21.10.2020
Pääkuva: Suomen Tuulivoimayhdistys
Ratkaiseeko Orimattilassa toimiva Conenor maailman lasikuitumuovijäteongelman? Yhtiö kehitti teknologian, jonka avulla kierrätyskelvoton lasikuitumuovijäte muuntuu uusiksi komposiittimateriaaleiksi. IRP on toiminnassa ja lisensoinnissa avainasemassa: ”Jos on patentteja, hintaan voi lisätä nollan perään”, sanoo Conenorin toimitusjohtaja Markku Vilkki.
Kesä ja alkusyksy 2020 toivat tullessaan Conenorille hyviä uutisia. Euroopan, Yhdysvaltojen ja Kanadan patenttivirastot myönsivät vuoron perään patentit yhtiön viimeisimmälle kierrätysteknologiainnovaatiolle. Seuraavaksi Conenor odottaa vielä myönteistä päätöstä Kiinan patenttivirastolta.
Kolsterin avulla patentoidulla teknologialla aiemmin kierrätyskelvottomasta lasikuitumuovijätteestä voidaan tuottaa laadukkaita ja uudelleen kierrätettäviä komposiittimateriaaleja. Teknologia on merkittävä paitsi yhtiön tulevaisuudelle, myös koko maailman muovijäteongelman ratkaisemisessa.
”Pelkästään tuulivoimateollisuudessa syntyy valtavat määrät kierrätyskelvotonta lasikuitumuovijätettä. Sen määräksi on arvioitu vuoteen 2050 mennessä 43 miljoonaa tonnia vuodessa, ja se on varovainen arvio alakanttiin. EU-komissio edellyttää nyt tuulivoiman lisäämistä energiantuotannossa aikaisempaa enemmän, ja jätteen hävittäminen nykyisin käytössä olevilla menetelmillä, hautaamalla tai polttamalla, ei ole kestävän kehityksen mukainen tapa hoitaa jäteongelma ympäristönormien tiukentuvassa maailmassa. Conenorilla on tarjota toimiva teknologia sekä tietotaitoa tällaisen vaikeasti hyödynnettävän muovijätteen jalostamiseksi laadukkaiksi komposiittimateriaaleiksi esimerkiksi rakennusteollisuuden käyttöön”, Conenorin toimitusjohtaja ja keksijä Markku Vilkki kertoo.
Innovaatio ratkaisee kasvavan ongelman kertamuovien kierrätyksessä
Vilkki luonnehtii keksinnön käyttöarvoa ja siten myös patenttien kaupallista arvoa äärimmäisen suureksi. Innovaatio ratkaisee merkittävän globaalin ongelman: kuitulujitettujen kertamuovien kierrätyksen.
Muovit jaetaan kerta- ja kestomuoveihin sillä perusteella, voidaanko ne käyttää uudelleen vai ei.
Kestomuovit kuten polyeteeni ja polypropeeni on helppo kierrättää, sulattaa ja muotoilla uusiksi tuotteiksi. Sen sijaan kertamuovit kuten polyuretaani, polyesteri, vinyyliesteri, epoksi- ja fenolimuovit ovat iso ongelma, ja niitä pidetään maailmalla kierrätyskelvottomina muoveina. Kertamuovien valmistuksessa käytetään ristisiilloitusta, missä molekyyliketjut ikään kuin solmitaan toisiinsa. Se tekee muovista sulamatonta. Lisäksi kertamuoveissa käytetään erilaisia lujitteita, kuten lasi-, kevlar- tai hiilikuitua.
Conenor on kehittänyt termo-mekaanisen agglomerointi- eli rakeistusmenetelmän, jossa sulamaton kertamuovi – kuten lasikuitumuovi – murskataan ensin peukaloa pienemmiksi palasiksi ja prosessoidaan yhdessä kestomuovin ja muiden seosaineiden kanssa semisulaan tilaan. Vaikka palaset eivät varsinaisesti sula, ne pehmenevät ja niiden mekaaninen hajottaminen helpottuu, kun prosessilämpötila ylittää niin sanotun lasittumislämpötilan (Tg n. 85 ͦ C). Sen jälkeen kuidut yhdistyvät kestomuoviin ja sekoittuvat tasaiseksi massaksi. Lopputuotteina ongelmajätteestä saadaan valmistettua kestävää ja laadukasta muovikomposiittimateriaalia, yksi- tai monikerroksisia levyjä tai profiileja.
”Markkinat ovat nyt heräämässä kertamuovien kierrätykseen, joten on erittäin tärkeää, että Conenorilla on lukuisissa piloteissa toimivaksi osoitettua teknologiaa, ja sille on myös kattava IPR-suoja."
"Maailmalla on valtavan kokoisia yrityksiä – Yhdysvalloissa esimerkiksi tuulivoimaloiden omistaja General Electric – joita tämä teknologia nyt kiinnostaa.”
Lasikuitumuovijätettä syntyy paljon sekä purkuikään tulevien tuulivoimaloiden lavoista että uusien lapojen valmistuksesta. Jäteongelma on merkittävä myös esimerkiksi vene-, auto-, lentokone-, putki- ja öljynporausteollisuudessa. Vastuullisesti toimivien yritysten on pystyttävä tulevaisuudessa osoittamaan, että ne hoitavat myös omat jätteensä vastuullisesti.
”Käyn parhaillaan keskusteluja erään eurooppalaisen energia-alan yhtiön ja isojen tuulivoimapuistojen omistajan kanssa käytöstä poistuvien lapojen hyötykäytöstä. Tämä kymmenien miljardien vuositulosta tahkoava jätti toivoo, että Conenorin teknologiaa voitaisiin hyödyntää maailmanlaajuisesti heidän lapajätteensä kierrätyksessä.”
Patenttirikas historia kiritti kierrätysinnovaatioon
Conenorin 25-vuotiseen historiaan mahtuu paljon patentointia ja innovaatioita, joiden jatkumona kierrätyskomposiittiteknologia on kehitetty. Ensimmäisistä keksinnöistä lähtien Conenorin IPR-kumppanina on ollut Kolster ja luotettuna patenttiasiamiehenä Ossi Huhtanen.
”Uusimman innovaation patentoinnissa patenttiasiamiehen ammattiosaaminen korostui. Tämä oli ensimmäinen kerta Conenorin patenttihistoriassa, kun jouduimme toden teolla ’taistelemaan’ patentin myöntämisestä."
"Patenttiasiamiehen kokemusta ja taitavaa argumentointia tarvittiin siinä, että patenttihakemus saatiin työstettyä patenttivirastojen välipäätösvaiheiden läpi sellaiseen muotoon, että saimme lopputuloksena meille arvokkaat patentit.”
Kierrätyskomposiittiteknologia pohjaa Conenorin aiemmin laajasti patentoimaan suulakepuristus- eli kartioekstruusioteknologiaan ja CONEX®-kartioekstruuderiin eli laitteeseen, jolla pystytään tekemään erilaisia muovituoterakenteita yksilöllisesti ohjattavien kartiomaisten roottoreiden avulla.
”Conenor perustettiin vuonna 1995 keksijä Kari Kirjavaisen ja Uponorin yhteisyrityksenä CONEX®-teknologian jatkokehittämiseksi ja kaupallistamiseksi. Tätä monikerrostuotteiden valmistusteknologiaa voidaan hyödyntää optimaalisesti myös uusien kierrätyskomposiittien valmistuksessa.”
Vilkki kuvaa pientä Conenoria melkoiseksi keksintötehtaaksi, sillä keksijä Kari Kirjavainen ja Uponorin jo edesmennyt keksijä Jyri Järvenkylä suorastaan kisailivat siitä, kumpi keksii enemmän.
”CONEX®-teknologialle rakennettiin ensin kattava suoja, ja sen lisäksi Conenorilla suojattiin paljon pienempiäkin keksintöjä ja tuotepiirteitä. Vuonna 2001 syntyi Kirjavaisen toinen merkittävä laite- ja prosessikeksintö, erityinen muovimateriaalia säästävä kennokalvoteknologia TRIAXCELL®, josta sittemmin luovuttiin, jotta yhtiö sai paremmat resurssit keskittyä muovien kierrätysteknologian jatkokehitykseen.”
Kierrätysmateriaalit ja kiertotalousinnovaatiot liiketoiminnan keskiöön
Vuosi 2001 oli merkittävä myös toimitusjohtaja Vilkille, joka edusti yhtiössä sen toista silloista omistajaa, Uponoria.
”Olimme kehittäneet jo toistakymmentä pilottikartioekstruuderia kaapeli- ja putkiteollisuuden käyttöön merkittävässä yhteisprojektissa laitevalmistaja Maillefer Extrusionin, Uponorin, NK Cablesin ja VTT:n kanssa. Olimme siinä kynnyksellä, että laitteet alkoivat jo toimia teollisessa mittakaavassa, ja tarvittiin lisää investointeja. Tässä vaiheessa, kun myös Uponor sai uudet omistajat, se oli halukas luopumaan omistuksestaan yhtiössä. Management buyout -järjestelyn kautta siirryin yrittäjäksi Conenoriin.”
Conenorin toimitusjohtaja ja keksijä Markku Vilkki.
Yrityskaupan myötä toimitusjohtaja Vilkistäkin kuoriutui esiin keksijä. Hän kiinnostui kierrätysmateriaalien komposiittiteknologiasta ja alkoi pohtia, miten kartioekstruusiomenetelmän ja -laitteen voisi valjastaa uudenlaisten komposiittimateriaalien tuottamiseen.
”Vuonna 2001 Euroopassa ei ollut vielä puumuovikomposiittituotteita. Ainoastaan Yhdysvalloista löytyi muutamia yrityksiä, jotka valmistivat puumuovikomposiitista terassilankkuja. Saimme siitä jatkokehitysidean, ja aloimme kehittää kartioekstruusiolaitetta puumuovikomposiitin valmistamiseksi. Siitä syntyi vuonna 2005 eräänlainen spin-off-innovaatio, oheistuote muoviputki- ja kaapelilaitteelle.”
Siitä lähtien Conenor on keskittynyt kierrätysmateriaaleihin. Vuonna 2017 Vilkki teki yhtiön nykyhistorian merkittävimmän kiertotalouskeksinnön uusien komposiittimateriaalien tuottamiseksi lasikuitumuovijätteestä.
”Puhtaasti teknologianäkökulmasta keksintöä voi luonnehtia matalan keksinnöllisyystason innovaatioksi, mutta juuri sen vuoksi se on yksinkertainen toteuttaa ja laiteinvestoinneiltaan edullinen ratkaisu asiakkaille. Sen vuoksi siihen liittyvien patenttien käyttöarvo on ehdottomasti suurin, mitä Conenorin patenteissa on koskaan aikaisemmin ollut.”
Innovaation ympärille on mahdollista kehittyä kokonaan uusi toimiala.
”Ykkösasia materiaaliteknologian kaupallistamisessa on se, että vuosittain valtavia massoja sekä tuotannossa syntyvää että elinkaarensa päähän tulleiden tuotteiden ’end-of-life’-lasikuitumuovijätettä pystytään nyt ensimmäistä kertaa maailmassa hyödyntämään lujitteena kestomuovikomposiiteissa. Se on täysin uusi ala jo sellaisenaan. Suurimmat sovellusmahdollisuudet ovat rakennusteollisuudessa, missä kierrätyskomposiitilla voidaan korvata kosteudelle herkkiä puutuotteita sekä ulko- että sisäkäytössä.”
Suulakepuristusmenetelmällä voidaan tuottaa erilaisia tuoterakenteita optimaalisesti monikerroksisina, jolloin puhdas ja parempilaatuinen tuotantojäte hyödynnetään pintakerroksessa, ja epäpuhtauksia sisältävä ja auringon valosta kärsinyt EOL-jäte keskikerroksessa.
”Tämä on Conenorin seuraavan patentin ja jo vireillä olevan patenttihakemuksen kohde. Tulemme tarjoamaan tätä teknologiaa kohdennetusti lopputuotevalmistajille.”
Liiketoimintamallina lisensointi – materiaalikehityslaboratorio auttaa uuteen liiketoimintaan
Kun kierrätysmateriaalien hyödyntäminen nousi liiketoiminnan keskiöön, Conenor perusti Orimattilaan oman materiaalikehityslaboratorion vuonna 2013. Siellä on kolme teolliseen tuotantoon suunniteltua CONEX®-linjastoa, joita on täydennetty murskain- ja sekoituslaitteistoilla.
”Teemme asiakasyrityksillemme ulkoistettua tuotekehitystä, näytteistystä ja materiaalikehitystä erilaisista kierrätysmateriaaleista. Liiketoimintamallina on teknologian ja tietotaidon lisensointi. Autamme yrityksiä muuntamaan ongelmallista jätettä arvokkaaksi uusioraaka-aineeksi ja käynnistämään uutta liiketoimintaa kierrätysmateriaaleista sekä -tuotteista.”
Orimattilassa on testattu ja kehitetty ”materiaalireseptejä” mitä erilaisimmista kuitu-, mineraali- ja muoviperäisistä jätemateriaaleista sekä kotimaisille että ulkomaisille asiakkaille.
”Toimivan raaka-aineseoksen tekemiseen liittyy paljon vuosien aikana karttunutta erikoisosaamista: mitä ’suolaa ja pippuria’ tarvitaan ja missä suhteessa, että jäte saadaan muunnettua uusioraaka-aineeksi, josta on mahdollista tehdä jokin uusi tuote, levy tai profiili, yksi- tai monikerroksinen optimoitu tuoterakenne.”
Conenor on auttanut aikoinaan esimerkiksi UPM-konsernia ProFi-puumuoviterassilankkujen kehitystyössä sekä viimeksi Stora Ensoa kolmivuotisessa tuotekehitysprojektissa, jossa etsittiin ratkaisua yhtiön puu- ja muovijätteen uusiokäyttöön. Sen tuloksena Stora Enso perusti Ruotsiin tehtaan, joka on yksi maailman suurimmistä uusioraaka-aineen valmistajista.
”Se oppi, miten he pääsivät tavoitteeseensa ja uuden kierrätysliiketoiminnan alkuun, syntyi pitkälti yhteistyössä Conenorin kanssa.”
Conenorin tietotaidon siirrossa ja teknologialisenssien myynnissä patentit ovat avainroolissa.
”Hyvin toimivaa teknologiaa pystyy aina myymään sellaisenaankin, mutta jos on patentteja, hintaan on mahdollista lisätä nolla perään. Isot kansainväliset kumppanit ovat myös halukkaampia hyödyntämään teknologiaa, jolla on IPR-suoja."
"Conenorille patentit ovat tärkeitä markkinoinninkin näkökulmasta. Ilman niitä lisensointiliiketoiminta olisi kuin rampana juoksemista.”
EU-tutkimushankkeista kansainväliseen lisenssiliiketoimintaan
Viimeiset viisitoista vuotta Conenor on toiminut aktiivisesti kartioekstruusioteknologian ja kierrätyskomposiittimateriaalien asiantuntijana yhteensä jo neljässä EU-rahoitteisessa tutkimushankkeessa.
Kaikki hankkeet eli IRCOW, OSIRYS, HISER ja ECOBULK ovat tähdänneet kiertotalouden tehostamiseen, materiaalitehokkuuteen sekä erityisesti puu- ja muoviperäisten jätemateriaalien hyötykäyttöön rakennusteollisuudessa.
Näistä viimeisin ja laajin hanke, yhä menossa oleva ECOBULK, on erityisen merkittävä Conenorin patentoidun kierrätyskomposiittiteknologian kaupallistamisessa.
”EU-hankkeet ovat laajentaneet Conenorin teknologiaosaamista ja tuoneet meille maailmanlaajuista mainetta sekä ennen kaikkea liiketoiminnalle hyödyllisiä kansainvälisiä verkostoja”, Vilkki sanoo.
Vilkki haluaa rohkaista muitakin pk-yrityksiä lähtemään mukaan EU-rahoitteisiin tutkimushankkeisiin ja ihmettelee, miksi suomalainen teollisuus hyödyntää niin laiskasti EU-rahoitusta ja eurooppalaista asiantuntijaverkostoa omassa tuotekehityksessään.
”EU tukee mielellään projekteja, joissa on mukana pk-yrityksiä. Conenorille hankkeet ovat olleet hyviä teknologian kehitysalustoja, joiden avulla olemme pystyneet rahoittamaan omaa tuotekehitystä yhteensä jo noin 3,7 miljoonalla eurolla ja myös patentoimaan teknologiaa EU:n tuella. Hankkeet ovat tuotekehitysakatemia, joka vieläpä maksaa 70 % omista kuluistasi. Sen päälle muut projektissa toimivat partnerit tekevät ilmaiseksi työtä puolestasi – tällaista mahdollisuutta ei kannata hukata!”
EU-rahoitushakemusten laadinnassa Vilkki neuvoo kuitenkin turvautumaan asiantuntijoiden apuun. Hän tietää mistä puhuu, sillä hän on toiminut itsekin EU:n Horisontti 2020 -ohjelman hanke-ehdotusten arvioijana.
Löytyykö kiertotalousläpimurron tekevä yritys Kiinasta, Saksasta vai kenties Italiasta?
EU-hankkeissa Conenorin kierrätyskomposiittiteknologiaa on sovellettu monissa pilottikohteissa, jotka todentavat sekä puumuovi- että lasikuitumuovikomposiittien toimivuuden rakennusmateriaaleissa. Conenorin reseptillä valmistettuja komposiitteja löytyy esimerkiksi lankkuina espanjalaisen vankilan urheilu- ja levähdyspatiolta, palosuojalevyinä niin virolaisesta kuin espanjalaisestakin kerrostalosta ja soiden pitkospuina Evon retkeilyalueelta.
”Nyt kun hallussamme on ’lasikuitumuovipatentit’ Euroopassa, Kanadassa ja Yhdysvalloissa, tavoitteena on saada ensimmäinen iso läpimurto ja business case. Jää on jo rikottu Norjassa, missä on käynnissä hanke, jossa asiakkaan tavoite on aloittaa oma tuotanto Conenorin tekniikalla.”
Vilkki odottaa kovasti Kiina-patentin myöntämistä, sillä Kiina on maailman suurin tuulivoimarakentaja.
”Meillä on siellä jo lupaavia lisenssiyhteistyökumppaneita, ja Kiina on myös maailman suurin tämän kierrätysteknologian laitevalmistaja.”
Kuhinaa lasikuitumuovien ympärillä on nyt monella suunnalla, erityisesti tuulivoimateollisuudessa. Lapajäte nousi ison somekohun kohteeksi Yhdysvalloissa, kun Bloomberg uutisoi, että Wyomingin kunnallisella kaatopaikalla lojuu odottamassa hautaamista lähes 900 tuulimyllyn lapaa: eikö tuulivoima olekaan vihreää? Aivan lähivuosina pelkästään Yhdysvalloissa 8 000 lapaa päätyy romuksi; Euroopassa WindEurope laskee vuonna 2023 määrän olevan jo 14 000 lapaa. Jätteen määrä lisääntyy exponentiaalista tahtia.
Ratkaisun avaimet ovat Vilkin mukaan poliittisilla päätöksentekijöillä: milloin he säätävät lasikuitumuovijätteiden kuten tuulivoimaloiden lapojen kierrätyksen pakolliseksi ja uusien rakennuslupien saamisen ehdoksi?
Saksassa ympäristöministeriö on huolestunut pian käyttöikänsä päähän tulevien tuulivoimaloiden suuresta määrästä. Siellä lapajätteen hautaaminen on kategorisesti kielletty. Polttaminenkaan ei ole ongelmatonta, sillä lasikuidun energiasisältö on alhainen, ja polton yhteydessä syntyy päästöinä hienojakoista lasituhkaa.
Mistä löytyy ensimmäinen yritys, joka hoitaa lasikuitujäteongelman kestävän kehityksen mukaisella tavalla?
”Esimerkiksi Tanskaan on rakennettu Euroopan suurin jätteiden purkulaitos, jossa tullaan käsittelemään myös tuulivoima- ja lentokoneteollisuuden lasikuitujätteitä. He ovat olleet Conenoriin yhteydessä ja keskustelemme, miten he voisivat hyödyntää tätä teknologiaa. Myös Italiassa on käynnissä neuvottelut erään globaalisti toimivan yhtiön kanssa.”
Conenor on keksinnöllään ratkaisun ytimessä. Conenorin pilottikomposiittituotteisiin on päätynyt myös Suomen ensimmäisen tuulipuiston, Korsnäsin, syksyllä 2017 purettujen tuulimyllyjen lavat.
”Meidän tekniikallamme ja osaamisellamme myös lasikuitumuovijätteiden kierrättäminen onnistuu – vieläpä kustannustehokkaasti.”
Onko yrityksessäsi kehitetty jotakin ainutlaatuista, jonka suojauksesta haluat keskustella?
Ossi Huhtanen
Partner, European Patent Attorney
ossi.huhtanen@kolster.com
050 524 2418
Kristiina Kaislisto
Associate Partner, European Trademark and Design Attorney
kristiina.kaislisto@kolster.com
050 524 2416
