Hiuskuitu biomuovin täyteaineena

Mihin kaikkeen hiuskuitua voidaan käyttää? Hiukka 2.0 -hankkeessa on kehitetty tuoteinnovaatioita viherrakentamiseen, öljynpuhdistukseen ja vedensuodatukseen. Näiden lisäksi hankkeen harjoittelijat ovat tutkineet hiuskuidun käyttäytymistä ja toimivuutta täyteaineena biomuoveissa.

Lyhyttä hiuskuitua syntyy kampaamoissa ja partureissa eniten, eikä sitä voi käyttää peruukkeihin tai huovutukseen. Parhaimmillaan se on täyteaineena jonkin sitovan aineen seassa. Suurimpina hyötyinä käyttökohteen löytyessä olisi hiusjätteen määrän radikaali väheneminen ja uudet tuoteinnovaatiot. 

Prosessikaavio hiuskuitubiomuovin valmistuksen vaiheista, esitetty valokuvien ja piirrosten avulla: Materiaaliin tutustuminen, koostumuksen parantelu, hiuskuidun lisäys, hiuskuidun käyttäytyminen. Nuoli lopputuloksiin: suoraan seokseen, biomuovin pinnalle tai muita materiaaleja lisäksi, kuten siemenet.
Kuva 1. Hiuskuitubiomuovin valmistamisen eteneminen (Kuva: Venla Eklund)

Testissä hiuskuitubiomuovi

Liivatteesta tai agarjauheesta, vedestä ja glyserolista, saa eri sekoitussuhteilla joko kovaa tai pehmeää biomuovia. Tällainen hiuskuitubiomuovi on vesiliukoista, mikä luo sille uusia käyttömahdollisuuksia. Materiaalin komponenttien määrää muuttamalla rakenne muuttuu taipuisasta kovaksi ja kaikeksi siltä väliltä. Olomuoto voi olla hyytelömäinen, kumimainen tai kalvomainen. Hiuskuitu antaa seokseen vahvuutta, tekstuuria ja volyymia. Seokseen voi lisätä myös väriaineita, tai hius itsessään voi antaa materiaalille värinsä. Sopiva sekoitussuhde määrittyy lopullisen käyttökohteen mukaan. 

Hiukka 2.0 -hankkeen harjoittelijat tutkivat miten kotitekoinen hiuskuitubiomuovi toimisi kasvualustana siihen lisätyille siemenille. Testin perusteella määriteltiin valmistus- ja käyttötapa hiuskuitubiomuoville kasvualustatuotteena, jossa on mukana kasvien siemenet.

Hiuskuitubiomuovi valetaan ohueksi matoksi ja siihen lisätään siemenet, kun materiaali on märkää. Tuote kuivataan, pakataan ja myydään kuluttajalle. Kuluttaja istuttaa hiuskuitubiomuovipalan multaan, missä muovi liukenee, kun sitä kastellaan. Hiuskuitu toimii tuotteessa kasvin kasvua tukevana tekijänä siemenien itäessä ja kasvaessa. Hiuksissa on jopa 20 erilaista kasvua edistävää elementtiä, kuten rikkiä, typpeä ja hiiltä (Zheljazkov 2005).

Visualisoitu kuva siemenhiuskuitubiomuovin käytöstä kukkaruukussa. Tuote laskeutuu ensimmäiseen ruukkuun, jonne putoaa myös vettä pisaroina. Lopputuloksena toisessa ruukussa nelilehtinen kasvi kasvamassa.
Kuva 2. Siemenhiuskuitubiomuovi-kortin visualisointi (Kuva: Venla Eklund)

Biomuovin toimivuus ja käytettävyys

Muovista tulee biohajoavaa, kun sen hajoaminen jatkuu mekaanisen hajoamisen yli. Moni muovi hajoaa silmin näkymättömäksi, mutta hajotakseen kokonaan, sen täytyy hajota polymeerejään ja seosaineitaan myöten. Jos niin ei käy, syntyy mikromuovia. Biomuovi ei ole uusi käsite ja siitä on monia eri muotoja, myös hajoamattomia. Biomuovi-käsite ei siis aina tarkoita biohajoavaa materiaalia: biohajoava muovi valmistetaan usein materiaaleista, jotka hajoavat biologisen prosessin kautta hiilidioksidiksi ja vedeksi. Biopohjainen muovi on valmistettu osittain tai kokonaan uusiutuvista raaka-aineista, mutta se ei välttämättä ole biohajoavaa. (Mikkonen 2017.) Biomuovit on kehitetty jo vastaamaan perinteisen muovin ominaisuuksia. PLA-muovi on yksi tunnetuimmista biohajoavista muoveista. (Muoviteollisuus ry.) Esimerkki innovatiivisesta tavasta käyttää hiusjätteen ja biohajoavan muovin yhdistelmää on Oksana Bondarin PLA:sta ja hiuskuidusta muotoilema peilipöydän tuoli (Kuva 3) (Barrett 2018).

Hiuksen ja karvan käyttömahdollisuuksia on kartoitettu jo aikaisemmin Hiukka 2.0 -hankkeessa osana Reutlingenin yliopiston maisteriharjoittelua. Käyttömahdollisuuksia on lähes rajattomasti. (Nurminen & Sperling 2022.) Hiuksen ja karvan hyötykäyttöä halutaan edistää LABissa edelleen ja Hiukka 2.0 -hankkeessa työskennellään nyt jatkohankehakemusten parissa. 

Kolme PLA-muovista ja hiuksista tehtyä tummaa tuolia: yksi kulmittain, toinen kapea sivu kohti katsojaa ja kolmas suoraan leveämpi sivu kohti katsojaa.
Kuva 3. PLA-muovista ja hiuksista tehty peilipöydän tuoli, tekijä Oksana Bondar, Kingstonin taidekoulu (Barret 2018).

Kirjoittajat

Venla Eklund opiskelee LAB-ammattikorkeakoulun Muotoiluinstituutissa ja toimii harjoittelijana Hiukka 2.0 -hankkeessa. Hän on kiinnostunut muotoilualan yrittäjyydestä, brändäyksestä ja graafisesta suunnittelusta.

Paula Nurminen on teollinen muotoilija, joka työskentelee LAB-ammattikorkeakoulussa projektisuunnittelijana ja toimii Hiukka 2.0 -hankkeessa projektipäällikkönä. Hän on kiinnostunut muotoiluajattelusta, systeemiajattelusta ja kestävästä kehityksestä.

Lähteet

Barrett, A. 2018. Bioplastics News. Bioplastics made from Hair. Viitattu 5.2.2023. Saatavissa https://bioplasticsnews.com/2018/07/18/bioplastics-from-hair-furniture/

Mikkonen, K. 2017. Suomen pakkausyhdistys ry. Biopohjainen ja biohajoava muovi – eivät tarkoita samaa. Viitattu 22.2.2023. Saatavissa https://www.pakkaus.com/biopohjainen-ja-biohajoava-muovi-eivat-tarkoita-samaa/

Muoviteollisuus ry. Muovitieto. Biomuovit. Viitattu 5.2.2023. Saatavissa https://www.plastics.fi/bio/

Nurminen P. & Sperling B. 2022. From Trash to Treasure. LAB Focus blogi. Viitattu 14.3.2023. Saatavissa https://blogit.lab.fi/labfocus/en/from-trash-to-treasure/

Zheljazkov, V. D. 2005. Assessment of wool waste and hair waste as soil amendment and nutrient source.  Journal of Environmental Quality. Vol. 34 (6), 2310–2317. Viitattu 16.2.2023. Saatavissa DOI 10.2134/jeq2004.0332

Linkit

Linkki 1. LAB-ammattikorkeakoulu. 2023. Hiukka 2.0 – Hius- ja muu orgaaninen kuitu muovin korvaajana. Viitattu 16.2.2023. Saatavissa https://lab.fi/fi/projekti/hiukka2