Mats Hjørnevik på et av laboratoriene på Borregaard, der Exilva har vært testet og utviklet. Exilva kan brukes til å optimalisere egenskapene til en rekke produkter fra maling og lim via emballasje til betong. (Bilde: Joachim Seehusen/tu.no)

Borregaard Exilva

Hemmelig produksjon kan gi milliardinntekter

Banebrytende innovasjon i Sarpsborg.

Mikrofibrillær cellulose er et helt nytt produkt som Borregaard er først i verden til å sette i kommersiell produksjon. Omsetningen kan nå milliarder.

Borregaard har valgt å kalle det Exilva, som betyr «fra skogen». Det nye celluloseproduktet har vakt oppsikt langt ut over produsentens egne rekker.

EU har gitt Østfold-bedriften 25 millioner euro, godt over 230 millioner kroner, gjennom forskningsprogrammet Horizon 2020 for å hjelpe til med kommersialiseringen.

Mikrofibrillær cellulose, eller mfc, er cellulosefiber som er revet opp til svært små fibre. Dette fører til at overflaten blir langt større enn for vanlig cellulose. En annen effekt er at evnen til å binde vann øker dramatisk. Exilva gjør det også mulig å endre reologi, eller flytegenskapene i et produkt og gir styrke og gode barrieregenskaper. Det er blant annet disse egenskapene som gjør mfc interessant for en rekke industrier, speielt innen bygg og anlegg.

Syrebehandler

Mikrofibriell cellulose

Mikrofibriell cellulose ble første gang produsert i 1977 av forskerne Albin Turbak, Fred W. Snyder og Karen R. Sandberg hos ITT Rayonier i New Jersey, USA. De brukte en maskin fra Gaulin laget for å homogenisere melk, gjennom denne presset de papirmasse under høyt trykk og temperatur.

Først noen år senere ble betegnelsen mfc tatt i bruk.

På 1990-tallet ble forskningen videreført i Japan, av et konsortium bestående av en rekke selskaper.

Ved siden av Borregaard skjer det en utvikling også hos amerikanske Weidmann Fiber Technology, hos FiberLean som er et joint-venture med franske Imerys og sveitsiske Omaya. Finske Stora Enso arbeider også med fmc, og har registrert flere patenter.

Borregaard ønsker ikke å slippe Teknisk Ukeblad inn i fabrikken de har ført opp for å produsere Exilva. Et antall patentsøknader er under behandling. Deler av den nye produksjonsprosessen har de valgt å ikke patentere, fordi de da må gi fra seg informasjon selskapet ønsker å holde for seg selv.

Det er to hovedmåter å produsere mfc på. Den enkleste er å knuse cellulosen mekanisk i en mølle. Det er lite sannsynlig at Borregaard har valgt denne løsningen, blant annet fordi den er svært energikrevende.

En annen måte er å forbehandle cellulosen før den behandles mekanisk, da går energibruken dramatisk ned.

– Å lage denne type materialer er ikke vanskelig, mfc lages i laboratorier over hele verden. Hovedgrunnen til at det ikke er laget, er at det ikke finnes noe marked. Borregaard må utvikle markedet sammen med kundene, sier professor Øyvind Gregersen ved Institutt for kjemisk prosessteknologi ved NTNU.

Banebrytende

Gregersen sier det er beskrevet 4-5 metoder for produksjon, og han antar at Borregaard har utviklet sin versjon fra en av disse. En mulighet er tempo-oksidering, der det benyttes 2.2.6.6-tetramethylpiperidinyl-1-oxyl som katalysator.

Dette kan også kombineres med ultralyd. En annen metode er å benytte en karboksymetylgruppe som legges på.

– Begge disse metodene introduserer syre som bidrar til å splitte cellulosefibrene lettere, sier Gregersen.

Mats Hjørnevik er markedsdirektør for Exilva hos Borregaard. Han vil ikke svare på om de har utviklet en helt ny metode, eller om de har modifisert en kjent produksjonsmetode.

– Vår metode er helt klart banebrytende, det er hva jeg kan si, svarer Hjørnevik.

Skjærkrefter

Borregaard har et antall pilotkunder som tester Exilva. En av dem er Jotun i Sandefjord. Kommunikasjonsdirektør Christian Espolin Johnson bekrefter at de samarbeider med Borregaard om Exilva, og at tester pågår.

Vi ser dette som spennende og innovativ teknologi som kan være interessant for malingsindustrien. Vi er i tidligfase og har ennå ikke produkter i salg, sier Johnson.

Hjørnevik sier at i Exilva er skjærkreftene viktige for malingsprodusenter. Når penselen brukes, oppstår det skjærkrefter som gjør malingen lettflytende. Så fort penselen fjernes, opphører skjærkreftene og viskositeten i malingene vil endres om den er tilsatt Exilva.

Det betyr at det skal være mulig å påføre langt tykkere strøk enn med dagens malinger, uten at malingen renner. De samme prinsippene gjelder også for maling på sprayboks. Malingen går lett gjennom dysen, men vil ikke renne når den er påført.

Emballasje

I små glass på 500 ml deler Borregaard ut gratis til bedrifter som ønsker å teste egenskapene for å vurdere om det er noe for dem.
I små glass på 500 ml deler Borregaard ut gratis til bedrifter som ønsker å teste egenskapene for å vurdere om det er noe for dem. Foto: Joachim Seehusen

Også professor Gregersen trekker frem betydningen skjærkrefter har for mfc, og forteller at Papirindustriens Forskningsinstitutt(PFI) i Trondheim nå kjører et prosjekt der de ser på å bruke mfc i borevæske. Mens boringen pågår, sørger skjærkreftene for at borevæsken holder seg flytende. Så fort boringen stanser og skjærkreftene opphører, tykner borevæsken til en gel.

– Det kan også egne seg ypperlig til emballasje for matvarer. Mfc kan danne en veldig sterk film når det størkner, forklarer Gregersen.

Den samme egenskapen selger Borregaard også inn for malingsindustrien, og sier det kan benyttes til å få overflater som ikke sprekker så lett som dagens malingstyper.

– Det blir ekstremt hardt når det størkner, noen sier det blir sterkere enn stål, men det er egenskaper vi ennå ikke har jobbet med, påpeker Hjørnevik.

Han ser også betong som et interessant bruksområde. Selv ved små konsentrasjoner av Exilva vil behovet for sement i betongblandingen reduseres kraftig. Exilva bidrar til at betongen blir selvkomprimerende og at behovet for vibratorer vil bli redusert.

Gratis smaksprøver

I dag har Borregaard to varianter av produktet. Den ene inneholder «bare» 90 prosent vann, og fremstår som en tykk puré. Den andre har 98 prosent vann, og har konsistens nærmest som en tyntflytende sennep. Begge variantene er helt hvite.

Disse leveres gratis til kunder som ønsker å teste dem ut som et egnet tilsettingsstoff for deres produkter.

– Vi har også flere varianter. Antall OH-grupper på overflaten kan varieres, det går på evnen til å ta opp vann og til å variere stryken på sluttproduktet. For kunder kan vi skreddersy varianten av Exilva de har behov for, sier Hjørnevik.

Bedriftens FoU-strategi gir resultater. I 2015 kom 18 prosent av omsetningen fra produkter som var lansert i løpet av de siste fem årene. Borregaard har hatt pilotproduksjon av Exilva siden sent 2011 og investert 225 millioner kroner i et nytt produksjonsanlegg. Allerede er det skapt 50 nye arbeidsplasser.

Det er nå kapasitet til å lage 1000 tonn tørr mfc eller Exilva, og 10 000 tonn ferdig produkt med vann. Innkjøringsperioden skal være ferdig ved påsketider 2017.

– Det finnes en rekke rapporter om et fremtidig marked, noen skriver om et totalmarked på flere titall milliarder kroner. Vi er trygge på at vi skal få avsetning på vår produksjon og vi håper at det snart kommer andre på banen. Det skal bygges et nytt marked og det vil gå lettere og raskere om det er flere aktører som leverer.

Kommentarer (5)

Kommentarer (5)