Biopohjaisia liimoja ligniinistä

CatLignin – Biopohjaisia liimoja selluteollisuuden ligniinistä

Lastulevyistä, kovalevyistä, vanerista tai laminaateista valmistetuissa puutuotteissa käytetään tyypillisesti fenolia ja formaldehydiä sisältäviä hartsiliimoja. Sekä liiman että puutuotteiden valmistajat etsivät biopohjaisia ja turvallisia vaihtoehtoja näille öljypohjaisille, myrkyllisille ja kalliille liimakomponenteille, jotta kuluttajille saataisiin turvallisempia ja ympäristöystävällisempiä tuotteita.

VTT on kehittänyt ja patentoinut teknologian, jonka avulla sellunkeiton energiaksi menevästä sivuvirrasta voidaan valmistaa reaktiivista ligniiniä, CatLigniiniä, joka mahdollistaa fenolin korvaamisen puuliimoissa käytettävissä fenoli-formaldehydihartseissa

Yleensä sellunvalmistuksessa noin puolet puusta käytetään energiaksi. Tästä nykyisellään energiaksi menevästä jakeesta voidaan uudella menetelmällä jatkossa valmistaa erittäin reaktiivista ligniiniä, jonka kemialliset ominaisuudet eroavat selvästi nykyisistä kaupallisesti saatavilla olevista ja kehitteillä olevista muista ligniineistä.

Paremman reaktiivisuutensa ansiosta CatLignin soveltuu nykyisiä kaupallisia ligniinejä paremmin fenolin korvaajaksi puuliimoihin, ja voi tulevaisuudessa olla yksi sellutehtaiden uusista korkean arvon tuotteista perinteisen sellun ohella. Fenolin korvaaminen ligniinillä vähentää myös liimassa käytettävän formaldehydin määrää. Fenoliin nähden ligniini on myös halvempi ja ympäristöystävällisempi raaka-aine, mikä tarjoaa näin merkittäviä kilpailuetuja hartsiliimojen valmistajille.

Puuliimojen ohella CatLignin soveltuu lisäaineeksi myös esimerkiksi muovi- ja kumituotteisiin aina kumisaappaista autonrenkaisiin. CatLigniinin antioksidatiivisen ominaisuuden ansiosta tuotteiden säänkestoa voidaan parantaa, ja tähän käytettävien nykyisten fossiilipohjaisten ja kalliiden lisäaineiden käyttöä on mahdollista vähentää.

Kuinka se konkreettisesti toimii

CatLignin-erotusprosessi integroidaan osaksi sellutehdasta. Teknologian avulla sellunkeiton nykyisin energiaksi menevästä sivuvirrasta, mustalipeästä voidaan erottaa termisen prosessin avulla reaktiivista ligniiniä. Prosessin hienous piilee siinä, että prosessin säädöllä voidaan vaikuttaa syntyvän ligniinin rakenteeseen ja ominaisuuksiin ja sitä kautta tehtaalla voidaan räätälöidysti valmistaa CatLignin-materiaalia haluttuun applikaatioon. Nykyisillä erotusmenetelmillä ei voida muokata ligniinin rakennetta, vaan ominaisuudet määräytyvät käytetyn raaka-aineen ja keitto-olosuhteiden mukaan. Sellutehtaalta ligniini toimitetaan liiman valmistajille, joiden tavoite on tulevaisuudessa korvata 100 % fenolista ligniinillä omissa liimaresepteissään.

Taloudelliset mahdollisuudet ja laajempi yhteiskunnallinen merkitys

Catlignin-materiaalin hyödyntäminen tuo uusia liiketoimintamahdollisuuksia koko arvoketjulle ligniinin tuottajista liimojen ja puutuotteiden valmistajiin ja loppukäyttäjiin. Käytännössä tämä tarkoittaa sellutehtaita, liimojen-, laminaattien- ja puutuotteiden valmistajia sekä esimerkiksi keittiökalusteiden ja huonekalujen valmistajia. Tekniikka sopii toimijoille, jotka haluavat tuoda ensimmäisenä markkinoille biopohjaisia puutuotteita ja saada sitä kautta kustannus- ja kilpailuetua biopohjaisten tuotteiden valmistajana.

Maailman sellutehtailla käytetään energiaksi noin 60 miljoonaa tonnia ligniiniä vuosittain. Esimerkiksi sellutehdas, jonka vuosituotanto on miljoona tonnia sellua, käyttää raaka-aineenaan yli 2 miljoonaa tonnia kuivaa puuta. Puusta 20-30 % on ligniiniä, josta noin neljäsosa eli noin 100 000 tonnia voidaan tyypillisesti erottaa mustalipeästä häiritsemättä tehtaan energiatuotantoa. Kaikilta maailman sellutehtailta saataisiin siten noin 15 miljoonaa tonnia ligniiniä vuodessa.

Catlignin-materiaalilla on laajat mahdollisuudet fossiilisten kemikaalien korvaajana esimerkiksi liima-, kumi-, ja muovisovelluksissa. Yksistään fenoliformaldehydihartseja, jotka nähdään ensimmäisenä sovelluksena, tuotetaan vuosittain noin kuusi miljoonaa tonnia.

Muita tietoja

CatLigning on jo herättänyt runsaasti kiinnostusta sekä kotimaassa että kansainvälisesti koko liiketoiminta-alueen arvoketjussa. Teknologian odotetaan kaupallistuvan muutaman vuoden sisällä.

Ensimmäiset CatLignin-demot valmisti Versatile Design (kuva).
Lisätietoja VTT:n tiedotteesta

Muita ratkaisuja

Raaka-ainetehokas tekstiilikuitu

Uunikelpoinen paperivuoka. Walki.

PET-muoviton uunikelpoinen vuoka

Muovia korvaava paperipussi

Valikko