Imatralla Vuoksen varrella sijaitsee 130 vuotta vanha punatiilinen rakennus. Ulkonäön ei kannata antaa hämätä, sillä ikivanhojen seinien sisällä synnytetään koko ajan uutta. Täällä tehdään urauurtavaa tutkimusta kartongin parissa. Stora Enson tutkimuskeskuksessa kartonki avataan, sen ytimeen katsotaan ja pähkäillään, mihin kaikkeen siitä voisi olla.
Kun vuonna 1960 puusta sai viisi maitotölkkiä, nyt siitä saa kymmenen. Puutavara-auton kuormasta syntyy nykyteknologialla 600 000 nestepakkausta tai yli miljoona pikaria.
Tutkimuskeskuksen päällikkö Jouni Hakkarainen onkin verrannut keskuksen toimintaa CSI:hin eli tv-sarjaan Rikospaikkatutkinta. ”Meillä on pelit ja vehkeet sekä osaaminen selvittää perin pohjin, mitä mikäkin näyte pitää sisällään.
Kun kurkistelee pitkän käytävän varrella oleviin laboratoriohuoneisiin, alkaa vertaus mukaansatempaavaan televisiosarjaan konkretisoitua. Huoneilla on mystisiä nimiä kuten mikroskopointi, elektromikroskopia ja IR-laboratorio.
Laboratorioinsinööri Sari Kilo tutkii parhaillaan kartonkinäytteen poikkileikettä valomikroskoopilla, josta leike siirretään analysoitavaksi elektronimikroskoopille.
Hakkarainen selittää, että piiruntarkalla analyysillä voidaan muun muassa tunnistaa mahdollisia vikoja kartongin pinnalla sekä saada tietoa pinnan mikrokarheudesta. Se taas vaikuttaa esimerkiksi painojälkeen.
Reseptiikkaa kartonkikakulle
Kertakäyttökuppeja ja -lautasia, vuokia, maitotölkkejä, mehutölkkejä, jugurttipurkkeja, hampurilaispakkauksia, kosmetiikkapakkauksia ja lääkepakkauksia. Tutkimuskeskuksen esittelyhuoneesta löytyy kartonkipakkaus poikineen.
Kartongista on todellakin moneksi, ja tutkimuskeskuksessa reseptejä kehitellään jatkuvasti lisää. Jouni Hakkarainen vertaa kartonkilaatujen kehittämistä kerroskakun leipomiseen.
”Kartongissa on kolme kerrosta. Me pystymme pelaamaan näiden kolmen kerroksen vahvuuksilla, sisällöillä ja käsittelyllä.”
Yksi muuttuja on kuidun pituus
Erilaisilla puulajeilla on eripituiset kuidut. Hakkarainen havainnollistaa sormillaan, miten ne asettuvat toistensa päälle limittäin ja lomittain. Koivusellun kuidun pituus on noin millimetrin, havupuun kahdesta kolmeen millimetriin.
Kuidun pituudella on vaikutusta siihen, millaista kartongista tulee. Lyhytkuituisesta saadaan sileämpää ja pitkäkuituisesta lujempaa.
”Havupuut tekevät kuitukimppuja, joiden painettavuus ei ole kovin hyvä. Niistä ei saa sellaisia luksuspakkauksia kuin koivun kuidusta”, huomauttaa tuotekehityspäällikkö Jari
Räsänen. Myös valmistustapa vaikuttaa.
”Kuten se, onko kuitua keitetty sellukeittimessä loppuun asti vai puoliväliin vai onko se vain mekaanisesti hierretty. Tai onko sitä valkaistu vai ei”, projektipäällikkö Mari Hiltunen selittää.
Jäähyväiset fossiilipohjaiselle muoville?
Kartongin kehitystyötä ja innovointia ohjaavat isot trendit. Aloite voi tulla yhtiöltä itseltään, asiakkailta tai vaikkapa lainsäätäjien ja erilaisten direktiivien vaatimuksista.
Yksi kaikkein tärkeimmistä tavoitteista on saada vähemmästä enemmän. Raaka-aine halutaan käyttää mahdollisimman tarkkaan.
Hakkarainen näyttää kuvan, joka kiteyttää kehityksen: kun vuonna 1960 puusta sai viisi maitotölkkiä, nyt siitä saa kymmenen.
”Tänä päivänä yhdestä puutavara-auton kuormasta eli noin kuudestakymmenestä kuutiosta puuta syntyy kuusisataatuhatta nestepakkausta tai yli miljoona pikaria.”
Ympäristökysymykset ohjaavat työtä vahvasti. Muovia tarvitaan nestepakkausten sisäpinnalla suojakerroksena, mutta tavoitteena on, että sitä käytetään niin vähän kuin mahdollista.
Tutkijat etsivät koko ajan ratkaisuja fossiilipohjaisen muovin korvaamiseen. Tällöin myös kierrätettävyys paranee. Hiltunen pyörittelee kädessään jogurttipurkkia.
”Aiemmin nämä ovat olleet sataprosenttista muovia. Nyt on kartonki ja muovi yhdistetty. Muovi antaa tarvittavan jäykkyyden ja suojan. Muovikerrosta voi ohentaa tiettyyn pisteeseen asti, mutta jossain kohtaa tulee raja vastaan. Toistaiseksi.”
Räsänen kertoo, että eräs pitkän linjan kehityshanke tavoittelee muovisten leikkele- ja jauhelihapakkausten korvaamista kartongilla. Omasta ruokakaupasta saattaakin jo löytää
matalaan kartonkiseen vuokaan pakattuja kinkkusiivuja.
Pilottikone puskee koe-eriä
Stora Enson Imatran tutkimuskeskuksessa on keskitytty kuluttajapakkauskartonkien eli elintarvike- ja nestepakkauskartonkien tutkimukseen. Kolmantena ryhmänä ovat niin sanotut graafiset kartongit, joista tehdään lääke- ja kosmetiikkapakkauksia. Jonkin verran tutkimusta tehdään myös aaltopahvin parissa.
Joka viikko tutkimuskeskuksen pilottikone käynnistyy ja sillä ajetaan koe-eriä. Koneeseen syötetään erilaisin reseptein sekoitettua sellumassaa. Ulos putkahtaa kartonkia tuotekehityksen tarkasteltavaksi.
”Pilottikone on parempi kuin laboratorio, mutta ei niin hyvä kuin oikea kartonkikone. Meillä on myös pieni päällystyskone, jolla voidaan testata erilaisia mineraalipäällysteitä. Se on vähän kuin laittaisi lateksia seinään”, Hakkarainen kuvailee.
Tutkimuskeskuksessa testataan myös kartongin fysikaalisia ominaisuuksia, kuten taivutusjäykkyyttä ja otejäykkyyttä. Otejäykkyyttä tutkitaan omalla otejäykkyyslaitteella.
Erityistutkija Sami-Seppo Ovaska havainnollistaa sen toimintaa vierailijalle. Hän asettaa kahvikupin laitteelle ja käynnistää koneen. Teräksiset tapit alkavat painaa kupin yläosaa molemmilta puolilta.Kartongin pitäisi antaa periksi vähän, mutta ei liikaa.
vaikka nuuhkaista.
Kotimainen havupuu halutuinta
Metsästä kaikki tietenkin alkaa. Kartongin valmistuksessa käytetään ohutrunkoista kuitupuuta, jota saadaan pääasiassa harvennushakkuista.
”Kartongintuotannossa käytetään kaikkia puulajeja: mäntyä, kuusta, koivua ja haapaakin. Mutta kyllä meidän ykkösraaka-aineemme on laadukas pohjoismainen havupuu, se metsänomistajan kulta”, Hakkarainen sanoo.
Kartonkikoneelta tuleva kartonki lähtee isoina rullina eteenpäin jatkojalostukseen. Juuri jalostusvaiheessa puun arvo kasvaa. Metsänomistajan myymä kuitupuu ei olekaan ”vain massaa”, vaan se voi päätyä korkeaa lisäarvoa tuottaviin pakkausratkaisuihin.
Innovaatiot eivät synny hetkessä
Mikään innovaatio ei synny hetkessä, vaan on pitkän kehitystyön tulosta. Hakkarainen muistaa vielä, kun hän tuli Stora Ensolle töihin vajaa kolmekymmentä vuotta sitten. Jo silloin ajettiin ensimmäisiä koe-eriä kuumennuksen kestävästä uunikartongista.
Entä mikä on seuraava tulevaisuuden visio, joka saa tuotekehitystiimin kuumaksi?
”Kyllä se on ratkaisun löytäminen fossiilipohjaisen muovin korvaamiseen”, sanoo Jouni Hakkarainen.
Imatralla tutkimuskeskuksessa tehdään tämän tavoitteen eteen päivittäin töitä yhdessä asiakkaiden kanssa. Jokainen uusi kiertotalouttakin kunnioittava kartonkiratkaisu vie lähemmäs ilmaston kannalta parempaa tulevaisuutta.
Artikkeli on julkaistu Terve Metsä -lehdessä 03/2025. Voit lukea lehden kokonaisuudessaan lukusalissamme. Teksti Tiina Suomalainen, kuvat Jani Kautto.
