Pappersförpackningar en miljöfara i Indien? Innventiarapport om attityder och trender

Sju megatrender och människors attityder i tre världsdelar har kartlagts i en rapport från Innventia och Kairos Future. Rapporten slår fast att framtidens förpackningar kommer att påverkas av trender som åldrande befolkning, resurskris och en växande global e-handel. Men de attityder som styr människors beslut kan se väldigt olika ut i olika länder. I Sverige är det till exempel ganska väl accepterat att papper är ett relativt miljövänligt alternativ, medan en stor del av Indiens medelklass betraktar pappersförpackningar som ett dåligt alternativ. Rapporten heter ”Packaging 2020” och bygger på intervjuer med 1500 personer, en tredjedel vardera från USA, Indien och Sverige. I veckan var det releaseparty på Innventia, där de olika megatrenderna presenterades av Innventias forskare.

Trenderna är till stor del de samma som man talat om tidigare i olika sammanhang. Utöver de ovan nämnda även globalt växande medelklass, livsstilsfrågor, ny kommunikationsteknik och ”winner takes it all”, alltså det faktum att man i dag kan få en dominerande ställning bara genom att vara lite bättre. (”Hur många av oss använder inte Google?” )
Mer överraskande är kanske en del av attityderna. De indiska deltagarna i undersökningen visade ett överraskande starkt engagemang i frågor kring återvinning och materialval. Och man tyckte att papper var ett dåligt förpackningsalternativ ur resurssynvinkel. Hälften av de tillfrågade indierna tyckte att det krävs mycket striktare miljölagar, och 60 procent skulle avstå från köp om förpackningen upplevdes som dålig för miljön.

 

Materialet viktigt för många
Fredrik Rosén, chef för gruppen Marknads- och konsumentinsikt vid Innventia, har varit projektledare, och presenterade rapporten vid releasepartyt.
– Vi ser att förpackningens material, och inte bara dess utseende, styr våra köpbeslut. Vi ser också en tydlig efterfrågan och ett stort behov av smartare förpackningar. I framtiden kommer vi även att se striktare krav på förpackningsmaterial som är i kontakt med livsmedel. För förpackningsindustrin kommer den växande online-shoppingen att innebära både utmaningar och möjligheter. Man kan fråga sig om den bruna låda som varan oftast skickas i idag kommer att vara lika brun och tråkig i framtiden eller om den kommer att bli en viktig varumärkesbärare? När det gäller förpackningens värdekedja kommer återvinningsaktörerna, i takt med en ökad jakt på högkvalitativ råvara, får en betydligt starkare ställning och det är inte osannolikt att vi kommer att se strukturaffärer där återvinnarna ger sig in i andra delar av värdekedjan.

 

Tidsbrist och samarbete
Rapporten ”Packaging 2020” tar även med tre ”bubblare”, tre frågor som kan bli viktiga trender om de fortsätter växa i det kollektiva medvetandet. En av dessa är utvecklingen av ett samhälle som vill undvika risker till varje pris. En annan intressant trend är de möjligheter som modern kommunikation ger till att öka samarbetet. I stället för att köpa nya prylar kan vi dela, ofta med hjälp av sociala medier.

Packaging 2020 är en intressant rapport. Jag ser fram emot del 2, med fler länder och olika demografiska grupper. Här finns viktiga och överraskande fakta att ta reda på.

 

Nils Lindstrand

 

Kontakt
Fredrik Rosén, Innventia
E-post: fredrik.rosen@innventia.com
Tel: 08 67 67 334

Kolfiber kan tillverkas av barrved

Kolfiber kan tas fram med barrved som råvara. Ylva Nordström, Luleå tekniska universitet, har i sin doktorsavhandling visat att det är möjligt att producera kolfiber från barrvedslignin, något som kan bli oerhört värdefullt för svensk skogsindustri. Kolfiber är den komponent som kan ge hög styrka åt polymera kompositer, och en industriell process för att framställa kolfiber från barrvedslignin kan få stor betydelse både för lönsamheten hos svensk massa- och pappersindustri och stor betydelse för svensk tillverkningsindustri i stort. Tekniken har också stora fördelar ur miljösynvinkel, eftersom kolfiber med lignin som råvara blir ett förnyelsebart material. Forskningen som ledde fram till Ylva Nordströms doktorsavhandling har genomförts inom projektet LignoCarb, som drivits inom Innventia, med Elisabeth Sjöholm som projektledare. Elisabeth Sjöholm har också varit handledare till Ylva Nordström.

”Tack vare de lovande resultaten från forskning inom området, investerar vi nu i en mer avancerad utrustning för vidare utveckling, berättar Elisabeth Sjöholm.

 

Karaktärisering av lignin underlättar utvecklingen
Ylva Nordströms forskning har bland annat inneburit den första mekaniska karaktäriseringen av barrvedslignin. Egenskaperna var goda, men styrkeegenskaperna är fortfarande väsentligt sämre än för dagens kommersiellt tillgängliga kolfiberprodukter.
”Den mekaniska karaktäriseringen vi gjort av barrvedslignin kan förhoppningsvis underlätta vidare processoptimering”, säger Ylva Nordström.
Det grundläggande syftet med forskningsprojektet var att finna en metod att smältspinna barrvedslignin, vilket man lyckades med genom att tillsätta små mängder med lågmolekylärt lignin.

 

Kontakt
Elisabeth Sjöholm, Innventia
E-post: elisabeth.sjoholm@innventia.com
Telefon: 08 676 74 48

Nytt kompositmaterial av enbart cellulosafibrer

Nya vägar till framtida kompositmaterial har nyligen presenterats vid Innventia. Metoden utgår från en kommersiellt tillgänglig produkt, pappers- eller dissolvingmassa, som varmpressas under tryck med vatten som den enda processkemikalien. Själva processen med varmpressning baseras på teknik och utrustning som är vanligt förekommande inom många industriella sektorer. Helena Halonen, Innventia, disputerade den 30 november med doktorsavhandlingen ”Structural changes during cellulose composite processing”, som visar på två metoder för att skapa ett nytt kompositmaterial baserat på enbart cellulosafibrer.

I kompositmaterial är det av största vikt att matrisen och den förstärkande komponenten kan häfta vid varandra. Minsta defekt kan reducera styrkeegenskaperna. Genom att använda komponenter från samma råvara, som i detta fall vedcellulosa, förbättras vidhäftningsförmågan. Även ur återvinningsaspekten skulle det vara en fördel att enbart använda ett material.
Helena Halonen presenterar nu i sin doktorsavhandling en tillverkningsmetod som visar på ytterligare fördelar i form av låga investerings- och produktionskostnader.

 

Varmpressning ger bättre mekaniska egenskaper

I arbetet har strukturella förändringar under tillverkningsprocessen studerats samt förhållandena mellan cellulosafibrillens organisation i fiberväggen och de mekaniska egenskaperna hos det slutliga kompositmaterialet. Genom varmpressningen ökar fibrillaggregeringen och materialet får bättre mekaniska egenskaper i form av högre styvhet och ökat vattenmotstånd. Av studierna framgick att den optimala presstemperaturen tycktes vara 170 °C för att få en snabb torkning utan att materialet bryts ner rent termiskt och samtidigt få bra mekaniska egenskaper.

Avhandlingen beskriver även en metod för att producera kompositmaterial genom biosyntes av fibrillaggregat bestående av cellulosa från bakterien Gluconacetobacter xylinus. I processen studerades bland annat hur man genom att tillsätta hydroxyetylcellulosa (HEC) i processen fick en biokomposit med mycket goda mekaniska egenskaper med kombinerad hög styvhet och seghet. HEC-beläggningen på fibrillerna förbättrade dispersionen och minskade sprickbildningen.

– Helena har visat betydelsen av att på grundläggande nivå förstå vad processinducerade förändringar i fiberns cellväggsstruktur innebär för slutliga produktegenskaper, säger Tommy Iversen som varit Helenas handledare vid Innventia.

– Helena Halonens doktorsarbete är ett mycket viktigt bidrag till området ”förnybara material” och visar hur stor potentialen är för skogsråvaran som råvarubas, säger Catharina Ottestam, chef för affärsområde Packaging Solutions, Innventia.

Arbetet har utförts vid Wallenberg Wood Science Center, Innventia AB och Swedish Center for Biomimetic Fiber Engineering.

 

Kontakt:
Helena Halonen
Tel. 08-676 7253
Mejl: helena.halonen@innventia.com

Forskning för förnybara medicinförpackningar

Vinnova satsar 10 miljoner kronor i forskningsprojektet Smedpack. Målet är att skapa förutsättningar för säkra läkemedelsförpackningar av förnybara råvaror, samt minskade kostnader i distributionskedjan. Projektet genomförs vid Innventia. Smedpack får en total budget på 20,2 miljoner kronor, blir ett stort samarbetsprojekt med industriella partners som täcker in aktörer längs hela värdekedjan från materialtillverkare och logistik till apotek och slutkonsumenter.

Projektet Smedpack handlar om materialutveckling, inklusive säkerhetselement och säkerhetstryck, men även om konsumentinsikt och hållbarhetsanalyser. Innventias pilotanläggningar gör det möjligt att driva projekt fram till test och demonstration.

Kontakt:
Catharina Ottestam,
Tel: 08 676 7211
Mail: Catharina Ottestam@innventia.com

Restprodukt från skogen blir kolfiber

Företag och forskningsinstitut arbetar intensivt med att ta fram kolfiber ur lignin. Om några år är sannolikt avancerade lättviktsmaterial från skogsråvara ett faktum.

 

Nyligen presenterade Innventia mycket lovande forskningsresultat med att ta fram kolfiber från lignin. I laboratoriemiljö lyckades FoU-företaget med att göra trådar av barrvedslignin. Forskarna smälte och formade lignintrådar i en så kallad smältextruder och fick fram en fiber som håller tillräcklig hög kvalitet att vidareförädla.

– Vi har fått fram ett lignin som lämpar sig som råmaterial för kolfibertillverkning. Det här är en början på något forskarvärlden trodde var omöjligt för bara ett par år sedan, säger Peter Axegård, chef för affärsområde Biorefining på Innventia.

Ett stort genombrott i arbetet kom när Innventia lyckades spinna fibrer från barrvedslignin, något som ansetts omöjligt men som är högst intressant för skogsindustrin på våra breddgrader. Här finns skogsråvaran och sulfatmassabruken där ligninet utvinns ur svartluten.

– Lignin från barrved har visat sig svårare att smälta och spinna än lignin från lövved. Däremot är barrvedslignin lättare att hantera senare i processen. Barrvedslignin tvärbinder snabbt när man väl fått fram en tråd. Olika typer av vedråvara kan användas och lövvedsligning är bra mjukgörare för barrvedsligninet, fortsätter Peter Axegård.

Men än är det ett stycke kvar. Innventia kan ännu inte fullt ut kontrollera betingelserna på grund av att mer avancerad utrustning krävs. En bättre extruder för att spinna en stabil ligninfiber med homogena egenskaper längs hela tråden är det som i första hand behövs.

 

Två patent

Det finns också kommersiella krafter jämte forskningsinstitut, som befinner sig nära produktion. Några tillverkare av kolfiber har börjat titta på lignin som råvara och två patentsökningar är inlämnade.

Bedömare tror att det kommer att offentliggöras mer på området inom ett år. Bakom intresset ligger att industrin efterfrågat en process som kan ge kolfiber med egenskaper som gör det ekonomiskt motiverat att öka användningsområdet och exempelvis ersätta stål.

Kolfiber har många användningsområden, främst tack vare kombinationen av låg vikt, styrka och styvhet. Det som idag begränsar efterfrågan är just den höga produktionskostnaden. Det fossilbaserade materialet, polyakrylonitril, PAN, liksom fiberspinningen för att få fram kolfiber, kostar. Produktionen av kolfiber i världen är därför förhållandevis liten, ca 50 000 årston.

Beräkningar från ett amerikanskt forskningsinstitut visar att det kan bli ca 30 procent billigare att ta fram kolfiber från lignin som råvara framför oljebaserad råvara. Och när det sker ett genombrott för ligninbaserad kolfiber tror man att behovet av kolfiber kommer att öka till så mycket som 800 000 ton. Det kan ske inom den närmaste tioårsperioden.

Innventia tror på stor användning för ligninbaserad kolfiber i produkter som inte fordrar de högpresterande egenskaper som PAN-kolfiber ger till konstruktioner i satelliter, flygplan och militär utrustning. Användningsområdet forskningsinstitutet ser framför sig är inledningsvis vardagsprodukter som ska vara förhållandevis starka men framförallt lätta. Det kan vara vitvaror i hemmen eller chassin i bilar för att uppnå en förbättrad driftekonomi.

Istället för att bränna sulfatlignin och utvinna energin som massabruken gör idag, kan ligninet alltså tas tillvara som förnyelsebar råvara och ersätta den oljebaserade råvaran i kolfibern.

Det återstår att koppla ihop massafabrikerna med konventionell kolfiberframställning.

– Ingen dramatisk utveckling krävs för att ta fram någon ny värdekedja. Vi utnyttjar bara befintliga massabruk och kolfibertillverkningens processer, avslutar Peter Axegård.

(Artikeln är tidigare publicerad i Process Nordic 7/2012)

 

Kontakt
Peter Axegård, Director Business Area Biorefining.
Telefon: 08-676 70 00
Mail: peter.axegard@innventia.com

Bild: Motorhuv i kolfiber från JPC Composite

Tekniken

LignoBoost är en teknik för att ta ut lignin ur sulfatmassabrukens svartlut. Detta lignin har sådan hög renhet att endast mindre modifieringar krävs för att det ska gå att göra kolfiber av lignin. LignoBoost-processen har utvecklats av Chalmers och Innventia och ägs av och kommersialiseras idag av Metso.