Kertakäyttöaterimien tuotesuunnittelu ja materiaalivalinnat

Abstract

Kertakäyttöaterimia on valmistettu pitkään muovista. Euroopan Unionin vuonna 2021 voimaan tulleen direktiivin myötä vaihtoehtoisten materiaalien löytäminen oli tarpeen. Direktiivin tarkoituksena oli rajoittaa ja vähentää kertakäyttöisten muovituotteiden käyttöä. Luontoon päätyvien kertakäyttöisten muovituotteiden määrä oli huolestuttavalla tasolla. Vaihtoehtoisia materiaaleja ovat biokomposiitit ja luonnonmateriaalit, kuten bambu ja koivu.

Polystyreeni on ollut yleinen materiaali kertakäyttöaterimille ennen EU:n direktiivin voimaan tuloa. Polystyreeni on läpinäkyvä, halpa ja helposti muokattavissa oleva polymeeri. Yksinkertaisimmassa muodossaan se on kuitenkin hauras. Eri lisäaineilla voidaan muokata polystyreenin ominaisuuksia sen käyttökohteen mukaiseksi. Koivu on hyvä materiaali kertakäyttöaterimiin sen ollessa kevyt, mutta luja. Bambulla on matala tiheys ja korkea kovuus sekä jäykkyys, joten sitä voidaan käyttää myös biokomposiiteissa kuituna. Tarkastellut biokomposiitit ovat biohajoavien muovien ja luonnonmateriaalien yhdistelmiä. Polylaktidi on yksi käytettävistä biomuoveista. Se on polystyreenin tapaan hauras, joten se vaatii myös lisäaineita, jotta materiaali saadaan kestävämmäksi.

Kandidaatintyössä tarkastellaan edellä mainittuja materiaalivaihtoehtoja kertakäyttöaterimille. Materiaalien valmistusmenetelmiä ovat ruiskuvalu ja luonnonmateriaaleilla lastutusta levystä leikkaaminen. Tuotesuunnittelu vaikuttaa tuotteiden kokoelinkaareen. Työssä analysoidaan kestävän tuotesuunnittelun eri alasuunnittelumenetelmiä ja niiden sopivuutta eri materiaaleihin. Kiertotalous, loppusijoitus ja tuotteiden elinkaari sisältyvät myös työhön.

Kiertotalouden periaate on se, että materiaalit ja tuotteet kiertävät kehässä. Tarkoituksena on välttää materiaalien ja tuotteiden kertakäyttö, jolloin ympäristöjalanjälki on pienempi. Jotta kiertotalouden tavoitteet voidaan saavuttaa, pitää kiinnittää huomiota vihreään suunnitteluun, tuotteiden korvaamiseen, korjaamiseen, uudelleenkäyttöön ja kierrättämiseen.

Kestävään tuotesuunnitteluun kuuluu monia eri innovaatiotasoja. Näitä tasoja ovat esimerkiksi tuotesuunnittelu, tuote-palvelu systeemi ja sosioteknologia. Tuotesuunnittelu innovaatiotason menetelmät keskittyvät kehittämään jo kehityksessä ja olemassa olevia tuotteita. Menetelmässä voidaan tarkastella eri suunnittelulähtökohtia ja tavoitteita. Tuotepalvelu innovaatio keskittyy laajasti yksittäisten tuotteiden ulkopuolelle, kohti tuotteiden ja palveluiden yhteisiä kokonaisuuksia. Sosioteknologia tarkoittaa ihmisten ja teknologian muodostamaa toimintaympäristöä. Tällaiset suunnittelutavat keskittyvät yhteiskunnan tarvitsemien suurten muutosten tavoitteluun.

Työssä saatiin selville, että vihreä tuotesuunnittelumenetelmä soveltuu parhaiten biokomposiittisten ja luonnonkuituisten kertakäyttöaterimien valmistukseen. Sen periaatteena on vähentää vaikutusta ympäristöön yksittäisten tuotteiden yksittäisten ominaisuuksien uudelleen suunnittelulla. Näitä ominaisuuksia ovat esimerkiksi materiaalivalinta ja käyttäjäystävällisyys. Kuluttajan näkökulmasta biokomposiittiset aterimet palvelevat käyttötarkoitustaan puukuituisia paremmin valmistusmenetelmän takia.