Teksti Kalevi Rantanen, kuvat DS Smith, Finna, Serlachius-museo, Stora Enso
Suomi on muuttunut paperinvalmistuksen pikkujättiläisestä kartonkimahdiksi. Siitä saamme kiittää aaltopahvia. Nyt aaltopahvin valmistajat hakevat entistä ympäristöystävällisempiä vaihtoehtoja pahvin värjäykseen ja suojaominaisuuksiin.
Aaltopahvi on arkinen, mutta nerokas keksintö, joka patentoitiin yli 150 vuotta sitten. Suomessa aaltopahvin valmistus alkoi vuonna 1911.
Aaltopahvin toimiva holvikaarirakenne on säilynyt samana 1800-luvulta asti. Poimutettua aallotuskartonkia kutsutaan flutingiksi. Aaltopahvissa siihen on liimattu sileitä pintakartonkeja eli lainereita.
Rakenne on painoonsa nähden erittäin vahva. Laineri kiinnitetään tavallisesti flutingin molemmille puolille. Käyttötarkoituksen mukaan aaltopahvi voi olla yksipuolinen, jolloin vain yksi pintapaperi on liimattu flutingiin. Se voi olla myös kaksi- tai moniaaltoinen riippuen siitä, montako aaltokerrosta paperien välissä on.
Vaikka aaltopahvi on rakenteeltaan säilynyt samana, sen teknologia on vuosien mittaan kehittynyt. Erityisesti materiaaleihin ja kartongin pinnoitteisiin on kehitetty paljon uutta.
Saisiko olla rulla Kemiä?
Aaltopahvin historiassa tapahtui Suomessa kaksi merkittävää asiaa 1970-luvun alussa.
Suomen ensimmäinen aaltopahvitehdas, DS Smithin edeltäjä Tako muutti Tampereella Tammerkosken partaalta Lielahteen vuonna 1971. Valmistuessaan tehdas oli Euroopan suurin ja modernein aaltopahvitehdas.
Samana vuonna Metsä Boardin edeltäjä Kemi Oy perusti kartonkitehtaan Kemiin. Kemin tehtaalla aloitettiin päällystetyn, valkopintaisen lainerin valmistus vuonna 1990. Tehtaalla investoitiin päällystysasemaan ja päällysteen valmistusosastoon eli pastakeittiöön.
Kun päällystettyä kraftlaineria alettiin valmistaa Kemissä, ei sellaista ollut aaltopahviteollisuudessa vielä laajasti käytössä.
Tehdas kasvatti myyntiään toimimalla suunnannäyttäjänä. Työn tuloksista kertoo alan ammattikielen muutos.
”Maailmalla asiakkaat haluavat ostaa ’Kemiä’, kun tarkoittavat korkealaatuista, päällystettyä, valkopintaista kraftlaineria”, kertoo Metsä Boardin Kemin kartonkitehtaan tuotepäällikkö Panu Räsänen.
Nykyisin Kemin kartonkitehtaalla on erikoistuttu juuri päällystettyihin tuotteisiin, erityisesti valkopintaiseen kartonkiin.
”Olemme omassa kategoriassamme maailman suurin ja haluamme olla siinä maailman parhaita.”
Kemikaaleja eri tarkoituksiin
Aaltopahvin teknologiakehityksessä keskeisessä roolissa on ollut tuotantokemikaalien kehitys.
Aaltopahvin raaka-aineena käytetään erityisiä kartonkeja kraftlineria ja flutingia. Kun pahvista kehitetään entistä lujempaa ja kauniimpaa, tarvitaan kemistien osaamista.
Kartongin valmistuksessa hyödynnetään sekä prosessikemikaaleja että funktionaalisia kemikaaleja.
Kemiran sovellusekspertti Mikko Virtanen kertoo, että prosessikemikaalit helpottavat kartongin valmistusta monessa eri vaiheessa.
”Retentiopolymeerit mahdollistavat tehokkaan prosessin. Fiksatiivit kiinnittävät pihkaa ja estävät saostumista. Biosidit rajoittavat mikro-organismien toimintaa. Vaahdonestoaineet auttavat ilman hallinnassa.”
Lujuuspolymeerien ansiosta kartonkia on voitu keventää lujuutta heikentämättä.
Funktionaaliset polymeerit vaikuttavat lopputuotteen ominaisuuksiin, ennen kaikkea kartongin lujuuteen ja vedenkestoon.
Vedenkestoon ja kuitujen hydrofobointiin on viimeisten 50–60 vuoden aikana kehitetty monenlaisia polymeerejä, kuten AKD-, ASA- ja hartsiliimoja.
”Luonnostaan vettä imevä selluloosamateriaali saadaan polymeereillä hydrofobiseksi eli vettä hylkiväksi. Hydrofobisuus on tärkeää etenkin nestepakkauksissa, mutta myös aaltopahvissa. Kartonki ei saa vettyä”, Virtanen toteaa.
Pahvin paino vaikuttaa lujuuteen: mitä suurempi paino neliömetriä kohti, sitä vahvempaa kartonki on. Lujuuspolymeerit ovat mahdollistaneet kartongin keventämisen lujuutta heikentämättä, mikä on tärkeä tavoite myös tulevaisuudessa.
Ympäristöystävällisyys korostuu
Myös aaltopahvin värjäyksessä ja pinnoitteissa tarvitaan kemistien osaamista. Painovärit ovat oma maailmansa. Myös niistä pyritään nykyisin kehittämään fossiilivapaita, ja ensimmäisiä maaöljyvapaita musteita saatiinkin markkinoille 2000-luvulla.
Materiaaleja, jotka estävät epäpuhtauksien kulkeutumisen sekä veden ja rasvan läpäisyn pahvipakkauksen ja sen sisällön välillä, sanotaan barrierimateriaaleiksi. Nekin ovat aikaisemmin olleet maaöljypohjaisia, mutta tilanne on muuttumassa.
Uusia barrierimateriaaleja tutkitaan monessa paikassa. Aalto-yliopiston, Kemiran, Valmetin ja VTT:n asiantuntijoiden tuoreessa katsauksessa arvioidaan, että modifioitu nanoselluloosa, ligniininanopartikkelit tai biopohjaiset polyesterit voisivat korvata maaöljypohjaista muovia barrierimateriaalina.
Yksi lupaava, ympäristöystävällisenä pidetty vaihtoehto on dispersiopäällystys.
”Dispersiopäällystyksessä materiaalihiukkasia sirotetaan kartonkiin. Esteominaisuus syntyy ilman päälle liimattavaa kalvoa. Kierrätettäessä barrieria ei tarvitse erottaa”, kertoo tehdaspäällikkö Toni Salovuori DS Smithiltä.
Hänen mukaansa dispersiopäällystyksellä saavutetaan laminointia ohuempia barrierikerroksia, jotka ehkäisevät hyvin kosteuden, kaasun ja rasvan läpäisyn.
Pakkauksia merilevästä ja päivänkakkarasta
DS Smithin Suomen toimitusjohtaja Ari Viinikkala kertoo, että pakkauskehityksessä innovaatioiden merkitys on kasvanut.
Pakkausten käyttäjät ovat kiinnostuneita pakkausten vastuullisuudesta, toimitusketjuista, myynnillisistä asioista tai tuotesuojauksesta. Aaltopahviakin on alettu käyttää kokonaan uusissa tuotteissa.
”Uskomme, että jatkossa syntyy kiinnostavia innovaatioita, erityisesti raaka-aineissa. Odotamme, että puukuitu saisi rinnalleen muitakin kierrätettävyyden ja kestävän kehityksen huomioivia kuituvaihtoehtoja. Kehitystyötä tehdään esimerkiksi merilevän, oljen ja päivänkakkaran hyödyntämiseksi”, DS Smithin Toni Salovuori kertoo.
Lue myös:
Lähteet: Suomen Aaltopahviyhdistys: Aaltopahvi (2024); DS Smithin, Metsä Boardin, Stora Enson, Kemiran ja Aaltopahviyhdistyksen nettisivut.
Haastattelut: Panu Räsänen (Metsä Boardin Kemin kartonkitehdas), Simo-Pekka Vanninen ja Mikko Virtanen (Kemira) sekä Toni Salovuori ja Ari Viinikkala (DS Smith).
Pahvin aaltoilevat vuodet
- 1856 | Aallotettu paperi hattujen hikinauhaan
- 1871 | Aallotettu pakkauspaperi
- 1874 | Yksipuolinen aaltopahvi
- 1894 | Aaltopahvilaatikko
- 1911 | Aaltopahvin valmistus alkuun Suomessa
- 1938 | Ensimmäiset vesiohenteiset musteet painatukseen
- 1940 | Aaltopahvin kierrätys alkuun Suomessa
- 1950-luku | Painoväreissä polymeerikemian nousu ja muunnellut luonnonhartsit
- 1960-luku | Sisäisen liimausaineen alkyyliketeenidimeerin eli AKD:n käyttö kartongin ja paperin valmistuksessa yleistyy
- 1960-luku | Alkenyylimeripihkahappoanhydridi (ASA) käyttöön liimausaineena
- 1960-luku | Aaltopahvin kysyntä kasvaa
- 1990-luku | Päällystetyn kraftlainerin nousu alkaa
- 2000-luku | Verkkokaupan pakkaukset alkavat lisätä aaltopahvin kysyntää
- 2020 | Koronapandemia kasvattaa verkkokauppaa ja aaltopahvipakkausten tarvetta
- 2020-luku | Puun selluloosan rinnalle aletaan etsiä uusia materiaaleja
- 2021 | Suomessa kartonkiteollisuus ohittaa viennin arvossa paperin
- 2024 | Kemira toinen suurimmista kartonkikemikaalien tuottajista yhdysvaltalaisen Soleniksen rinnalla
