vaitoskirja harkasalmi3-155c - Muotoilun tutkimus
vaitoskirja harkasalmi3-155c - Muotoilun tutkimus
vaitoskirja harkasalmi3-155c - Muotoilun tutkimus
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