittelyliuokset olivat eri kasvatuseristä. Tuloksissa ei ole<br />

myöskään huomioitu käsittelyn jälkeisen pesun vaikutusta massan hävikkiin.<br />

Vertailtujen kasvuliuosten pH:t kasvoivat kasvatusajan myötä ja saostami-<br />

Taulukko 5. Pesun ja cottonisointikäsittelyjen vaikutus liotushävikkiin<br />

käsittely / lämpötila °C / aika h liotushävikki [%]<br />

huuhtelu 40 °C/15 min.<br />

pesuaineliotus 20 °C/1 h: 5 ml/l H 2 O<br />

pesuaineliotus 40 °C/ 1 h: 5ml/l H 2 O<br />

pesuaineliotus 40 °C/ 1 h: 5ml/l H 2 O<br />

pesuainepesu 60 °C/ 1 h: 10 ml/l H 2 O<br />

6 tulokset runkokuituja lyhytkuitumenetelmin<br />

Laser 2005 Finola 2004<br />

10,1<br />

13,2<br />

12,50<br />

12,7<br />

13,7<br />

Cottonisointi pesuaineliotetulle (20 °C/1 h; 5 ml /l H 2 O) öljypellavalle<br />

Linitest 57 °C/sekoitus<br />

Fusart 14 ml/g kuitua 57 °C, 2 h<br />

Fusart 14 ml/g kuitua 57 °C, 4 h<br />

astialiotus, 20 °C/ seisova liemi<br />

Fusart 0,5 ml/g kuitua 20 °C, 24 h<br />

Fusart 2 ml/g kuitua 20 °C, 12 h<br />

Fusart 0,5 + 0,5 ml/g kuitua; 12 + 12 h<br />

Fusart 0,5 + 0,5 ml/g kuitua 8 + 8 =16 h<br />

Fusart 0,5 + 0,5 + 0,5 ml/g kuitua 8 + 8 +<br />

8 h = 24 h<br />

Fusart 3 x 0,5 ml/g 6 + 6 + 6 = 18 h<br />

- ei mitattu<br />

4,4<br />

4,4<br />

1,7<br />

2,1<br />

1,4<br />

4,1<br />

3,9<br />

4,4<br />

3,3<br />

3,5<br />

-<br />

8,3<br />

15,3<br />

-<br />

-<br />

-<br />

-<br />

-<br />

-<br />

-<br />

-<br />

-<br />

-<br />

121


122<br />

sen jälkeen käsittelyliuosten pH:t olivat 14 vrk→4,4; 18 vrk→5,6; 21 vrk→6,2;<br />

28 vrk→6,9–7,1 ja 38 vrk→7,5. Ammoniumsulfaatti alensi käsittelyliuoksen pH:ta<br />

keskimäärin 1,5 yksikköä.<br />

Ligniinipitoisuuksia verrattiin päistäreettömiin pestyyn Laser-öljypellavaan,<br />

jonka ligniinipitoisuus oli 4,17 % sekä raakakuituun, jonka ligniinipitoisuus oli 6,48<br />

%. Pesu vähensi ligniiniä 35,6 %. Pimeässä kasvatetulla, elävällä kasvuliuoksella<br />

käsiteltyjen kuitujen ligniinin poistumat olivat ensimmäisen kehruuerän näytteissä<br />

30 % ja toisessa 45 %. Kuvaan 20 on koottu ligniinipitoisuudet vähäproteiinisella<br />

kasvuliuoksella käsitellyistä öljypellava Laserin kuiduista. Linitest-laitteistolla<br />

kaksi tuntia (57 °C) 14 ml/g kuitua käsiteltyjen kuitujen ligniinin poistuma raakakuituun<br />

verrattuna oli 55,4 % eli ligniinipitoisuus oli 2,89 %. Neljän tunnin käsittelyssä<br />

ligniiniä oli 5,13 %, jolloin poistuma oli 20,8 %. Kaksiportaisissa 2 x 6 ja<br />

2 x 8 tunnin huoneenlämpöisessä liotuksessa kasvuliuosta käytettiin kokonaisuudessaan<br />

1,0 ml kuitugrammaa kohden, jonka tuloksena ligniiniä poistui 12 tunnin käsittelyssä<br />

56,5 % kuitujen ligniinipitoisuuden ollessa 2,82 % kuitumassasta ja 18 tunnin<br />

käsittely alensi ligniinipitoisuutta 37,7 %, jolloin ligniiniä oli 4,04 % kuitumassasta.<br />

Kolmiportaisissa 3 x 6 ja 3 x 8 tunnin käsittelyissä ligniiniä poistui 47,5 % ja<br />

51,4 %, jolloin 18 tuntia käsitellyn raaka-aineen ligniinipitoisuus oli 3,40 % ja 24 tuntia<br />

3,15 %. Verrattaessa kahden ja neljän tunnin käsittelyä, niin vaikutusajan pidentäminen<br />

lisäsi kuitujen ligniinipitoisuutta pestyjä kuituja suuremmaksi. Pelkkä pesu vaalensi<br />

kuituja merkittävästi, mutta Fusart-käsittelyllä saatiin lisättyä kuitujen vaaleutta<br />

huomattavasti lisää. Kuitujen vaaleus oli suoraan suhteessa ligniinipitoisuuteen: mitä<br />

alhaisempi ligniinipitoisuus, sitä vaaleampaa kuitua.<br />

6 tulokset runkokuituja lyhytkuitumenetelmin<br />

ligniinipitoisuus [%]<br />

7,00<br />

6,00<br />

5,00<br />

4,00<br />

3,00<br />

2,00<br />

7,00<br />

1,00<br />

6,00<br />

0,00<br />

5,00 2 h 4 h 2 x 6 h 3 x 6 h 2 x 8 h 3 x 8 h pesty raakakuitu<br />

4,00<br />

käsittely<br />

Kuva 20.<br />

Kuva<br />

Öljypellava<br />

20. 2,00 Öljypellava<br />

Laserin<br />

Laserin<br />

ligniinipitoisuudet<br />

ligniinipitoisuudet vähäproteiinisen<br />

vähäproteiinisen<br />

Fusart-kasvuliuoskäsittelyjen<br />

Fusart-kasvuliuoskäsittelyjen jälkeen<br />

jälkeen 1,00<br />

uuteainepitoisuus [%]<br />

1,4 Kuvaan 21 on koottu käsittelyjen vaikutus uuteainepitoisuuksiin. Pelkkä pesuvaihe<br />

käsittely<br />

vähensi pellavakuidun uuteaineita voimakkaasti noin 50 %, mutta Fusarium-sienen<br />

1,2<br />

kasvuliuoksen lisääminen eri käsittelysekvensseissä ei vaikuttanut asetoniin uuttuvi-<br />

Kuva 1 20. Öljypellava Laserin ligniinipitoisuudet vähäproteiinisen Fusart-kasvuliuoskäsittelyjen jälkeen<br />

en yhdisteiden määrään.<br />

0,8<br />

0,6<br />

0,4<br />

0,2<br />

uuteainepitoisuus [%]<br />

0<br />

ligniinipitoisuus [%]<br />

1,4<br />

1,2<br />

1<br />

0,4<br />

3,00<br />

0,00<br />

2 h 4 h 2 x 6 h 3 x 6 h 2 x 8 h 3 x 8 h pesty raakakuitu<br />

0,8<br />

2 h 4 h 2 x 6 h 3 x 6 h 2 x 8 h 3 x 8 h pesty raakakuitu<br />

0,6<br />

käsittely<br />

Kuva 21. Fusart-käsittelyjen vaikutus öljypellava Laserin uuteainepitoisuuksiin<br />

0,2<br />

0<br />

2 h 4 h 2 x 6 h 3 x 6 h 2 x 8 h 3 x 8 h pesty raakakuitu<br />

käsittely<br />

Kuva 21. Fusart-käsittelyjen vaikutus öljypellava Laserin uuteainepitoisuuksiin<br />

Kuva 21. Fusart-käsittelyjen vaikutus öljypellava Laserin uuteainepitoisuuksiin<br />

123


124<br />

Öljypellava Laserin kuitusaanto<br />

Kuitupellavan, puuvillan ja öljypellavan kuitusaannot hehtaarilta vaihtelevat runsaasti.<br />

Esimerkiksi Ugandassa keskimääräinen puuvillasato on vain noin 56 kg/ha, kun<br />

Israelissa puuvillaa saadaan keskimäärin 1 697 kg/ha. Myös erot yhden työtunnin aikana<br />

saatavasta raaka-ainesadosta vaihtelee Yhdysvaltojen ja Australian koneellisen<br />

korjuun 50 kg:sta ja Länsi-Afrikan 0,45 kg:aan raakapuuvillaa tunnilta. (Eichbaum<br />

& Stetten 2000, 37–38.) Myös kuitupellavan kuitusaanto vaihtelee eri maanosissa<br />

suuresti. Öljypellavan kuituun liittyvää <strong>tutkimus</strong>aineistoa oli vain vähän saatavilla,<br />

eikä eri maanosien vertailua öljypellavan kuitusaannoista voitu tehdä. Kuvan 18 öljypellavan<br />

kokonaissatona on käytetty 5 000 kg/ha oletusarvoa, jonka uskotaan tässä<br />

yhteydessä pätevän Suomen olosuhteissa. Kuitupellavasta saadaan Fröierin mallin<br />

mukaan laskettuna 940 kg liottamatonta kuitua, josta saadaan 250 kg valkaisematonta<br />

aivinalankaa ja 255 kg valkaisematonta rohdinlankaa eli noin 54 % kuitusaannosta.<br />

Siementen osuus kuitupellavan viljelyssä on 650 kg, sen sijaan öljypellavan<br />

päätuotteen, siementen osuus on yli kolminkertainen. Kuvassa 22 on esitetty tutkittujen<br />

kokeiden perusteella lasketut kuitusaannot ja -hävikit eri tuotantovaiheissa.<br />

Öljypellava Laserin kuitupitoisuus tutkituista näytteistä oli noin 20 % kokonaissadosta<br />

ollen keskimäärin 330 kg/ha. Kuituhävikkiä tapahtui sekä kuidutuksessa, karstauksessa<br />

ja cottonisoinnissa. Kuitujen kokonaishävikki oli 112 kg eli 44 %, josta<br />

pesun ja cottonisoinnin osuus oli noin 80 kg eli 24 %. Kehruun esitöissä kuituhävikki<br />

oli noin 3 % ja valmista valkaistua lankaa saatiin noin 218 kg. Valmiin langan osuus<br />

liottamattomasta raaka-aineesta oli noin 66 %.<br />

Kuidun laatu<br />

Koska kuitujen tunnustelussa yhtenä tavoitteena oli arvioida subjektiiviseen arviointiin<br />

perustuvien arviointien yleispätevyyttä, niin tuntuarvioinnin referenssinä pidettiin<br />

kirjoittajan järjestystä: 1) 3 x 6 h, 2) 2 x 6 h, 3) 2 h, 4) 3 x 8 h, 5) 2 x 8 h,<br />

6) 4 h ja 7) pesty raaka-kuitu. Arvioitsijoiden mukaan kolmen pehmeimmän näytteen<br />

erottaminen oli helppoa, mutta niiden paremmuusjärjestykseen asettaminen<br />

koettiin vaikeaksi. Tekstiilialan ammattilaiset valitsivat kaikki pehmeimmäksi näytteeksi<br />

3 x 6 tuntia staattisesti liotetun pellavan. Tulokset olivat yhdenmukaisia eri<br />

tunnustelijoiden välillä lukuun ottamatta yhden arvioitsijan valitessa kaksi tuntia<br />

Linitest-käsitellyn kuidun 2 x 6 tuntia liotettua kuitua pehmeämmäksi. Kuitujen<br />

tuntuarvioinnissa pehmeimmäksi näytteeksi nousi yksimielisesti 3 x 6 tuntia staattisesti<br />

liotettu öljypellava. Se oli myös yleisarvostelussa parhain. Sitä luonnehdittiin<br />

lämpimäksi, silkkimäiseksi ja liukkaaksi, joka soveltuu erityisesti vaatetukseen miel-<br />

lyttävän tuntunsa vuoksi. Myös sen sileys ja liukkaus nousivat esille. Erot seuraaviin<br />

staattisesti liotettuun 2 x 6 tuntia ja mekaanisesti 2 tuntia sekoitettuihin kuituihin<br />

erot olivat vähäiset ja niiden kiiltävyyttä, vaaleutta ja hienoutta pidettiin yhdenmukaisina<br />

pehmeimmän kuitunäytteen kanssa.<br />

kuitu<br />

330 kg 20 %<br />

Laser-öljypellava<br />

kokonaissato 5000 kg kuiva-ainetta/ha 100 %<br />

korsisato<br />

1 650 kg 33 %<br />

paalaus<br />

1 468 kg<br />

akanat<br />

1 200 kg 25 %<br />

6 tulokset runkokuituja lyhytkuitumenetelmin<br />

kuitu<br />

330 kg<br />

kuitu<br />

269 kg<br />

kuidutus ja karstaus<br />

531 kg<br />

esipesu 465 kg<br />

Fusart-cottonisointi 399 kg<br />

karstaus ja nauhan valmistus<br />

381 kg<br />

kuitua 225 kg<br />

roottorikehruu/valmis lanka<br />

218 kg<br />

päistäre<br />

1 320 kg 80 %<br />

päistäre<br />

1 138 kg<br />

päistäre<br />

262 kg<br />

Kuva 22. Niitetyn ja silputun öljypellava Laserin prosessointi ja kuitusaanto<br />

lyhytkuitumenetelmin korjuusta kehruuseen<br />

päistäre peltoon<br />

182 kg 11 %<br />

kuituhävikki<br />

61 kg 18,5 %<br />

päistäreen poistuma<br />

876 kg 77 %<br />

pesuhävikki<br />

66 kg 12,5 %<br />

liotushävikki<br />

13,6 kg 4,4 %<br />

kuituhävikki<br />

6,8 kg n. 3 %<br />

siemenet<br />

2 100 kg 42 %<br />

125


126<br />

Taulukkoon 6 on koottu Fusart-käsittelyn vaikutusta öljypellavan ja öljyhampun<br />

kuituhienouteen, murtolujuuteen ja -venymään. Öljyhampuista tutkittiin kirjoittajan<br />

tuntuarvioinnin perusteella pehmein näyte, joka oli viisi kertaa 2,15 h pesukoneohjelman<br />

(40 °C) läpi ajettu kasvuliuospitoisuuden ollessa kussakin käsittelyerässä 5ml/g<br />

kuitua. Kaikissa käsittelyissä saatiin lisättyä kuituhienoutta suhteessa kontrollinäytteisiin.<br />

Öljypellavan kontrollikuidun kuituhienouden keskiarvo oli 4,57 dtex, mutta<br />

suuret vaihtelut murtolujuudessa ja -venymässä ilmentävät, että kaikki testatut kuidut<br />

eivät ole jakautuneet yksittäisiksi peruskuiduiksi. Käsittelyjen vaikutus öljypellavan<br />

kuituhienouden alenemiseen oli 0,26–1,1 dtex, murtolujuuteen -10,6–31,7 cN/tex<br />

ja käsittelyjen vaikutus murtovenymään oli ±0,4 %. Fusart-käsittelyllä saatiin merkittävästi<br />

alennettua öljyhampun kuituhienoutta ja lisättyä murtovenymää 2,7 %:iin,<br />

samalla kun murtolujuus aleni 47,5 cN/texiin. Fusart I -öljypellavan murtovenymät<br />

olivat keskimäärin 12,4 %, mikä vaikuttaa varsin epärealistiselta. Todennäköisesti lukemia<br />

vääristää mikroskooppikuvan perusteella arvioitu vaha, joka on saattanut aiheuttaa<br />

kuitujen luistamisen mittauskojeen leukojen välissä aiheuttaen mittavirheen.<br />

Taulukko 6. Kuituhienous, murtolujuus ja -venymä<br />

raaka-aine kuituhienous [dtex] murtolujuus [cN/tex] murtovenymä [%]<br />

öljypellava Laser<br />

kontrolli raakakuitu<br />

kontrolli pesty<br />

*Fusart I<br />

*Fusart II<br />

Fusart III (3 x 8 h)<br />

Fusart/Linitest 2 h<br />

Fusart-liotus<br />

3 x 6 h: 3 x 0,5ml/g<br />

öljyhamppu Finola<br />

kontrolli/hede<br />

kontrolli/emi<br />

Fusart 5x 5 ml/g<br />

ka. vaihteluväli ka. vaihteluväli ka. vaihteluväli<br />

4,57<br />

4,35<br />

3,47<br />

4,25<br />

4,31<br />

3,74<br />

3,69<br />

9,43<br />

10,28<br />

4,27<br />

3,08 – 6,44 (3,36)<br />

2,59 – 7,33 (4,74)<br />

2,69 – 4,28 (1,59)<br />

2,76 – 5,82 (3,06)<br />

2,42 – 5,35 (2,93)<br />

2,59 – 4,73 (2,14)<br />

2,11 – 4,85 (2,74)<br />

6,00 – 10,70 (4,30)<br />

8,65 – 10,80 (2,15)<br />

4,08 – 8,35 (4,27)<br />

52,9<br />

40,9<br />

21,2<br />

34,3<br />

41,1<br />

42,3<br />

40,2<br />

55,0<br />

63,8<br />

47,5<br />

17,6 – 83,2 (65,6)<br />

19,7 – 58,1 (38,4)<br />

14,2 – 26,8 (12,6)<br />

18,5 – 56,3 (37,8)<br />

22,8 – 62,1 (39,3)<br />

22,7 – 54,6 (31,9)<br />

19,0 – 54,2 (35,2)<br />

30,5 – 86,1 (55,6)<br />

55,3 – 82,7 (27,4)<br />

27,2 – 78,9 (51,7)<br />

2,5<br />

2,1<br />

12,4<br />

2,1<br />

2,9<br />

2,6<br />

2,9<br />

2,3<br />

2,3<br />

2,7<br />

5 <strong>tutkimus</strong>menetelmät ja tutkimuksen toteutus<br />

2,1 – 3,4 (1,3)<br />

1,4 – 3,0 (1,6)<br />

7,4 – 18,7<br />

(11,3)<br />

1,6 – 3,1 (1,5)<br />

1,9 – 3,7 (1,8)<br />

1,8 – 3,2 (1,4)<br />

2,1 – 4,3 (2,2)<br />

1,5 – 4,6 (3,1)<br />

1,7 – 3,1 (1,4)<br />

2,0 – 3,9 (1,9)<br />

puuvilla vertailuarvo** 1–4 15–50 4,8–9,3<br />

* Fusart I–II -käsitelty (3 x 2,15 h 40 ºC) kasvuliuoksella rihmastoineen:<br />

Fusart I (3 x 1 ml/g), Fusart II (3 x 3 ml/g)<br />

** Franck 2005<br />

Kuvassa 23 on esitetty pituusjakauma 3 x 6 tuntia astialiotetuista kuiduista, josta<br />

mitattiin 100 kuitua. Keskipituus oli 32,1 mm kuitupituuksien vaihteluvälin ollessa<br />

17,4–52,5 mm.<br />

kuitupituus [mm]<br />

>50<br />

40 - 49,9<br />

30 - 39,9<br />

20 - 29,9<br />

10 - 19,9<br />

0 10 20 30 40 50<br />

rohkitut varret<br />

3750 kg 75 %<br />

[%]<br />

Kuva 23. 3 x 6 h astiassa cottonisoitujen kuitujen pituudet ja prosenttisosuudet<br />

häkilöity pellava<br />

300 kg 6 %<br />

aivinalanka<br />

250 kg 5 %<br />

liotetut varret<br />

2 850 kg 57 %<br />

lihdattu kuitu<br />

500 kg 10 %<br />

häkilärohtimet<br />

165 kg 3,3 %<br />

kokonaissato<br />

5000 kg/ha 100 %<br />

akanat<br />

600 kg 12 %<br />

pellavaöljy<br />

200 kg 4 %<br />

lihtarohtimet<br />

250 kg 5 %<br />

karstanauha<br />

karstanauha<br />

runkokuituja lyhytkuitumenetelmin<br />

130 kg 2,6 %<br />

165 kg 3,3 %<br />

valkaistu aivinalanka rohdinlanka rohdinlanka<br />

rohdin- ja päistärejae<br />

2350 kg 47 %<br />

siemenet<br />

650 kg 13 %<br />

rehukakut<br />

450 kg 9 %<br />

päistärejae, pöly<br />

2 100 kg 42 %<br />

polttoaine, kuitulevyt<br />

127


128<br />

7 tuLosten tarKasteLu<br />

raaKa-aineet<br />

Maailmanlaajuisesti kuitupellavaa on tuotettu vuosittain noin 900.000 tonnia.<br />

Suomessa sen sijaan kuitupellavan viljely on vähentynyt viimeisen kymmenen vuoden<br />

aikana merkittävästi ja vuonna 2005 tilastoitiin viljelyä enää noin 57 hehtaarilla<br />

(TIKE 2006). Näistä rohkittujen, liottamattomien korsien potentiaalinen kuitusaanto<br />

oli 47 372–64 598 kg, josta varsinaista primäärituotetta eli valkaistua aivinalankaa<br />

saadaan noin 12 000 kg Fröierin mallin mukaan laskettuna. Tällöin lyhytkuitutuotantoon<br />

jäävän päistäreettömän, peltoliotetun kuituraaka-aineen osuus olisi noin<br />

18 800 kiloa. Suurimpana ongelmana Suomessa on, että pienimuotoinen viljely on<br />

hajaantunut usealle eri viljelijälle ja käytössä on myös useita eri lajikkeita, mitkä lisäävät<br />

jatkojalostettavan raaka-aineen laadunvaihtelua muun muassa liotusasteiden<br />

erojen takia.<br />

Kuitu- ja öljyhampun viljely on Suomessa ollut pikemminkin koeluontoista, eikä<br />

tasalaatuisen raaka-aineen saantia ole turvattu. Hamppukuidut ovat lähtökohtaisesti<br />

pellavan kuituja epähomogeenisempia kahdestakin syystä. Ensinnäkin yleisimmin<br />

viljellyissä kaksikotisissa lajikkeissa hede- ja emikasvit tuleentuvat eri aikaan, mikä<br />

aiheuttaa kuitujen eriaikaista kehittymistä. Raaka-aineiden laadun yhdenmukaisuutta<br />

voidaan lisätä yksikotisten kasvien viljelyä. Toiseksi hampun primääri- ja sekundäärikuitujen<br />

rakenne poikkeaa jonkin verran toisistaan. Lisäksi hampun viljelyssä<br />

samallakin pellolla kasvavien kasvien vaihtelut ovat suuria muun muassa pituuden<br />

suhteen, jolloin pienempien kasvien kasvu hidastuu ja lisää myös saman sukuisten<br />

kasvien välisiä eroja (Struik & al. 2000, 108). Hampun kasvukausi jatkuu yleensä<br />

pakkasista huolimatta myöhäiseen syksyyn, jolloin kasvien korkean kosteuspitoisuuden<br />

takia ne on kuivattava erikseen.<br />

Öljypellavan viljely on ollut sekä maailmanlaajuisesti että Suomessa kasvusuuntaista<br />

siementen kysynnän lisääntymisen takia. Erityisesti Suomessa öljypellavan siemenviljelylle<br />

on hyvät kasvuolosuhteet pitkän ja valoisan kasvukauden ansiosta, mikä<br />

parantaa siementen sisältämien rasvahappojen koostumusta. Öljypellavan kuituaines<br />

on pääasiassa käyttämätön raaka-ainevaranto. Öljypellavan viljelyala maailmalla<br />

vuonna 2005 oli yli 3 miljoonaa hehtaaria. Pelkästään Länsi-Kanadassa vuosittain<br />

pelloilta jää käyttämättä yli miljoona tonnia korsiainesta (Akin & al. 2002, 104), josta<br />

10 prosentin kuitupitoisuudella saataisiin laskennallisesti noin 100 000 tonnia raa-<br />

7 tulosten tarkastelu<br />

kakuitua. Siementen puinnin jälkeen korret on hävitettävä ennen kyntöä joko polttamalla<br />

tai kuljettamalla ne pois, jolloin korret muuttuvat jätteeksi. Korsien paalaamisesta<br />

ja paalien poiskuljettamisesta aiheutuu viljelijälle noin kahden tunnin lisätyö<br />

(Eero Lamminen, haastattelu 25.11.2004), jolloin Suomen oloissa käsittelemätöntä<br />

kuitua voidaan saada noin 165 kg tunnissa hehtaaria kohden. Vaikka niiton yhteydessä<br />

menetetään osa kuidusta, jää nyhtämisestä aiheutuva maa-aineksen kulkeutuminen<br />

kuituainekseen vähäiseksi. Silppuamisen etuna on, että osa päistäreestä jää<br />

peltoon kuohkeuttamaan maan rakennetta. Samalla poiskuljetettavan korsimassan<br />

sisältämä kuitufraktion osuus lisääntyy ja paalien kuutiopainot kasvavat, sillä korret<br />

saadaan pelkkää niittoa tiiviimmin pakattua. Näin kuljetettavan massan tilavuus on<br />

huomattavasti alhaisempi. Esijalostus tulisi keskittää lähelle viljelypaikkaa, perustuen<br />

mahdollisesti siihen erikoistuneen yrittäjän kiinteään tai liikkuvaan kalustoon.<br />

peKtiinisidosten haJottaminen Ja<br />

Kehruun esityöt<br />

Pektiinisidosten hajottamistapa vaikuttaa merkittävästi raaka-aineen jalostettavuuteen<br />

ja lopputuotteen laatuun. Peruskuiduiksi hajottamisen hallittavuudessa oli suuria<br />

eroja eri menetelmien välillä. Sekä entsyymiliotuksessa että Fusart-menetelmällä<br />

kuitujen cottonisoitumisastetta voitiin hallita, sen sijaan Dry-line -menetelmässä<br />

hajoaminen on riippuvainen sääoloista. Sen lisäksi Dry-line -menetelmällä jalostettujen<br />

kuitujen väliset erot vaihtelivat suuresti eri peltolohkoilla, mikä lisää saatavan<br />

kuitulaadun epätasaisuutta. Sekä öljypellava että kuituhamppu olivat tummaa ja kuitukimput<br />

olivat hajonneet peruskuiduiksi vain osittain, jonka takia tarvitaan lisäksi<br />

muita menetelmiä kuitukimppujen hajottamiseksi yksittäiskuiduiksi. Kuitujen pinnalla<br />

oli runsaasti homepilkkuja, jotka näkyivät värivirheinä valmiissa langassa. Myös<br />

entsymaattisesti käsitellyissä kuiduissa oli runsaasti kuitukimpuiksi kiinnittyneitä<br />

kuituja, minkä takia ne täytyi leikata alle 50 mm:n määrämittaan. Entsymaattisesti<br />

liotetut ja keväällä korjatut hamppukuidut olivat selvästi karkeampia, tummempia,<br />

jäykempiä ja kiillottomampia kuin Fusart-käsitellyt kuidut. Fusart-menetelmässä<br />

esipesu voitiin poistaa muuttamalla vaikutusaikaa sekä lisäämällä kasvuliuoksen<br />

määrää, jolloin pesemättömät raakakuidut saatiin yhtä vaaleiksi ja pehmeiksi kuin<br />

pehmeimmät, esipestyt näytteet.<br />

Kaikissa menetelmissä ongelmana oli pöly. Entsyymiliotetut ja kevätkorjatut<br />

kuidut pölysivät erityisen runsaasti. Pöly haittasi kehruuta kerääntymällä roottoriin.<br />

runkokuituja lyhytkuitumenetelmin<br />

12


130<br />

Fusart-kuiduissa pöly saatiin poistettua cottonisoinnissa, mutta ongelmana oli roottoriin<br />

kertynyt vaha, mistä aiheutui tuotantokatkoksia kehruussa.<br />

Öljypellavakuidun jatkojalostusta helpotti kasvien tasainen tuleentumisaste, jolloin<br />

raaka-aineen laatu oli tasainen koko peltoalalla. Vuosien 2003 ja 2005 kuituaineksen<br />

vertailussa ei aistinvaraisesti havaittu mitään eroa. Sen sijaan kesän 2006 pitkä<br />

sateeton kasvukausi aiheutti sen, että valtaosaltaan tuleentuneen kasvuston seassa oli<br />

runsaasti täysin vihreitä korsia. Silppuaminen niiton yhteydessä ei heikentänyt kuidun<br />

laatua.<br />

Käytetyt kuidutusyksiköt, Escomatic-tilakuidutin sekä lyhyen kuidun loukkulihti<br />

-linja poistivat päistäreet vain osittain. Tilakuidutetun raaka-aineen kuituhävikki<br />

oli suurta, sillä kuidut kietoutuivat ”keriksi”, jotka eivät auenneet karstauksessa.<br />

Öljypellavien päistärepitoisuudet olivat suuria ja niistäkin suurin osa oli kukkakantoja.<br />

Ainoastaan öljyhampun päistärepitoisuus karstauksen jälkeen oli alle 5 %.<br />

Suurimpana ongelmana kaikissa karstauserissä olivat paalinarujen jäänteet, jotka heikentävät<br />

kehrättävän langan laatua ja värjätyn raaka-aineen seassa muuttuvat näkyviksi.<br />

roottoriKehruu<br />

Kaikkiin kehruueriin lisättiin puuvillaa 10–50 % joko kuitumaton karstauksessa tai<br />

karstanauhan valmistuksen yhteydessä. Ongelmana oli 100 % runkokuituerissä, että<br />

sekä maton että karstanauhan valmistuksessa yhtenäistä kuituharsoa ei saatu irrotettua<br />

kuorintavalssilta. Osasyynä tähän saattoi olla koneelle asetetut valmiit puuvillalle<br />

tehdyt asetukset, kuten raaka-aineen syöttönopeus sekä liian ohuet laapit.<br />

Kuitunauhojen tex-arvoissa oli suurta vaihtelua. Ainoastaan Dry-line -menetelmään<br />

perustuvalla tuotannolla kuitunauhat saatiin vastaamaan lähinnä puuvillatopsin<br />

hienouksia, sen sijaan muut karstanauhat olivat 1 360–2 400 texiä alhaisempia.<br />

Entsymaattisesti liotetuissa ja keväällä korjatuissa raaka-aineissa oli runsaasti pölyä.<br />

Se kerääntyi roottoriin ja haittasi langan muodostumista sekä aiheutti langan pinnan<br />

epätasaisuutta ja heikkoutta. Fusart-käsiteltyjen kuitujen kehruussa suurimpana<br />

ongelmana oli roottoriin kertyneet vahat, mistä aiheutui tuotantokatkoksia. Kuitujen<br />

puhtaus vähentää roottoriin kertyvän lian määrää, mikä vaikuttaa suoraan kehrättävän<br />

langan laatuun. Puhtaasta ja homogeenisesta kuituraaka-aineesta saadaan tasaisempaa<br />

lankaa, joka on ulkonäöltään ja lujuudeltaan parempaa. Jotta roottorikoneeseen<br />

syötettävä nauha olisi mahdollisimman tasainen ja kuidut yhdensuuntaistettuja,<br />

7 tulosten tarkastelu<br />

nauha tulisi ajaa venytyskoneen läpi vähintään kerran. Tässä tutkimuksessa venytyksiä<br />

ei tehty, mikä osaltaan vaikutti lankojen epätasaisuuteen. Kehruueriä ei myöskään<br />

ilmastoitu riittävästi, minkä takia kuituaines oli liian kuivaa.<br />

Fusart-meneteLmä<br />

Tässä tutkimuksessa luotiin perusta cottonisointiin Fusart-menetelmällä, johon<br />

liittyi vaiheet korjuusta roottorikehruuseen. Menetelmää kokeiltiin ainoastaan öljypellava<br />

Laserin kehruussa. Eri lajikkeiden ominaisuuksissa on huomattavia eroja<br />

ja niiden vertailu olisi edellyttänyt huomattavan määrän käsittelykokeita jo nyt tehtyjen<br />

lisäksi. Oletettavasti pellavan seinämät ovat huokoisempia ja sileämpiä kuin<br />

hampussa, minkä takia käsittelyn vaikutukset olivat tehokkaampia. Olennaista lienee<br />

myös öljypellavan raakakuidun hamppua vähäisempi ligniinipitoisuus. Käsittelyllä<br />

aikaan saatu sileys, kiilto ja pehmeys lisääntyivät merkittävästi muihin kokeiltuihin<br />

menetelmiin verrattuna. Käsittelyt olivat toistettavissa yhdenmukaisesti.<br />

Tähänastisten <strong>tutkimus</strong>ten perusteella cottonisointi voidaan tehdä suoraan raakakuidulle,<br />

eikä esipesua tarvita. Pehmeimmät ja kiiltävimmät kuidut saatiin pitkäkestoisena<br />

kaksi- ja kolmiportaisena staattisena liotuksena huoneenlämmössä,<br />

mikä vähentää energiakustannuksia. Tällöin myös vaikuttavan aineen tarve on vähäi-<br />

Kuva 24.<br />

Fusart-menetelmän vaiheita:<br />

A. Kasvatettua sientä;<br />

B. Karstattua öljypellavan<br />

raakakuitua;<br />

C. Fusart-käsiteltyä öljypellavaa;<br />

D. Fusart-käsiteltyä ja värjättyä<br />

öljypellavaa ja<br />

E. Fusart-käsiteltyä ja valkaistua<br />

öljypellavaa.<br />

A. B. C.<br />

värjäys<br />

valkaisu<br />

runkokuituja lyhytkuitumenetelmin<br />

D.<br />

E.<br />

131


132<br />

Kuva 25. Tuotantomalli<br />

7 tulosten tarkastelu<br />

nen, alle 1 mg kuitukiloa kohden.<br />

Mekaanisella sekoituksella käsittelyaikaa<br />

voidaan lyhentää, mutta<br />

samalla käsittelyliuoksen lämpötilaa<br />

sekä vaikuttavan aineen määrää<br />

tulee nostaa. Valmiin langan<br />

saanto käsittelemättömästä raakakuidusta<br />

oli 12 % korkeampi kuin<br />

perinteisin pitkäkuitumenetelmin<br />

tuotettuna, mitä voidaan todennäköisesti<br />

lisätä optimaalisella jalostuslaitteistolla.<br />

Kuvassa 24 on esitetty<br />

Fusart-menetelmään liittyviä<br />

vaiheita.<br />

tuotantomaLLi<br />

Tuotantomallin rakentamisessa<br />

keskeisenä tavoitteena oli teollisesti<br />

tuotettava kuituraaka-aine<br />

tekstiiliteollisuudelle, joka tunnultaan<br />

ja visuaalisuudeltaan poikkeaa<br />

perinteisistä runkokuitulangoista.<br />

Tuotantomallin rakentamisessa<br />

pyrittiin kustannus- ja ekotehokkuuteen<br />

sekä laadun tasaisuuteen<br />

pitkällä aikavälillä tarkasteltuna.<br />

Tuotantomallin prosessointivaiheita<br />

pyrittiin vähentämään<br />

verrattuna perinteiseen pellavan<br />

jalostukseen tuotantoprosessien<br />

hallittavuuden parantamiseksi.<br />

Kuvassa 25 on esitetty tuotantomalli<br />

pääpiirteittäin. Kuvassa 25<br />

esitetyssä tuotantomallissa raaka-<br />

aineena käytettiin öljypellavan kuituja, joiden mahdollisia<br />

käyttösovelluksia on useita.<br />

Öljypellava<br />

Öljypellavan käyttö perustuu kokonaishyödyntämisen<br />

mallin mukaiseen materiaalitehokkuuden kasvattami-<br />

Kuva 26. Öljypellava Laser<br />

seen (kuva 26 A). Nykyisin kasvista saatava kuitu on<br />

uusiutuva ja lähes hyödyntämätön raaka-ainevara, jonka<br />

talteenotolla voidaan lisätä viljelijän saamaa kokonaistuottoa. Viljely voidaan tehdä<br />

suorakylvönä, joka vähentää maan liettymistä, ravinteiden kulkeutumista vesistöihin<br />

ja eroosion riskiä. Päätuotteena saatavaa siementä käytetään korkealle jalostettujen<br />

tuotteiden raaka-aineena, mikä edellyttää viljelijältä jatkuvaa laatuketjuajattelua.<br />

Tämä on luontevaa liittää myös kuitujen korjuuseen. Öljypellavan viljelylle Suomessa<br />

on tulevaisuudessakin hyvät edellytykset, sillä Suomen ilmastossa, pohjoisen kasvukauden<br />

pitkän valoisan ajanjakson ansiosta siementen ravinteikkuus on korkeampi<br />

kuin alemmilla leveysasteilla viljellyissä siemenissä. Tosin suurena kysymysmerkkinä<br />

on ilmastonmuutoksen vaikutus kasvukauden ja korjuuajankohdan sääoloihin,<br />

joka saattaa heikentää öljypellavan viljelymahdollisuuksia pohjoisilla leveysasteilla.<br />

Yhtenä merkittävänä etuna on lähtöraaka-aineen tasaisuus, sillä korjuu suoritetaan,<br />

kun suuri osa kasvustosta on tuleentunut. Tämä mahdollistaa korsien mekaanisen<br />

esikäsittelyn jo pellolla, jolloin jopa 80 % päistäreistä jää peltoon (kuva 26 B).<br />

Niittäminen vaikuttaa suoraan raaka-aineen puhtauteen, koska silloin varsien mukana<br />

kulkeutuu vähemmän multaa kuin nyhdettäessä. Korsien kuivumista voidaan<br />

nopeuttaa silppuamisella, jossa puumainen osa rikotaan ilman, että kuidut katkeilevat.<br />

Mikäli karho saadaan ohjattua ilmavasti sängen päälle, niin tällöin ilmavirta<br />

pääsee kulkemaan myös alta ja siten nopeuttaa kuivumista. Silppuamisessa vaarana<br />

ovat kuitenkin puinnin jälkeiset sateiset sääolot, jolloin korret painuvat maanpintaan.<br />

Tällöin kuitujen korjaaminen vaikeutuu ja laatu heikkenee niiden joutuessa kosketukseen<br />

maaperän kanssa. Korsien käsittelyn ja poiskuljettamisen tulee tapahtua<br />

mahdollisimman nopeasti niiton jälkeen. Mikäli silputtujen kuitujen kosteuspitoisuudet<br />

ylittävät sallitun varastointikosteuden, niin kuivauskustannukset kohdistuvat<br />

tällöin pääasiallisesti vain kuitujakeeseen. Lyhytkuitumenetelmien etuna on myös,<br />

että korjuu voidaan tehdä tavanomaisilla viljankäsittelykoneilla. Eri peltolohkoilta<br />

saadaan hyvin samanlaatuista kuitua, koska korjuu määritellään siementen kypsymisen<br />

mukaan. Jotta lähtöraaka-aineen laatu olisi mahdollisimman yhdenmukaista, on<br />

kuituraaka-aine jaoteltava eri lajikkeiden mukaan jo viljelypaikalla.<br />

runkokuituja lyhytkuitumenetelmin<br />

133


134<br />

Esijalostus<br />

Esijalostukseen kuuluu kuidutus eli<br />

kuitufraktion erottaminen, joka tulee<br />

tehdä mahdollisimman varhaisessa<br />

vaiheessa kuljetettavan ja säilytettävän<br />

massan pienentämiseksi. Kuidutus<br />

perustuu ”total fibres” -koneketjuun,<br />

jossa kuitujen ei tarvitse olla järjestettynä<br />

yhdensuuntaisiksi. Vaikka<br />

cottonisointi voidaan tehdä Fusartmenetelmällä<br />

suoraan joko silputulle<br />

Kuva 28. Cottonisoitua,<br />

värjättyä ja valkaistua<br />

kuitua<br />

Kuva 27. Esijalostettua öljypellavaa<br />

A. Silputtua kuitua; B. Karstattua kuitua<br />

tai lisäksi karstatulle kuidulle riippuen raaka-aineen päistärepitoisuudesta, niin ylimääräisessä<br />

karstauksessa kuidutuksen yhteydessä tavoitteena on poistaa päistäreet<br />

kokonaan ja samalla irrottaa kuitukimppuja toisistaan (kuva 27). Kuitufraktio voidaan<br />

erottaa mekaanisesti ennen liotusta, koska valtaosa kasveista on tuleentunut.<br />

Koska kuitujen paksuussuuntainen kasvu kukinnan jälkeen voimistuu, heikentyvät<br />

kuitukimppuja yhdessä pitävät sidokset eli yksittäiskuituja toisiinsa sitovat liima-aineet.<br />

Pektiinisidosten hajotuskäsittelyssä saadaan poistettua kuituihin kiinnittynyt<br />

hienojakoinen pöly ja muut mikropartikkelit. Paalien avauksessa on otettava huomioon,<br />

että sitomisnarut poistetaan tarkoin ennen kuidutusta. Paalinarujen jäänteet<br />

heikentävät kuituerän laatua. Erityisesti ne ovat ongelmallisia värjätyissä langoissa,<br />

sillä tekokuituisina ne eivät yleensä värjäänny käytettäessä selluloosalle tarkoitettuja<br />

värejä. Kuidutuksessa ja kuitujakeen puhdistuksessa on tavoitteena kuituaines, jonka<br />

päistärepitoisuus on alle 5 %.<br />

Cottonisointi<br />

Fusart-menetelmällä kuitukimppujen hajottaminen peruskuiduiksi<br />

voidaan räätälöidä yksityiskohtaisesti kunkin<br />

raaka-aine-erän loppukäytön vaatimusten mukaisesti.<br />

Tekstiilikäyttöön puuvillamenetelmin jalostettaessa kuitujen<br />

cottonisoituminen voidaan määritellä vastaamaan<br />

puuvillan kuitudimensioita. Tällöin raaka-aine soveltuu<br />

kehrättäväksi hienokehruumenetelmin. Cottonisointi, valkaisu<br />

ja värjäys voidaan tehdä yhdessä jatkuvassa, suljetussa<br />

märkäprosessissa, jolloin kuivaukseen kuluva energiantarve<br />

ja kustannukset alenevat merkittävästi. Tässä tutkimukses-<br />

7 tulosten tarkastelu<br />

sa tehty esipesu voidaan jättää pois, sillä optimaalisissa<br />

käsittelyolosuhteissa raakakuitujen vaaleusastetta ja ligniinipitoisuutta<br />

voidaan säädellä. Teknisissä sovelluksissa<br />

esimerkiksi poistettavien vaha-aineiden määrää<br />

pystytään säätämään apuaineilla, esimerkiksi lipaaseilla.<br />

Pelkkä cottonisointi vaalentaa kuituja merkittävästi,<br />

mikä vähentää valkaisun ja siten valkaisuaineiden tarvetta.<br />

Värjäyksen yhdistäminen cottonisointiin vähentää<br />

niin ikään märkäprosesseja ja kuivaukseen liittyvää<br />

energiantarvetta. Lisäksi cottonisointi parantaa värien<br />

tasaista kiinnittymistä kuituihin, kun ylimääräiset<br />

ainesosat, kuten pektiini, ligniini ja pöly on poistettu<br />

mahdollisimman tarkoin. Tämä vähentää väriaineiden<br />

ja apuaineiden tarvetta, mikä suoraan vähentävää<br />

sekä kustannuksia että haitallisia ympäristövaikutuksia.<br />

Peruskuiduiksi hajonneet öljypellavan kuidut ovat valmista<br />

raaka-ainetta joko langanvalmistukseen ja kuitukangasteollisuudelle<br />

tai muihin sellaisiin teknisiin<br />

käyttösovelluksiin, joiden koostumus ja puhtausaste<br />

voidaan tarkoin määritellä (kuva 28). Kuitujen valkaisu<br />

poistaa myös perinteisessä pellavanjalostuksessa langan<br />

valkaisun jälkeen tehtävän uudelleen puolauksen, koska<br />

valkaistu raaka-aine on saavuttanut lopullisen massansa.<br />

Kuituvärjäys ei ole yleisesti käytössä, mutta sitä tehdään<br />

jonkin verran villakuiduille (Talvenmaa 1998, 48).<br />

Kappalevärjäyksestä poiketen, kuituvärjäyksessä myös<br />

jätteeksi joutuva kuituaines värjääntyy. Tätä karstausjätettä<br />

voidaan käyttää esimerkiksi muotoon puristettavissa<br />

kappaleissa.<br />

Langanvalmistus ja käyttö<br />

Fusart-menetelmällä cottonisoitunutta öljypellavan<br />

kuitua voidaan jalostaa puuvillateknologialla ja kehrätä<br />

hienokehruumenetelmin (kuva 29 A–B). Lanka rakentuu<br />

hienoista peruskuiduista, mikä parantaa langan<br />

tasaisuuden hallintaa kehruussa. Tämä vaikuttaa suo-<br />

runkokuituja lyhytkuitumenetelmin<br />

Kuva 29. Langanvalmistukseen<br />

liittyviä vaiheita:<br />

A. Karstanauhaa;<br />

B. Hienokehrättyjä lankoja;<br />

C. Neulos;<br />

D. Muotoon kudottu ja<br />

laminoitu kangas<br />

135


136<br />

raan langan lujuuteen ja siten jatkoprosessoitavuuteen kudottaessa ja neulottaessa.<br />

Kun raaka-aine valkaistaan ja värjätään samanaikaisesti, ei lankaa tarvitse puolata<br />

uudestaan massan ollessa jo vakioitunutta. Cottonisoinnissa saatu vahojen tasainen<br />

jakaantuminen kuitujen pinnalle lisää kuitujen kiiltoa ja samalla vähentää kuitujen<br />

välistä kitkaa ja siten helpottaa kuitujen kulkemista toistensa lomitse lankaa venytettäessä.<br />

Lisäksi kehrättäessä kuitujen luonnostaan suippenevat päät edesauttavat<br />

kuitujen kietoutumista toisiinsa. Koska hienokehrätty öljypellavalanka on perinteistä<br />

pellavalankaa pehmeämpää ja joustavampaa, se soveltuu kudonnan lisäksi myös neulottavaksi<br />

(kuva 29 C–D). Cottonisointi-käsitelty raaka-aine on valmis kaupallistettava<br />

tuote eri käyttökohteisiin. Raaka-aine voidaan muokata loppukäyttäjän haluamaan<br />

muotoon määrämittaan leikattuna, värjättynä, valkaistuna karstanauhana tai<br />

neulattuna huopana. Fusart-menetelmässä pyritään poistamaan kaikki ylimääräiset<br />

fragmentit. Tämä lisää raaka-aineen laadun ja siitä kehrättävän langan tasaisuutta ja<br />

samalla vähentää tuotantokatkoksia kehruussa.<br />

Cottonisoinnilla saatu lankojen kiilto ja jäykkyyden alenemat ovat pysyviä ominaisuuksia,<br />

jotka samalla helpottavat niistä valmistettujen tekstiilien huollettavuutta.<br />

Kuitujen vahaisuus lisää lian hylkivyyttä ja vähentää rypistyvyyttä. Kuituvärjäys mahdollistaa<br />

myös meleerattujen lankojen kehruun, jolloin saadaan visuaalisesti ja tunnultaan<br />

erilaisia, nykyisin markkinoilla olevista poikkeavia lankoja. Pellava- ja hamppulangathan<br />

värjätään useimmiten lankoina tai valmiina kankaina, mikä antaa tietyn<br />

visuaalisen ilmeen lopputuotteille. Eriväristen kuitujen sekoittamisella saadaan lisättyä<br />

lankojen elävyyttä.<br />

Vaikka tässä yhteydessä keskityttiin tarkastelemaan Fusart-menetelmän käyttömahdollisuuksia<br />

lyhytkuitutuotannossa, keksinnön mukainen menetelmä soveltuu<br />

myös perinteiseen pitkien pellava- ja hamppukuitujen jalostukseen. Käsittely voidaan<br />

tehdä raakakuidulle, häkilänauhalle, esilangalle tai valmiille langalle ja/tai kankaalle,<br />

jolloin kuitupehmeys ja kiilto lisääntyvät sekä jäykkyys alenee. Tutkimuksen aikana<br />

kokeiltiin aivinalankojen käsittelyä, mikä pehmensi lankaa siten, että sitä voitiin<br />

käyttää neulekoneessa. Samalla langan kiilto kasvoi. Fusart-menetelmän etuna perinteiseen<br />

valkaisuun ja keittoon verrattuna on alhaisemman lämpötilan aiheuttama<br />

kustannussäästö sekä prosessin nopeutuminen kahdesta vuorokaudesta muutamaan<br />

tuntiin. Fusart-menetelmä soveltuu myös muiden selluloosapohjaisten kasvikuitujen<br />

ligniinin poistamiseen, koska niiden rakenteet ovat toistensa kaltaisia.<br />

7 tulosten tarkastelu<br />

runkokuituja lyhytkuitumenetelmin<br />

Kuva 30. Eri valmistusmenetelmin<br />

tehtyjä materiaaliaihioita<br />

A. Märkävalettua kuitua;<br />

B. Muottiin valettua kuitua;<br />

C. Neulattua kuitua;<br />

D. Valettu kuitukomposiitti<br />

Muut tuotteet<br />

Hahmoteltu tuotantomalli on käyttökelpoinen tuotettaessa korkeat laatuvaatimukset<br />

omaavaa raaka-ainetta sovellettaviksi eri valmistusmenetelmiin. Raaka-aineen<br />

käsittely voidaan räätälöidä lyhytkuitutuotantoon perustuvalla Fusart-menetelmällä<br />

lopputuotteen vaatimusten mukaan muun muassa vaikuttavan yhdisteen<br />

määrää ja vaikutusaikaa säätämällä. Materiaaliominaisuuksia, kuten väriä, ulkonäköä,<br />

lujuutta ja jäykkyyttä voidaan muuttaa eri käyttösovellusten mukaan hallitusti.<br />

Runkokuituraaka-ainetta voidaan käyttää hyvin erityyppisissä lopputuotteissa,<br />

kuten vahvistekankaina komposiittirakenteissa, märkävalamalla tapetteihin ja imutuotteisiin.<br />

Runkokuituja ja kestomuovikuituja neulaamalla voidaan valmistaa lämpömuovattavia<br />

komposiittilevyjä esimerkiksi muotoon puristettavien huonekalujen<br />

osiksi. Pinnan strukturoinnilla saadaan visuaalisia elementtejä esimerkiksi akustolevyihin.<br />

Niitä voidaan valmistaa karstauksessa irtoavista lyhyimmistä kuiduista.<br />

Komposiittituotteita voidaan valmistaa suulakepuristamalla tai ruiskuvalamalla, jossa<br />

kuidut ovat muovia korvaavana täyteaineena. Runkokuitujen käyttö komposiiteissa<br />

vähentää jälkikutistumaa sekä lisää mittatarkkuutta ja -pysyvyyttä. (Kälviäinen 2005,<br />

8–23.) Matriisivalinnoilla voidaan parantaa kuitukomposiittien kierrätettävyyttä ja<br />

biohajoavuutta. Kuvassa 30 on esitetty cottonisoidun öljypellavan kuidun soveltuvuutta<br />

erilaisin valmistusmenetelmin.<br />

137


138<br />

8 JohtopäätöKset<br />

Tämän tutkimuksen yhtenä keskeisenä tehtävänä oli rakentaa lyhytkuitumenetelmiin<br />

perustuva tuotantomalli ja luoda sen pohjalta kokonaiskuva tuotteistamismahdollisuuksista<br />

ja pohjaa tarkemmalle monialaiselle <strong>tutkimus</strong>- ja tuotekehitysyhteistyölle.<br />

Lisäksi pyrkimyksenä oli vaikuttaa runkokuitujen visuaalisuuteen ja<br />

pehmeyteen, siten että kuiduista voidaan valmistaa lankaa hienokehruumenetelmin.<br />

Tuotantoprosessien suunnittelussa pyrittiin vähentämään haitallisia ympäristövaikutuksia,<br />

etenkin ekotehokkuutta parantamalla. Tutkimustulosten perusteella voidaan<br />

esittää, että lyhytkuitumenetelmät tarjoavat tulevaisuudessa mahdollisuuden runkokuitujen<br />

käyttöön korkealaatuisten tuotteiden materiaaleina. Erityisesti varteenotettavana<br />

raaka-ainevaihtoehtona on pidettävä öljypellavan kuituja roottorikehrätyissä<br />

langoissa, sillä ne ovat nykyisin valtaosaltaan käyttämätön raaka-ainevaranto tai niistä<br />

valmistetut tuotteet ovat alhaisen jalostusasteen omaavia bulkkituotteita, kuten<br />

eristeitä. Lyhytkuitumenetelmiin perustuvalla tuotannolla voidaan lisätä raaka-aineen<br />

homogeenisuutta sekä pehmentää kuituja ja saavuttaa siten merkittävää jalostusarvon<br />

nousua. Kokonaishyödyntämisen kehittämisellä voidaan lisätä merkittävästi<br />

energia- ja materiaalitehokkuutta, ja siten vähentää haitallisia ympäristövaikutuksia.<br />

Tässä tutkimuksessa ympäristöasiat otettiin huomioon elinkaariajatteluun<br />

perustuvan EU:n yhdennetyn tuotepolitiikan periaatteiden mukaan ja tuotantomallin<br />

rakentamisessa käytettiin teknisen raportin Ympäristöasioiden hallinta.<br />

Ympäristönäkökohtien yhdistäminen tuotesuunnitteluun ja tuotekehitykseen (ISO/TR<br />

14062:fi) ohjeistusta. Tutkimuksessa ensisijaisena huomionkohteena oli ekotehokkuuden<br />

parantaminen verrattuna perinteiseen pellavan jalostukseen. Tuotantoprosessien<br />

haitallisia ympäristövaikutuksia, kuten päästöjä veteen, ilmaan tai maaperään ei ole<br />

mitattu. Tutkimuksessa rakennettu tuotantomalli perustuu lyhytkuitutuotantoon, jossa<br />

käytettiin olemassa olevaa teknologiaa. Valinnoissa pyrittiin ottamaan huomioon<br />

sekä ympäristöllisesti että taloudellisesti edullisimpia vaihtoehtoja. Tuotantomallin<br />

raaka-aineeksi valikoitui uusiutuva ja biohajoava öljypellavan kuitu, jolla saatiin parannettua<br />

merkittävästi öljypellavan materiaalitehokkuutta. Öljypellavan kuitujakeen<br />

hyödyntäminen on vähäistä, mutta korsien hävittämisestä pellolta joko polttamalla<br />

tai poiskuljettamalla syntyy haitallisia ympäristövaikutuksia sekä ilmaan että<br />

maaperään. Kuituraaka-aineen saanto kasvaa myös käsiteltäessä lyhytkuitumenetelmin,<br />

kun koko kuituainesta käsitellään yhtenä peruskuituihin perustuvana fraktiona.<br />

8 johtopäätökset<br />

Energiatehokkuutta voidaan parantaa alkutuotannosta lähtien, kun niittämisen yhteydessä<br />

korret silputaan. Tällä saadaan kasvatettua paalin painoa suhteessa tilavuuteen,<br />

jolloin kuljetettavan massan tilavuus alenee huomattavasti. Samalla lisääntyi paalien<br />

sisältämä kuitujen suhteellinen osuus. Cottonisointiprosessissa energiansäästöä<br />

syntyy yhdistämällä siihen valkaisu ja värjäys, jolloin raaka-aineen kuivauksen tarve<br />

vähenee. Lisäksi muista menetelmistä poiketen cottonisointi tehdään vain kuitufraktiolle,<br />

jolloin kuivauskustannukset eivät kohdistu päistäreisiin. Ympäristöllisesti<br />

positiivinen vaikutus on myös suorakylvöllä, jolla voidaan vähentää ravinteiden kulkeutumista<br />

vesistöihin. Tosin suorakylvön vaikutuksia satotasoihin ei ole pitkän aikavälin<br />

<strong>tutkimus</strong>tuloksia. Fusart-menetelmällä kuidut vaalenevat merkittävästi, mikä<br />

vähentää valkaisun ja siten valkaisuaineiden tarvetta. Samalla kuitujen värjäytyvyys<br />

paranee. Koska cottonisointi tehdään pelkälle kuitufraktiolle, raaka-aineen pölyäminen<br />

jatkojalostuksessa on vähäisempää. Tämä vaikuttaa myös kuitujen kehräytyvyyteen<br />

ja vähentää tuotantokatkoksia. Pektiinisidosten hallittu hajottaminen Fusartmenetelmällä<br />

lisää raaka-aineen käytettävyyttä eri tuotesovelluksissa, sillä tarvittavia<br />

ominaisuuksia voidaan räätälöidä tuotekohtaisesti.<br />

Öljypellavan eduksi voidaan nähdä myös siementuottajien, jatkojalostajien ja<br />

<strong>tutkimus</strong>laitosten verkottuminen ja kiinteä yhteistyö. Jo olemassa olevat pitkälle<br />

kehitetyt siementuotteet luovat tuotekehitykselle ja laatuketjulle otollisen maaperän.<br />

Kuidun hyödyntämiseksi viljelijöille aiheutuvia kustannuksia tulee jakaa tasaisesti<br />

koko tuotantoketjun toimijoille. Öljypellavan viljelyalojen pinta-alakasvu lisää<br />

mahdollisuuksia kokonaishyödyntämiseen ja kuitujakeen talteenoton kehittämiseen.<br />

Suomessa vuonna 2005 potentiaalinen kuitusaanto oli laskennallisella 10 prosentin<br />

kuitupitoisuudella yli 500 000 kg.<br />

Korkealaatuisissa tuotteissa tulee minimoida vuosittaiset raaka-ainevaihtelut,<br />

mikä edellyttää yhä tarkempaa <strong>tutkimus</strong>ta ja käytännön kenttäkokeita niin viljelyssä,<br />

korjuussa kuin esijalostuksessakin sekä useamman vuoden sadoista tehtäviä vertailumittauksia<br />

ja seurantoja. Nykyisin tiedot eri lajikkeiden yksilöllisistä kuituominaisuuksista<br />

ovat vähäisiä. Kirjallisuudessa esiintyvät mittaustulokset kuituominaisuuksista<br />

vaihtelevat suuresti, koska niissä ei ole erikseen merkitty muun muassa lajiketta<br />

tai tuleentumisastetta. Lajikkeisiin perustuva lajittelu puuvillan tavoin on keskeinen<br />

parannuskohde laadun parantamiseksi ja takaamiseksi. Jo kasvupaikalla pitää pystyä<br />

määrittämään saatava kuitulaatu luotettavasti, jotta raaka-aine vastaa lopputuotteelle<br />

asetettuja raaka-ainevaatimuksia. Nykyinen laatuarviointi perustuu pitkälti havainnointiin;<br />

tuntuun ja ulkonäköön. Aistivaraisen arvioinnin lisäksi tulee kehittää<br />

kvantitatiivisia mittausmenetelmiä. Nykyisin runkokuiduille ei ole yhtenäisiä laatu-<br />

runkokuituja lyhytkuitumenetelmin<br />

13


140<br />

kriteerejä, mutta teollisesti hyödynnettäville raaka-aineille on määriteltävä yksilöidyt<br />

laatuvaatimukset eri käyttökohteiden mukaan. Tämä edellyttää strategista yhteistyötä<br />

eri toimijoiden kesken nykyisten irrallisten alihankintaketjujen sijaan.<br />

Tutkimuksessa kehitetty tutkijan mikrobilöydökseen perustuva Fusart-<br />

menetelmä on mahdollistanut käytännössä uudenlaisten tuoteaihioiden kehittämisen.<br />

Keksinnöt ovat harvoin sattumalta syntyneitä. Tässä yhteydessä pseudoserendipisyyden<br />

ja serendipisyyden 50 ero on häilyvä. Kirjoittajan tutkiessa erilaisia<br />

cottonisointi-mahdollisuuksia toi sattuma kokonaan uuden vaihtoehtoisen tavan<br />

kuitujen hajottamiseksi peruskuiduiksi. Tutkimuksen kannalta keksintö sinänsä ei<br />

ole merkityksellinen, vaan sen käytännön soveltuvuus teolliseen kuidun käsittelyyn<br />

sekä sovellettavuus niin langanvalmistuksessa kuin luonnonkuitulujitteisten komposiittien<br />

raaka-aineen prosessoinnissa.<br />

Tutkimuksen sivutuotteena syntyi Fusart-menetelmä runkokuitujen liottamiseksi,<br />

pehmentämiseksi ja cottonisoimiseksi sekä kasvipohjaisten ligniinien poistamiseksi.<br />

Patentti- ja rekisterihallitus on 30.06.2008 annetussa ensimmäisessä teknisessä<br />

välipäätöksessä hyväksynyt tärkeimmät patenttivaatimukset. Keksinnön<br />

jatkokehitys edellyttää monialaista <strong>tutkimus</strong>yhteistyötä, jotta menetelmää voidaan<br />

hyödyntää teollisesti. Keskeisenä ongelmana on selvittää mikrobin vaikutusmekanismit<br />

yksityiskohtaisesti ja mahdollinen vaikuttavien aineiden synteettinen valmistus.<br />

Fusarium-lajit ovat usein kasvipatogeenejä eikä käytetyn kannan mykotoksisuuden<br />

tuottoa tunneta. Lisäksi prosessin tehostamiseksi on selvitettävä, voidaanko käsittelyssä<br />

yhdistää muiden vaikuttavien aineiden käyttöä kuitujen käsittelyssä, esimerkiksi<br />

uuteaineiden poistamiseksi. Veden ja energian säästämiseksi sekä mahdollisimman<br />

hyvän käsittelytuloksen saamiseksi on optimoitava liemisuhde ja sen virtausnopeus<br />

sekä lämpötila. Menetelmän tulee perustua suljettuun vesijärjestelmään, jossa käsittelyvettä<br />

voidaan osittain kierrättää.<br />

Jotta runkokuituja voidaan hyödyntää korkealaatuisten tuotteiden raaka-aineina,<br />

on varmistettava koko tuotantoketjun toimivuus. Tuotantorakenne tulee pitää<br />

riittävän avoimena, jotta se ei olisi liian herkkä markkinamuutoksille. Myös moduulirakennetta<br />

tulee kehittää, jotta eri vaiheet tuotettaisiin parhaimmalla mahdollisella<br />

tavalla. Tuotantoprosessien hajautuminen yhä useammalle toimijalle lisää kokonaissuunnittelun<br />

merkitystä.<br />

Visuaalisuuden ja pehmeyden arviointi perustui pääasiassa tutkijan subjektiivi-<br />

50 Pseudoserendipisyys (pseudoserendipity) tarkoittaa sattumalta keksittyä keinoa päästä etsittyyn päämää-<br />

rään. Serendipisyys (serendipity) kuvastaa sattumalta tehtyä keksintöä, jota ei ole etsitty. (Royston 2000, 5.)<br />

8 johtopäätökset<br />

seen arviointiin, mutta aistivaraista arviointia <strong>tutkimus</strong>menetelmänä voidaan pitää<br />

merkityksellisenä tarvittavien käsittelymenetelmien suuntaamisessa yhdessä kvalitatiivisten<br />

mittausmenetelmien kanssa. Tutkimustuloksilla ei pyritty tilastollisiin tarkkuuksiin<br />

muun muassa rajallisten <strong>tutkimus</strong>olosuhteiden vuoksi. Yhtenä ongelmana<br />

voidaan pitää, että kokeita ei ole tehty vakiokoeolosuhteissa, esimerkiksi ilman kosteuspitoisuutta<br />

ja lämpötilaa ei ole mitattu. Tästä on saattanut aiheutua suurtakin<br />

vaihtelua esimerkiksi punnittaessa kuitujen käsittelyhävikkiä. Toisaalta toistettujen<br />

käsittelyjen määrä oli mittava, ja tulokset olivat varsin yhdenmukaisia keskenään.<br />

Veto- ja hienoustestit tehtiin standardisoiduilla laitteilla vakiokoeolosuhteissa. Ne<br />

ovat osittain verrattavissa Hannele Sankarin (2000a) tuloksiin, vaikkakin rinnakkaismittauksia<br />

on ollut vähemmän. Yleisesti kirjallisuusaineiston pohjalta tehtäviä<br />

vertauksia ei ole voitu tehdä, sillä useimmissa vanhemmissa tutkimuksissa ei ole ilmoitettu<br />

mittausmenetelmiä. Tutkimuksen rajauksen takia käsitellyn raaka-aineen<br />

käyttöominaisuuksia ei tutkittu kankaissa. Tuotekehityksen kannalta tämä olisi ollut<br />

ensiarvoisen tärkeää, mikä tulee ottaa huomioon jatkotutkimuksessa.<br />

Parhaimmillaan kokonaisvaltaiseen näkemykseen tähtäävät konseptit syntyvät<br />

monialaisen työryhmän yhteistyönä. Tässä tutkimuksessa monialaisuus toteutui vain<br />

yksittäisissä vaiheissa, kuten mikrobin kasvatuksessa sekä arvioitaessa korjuumenetelmien<br />

vaikutuksia käytäntöön. Yhteistyö Helsingin yliopiston soveltavan kemian<br />

ja mikrobiologian laitoksen tutkijoiden Sari Galkinin ja Pekka Maijalan sekä Viikin<br />

opetus- ja <strong>tutkimus</strong>tilan yliteknikko Eero Lammisen kanssa oli intensiivistä ja innostavaa,<br />

mikä perustui osallistujien henkilökohtaiseen motivaatioon. Yhteistyön<br />

kannalta ongelmana oli fyysinen etäisyys. Pienet, mieleen juolahtaneet kysymykset<br />

tarvitsisivat jatkuvaa keskusteluyhteyttä, sillä sähköpostitse käytävä yhteydenpito on<br />

pikemminkin faktojen vaihtamista eikä mahdollista vasta oraallaan olevien ajatusten<br />

vaihtamista. Yksi keskeinen tekijä on erikoisterminologioiden yhteensovittaminen.<br />

Tutkimuksessa käytännön kokeiden merkitys ja niiden visualisointi konkreettisiksi<br />

hahmomalleiksi auttoi eri tieteenalojen edustajien välistä kommunikointia.<br />

Monitieteinen lähestymistapa on haastava ja muotoilijatutkijalle asetetut odotukset<br />

eri tieteenalojen tiedon ja taidon hallinnasta ovat suuret. Tästä seuraa väistämättä osittaista<br />

epätäsmällisyyttä ja liian yleispiirteistä tarkastelua. Lisäksi tutkimuksen käytännön<br />

kokeisiin on ollut käytettävissä hyvin rajalliset taloudelliset resurssit, mikä on<br />

rajoittanut tehtävien kokeiden ja ostopalveluina tehtyjen työsuoritusten määrää.<br />

Runkokuitujen jalostaminen lyhytkuitumenetelmin ei ole suinkaan ajatuksena<br />

uusi. Tutkimusta on tehty maailmanlaajuisesti, mutta yhä ongelmana on kaupallisten<br />

kilpailukykyisten sovellusten puuttuminen. Tässä tutkimuksessa kehitetty<br />

runkokuituja lyhytkuitumenetelmin<br />

141


Fusart-menetelmä avaa uusia mahdollisuuksia runkokuitujen teolliselle tuotannolle.<br />

Suomessa tuskin on kannattavaa lähteä kilpailemaan massatuotantomarkkinoilla<br />

monikansallisten yritysten kanssa. Suomessa potentiaalinen kasvualue on pitkälle<br />

erikoistumisessa ja fokusointiin perustuvassa toimintatavassa. Tavoitteena on oltava<br />

pitkälle jalostetut, räätälöidyt niche-tuotteet, joiden raaka-ainekoostumus on tarkoin<br />

määriteltävä niin tekstiileissä kuin komposiiteissa tai muissa teknisissä sovelluksissa.<br />

Tuotteistamisen perusedellytyksenä on koko tuotantoketjun toimivuus. Lisäksi on<br />

panostettava tarvittavien kuituominaisuuksien määrittämiseen, jotta runkokuitujen<br />

käytettävyyttä esimerkiksi komposiiteissa voidaan lisätä. Tuotekehityksen tukena tulisi<br />

olla pilot-mittakaavainen tuotantolaitteisto, jotta tehtyjen toimenpiteiden vaikutus<br />

voidaan selvittää myös käytännössä.<br />

Uusiutuvien raaka-aineiden tuotantoa tulee kehittää lisäämällä sekä kustannustehokkuutta<br />

että teknisiä huippuominaisuuksia, mikä edellyttää poikkitieteellisyyttä.<br />

Suomessa erityistä huomiota on kiinnitettävä myös osaamisperustan vahvistamiseen<br />

ja monipuolistamiseen, uusien liiketoiminnallisten ja tuotannollisten mahdollisuuksien<br />

tunnistamiseen ja niiden yhteistoiminnalliseen hyödyntämiseen. On tarpeen<br />

rakentaa laajapohjaisia tuotekehitysryhmiä. Kuten kuitumateriaalitekniikan professorit<br />

Ali Harlin ja Pertti Nousiainen toteavat Tekstiililehdessä (2004, 23): ”perinteinen<br />

tekstiiliosaaminen ei enää riitä, tarvitaan eri koulutuksen saaneita osaajia”.<br />

Heidän mukaansa suomalainen insinööri- ja diplomi-insinöörikoulutus vastaa materiaalien<br />

ja tekstiilien tuotekehitystarpeeseen. Tähän joukkoon tulisi mahduttaa myös<br />

muotoilijat, humanistit, kauppa- ja luonnontieteilijät. <strong>Muotoilun</strong> tehtävät ja sisällöt<br />

saatetaan yhä nähdä alisteisina toimialan teknologiakeskeisille ja tuotannollisille<br />

tavoitteille eikä voimavarana yrityksen kilpailukyvyn kehittämisessä ja kilpailijoista<br />

erottautumisessa. On myös syytä rikkoa sitkeästi juurtuneet asenteet tekstiili- ja vaatetusalan<br />

muotoilijoiden keskittymisestä vain esteettisiin kysymyksiin. <strong>Muotoilun</strong><br />

tutkimuksen mahdollisuudet voidaan nähdä nimenomaan kokonaissuunnittelussa<br />

sekä käytännön sovellusten kehittämisessä, johon liittyy olennaisesti varhainen prototypointi.<br />

Kilpailukyky rakentuu yhä enemmän erikoisosaamiseen, mikä edellyttää<br />

jatkuvaa tuotekehitystä. Korkealaatuisten runkokuitutuotteiden mahdollistumiseen<br />

liittyy olennaisesti ennakkoluuloton panostaminen monialaiseen ja poikkitieteelliseen<br />

<strong>tutkimus</strong>- ja tuotekehitysyhteistyöhön. Laaja-alainen <strong>tutkimus</strong>- ja tuotekehitysyhteistyö<br />

luo myös tiedollisen pohjan tuotteiden elinkaaren aikaisten ympäristöhaittojen<br />

ehkäisyn jo suunnitteluvaiheessa.<br />

142 143<br />

8 johtopäätökset<br />

Lähteet<br />

Aaltonen, Harri - Vilppunen, Pekka & Sohlo, Jorma 1998.<br />

Peltobiomassojen mekaaninen ja biotekninen fraktiointi<br />

eri kuitujakeisiin. University of Oulu. Department<br />

of Process Engineering, Report 218.<br />

Akin, Danny, E. - Morrison III, W. Herbert - Gamble,<br />

Gary, R. - Rigsby, Luanne, L. - Henriksson, Gunnar<br />

& Eriksson, Karl-Erik, L. 1997. Effect of Retting<br />

Enzymes on the Structure and Composition of<br />

Flax Cell Walls. Textile Research Journal 67(4),<br />

279–287.<br />

Akin, Danny E. - Dodd, Roy B. - Perkins, Warren - Henriksson,<br />

Gunnar & Eriksson, Karl-Erik L. 2000. Spray<br />

Enzymatic Retting: A New Method for Processing<br />

Flax Fibers. Textile Research Journal 70(6),<br />

486–494.<br />

Akin, Danny E. - Himmelsbach, David S. & Morrison<br />

III, W. Herbert 2000. Biobased Fiber Production:<br />

Enzyme retting for Flax/Linen Fibers. Journal of<br />

Polymers and the Environment 8(3), 103–109.<br />

Alakukku, Laura 2004. Suorakylvö. Vesitalous 3,<br />

31–32. Tulostettu 1.9.2007. http://www.mvtt.fi/<br />

Vesitalous/arkisto/2004/032004/lauralak.pdf<br />

Ali-Yrkkö, Jyrki & Maliranta, Mika 2006. Impact of<br />

R&D on productivity – Firm-level evidence from<br />

Finland. Keskusteluaiheita no. 1031. Helsinki:<br />

ETLA Elinkeinoelämän <strong>tutkimus</strong>laitos.<br />

Ali-Yrkkö, Jyrki 2006. Ulkoistus ja toimintojen siirrot<br />

Suomesta ulkomaille – katsaus 2000-luvun alun tilanteesta.<br />

Keskusteluaiheita no. 1059. Helsinki:<br />

ETLA Elinkeinoelämän <strong>tutkimus</strong>laitos.<br />

Angelova, V. - Ivanova, R. - Delibaltova, V. & Ivanov, K.<br />

2004. Bio-accumulation and distribution of heavy<br />

metals in fibre crops (flax, cotton and hemp).<br />

Industrial Crops and Products 19, 197–205.<br />

Anttila, Pirkko 1999. Katso käsillä tunteaksesi. Tutkimus<br />

tekstiilimateriaalien tuntuarvioinnin ja fysikaalisten<br />

mittaustulosten välisestä vastaavuudesta.<br />

Taitemia-projekti. Kuopio: Kuopion käsi- ja taideteollisuusakatemia.<br />

Arbelaiz, A. - Fernández, A. - Valea, A. & Mondragon,<br />

I. 2006. Mechanical properties of short flax fibre<br />

bundle/poly(ε-caprolactone) composites: Influence<br />

of matrix modification and fibre content.<br />

Carbohydrate Polymers 64, 224–232.<br />

Askew, Melvyn (toim.) 2000. Ienica, Interactive European<br />

Network of Industrial Crops and their Applications<br />

(FAIR CT96-1495): Summary Report for<br />

European Commission Directorate General Research.<br />

Tulostettu 25.11.2004. http://www.ienica.<br />

net/reports/BIGINTRO.pdf, http://www.ienica.<br />

lähteet<br />

net/reports/BIGFIBRES.pdf http://www.ienica.<br />

net/reports/BIGOILS.pdf<br />

Baiardo, Massimo - Zini, Elisa & Scandola, Mariastella<br />

2004. Flax fibre - polyester composites. Composites:<br />

Part A 35, 703–710.<br />

Barber, E. J. W. 1991. Prehistoric textiles. The Development<br />

of Cloth in the Neolithic and Bronze<br />

Ages. New Jersey: Princeton University Press.<br />

Biggs, Michael A. R. 2006. Modelling Experiential<br />

Knowledge for Research. Teoksessa Maarit Mäkelä<br />

& Sara Routarinne (toim.) The Art of Research.<br />

Research Practices in Art and Design. Publication<br />

series of the University of Art and Design<br />

Helsinki A 73, 181–204.<br />

Bishop, D.P. 1996. Fabrics: Sensory and Mechanical<br />

Properties. Textile Progress 26(3), 1–62.<br />

Booth, I. - Harwood, R.J. - Wyatt, J.L. & Grishanov, S.<br />

2004. A comparative study of the chateristics of<br />

fibre-flax (Linum usitatissimum). Industrial Crops<br />

and Products 20, 89–95.<br />

Bos, Harriëtte - Müssig, Jörg & Oever, Martien J.A.<br />

2006. Mechanical properties of short-flax-fibre<br />

reinforced compounds. Composites. Part A 37,<br />

1591–1604.<br />

Callaway, Jace C. 2002. Hemp as Food at High Latitudes.<br />

Journal of Industrial Hemp 7(1), 105-117.<br />

Carruthers, S.P. 1994. Introduction. Teoksessa S.P.<br />

Carruthers, F.A. Miller ja C.M.A. Vaugham<br />

(Eds.) Crops for industry and energy. CAS Report<br />

15, Centre for Agricultural Strategy, Reading,<br />

21–25.<br />

Charle & Co. 2007. Vlas- en bastvezelmachines.<br />

Tulostettu 23.2.2007. http://www.charle.be/<br />

content.asp?lang=eng&page=machinery<br />

Cierpucha, Waldemar - Czaplicki, Zdzislaw - Mańkowski,<br />

Jerzy - Kołodziej, Jacek - Zarńba, Stanisław & Szporek,<br />

Jerzy 2006. Blended Rotor-Spun Yarns with<br />

a High Proportion of Flax. Fibres & Textiles in<br />

Eastern Europe January/December Vol. 14, No<br />

5(59), 80–83.<br />

Cooke, Bill & Bruce, Margaret 1999. The Global Textile<br />

Industry, An Ecological Imperative for Reinvention.<br />

The Nordic Textile Journal 2/99. Special<br />

edition: Sustainable Development in Textiles,<br />

1–12.<br />

Dam, J.E.G. van - Vilsteren, G.E.T. van - Zomers, F.H.A.<br />

- Hamilton, I.T. & Shannon, B. 1994. Industrial Fibre<br />

Crops. Study on increased application of domestically<br />

produced plant fibres in textiles, pulp and paper production<br />

and composite materials. European Com-


mission: (EC DGXII - EUR 16101 EN).<br />

Dam, J.E.T. van 1999. Optimisation of Methods of<br />

Fibre Preparation from Agricultural Raw Materials.<br />

Natural Fibres Performance Forum, Copenhagen<br />

27 th –28 th May 1999. Tulostettu 15.9.2002.<br />

http://www.ienica.net/fibreseminar/vandam/pdf.<br />

Ecodesign 1997. A Promising Approach to Sustainable<br />

Production and Consumption. Toimittaneet<br />

Han Brezet & Carololien van Hemel. Pariisi:<br />

UNEP.<br />

Eichbaum, Edith & Stetten, A.K.M. 2000. Mensch und<br />

Umwelt - Probleme durch Textilien. …textil…<br />

Wissenschaft-Forshung-Unterricht 71, 37–44.<br />

Elsasser, Virginia Hencken 2005. Textiles – Concepts<br />

and Principles. New York: Fairchild Publications.<br />

Euratex 2004. European Technology Platform. European<br />

Technology Platform for the future of textile and<br />

clothing. A vision for 2020. Euratex. The European<br />

apparel and Textile Organisation. Tulostettu<br />

12.3.2007. http://www.euratex.org/download/<br />

research/publications/euratex-broch-technology_platform.pdf<br />

Euratex 2006. The Future is... ... Textiles! Strategic<br />

Research Agenda of the European Technology Plat-<br />

144 form for the future of textiles and clothing. Euratex, 251–260.<br />

painos. Suomalaisen Kirjallisuuden Seuran Toivikuitu pellolta rakennuksen raaka-aineeksi. Tek- 145<br />

The European Apparel and Textile Organisation.<br />

Tulostettu 12.3.2007. http://www.euratex.<br />

org/download/research/publications/tor_final_<br />

30062005.pdf<br />

EUVL 2004. Komission astus No: 796/2004 yhteisen<br />

maatalouspolitiikan suoria tukijärjestelmiä<br />

koskevista säännöistä ja tietyistä viljelijöiden tukijärjestelmistä<br />

annetussa neuvoston asetuksessa<br />

(EY) No: 1782/2003 säädettyjen täydentävien<br />

ehtojen, tuen mukauttamisen ja yhdennetyn hallinto-<br />

ja valvontajärjestelmän soveltamista koskevista<br />

yksityiskohtaisista säännöistä. Euroopan<br />

unionin virallinen lehti L141, 30.4.2006, 18–58.<br />

EYVL 2000. Neuvoston asetus (EY) N:o 1672/2000<br />

tukijärjestelmästä tiettyjen peltokasvien viljelijöille<br />

annetun asetuksen (EY) N:o 1251/1991<br />

muuttamisesta kuidun tuotantoon tarkoitetun<br />

pellavan ja hampun sisällyttämiseksi kyseiseen<br />

järjestelmään.. Euroopan yhteisöjen virallinen lehti<br />

L193, 29.7.2000, 13–15.<br />

FAOSTAT 2006. FAOSTAT agricultural data,<br />

crops primary. Database of Food and Agriculture,<br />

Organization of the United Nations. Tulostettu<br />

19.8.2006. http://faostat.fao.org/site/408.<br />

FAOSTAT 2007. FAOSTAT agricultural data,<br />

crops primary. Database of Food and Agriculture,<br />

Organization of the United Nations. Tulostettu<br />

11.9.2007. http://faostat.fao.org/site/567/<br />

DesktopDefault.aspx?PageID=567<br />

Fibre Facts 2004. A Framework for buyers and sellers<br />

of flax and hemp fibres within the EU. Tulostettu<br />

11.10.2004. http://www.ienica.net/marketdatasheets/fibresmds.pdf.<br />

Fila, G. - Manici, L.M. & Caputo, F. 2001. In vitro of<br />

dew-retting of flax by fungi from southern Europe.<br />

Annals of Applied Biology 138(3), 343–351.<br />

FinnSight 2015 2006. Paneelien raportit. Tieteen,<br />

teknologian ja yhteiskunnan näkymät. Helsinki:<br />

Tekes ja Suomen Akatemia.<br />

Forss, Maija 2000. Värimenetelmät. Värjäys – maalaus-<br />

kankaanpainanta. Taideteollisen korkeakoulun<br />

julkaisu B 60. Helsinki.<br />

Franck, Robert R. 2005. Overview. Teoksessa Robert<br />

R. Franck (toim.) Bast and other plant fibres. Cambridge:<br />

Woodhead Publishing Limited, 1–23.<br />

Fröier, Kåre 1960. Lin och hampa. Nutida svensk odling,<br />

beredning och använding. Stockholm: LTs<br />

förlag.<br />

Gale, Colin & Kaur, Jasbir 2002. The Textile Book. Oxford:<br />

Berg.<br />

Garcia-Jaldon - Dupeyre, D. & Vignon, M.R. 1998.<br />

Fibres from semi-retted hemp bundles by steam<br />

explosion treatment. Biomass and bioenergy 14(3),<br />

Gorshkova, Tatyana A. - Sal’nikov, Vadim V. - Chemikosova,<br />

Svetlana B. - Ageeva, Marina V. - Pavlencheva,<br />

Natalia V. & van Dam, Jan E.G. 2003. The snap<br />

point: a transition point in Linum usitatissimum<br />

bast fiber development. Industrial Crops and Products<br />

18, 213–221.<br />

Hakuopas 2007. Tilatuki – maatalouden ympäristötuki<br />

– luonnonhaittakorvaus – kansalliset<br />

tuet. Helsinki: Maa- ja metsätalousministeriö.<br />

Tulostettu 16.4.2007. http://www.mmm.fi/<br />

attachments/5grhrRGsR/5nji3aO9g/Files/CurrentFile/luku_9.4,_Hakuopas_2007_suomikorj-<br />

5.pdf<br />

Hall, Rosalind 1986. Egyptian Textiles. Aylesbury:<br />

Shire Publications.<br />

Hann, M.A 2005. Innovation in Linen Manufafacture.<br />

Textile Progress 37 (3), 1–42.<br />

Harlin, Ali & Nousiainen, Pertti 2004. Uudellakin keisarilla<br />

on vaatteet. Business kasvaa vaikka väki<br />

vähenee. Tekstiililehti 5, 22–23.<br />

Haudek, Heinz Werner & Viti, Erna 1978. Textilfasern.<br />

Herkunft, Herstellung, Aufbau, Eigenschaften, Verwendung.<br />

Wien-Perchtoldsdorf: Verlag Johann<br />

L. Bondi & Sohn.<br />

Hasu, Mervi - Keinonen, Turkka & Mutanen, Ulla-Maaria<br />

2004. Johdanto teknologiateollisuuden muuttuviin<br />

muotoilukäytäntöihin. Teoksessa Hasu,<br />

Mervi - Keinonen, Turkka - Mutanen, Ulla-<br />

Maaria - Aaltonen, Aleksi - Hakatie, Annaleena<br />

& Kurvinen, Esko <strong>Muotoilun</strong> muutos. Näkökulmia<br />

muotoilutyön organisoinnin ja johtamisen kehityshaasteisiin<br />

2000-luvulla. Teknologiateollisuuden<br />

julkaisuja 2. Helsinki: Teknologiateollisuus,<br />

4–44.<br />

Hautala, Mikko - Pasila, Antti & Pirilä, Janne 2004.<br />

Use of hemp and flax in composite manufacture:<br />

a search for new production methods. Composites,<br />

Part A 35, 11–16.<br />

Helsingin Sanomat 5.6.2007. Nokia Siemens ulkoistaa<br />

tuotekehitystään. HS-STT, B5.<br />

Henriksson, Gunnar - Akin, Danny E .- Hanlin, Richard<br />

T. - Rodrigues, Carmen - Douglas, D. Archibald - Rigsby,<br />

Luanne, L. & Erksson, Karl-Erik, L. 1997. Identification<br />

and Retting Effiencies of Fungi Isolated<br />

from Dew-Retted Flax in the United States and<br />

Europe. Applied and Environmental Microbiology<br />

63(10), 3950–3956.<br />

Hietanen, Olli - Heinonen, Sirkka - Kahilainen, Juha -<br />

Kiiskilä, Kati - Tapio, Petri & Wilenius, Markku 2003.<br />

Tulevaisuusajattelun haasteita: Tietoyhteiskunta<br />

ja kestävä kehitys. Teoksessa Matti Kamppinen,<br />

Osmo Kuusi & Sari Söderlund (toim.) Tulevaisuuden<br />

<strong>tutkimus</strong>. Perusteet ja sovellukset. 2. korjattu<br />

mituksia 896. Helsinki: Suomalaisen Kirjallisuuden<br />

Seura, 409–459.<br />

Hofer, Alfons 1985. Stoffe 1 – Textilrohstoffe, Garne,<br />

Effekte. 6. Auflage. Frankfurt am Main: Deutscher<br />

Fachverlag.<br />

Holmes, Caroline A. (toim.) 2005. Ienica, Interactive<br />

European Network of Industrial Crops and their<br />

Applications (FAIR QLK5-2000-00111): Summary<br />

Report 2000–2005 for European Commission<br />

Directorate General Research. Tulostettu<br />

25.6.2006. http://www.ienica.net/reports/ienicafinalsummaryreport2000-2005.pdf<br />

Hui, C.L. - Lau, T.W. - Ng, S.F. & Chan, K.C.C. 2004.<br />

Neural Network Prediction of Human Psychological<br />

Perceptions of Fabric Hand. Textile Research<br />

Journal 74(5), 375–383.<br />

Härkäsalmi, Tiina 2002. Pellava ja hamppu ympäristömyötäisen<br />

tuotesuunnittelun raaka-aineina.<br />

Julkaisussa Susan Vihma (toim.) Kestävää muotoilua.<br />

Ympäristömyötäisyys tuotesuunnittelussa.<br />

Työpaperit, Taideteollisen korkeakoulun julkaisusarja<br />

F 24. Helsinki: Taideteollinen korkeakoulu.<br />

ISO/TR 14062:fi 2003. Ympäristöasioiden hallinta.<br />

Ympäristönäkökohtien yhdistäminen tuotesuunnitteluun<br />

ja tuotekehitykseen. Tekninen raportti.<br />

Helsinki: Suomen Standardisoimisliitto SFS.<br />

Jokelainen, Aili 1983. Tekstiilikemian perusteet 1. Helsinki:<br />

Gaudeamus.<br />

lähteet lähteet<br />

Jokinen, Noora 2002. Ympäristömerkki pani vauhtia<br />

Nepalin huivien myyntiin. Isoimmat ympäristöhaitat<br />

syntyneet vesistöille villan värjäämisestä.<br />

Helsingin Sanomat 14.1.2002, Hinta & Laatu,<br />

D2.<br />

Järvenpää, Markku 2000. Pellavatutkimuksen yleiskuva.<br />

Teoksessa Markku Järvenpää ja Riitta Salo<br />

(toim.) Pellavan monet mahdollisuudet. Maa- ja<br />

metsätalousministeriön rahoittamat pellavahankkeet<br />

1995–2000. Maatalouden <strong>tutkimus</strong>keskuksen<br />

julkaisuja, sarja A 73. Jokioinen: Maatalouden<br />

<strong>tutkimus</strong>keskus, 7–22.<br />

Kamppinen, Malaska & Kuusi 2002. Tulevaisuudentutkimuksen<br />

peruskäsitteet. Teoksessa Matti Kamppinen,<br />

Osmo Kuusi & Sari Söderlund (toim.)<br />

Tulevaisuuden <strong>tutkimus</strong>. Perusteet ja sovellukset.<br />

2. korjattu painos. Suomalaisen Kirjallisuuden<br />

Seuran Toimituksia 896. Helsinki: Suomalaisen<br />

Kirjallisuuden Seura, 19–54.<br />

Karus, Michael - Kaup, Markus & Lohmayer, Daike 2000.<br />

Study On Markets and Prices for Natural Fibres<br />

(Germany and EU). Hürth: Nova Institute.<br />

Kauriinvaha, Eeva - Viljanen, Martti - Pasila, Antti - Kymäläinen,<br />

Hanna-Riitta & Pehkonen, Aarne 2001. Kas-<br />

nillinen korkeakoulu. Talonrakennustekniikan<br />

laboratorio julkaisuja TTT-TRT-117. Espoo.<br />

Kautto, Petrus - Heiskanen, Eva & Melanen, Matti 2001.<br />

Pyrkimys ympäristömyötäisiin tuotteisiin – Tapaus<strong>tutkimus</strong><br />

viidestä kansainvälisestä suomalaisyrityksestä.<br />

Suomen ympäristö 530. Helsinki: Suomen<br />

ympäristökeskus.<br />

Keinonen , Turkka 2006a. Introduction to Concept<br />

Design. Teoksessa Turkka Keinonen & Roope<br />

Takala (toim.) Product Concept Design. A Review<br />

of the Conceptual Design of Products in Industry.<br />

Berliini: Springer, 1–33.<br />

Keinonen , Turkka 2006b. The Concept Design Team.<br />

Teoksessa Turkka Keinonen & Roope Takala<br />

(toim.) Product Concept Design. A Review of the<br />

Conceptual Design of Products in Industry. Berliini:<br />

Springer, 34–56.<br />

Keinonen, Turkka - Andersson, Janne - Bergman, Jukka-Pekka<br />

- Piira, Sampsa & Sääskilahti, Mikko 2003a.<br />

Mitä tuotekonseptointi on? Teoksessa Turkka<br />

Keinonen & Vesa Jääskö (toim.) Tuotekonseptointi.<br />

Teknologiateollisuuden julkaisuja nro 12.<br />

Helsinki: Teknologiateollisuus, 9–47.<br />

Keinonen, Turkka & Jääskö, Vesa (toim.) 2003. Tuotekonseptointi.<br />

Teknologiateollisuuden julkaisuja<br />

nro 12. Helsinki: Teknologiateollisuus.<br />

Keinonen, Turkka - Kokkonen, Ville - Piira, Sampsa &<br />

Takala, Roope 2003b. Konseptisuunnittelun työtapoja.<br />

Teoksessa Turkka Keinonen & Vesa Jääskö


(toim.) Tuotekonseptointi. Teknologiateollisuuden<br />

julkaisuja nro 12. Helsinki: Teknologiateollisuus,<br />

49–79.<br />

Keinonen, Turkka & Takala, Roope (toim.) 2006. Product<br />

Concept Design. A Review of the Conceptual<br />

Design of Products in Industry. Berliini: Springer.<br />

Kessler, R.W. - Nebel, K. - Quint, B. & Werner, H. 1997.<br />

Fibre Design and Smart Processing by Integrated<br />

Quality Control. Julkaisussa Proceedings of the 2.<br />

Biorohstoff Hanf Symposium, Frankfurt am Main<br />

27.2.–2.3.1997. Nova-Institut, 330–343.<br />

Kessler, R.W. - Beckert, U. - Kohler, R. & Goth, B. 1998.<br />

Steam explosion of flax - a superior tecnique<br />

for upgarding fibre value. Biomass and Bioenergy<br />

14(3), 237–247.<br />

Kessler, R.W. - Kohler, R. & Tubach, M. 1999. Strategy<br />

for Sustainable Future of Fibre Crops. Natural<br />

Fibres Performance Forum, Copenhagen 27 th –<br />

28 th May 1999. Tulostettu 15.9.2002. http://<br />

www.ienica.net/fibreseminar/kessler/pdf.<br />

Kestävän kehityksen edistäminen koulutuksessa 2006.<br />

Baltic 21E –ohjelman toimeenpano sekä kansallinen<br />

strategia YK:n kestävää kehitystä edistävän<br />

koulutuksen vuosikymmentä (2005–2014)<br />

146 varten. Opetusministeriön työryhmämuistioita ja logical, Economic and Environmental Imperatives.<br />

tajajuuri, Juha-Matti - Seppälä, Jyri - Leivonen, Jorma & <strong>tutkimus</strong>keskuksen julkaisuja A 45. Jokioinen: 147<br />

selvityksiä 2006:6. Helsinki: Opetusministeriö.<br />

Kielitoimiston sanakirja 2006. Kotimaisten kielten <strong>tutkimus</strong>keskuksen<br />

julkaisuja 140. Helsinki: Kotimaisten<br />

kielten <strong>tutkimus</strong>keskus.<br />

Kimmel, Linda - Boylston, Eileen K. - Goynes, Wilton<br />

R. Jr. - Akin, Danny - Henriksson, Gunnar & Eriksson,<br />

Karl-Erik 2001. Non-traditionally Retted Flax for<br />

Dry Cotton Blend Spinning. Textile Research<br />

Journal 71, 375–380.<br />

Klein, W.1993. New Spinning Systems. Short-staple<br />

Spinning Series Volume 5. Manual of Textile<br />

Technology. Manchester: The Textile Institute.<br />

Klemola, Esa 1991. Kuitupellavan viljely – viljelytekniikka,<br />

tuotantoedellytykset ja -kustannukset.<br />

Työtehoseuran maataloustiedote 14/1991(405).<br />

Rajamäki: Työtehoseura.<br />

Klemola, Ari - Ruunaniemi, Jukka - Kymäläinen, Hanna-<br />

Riitta & Pehkonen, Aarne 2005. Öljypellavan talousviljelykokeet<br />

2002–2004. Helsingin yliopisto. Agroteknologian<br />

laitos. MMTEK - Julkaisuja 20.<br />

Kokkonen, Ville - Kuuva, Markku - Leppimäki, Sami -<br />

Lähteinen, Ville - Meristö, Tarja - Piira, Sampsa & Sääskilahti,<br />

Mikko 2005. Visioiva tuotekonseptointi. Työkalu<br />

<strong>tutkimus</strong>- ja kehitystoiminnan ohjaamiseen.<br />

Teknologiateollisuuden julkaisuja 4. Helsinki:<br />

Teknologiateollisuus ry.<br />

Komission tiedonanto neuvostolle ja Euroopan parlamentille<br />

2003. Yhdennetty tuotepolitiikka. Elinkaariajattelu<br />

politiikan perustana. Euroopan yhtei-<br />

lähteet<br />

söjen komissio, Brysseli 18.6.2003 KOM(2003)<br />

302 lopullinen.<br />

Kontiainen, Hannele 2007. Jykevästi mukana hirsirakentamisessa.<br />

Taloussanomat 24.4.2007, Yrittäjä,<br />

22.<br />

Kortesmaa, Aija - Kymäläinen, Hanna-Riitta - Lehto, Merja<br />

& Vettenranta, Marja-Liisa 2005. Agrokuituverkosto.<br />

Kuitukasvien viljelijöiden, jatkojalostajien ja<br />

tutkijoiden yhteistyöverkosto alan toiminnan tukemiseksi<br />

ja kehittämiseksi. Hankkeen loppuraportti.<br />

Helsingin yliopisto. Agroteknologian laitos.<br />

MMTEK julkaisuja 19. Länsi-Uusimaa: Helsingin<br />

yliopisto/Palmenia.<br />

Koski, Olli 2003. Kuituvalospakkauksia valmistava<br />

Adalson konkurssiin. Yrityssaneerauksessa ollut<br />

Adalson ei saanut sijoittajilta lisärahaa. Kouvolan<br />

seudulta arvioidaan katoavan kokonaisuudessaan<br />

noin 40 työpaikkaa. Kouvolan Sanomat<br />

21.8.2003. Tulostettu 7.11.2006. http://www.<br />

kouvolansanomat.fi/arkisto/vanhat/2003/08/03/<br />

uutiset/juttu4/sivu.html.<br />

Kozlowski, Ryszard - Mankowski, Jerzy & Baraniecki,<br />

Przmyslaw 1994. Bast Fibre Crops Cultivated on<br />

Polluted Soils. Teoksessa Globalization - Techno-<br />

The 75 th World Conference of Textile Institute,<br />

Atlanta, Georgia, USA. Manchester: The Textile<br />

Institute, 167–174.<br />

Kozlowski, Ryszard - Batog, Jolanta - Konczewicz, Wanda<br />

- Mackiewicz-Talarczyk, Maria - Muzyczek, Malgorzata<br />

- Sedelnik, Natalia & Tanska, Bogumila 2006. Enzymes<br />

in bast fibrous plant processing. Biotechnology<br />

Letters 28, 761–765.<br />

Kuhn, Thomas S. 1994. Tieteellisten vallankumousten<br />

rakenne. Suomentanut Kimmo Pietiläinen vuoden<br />

1969 alkuperäisteoksesta The Structure of<br />

Scientific Revolutions, 2. painos. Helsinki: Art<br />

House Oy.<br />

Kuusinen, Kimmo 1991. Pellava – suomalainen laatukuitu.<br />

Joensuun yliopisto, Karjalan <strong>tutkimus</strong>laitoksen<br />

julkaisuja n:o 100.<br />

Kymäläinen, Hanna-Riitta 2000. Rakennusmateriaaleihin<br />

käytettävän pellavan ja kuituhampun laatu.<br />

Helsingin yliopisto, Maa- ja kotitalousteknologian<br />

laitoksen julkaisuja 30.<br />

Kymäläinen, Hanna-Riitta 2003. Pellavan ja kuituhampun<br />

soveltuvuus teknologisiin tuotteisiin. Helsingin<br />

yliopisto, Maa- ja kotitalousteknologian laitoksen<br />

julkaisuja 13.<br />

Kymäläinen, Hanna-Riitta 2004. Quality of Linum Usitatissimum<br />

L. (flax and linseed) and Cannabis Sativa<br />

L. (fibre hemp) during the production chain of<br />

fibre raw material for thermal insulations. University<br />

of Helsinki, Department of Agricultural En-<br />

gineering and Household Technology, MMTEK<br />

- Publications 17. Väitöskirja.<br />

Kälviäinen, Mirja (toim.) 2005. Luonnonkuitukomposiitti<br />

- kilpailuetua materiaalista ja muotoilusta.<br />

Pohjois-Karjalan ammattikorkeakoulu, D´ART<br />

<strong>Muotoilun</strong> palvelukeskus, Joensuu.<br />

Kärnä, Anna (toim.) 2001. Ympäristömyötäinen tuotesuunnittelu.<br />

Opas sähkö- ja elektroniikkateollisuuden<br />

yrityksille. 2. painos. Helsinki: Sähkö- ja<br />

elektroniikkateollisuusliitto.<br />

Lewis, Helen & Gertsakis, John 2001. Design + environment:<br />

a global guide to designing greener goods.<br />

Sheffield: Greenleaf Publishing.<br />

Liljedahl, Sten & Smeder, Bo 1994. Non-textile Application<br />

of Flax: How to Overcome Technological<br />

and Marketing Barriers. Swedish University<br />

of Agricultural Sciences. Department of Economics.<br />

Working Paper Series 8, 5–11. Uppsala.<br />

Lindfors, Eila 2002. Tekstiilituotteen teknologiset ominaisuudet.<br />

Tekstiilituotteen käyttö- ja hoito-ominaisuuksien<br />

tarkastelu kuluttajan näkökulmasta.<br />

Joensuun yliopiston kasvatustieteellisiä julkaisuja<br />

N:o 77. Väitöskirja.<br />

Loikkanen, Torsti - Mälkki, Helena - Virtanen, Yrjö - Ka-<br />

Reinikainen, Asta 1999. Elinkaariarviointi yritysten<br />

ja viranomaisten ympäristöhallinnan päätöksenteon<br />

tukena – nykytila ja kehittämistarpeet. Teknologiakatsaus<br />

68. Helsinki: Tekes.<br />

Lord, Peter, R. 2003. Handbook of Yarn Production.<br />

Technology, Science and Economics. The Textile Institute.<br />

Cambridge: Woodhead Publishing.<br />

Luostarinen, Matti 1998. Pellavayrittäjyyden mahdollisuudet<br />

Suomessa. Teoksessa Luostarinen, Matti<br />

- Reijonen, Ahti - Mäkinen, Mailis & Pirkkamaa,<br />

Juha Öljypellavan kuidun hyödyntäminen.<br />

Maatalouden <strong>tutkimus</strong>keskuksen julkaisuja A 45.<br />

Jokioinen: Maatalouden <strong>tutkimus</strong>keskus, 9–17.<br />

Luostarinen, Matti 2004. Innovaatiostrategia ja -kapasiteetti.<br />

Ekologinen klusteri ja innovaatiopolitiikka.<br />

Maa- ja elintarviketalous 45. Jokioinen: Maa-<br />

ja elintarviketalouden <strong>tutkimus</strong>keskus.<br />

Mattila, Heikki 2006. Intelligent textiles and<br />

clothing - a part of our intelligent ambience.<br />

Teoksessa Heikki Mattila (toim.) Intelligent textiles<br />

and clothing. Cambridge: Woodhead Publishing,<br />

1–4.<br />

Mauersberger, Herbert, R. (toim.) 1947. Matthew‘s<br />

Textile Fibers. Their Physical, Microscopical and<br />

Chemical Properties. 5. uudistettu painos. New<br />

York:: John Wiley & Sons.<br />

McDougall, G. J. - Morrison, I.M. - Stewart, D. - Weyers,<br />

J.D.B. & Hillman, J.R. 1993. Plant Fibres: Botany,<br />

Chemistry and Processing for Industrial Use.<br />

lähteet<br />

Journal of the Science of Food and Agriculture 62(1),<br />

1–20.<br />

Miettinen, Anssi 2004. Pellava päätyi montun täytteeksi.<br />

Vanhasta luonnonkuidusta piti tehdä ekologista<br />

rakennuseristettä. MTK ja ministeriö<br />

kampanjoivat pellavan paluuta, mutta pieleen<br />

meni. Helsingin Sanomat 14.3.2004, Talous &<br />

Työ, E3.<br />

Militký, Jiří - Bajzík, Vladimír & Křemenáková, Dana<br />

2002. Selected properties of cottononized flax.<br />

International Textile, Clothing and Design Conference.<br />

Dubrovnik, Croatia, October 06–09 th<br />

2002, 8 pp.<br />

Muotoilu 2005! 2000. Valtioneuvoston periaatepäätös<br />

muotoilupolitiikasta 15.06.2000. Helsinki:<br />

Opetusministeriö.<br />

Muotoilu 2005! -ohjelman seurantaryhmän raportti 2004.<br />

Opetusministeriön työryhmämuistioita ja selvityksiä<br />

2004:11. Kulttuuri-, liikunta- ja nuorisopolitiikan<br />

osasto. Helsinki: Opetusministeriö.<br />

Mäkinen, Mailis 1998. Öljypellavan kuitututkimukset.<br />

Julkaisussa Matti Luostarinen, Ahti Reijonen,<br />

Mailis Mäkinen & Juha Pirkkamaa Öljypellavan<br />

kuidun hyödyntäminen. Maatalouden<br />

Maatalouden <strong>tutkimus</strong>keskus, 18–26.<br />

Mäkinen, Mailis - Meinander, Harriet - Luible, Christiane<br />

& Magnenat-Thalmann, Nadia 2005. Influence of<br />

Physical Parameters on Fabric Hand. HAP05,<br />

Workshop on Haptic and Tactile Perception of<br />

Deformable Objects 1.12.2005, 8–16. Tulostettu<br />

25.6.2007. ftp://ftp.gdv.uni-hannover.de/papers/<br />

haptex05/12.pdf<br />

Niiniluoto, Ilkka 1980. Johdatus tieteen filosofiaan. Käsitteen-<br />

ja teorianmuodostus. Helsinki: Otava.<br />

Nilsson, Daniel & Karlsson, Stig 2005. A Model for the<br />

Field Drying and Wetting Processes of Cut Flax<br />

Straw. Biosystems Engineering 92, 25–35.<br />

Non food -tuotanto 2006. Ohjeet viljelijöille, keräilijöille<br />

ja jalostajille. Helsinki: Maa- ja metsätalousministeriö.<br />

Tulostettu 23.3.2007. http://www.<br />

mmm.fi/attachments/5gvvBs4bf/5gyHvEckN/<br />

Files/CurrentFile/NFOHJE_06_2.pdf<br />

Nuutinen, Ana 2004. Edelläkävijät. Hiljainen, implisiittinen<br />

ja eksplisiittinen tieto muodin ennustamisessa.<br />

Taideteollisen korkeakoulun julkaisusarja<br />

A 53. Helsinki. Väitöskirja.<br />

Nykter, Minna 2006. Microbiological quality of hemp<br />

(Cannabis sativa L ) and flax (Linum usitatissimum<br />

L.) from plants to thermal insulation. University<br />

of Helsinki. Department of Agrotechnology.<br />

MMTEK - Publications 23. Väitöskirja.<br />

Oilseed Flax Straw Management 2004. Saskatchewan<br />

Agriculture, Food and Rural Revitalization. Tu


lostettu 8.3.2007. http://www.agr.gov.sk.ca/docs/<br />

environment/flax_straw_management.pdf<br />

Ossola, Mattia & Galante, Yves M. 2004. Scouring<br />

flax rove with enzymes. Enzyme and Microbiological<br />

Technology 34, 177–186.<br />

Palm, Eeva 2007. Kauhajoki rakentaa tilat kasviraaka-aineiden<br />

jalostusteollisuudelle. Terveysvaikutteisten<br />

tuotteiden kansainvälinen kysyntä kasvaa.<br />

Helsingin Sanomat, Talous, B9.<br />

Pasila, Antti - Pehkonen, Aarne - Lalli, Jarmo - Pehkonen,<br />

Tom & Sihvola, Jukka 1998. Kasvikuitueristeen<br />

tuotannon koneketju. Helsingin yliopisto. Maa- ja<br />

kotitalousteknologian laitos. Maatalousteknologian<br />

julkaisuja 23.<br />

Pasila, Antti – Pehkonen, Aarne – Suokannas, Antti<br />

– Hakkarainen, Esa & Pehkonen, Tom 1999. Lyhyen<br />

pellavakuidun korjuun, varastoinnin ja prosessoinnin<br />

teknologian kehittäminen. Helsingin yliopisto.<br />

Maa- ja kotitalousteknologian laitos. Maatalousteknologian<br />

julkaisuja 26.<br />

Pasila, Antti - Gullichsen, Johan - Klemetti, Ursula & Pehkonen,<br />

Aarne 2001. Kuituhampun käyttö selluloosan<br />

raaka-aineeksi. Helsingin yliopisto, Maa- ja kotitalousteknologian<br />

laitos, Maatalousteknologian<br />

148 julkaisuja 28.<br />

Väitöskirja.<br />

SFS-ISO 14050 2002. Ympäristöasioiden hallinta. raportti. Helsingin yliopisto, Maa- ja kotitalous- 14<br />

Pasila, Antti 2004a. The dry-line method in bast fibre<br />

production. University of Helsinki. Department<br />

of Agrotechnology. MMTEK - Publications 23.<br />

Väitöskirja.<br />

Pasila, Antti 2004b. A biological oil absorption filter.<br />

Marine Pollution Bulletin 49, 1006–1012.<br />

Paulsson, Gregor - Engblom, Alex - Hörlén, Mattis &<br />

Sylwan, Vivi (toim.) 1939. Textil I. Hantverkets bok.<br />

Stockholm: Lindfors Bokförlag.<br />

Pehkonen, Aarne 1998. Maatalouden tulevat megatrendit.<br />

Julkaisussa Päivi Talvenmaa, Riitta<br />

Salonen ja Mailis Mäkinen (toim.) The 1 st<br />

Nordic Conference on Flax and Hemp Processing<br />

10-12.8.1998 Tampere, Finland. Tampere: Institute<br />

of Fiber, Textile and Clothing Science, Tampere<br />

University of Technology, 37–42.<br />

Pehkonen, Aarne & Mäkinen, Heikki 1998. Maatalouden<br />

pitkän aikavälin toimintalinjaukset. Teoksessa<br />

Aarne Pehkonen & Heikki Mäkinen (toim.)<br />

Teknologian mahdollisuudet maatalouden kehittämisessä.<br />

Helsingin yliopisto. Maatalousteknologian<br />

julkaisuja 24, 21–28.<br />

Pehkonen, Aarne - Kymäläinen, Hanna-Riitta & Pasila,<br />

Antti 2000. Non-food -tuotannon mahdollisuudet.<br />

Teoksessa Juha Marttila & Jaana Ahlstedt<br />

(toim.) Maataloustieteen päivät 2000. Talous ja<br />

teknologia. Helsinki: Maatalouden taloudellinen<br />

<strong>tutkimus</strong>laitos, julkaisuja 94, 52–63.<br />

Poutanen, Jutta 1998. Linseed flax used for healthy<br />

lähteet<br />

foodstuffs of the future. Julkaisussa Päivi Talvenmaa,<br />

Riitta Salonen ja Mailis Mäkinen (toim.) The<br />

1 st Nordic Conference on Flax and Hemp Processing<br />

10–12.8.1998 Tampere, Finland. Tampere: Institute<br />

of Fiber, Textile and Clothing Science, Tampere<br />

University of Technology, 99–107.<br />

Reijonen, Ahti 1998. Johtopäätökset öljypellavan<br />

kuidun soveltuvuudesta nykyaikaiseen teollisuustuotantoon.<br />

Julkaisussa Matti Luostarinen, Ahti<br />

Reijonen, Mailis Mäkinen & Juha Pirkkamaa<br />

Öljypellavan kuidun hyödyntäminen. Maatalouden<br />

<strong>tutkimus</strong>keskuksen julkaisuja A 45. Jokioinen:<br />

Maatalouden <strong>tutkimus</strong>keskus, 27–50.<br />

Risikko, Tanja & Marttala-Vesanen, Ritva 2006. Vaatteet<br />

ja haasteet. Helsinki: WSOY.<br />

Royston, Roberts, M. 2000. Sattuma tieteessä. Suomennos<br />

Leena Salmi, Hannu Salmi ja Timo<br />

Paukku. Alkuteos Serendipity: Accidental Discoveries<br />

in Science. Helsinki: Yliopistopaino.<br />

Salimäki, Markku 2003. Suomalaisen design-teollisuuden<br />

kansainvälinen kilpailukyky ja kansainvälistyminen.<br />

Strateginen ryhmä - <strong>tutkimus</strong> designaloilta.<br />

Helsinki School of Economics. Acta<br />

Unversitatis oeconomicae Helsingiensis A-220.<br />

Salmon-Minotte, Jack & Franck, Robert R. 2005. Flax.<br />

Teoksessa Robert R. Franck (toim.) Bast and other<br />

plant fibres. Cambridge: Woodhead Publishing<br />

Limited, 94–175.<br />

Sampaio, Sandra - Bishop, David & Shen, Jinsong 2005.<br />

Physical and chemical properties of flax fibres<br />

from stand-retted crops dessiccated at different<br />

stages of maturity. Industrial Crops and Products<br />

21, 275–284.<br />

Sankari, Hannele 2000a. Bast fibre content, fibre<br />

yield and fibre quality of different linseed genotypes.<br />

Agricultural and Food Science in Finland 9,<br />

79–87.<br />

Sankari, Hannele 2000b. Towards Bast Fibre Production<br />

in Finland Stem and Fibre Yields and<br />

Mechanical Fibre Properties of Selected Fibre Hemp<br />

and Linseed Genotypes. Agricultural Research<br />

Centre of Finland, Plant Production Research.<br />

Jokioinen: Agrocultural Research Centre of Finland.<br />

Väitöskirja.<br />

Sepänmaa, Yrjö 1991. Kauneuden käsite ja ympäristö<br />

kokonaistaideteoksena. Espoo: Valtion teknillinen<br />

<strong>tutkimus</strong>keskus, tiedotteita 1294.<br />

SFS 2601 1970. Tekstiilit. Tex-järjestelmä ja sen<br />

suhtautuminen muihin numerointijärjestelmiin.<br />

Helsinki: Suomen Standardisoimisliitto SFS.<br />

SFS 4861 1981.Tekstiilit. Massan määritys. Sanasto<br />

ja määritelmät. Helsinki: Suomen Standardisoimisliitto<br />

SFS.<br />

SFS-EN ISO 5079 1996. Tekstiilit. Kuidut. Murtokuormituksen<br />

ja murtovenymän määritys yksittäiskuidusta.<br />

Helsinki: Suomen Standardisoimisliitto<br />

SFS.<br />

SFS-EN ISO 9241-11 1998. Näyttöpäätteillä tehtävän<br />

toimistotyön ergonomiset vaatimukset. Käytettävyyden<br />

määrittely ja arviointi, osa 11. Helsinki:<br />

Suomen Standardisoimisliitto SFS.<br />

SFS-EN ISO 14040 1997. Ympäristöasioiden hallinta.<br />

Elinkaariarviointi. Periaatteet ja pääpiirteet.<br />

Helsinki: Suomen Standardisoimisliitto SFS.<br />

SFS-EN ISO 14041 1998. Ympäristöasioiden hallinta.<br />

Elinkaariarviointi. Tavoitteiden ja soveltamisalan<br />

määrittely sekä inventaarioanalyysi. Helsinki:<br />

Suomen Standardisoimisliitto SFS.<br />

SFS-EN ISO 14042 2000. Ympäristöasioiden hallinta.<br />

Elinkaariarviointi. Vaikutusarviointi. Helsinki:<br />

Suomen Standardisoimisliitto SFS.<br />

SFS-EN ISO 14043 2000. Ympäristöasioiden hallinta.<br />

Elinkaariarviointi. Tulosten tulkinta. Helsinki:<br />

Suomen Standardisoimisliitto SFS.<br />

SFS-EN ISO 20139 2005. Tekstiilit. Ilmastoinnissa<br />

ja testauksessa käytettävät vakio-olosuhteet. Helsinki:<br />

Suomen Standardisoimisliitto SFS.<br />

Sanasto. Helsinki: Suomen Standardisoimisliitto<br />

SFS.<br />

Sharma, H.S.S. - Whiteside, L. & Kernaghan, K. 2005.<br />

Enzymatic treatment of flax fibre at the roving<br />

stage for production of wet-spun yarn. Enzyme<br />

and Microbiological Technology 37, 386–394.<br />

Simola, Emil J. 1949. Tekstiilikuidut. Perustietoja kuituopista.<br />

Helsinki: WSOY.<br />

Simpson, Paul 2006. Global Trends in Fibre Prices,<br />

Production and Consumption. Textile Outlook<br />

International, January- February 121, 62–83.<br />

Slater, Keith 2003. Environmental impact of textiles.<br />

Production, process and protection. Cambridge:<br />

Woodhead Publishing Limited.<br />

Smeder, Bo & Liljedahdl, Sten 1996. Market oriented<br />

identification of important properties in developing<br />

flax fibres for technical uses. Industrial Crops<br />

and Products 5, 149–162.<br />

Smith, Betty, F. & Block, Ira 1982. Textiles in Perspective.<br />

Englewood Cliffs: Prentice-Hall.<br />

Sponner, Jenó - Toth, László - Cziger, Sándor & Franck,<br />

Robert R. 2005. Hemp. Teoksessa Robert R.<br />

Franck (toim.) Bast and other plant fibres. Cambridge:<br />

Woodhead Publishing, 176–206.<br />

Stamm, Bettina von 2004. Innovation - What´s Design<br />

Got to Do with It? Design Management Review<br />

15(1), 10–19.<br />

Struik, P. C.; Amaducci, S.; Bullard, M.J. ; Stutterheim,<br />

N.C.; Venturi, G. & Cromack, H.T.H. 2000. Agrono-<br />

lähteet<br />

my of fibre hemp (Cannabis Sativa L.) in Europe.<br />

Industrial Crops and Products 11, 107–118.<br />

Stuart, T. - Liu, Q. - Hughes, M. - McCall, R.D. - Sharma,<br />

H.S.S. & Norton, A. 2006. Structural biocomposites<br />

from flax–Part I: Effect of bio-technical<br />

fibre modification on composite properties. Composites,<br />

Part A 35: applied science and manufacturing,<br />

393–404.<br />

Studd, Rachel 2002. The Textile Design Process.<br />

The Design Journal 5(1), 35–49.<br />

Suojanen, Ulla 1997. Vihreät tekstiilit. 2. uudistettu<br />

laitos. Helsinki: Yliopistopaino.<br />

Suojanen, Ulla 2001. Ekokilpailukykyä PK-yritykseen.–<br />

-Kestävän kehityksen elinkaari- ja arvoketjumalli<br />

käsityövaltaisiin yrityksiin. Opetusministeriön<br />

EU-rakennerahastot -julkaisu 12/2001.<br />

Helsinki: Opetusministeriö.<br />

Talvenmaa, Päivi 1998. Tekstiilit ja ympäristö. Tampere:<br />

Tekstiili- ja vaatetusteollisuus, Tekstiili- ja jalkinetoimittajat<br />

ja Tekstiilikauppiaiden liitto.<br />

Tavisto, Mervi - Kortesmaa, Aija - Lahtinen, Seppo<br />

- Lindstén, Lasse - Pasila, Antti - Reunanen, Niko &<br />

Pehkonen, Aarne 2001. Pellavan tie pakkaukseen.<br />

Flax team - packs clean -<strong>tutkimus</strong>hanke. Loppu-<br />

teknologian laitos, Maa- ja kotitalousteknologian<br />

laitoksen julkaisuja 6.<br />

TIKE 2006. Maaseutuelinkeinorekisteri. Ajopäivämäärä<br />

31.1.2006. Helsinki: Maa- ja metsätalousministeriön<br />

tietopalvelukeskus.<br />

Tuotteet ja ympäristö 2000. Teollisuuden linjaukset<br />

tuotelähtöiseen ympäristöajatteluun. Helsinki:<br />

Teollisuuden ja työnantajain keskusliitto.<br />

Uotila, Minna – Mattila, Heikki & Hänninen, Osmo<br />

2006. Methods and models for intelligent garment<br />

design. Teoksessa Heikki Mattila (toim.)<br />

Intelligent textiles and clothing. Cambridge:<br />

Woodhead Publishing, 5–18.<br />

Vaarna, Pentti 1965. Tekstiiliraaka-aineet. Porvoo:<br />

WSOY.<br />

Valpola, Veli 2000. Suuri sivistyssanakirja. Helsinki:<br />

WSOY.<br />

Vignon, M.R. - Garcia-Jaldon, C. & Dupeyre, P. 1995.<br />

Steam explosion of woody hemp chènevotte. International<br />

Journal of Biological Macromolecules<br />

17(6), 395–404.<br />

Vihma, Susann (toim.) 2002. Kestävää muotoilua. Ympäristömyötäisyys<br />

tuotesuunnittelussa. Taideteollisen<br />

korkeakoulun julkaisusarja F 24. Työpaperit.<br />

Helsinki.<br />

Vihreä kirja yhdennetystä tuotepolitiikasta 2001. Euroopan<br />

yhteisöjen komissio, Bryssel 07.02.2001,<br />

KOM (2001) 68 lopullinen.<br />

Vlasberichten 2005. Prijzen vlasvezels en nevenpro


ducten Vezelbereiding Cours des filasses de lin<br />

et des sous-produits du Teillage. Vlasberichten<br />

1/ 07.01.2005, Algemeen Belgisch Vlasverbond, 4.<br />

Vuorio, Heli - Soini, Katriina & Ikonen, Arsi 2005. Kenestä<br />

erikoiskasviviljelijäksi? Erikoiskasviviljelyn<br />

omaksujatyypit ja omaksumisen taustalla vaikuttavat<br />

tekijät. MTT:n selvityksiä 102. Jokioinen:<br />

Maa- ja elintarviketalouden <strong>tutkimus</strong>keskus.<br />

Wang, H.M. - Postle, R. - Kessler, R.W. & Kessler, W.<br />

2003. Removing Pectin and Lignin During Chemical<br />

Processing of Hemp for Textile Applications.<br />

Textile Research Journal 73(8), 664–669.<br />

Wiener, Jakub - Kovačič, Vladimír & Dejlová, Petra 2003.<br />

Differences between flax and hemp. AUTEX Research<br />

Journal 3(2), 58–63. Tulostettu 14.4.2003.<br />

http://www.autexj.org/N02-2003/0053.pdf.<br />

Wilson, Kax 1979. A History of Textiles. Colorado:<br />

Westview Press.<br />

Öko-tex Standard 100 2007. Viitattu 16.3.2007.<br />

http://www.oeko-tex.com/xdesk/ximages/470/16459<br />

100def2007.pdf<br />

Kuva 1. Eri runkokuitutuotteiden taloudellisen ar-<br />

150 korjuusta kehruuseen 122<br />

painamattomat<br />

von suhde massatuotantokapasiteettiin (Kessler,<br />

151<br />

Kohler & Tubach 1999, 3) 33<br />

Lähteet<br />

Härkäsalmi, Tiina & Laurila, Tiina 2001. Kotimaiset<br />

tekstiilikuidut teollisesti valmistettavien tekstiilituotteiden<br />

raaka-aineena (tavoitteena ympäristömyötäinen<br />

tuotanto). 1236/401/00 WO/LI/HA<br />

-valmisteluhanke. Taideteollinen korkeakoulu ja<br />

Tekes.<br />

Härkäsalmi, Tiina 2002. Käytännön pilot-hanke: Keväällä<br />

korjatun kuituhampun ja -pellavan jalostus<br />

tekstiilikuiduksi (=langaksi), 9 s. Selvitys Agrokuituverkoston<br />

oashankkeesta.<br />

Härkäsalmi, Tiina - Maijala, Pekka - Galkin, Sari - Hatakka,<br />

Annele & Nykter, Minna 2008. Menetelmä<br />

runkokuitujen liottamiseksi, pehmentämiseksi ja<br />

cottonisoimiseksi sekä kasvipohjaisten ligniinien<br />

poistamiseksi. Suomalainen patenttihakemus<br />

Nro 20085055 23.1.2008, Patentti- ja rekisterihallitus,<br />

Helsinki.<br />

henKiLöKohtaiset<br />

tiedonannot<br />

Lamminen, Eero 25.11.2004. Yliteknikko, Viikin opetus-<br />

ja <strong>tutkimus</strong>tila, Helsingin yliopisto.<br />

Laurila, Timo 1.11.2006. Toimitusjohtaja, Jokipiin<br />

Pellava Oy.<br />

Nyqvist, Leena 15.7.2007. Oy Nordic Eco Linen<br />

Group Ltd Ab:n tehtaanjohtaja 9.1.2006–<br />

14.8.2007 kehräämön lopettamiseen asti.<br />

Priha, Päikki 5.2.2007. Professori, <strong>Muotoilun</strong> osasto,<br />

Taideteollinen korkeakoulu.<br />

Röning, Jouko 25.2.2002, 12.11.2004, 13.10.2005. Toimitusjohtaja,<br />

Idän Kuitumestarit Oy.<br />

seminaarit<br />

Välimäki, Harri 2005. Luonnonkuitukomposiitti<br />

– valmistajan visiot. Luonnonkuitukomposiitti<br />

– kilpailuetua muotoilusta ja materiaalista -seminaari.<br />

13.10.2005. Joensuu. D’ART <strong>Muotoilun</strong><br />

palvelukeskus.<br />

KuvaLuetteLo<br />

Kuva 2. Pellavan ja hampun viljelyalat maailmassa<br />

2001–2005 (FAOSTAT 2006) 38<br />

Kuva 3. Pellavan ja hampun viljelyalat Suomessa<br />

1996–2005 (TIKE 2006) 40<br />

Kuva 4. Pellavan ja hampun korren ja kuitukimpun<br />

rakenteen periaate: A. korren poikkileikkaus; B.<br />

kuitukimpun poikkileikkaus 46<br />

Kuva 5. Pellavan ja hampun peruskuidun rakenne:<br />

A. Kuidun päitä; B. Peruskuidun pitkittäisrakenne;<br />

C. Peruskuidun poikkileikkaus 48<br />

Kuva 6. Pellavan ja hampun mahdollisia käyttökohteita<br />

59<br />

Kuva 7. Pellavan aivinakuitujen perinteinen tuotantoketju<br />

61<br />

Kuva 8. Hampputuotteiden napeissa ja kirjotuissa<br />

tuotemerkeissä esiintyviä lehtiaiheita 68<br />

Kuva 9. Kuitupellavan perinteinen prosessointi ja<br />

kokonaisvarsisadosta saatavien fraktioiden osuudet<br />

(Fröier 1960, 59) 73<br />

Kuva 10. Roottorikehruun periaate 76<br />

Kuva 11. Kuituhampun korjuu Dry-line -menetelmällä<br />

80<br />

Kuva 12. Tutkimuksen viitekehys 86<br />

Kuva 13. Materiaalitutkielmia kasvien osista 94<br />

Kuva 14. Materiaalitutkielmia hamppukuiduista 95<br />

Kuva 15. Materiaalitutkielmia pellavan kuiduista 96<br />

Kuva 16. Materiaalitutkielmia cottonisoiduilla, värjätyillä<br />

ja valkaistuilla öljypellavan kuiduilla 97<br />

Kuva 17. Escomatic-tilakuiduttimen toimintaperiaate<br />

102<br />

Kuva 18. Öljypellavasta ja -hampusta saatavien<br />

fraktioiden keskimääräiset saannot /m 2 113<br />

Kuva 19. Dry-line -menetelmän vaiheet 118<br />

Kuva 20. Öljypellava Laserin ligniinipitoisuudet<br />

vähäproteiinisen Fusart-kasvuliuoskäsittelyjen jälkeen<br />

120<br />

Kuva 21. Fusart-käsittelyjen vaikutus öljypellava<br />

Laserin uuteainepitoisuuksiin 121<br />

Kuva 22. Niitetyn ja silputun öljypellava Laserin<br />

prosessointi ja kuitusaanto lyhytkuitumenetelmin<br />

Kuva 23. 3 x 6 h astiassa cottonisoitujen kuitujen<br />

pituudet ja prosenttisosuudet 124<br />

Kuva 24. Fusart-menetelmän vaiheita:<br />

A. Kasvatettua sientä;<br />

B. Karstattua öljypellavan raakakuitua;<br />

C. Fusart-käsiteltyä öljypellavaa;<br />

D. Fusart-käsiteltyä ja värjättyä öljypellavaa ja<br />

E. Fusart-käsiteltyä ja valkaistua öljypellavaa. 129<br />

Kuva 25. Tuotantomalli 130<br />

Kuva 26. Öljypellava Laser 131<br />

Kuva 27. Esijalostettua öljypellavaa A. Silputtua<br />

kuitua; B. Karstattua kuitua 131<br />

Kuva 28. Cottonisoitua, värjättyä ja valkaistua kuitua<br />

132<br />

Kuva 29. Langanvalmistukseen liittyviä vaiheita<br />

A. Karstanauhaa;<br />

B. Hienokehrättyjä lankoja;<br />

C. Neulos;<br />

D. Muotoon kudottu ja laminoitu kangas 133<br />

Kuva 30. Eri valmistusmenetelmin tehtyjä materiaaliaihioita<br />

A. Märkävalettua kuitua;<br />

B. Muottiin valettua kuitua;<br />

C. Neulattua kuitua;<br />

D. Valettu kuitukomposiitti 135<br />

lähteet lähteet


152<br />

tiivisteLmä<br />

runKoKuituJa LyhytKuitumeneteLmin<br />

– Kohti peLLavan Ja hampun ympäristömyötäistä<br />

tuotteistamista<br />

Tämä materiaalilähtöinen <strong>tutkimus</strong> perustuu runkokuitujen perinteisten pitkäkuitumenetelmien<br />

sijaan lyhytkuitujen jalostukseen. Kuituainesta käsitellään yhtenä<br />

peruskuitujakeena erottelematta pitkiä kuitukimppuja ja lyhyitä rohdinkuituja toisistaan.<br />

Tutkimuksen keskeisenä tavoitteena oli lisätä peruskuitujen käytettävyyttä<br />

erilaisissa tuoteaihioissa parantamalla kuituraaka-aineen homogeenisuutta sekä<br />

muokkaamalla kuitujen visuaalisuutta, korostaen pehmeyttä ja kiiltoa. Tarkastelun<br />

keskiössä oli ensisijaisesti langanvalmistus roottorikehruuna. Jotta kuituja voidaan<br />

jatkojalostaa puuvillateollisuuden teknologialla, on kuitudimensioiden, kuten kuitupituuden<br />

ja -hienouden vastattava mahdollisimman tarkoin puuvillaa. Tuotannon<br />

suunnittelussa pyrittiin vähentämään haitallisia ympäristövaikutuksia tuotantoketjun<br />

kaikissa vaiheissa.<br />

Tutkimusaihetta lähestyttiin monitieteellisestä näkökulmasta. Työssä yhdistettiin<br />

tuotesuunnittelun eri työtapoja, kuten luovaa työskentelyä, monialaista tarkastelua,<br />

ideoiden konkretisointia mallien avulla sekä tietointensiivisyyttä. Menetelmällisesti<br />

tutkimuksessa oli kolme vaihetta: 1) Materiaalituntuma, johon liittyi eri tavoin esikäsiteltyjen<br />

pellava- ja hamppukuitujen kokeellinen työstäminen. Artefakteina kuvatuilla<br />

materiaalitutkielmilla pyrittiin tuomaan esiin raaka-aineiden moni-ilmeisyyttä<br />

ja eri raaka-aineiden välisiä eroja. 2) Kehräytyvyys. Laboratoriomittakaavassa<br />

tehdyissä kehruukokeissa selvitettiin, miten eri menetelmin liotetut kuidut roottorikehräytyvät.<br />

Vertailtavina oli entsymaattinen liotuskäsittely, kevätkorjuuseen perustuva<br />

Dry-line -menetelmä sekä tässä tutkimuksessa kehitetty Fusart-menetelmä.<br />

Raaka-aineiden käsittelyyn liittyivät korjuu, kuidutus, karstaus, karstanauhanvalmistus<br />

sekä roottorikehruu. 3) Fusart-menetelmä, joka perustuu Fusarium-sienen<br />

ja sen tuottamien yhdisteiden käyttöön runkokuituraaka-aineiden liotuskäsittelyssä,<br />

kuitujen pehmentämisessä ja cottonisoinnissa sekä ligniinin poistamisessa. Raakaaineena<br />

käytettiin öljypellavan kuituja. Tähän osaan liittyivät myös käsittelyolosuhteiden<br />

määrittäminen ja cottonisointikokeet. Käsiteltyjen kuitujen laatua arvioitiin<br />

aistivaraisesti tunnustelemalla, mittaamalla käsittelyjen vaikutuksia kuituhienouteen,<br />

tiivistelmä<br />

murtolujuuteen ja -venymään sekä selvittämällä kuitujen ligniini- ja uuteainepitoisuuksia.<br />

Tutkimustulosten pohjalta rakennettiin tuotantomalli, jossa raaka-aineena käytettiin<br />

nykyään lähes hyödyntämätöntä öljypellavan kuitua. Muista tunnetuista menetelmistä<br />

poiketen, korret kuidutettiin ennen pektiinien hajotuskäsittelyä. Tämän<br />

etuna on, että kuivauskustannukset kohdistuvat ainoastaan kuituun, jota on noin<br />

20 % korsimassasta. Karstattu kuitu hajotettiin peruskuiduiksi Fusart-käsittelyllä,<br />

jolloin samaan märkäprosessiin voitiin yhdistää kuitujen pesu, cottonisointi, lisävalkaisu<br />

ja värjäys. Näin cottonisoitu kuitu on valmista raaka-ainetta joko langanvalmistukseen<br />

puuvillakehruumenetelmin, kuitukangasteollisuudelle tai muihin<br />

teknisiin sovelluksiin. Kuituvärjäys mahdollistaa meleerattujen lankojen kehruun.<br />

Tuotantoketjun lyhentämisellä pystyttiin vähentämään kuidun laatuun vaikuttavia<br />

kriittisiä vaiheita sekä parantamaan tuotantoketjun ekotehokkuutta kustannustehokkaasti.<br />

Tämä <strong>tutkimus</strong> osoitti, että lyhytkuitumenetelmiin perustuvalla tuotannolla<br />

voidaan saavuttaa merkittävää lisäarvoa erityisesti öljypellavan kuitufraktiolle.<br />

Tutkimuksessa kehitetty Fusart-menetelmä tarjoaa vaihtoehtoisen jalostustavan<br />

korkealaatuisten kuituraaka-aineiden tuottamiseksi, missä kustannus- ja ekotehokkuutta<br />

voidaan parantaa perinteisiin jalostusmenetelmiin verrattuna kaikissa<br />

tuotantovaiheissa. Erityisesti cottonisoitujen kuitujen kiilto ja pehmeys lisäävät runkokuitujen<br />

tuotteistamismahdollisuuksia etenkin tekstiileissä, mutta myös teknisissä<br />

sovelluksissa.<br />

Asiasanat: öljypellava, hamppu, peruskuitu, lyhytkuitumenetelmät, cottonisointi,<br />

roottorikehruu, tuotantomalli, ympäristömyötäisyys<br />

runkokuituja lyhytkuitumenetelmin<br />

153


154<br />

abstract<br />

bast Fibres by short-Fibre methods – towards<br />

an environmentaLLy-conscious productization<br />

oF FLax and hemp<br />

The objective of this study is to explore the suitability of flax and hemp elementary<br />

fibres in new textile and technical applications and creating prerequisites for product<br />

design and productization. The study is based on a multidisciplinary approach to the<br />

use of flax and hemp elementary fibres where, rather than traditional long-linen textile<br />

processing technology, short-fibre methods are employed. Special attention was<br />

paid to the quality requirements of rotor spinning. This means that the fibre characteristics<br />

such as fineness, length, elongation at break and extension at break should<br />

be modified to be similar to cotton. One important task is to remove noncellulosic<br />

substances such as pectins and lignin without damaging the fibre cellulose.<br />

In this study product- development-oriented design research was combined with<br />

several product design perspectives including creativity, wide-ranging investigations<br />

and design using tangible models. Methodically this study was divided into three<br />

parts. In the first phase experimental processes aimed to explore the feel and tactility<br />

of the materials. Knowledge of the differences and nuances of the bast fibres were<br />

embodied in artefacts. In the second phase rotor spinning was tested in the scale of<br />

a laboratory. Three different methods for removing the gluing substances from hemp<br />

and flax were compared: enzyme-retting, spring harvesting (frost retting) and cottonizing<br />

with the supernatant of the fungus Fusarium. The last of these methods is<br />

introduced in this study as the Fusart method, a technique for retting, smoothening<br />

and cottonizing bast fibres (especially linseed flax) by reducing the lignin content.<br />

The Fusart method was further investigated in the third phase of the study. The<br />

effects of treatments on the fibre characteristics were measured with standardized<br />

methods for natural fibres. The main technical properties of the ultimate fibres were<br />

fineness, fibre length and its distribution, elongation of break, tenacity and content<br />

of lignin. Sensory evaluation was also used.<br />

In this study a production concept was designed based on “total fibre” lines,<br />

abstract<br />

which included the following phases: linseed harvesting, refining processes (scutching<br />

and carding), cottonizing with the fungus Fusarium and rotor spinning. Various<br />

material experiments were designed and fabricated with different processing techniques,<br />

such as knitting, weaving, moulding and wet laying. In the production model<br />

the stability of the production chain minimizing process-stages and negative environmental<br />

effects were increased compared to the traditional flax and hemp processing<br />

technology.<br />

This study showed that short-fibre methods give an impetus for the expansion of<br />

bast fibres in new application fields. The Fusart method especially has significant potential<br />

for producing high-quality bio-based material with tailored properties from<br />

linseed flax in non-traditional textile and technical applications. The Fusart method<br />

can help reduce negative impacts on the environment through for example the reduction<br />

of energy use and increase in material efficiency.<br />

Key words: linseed fibre, hemp fibre, ultimate fibre, short fibre methods, cottonization,<br />

rotor spinning, production concept, environmentally-oriented product<br />

design.<br />

runkokuituja lyhytkuitumenetelmin<br />

155

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!