Monomateriaalituotteiden ja kierrätettävyyden suunnittelu – työkaluja tulevaisuuteen muoti- ja tekstiilialla

Kuvassa on uusi ideaversio Sastan anorakista: “Tavoitteena oli suunnitella funktionaalisia tuotteita, jotka olisivat myös helposti kierrätettäviä elinkaarensa loppupäässä. Mallinsimme anorakin protoilua varten Clo3D-ohjelmistolla ja visualisointiin käytimme Keyshot ja Photoshop –ohjelmistoja.” -kertovat opiskelijat. Kuva: Jenni Kemppainen (2021), Vaatteiden 3D-mallinnus: Jenni Kemppainen & Erika Nygrén (2021)

Tulevaisuudessa monomateriaalituotteet voivat olla osa ratkaisua tekstiilimateriaalien kierrossa pysymistä ajatellen. Savonia-ammattikorkeakoulun Puettavan muotoilun ja muodin -opintojakson opiskelijat saivat suomalaiselta vaatetusbrändiltä, Sastalta ja Digital Circular Fashion House –hankkeelta, koulutuksellisen tuotekehitystehtävän, jossa he pääsivät oppimaan monomateriaalituotteiden ja kierrätettävyyden suunnittelua.

Kirjoittajat: Laura Pakarinen (toim. & edit.), Jenni Kemppainen, Erika Nygrén, Oona Pappila, Juha-Matti Puljujärvi, Milla Savinainen ja Melina Turunen, Savonia-ammattikorkeakoulu

Opintojakson aikana perehdyttiin mm. tuotteiden kovien osien purettavuuteen, vaatetusfysiologiaan, vaatteiden 3D-mallinnukseen, käyttäjälähtöiseen suunnitteluun ja 3D-tulostusmateriaaleihin. Opit ja oivallukset demonstroitiin ja ajettiin keskustellen Sastan tuotekehitystiimin kanssa. Tästä blogista pääset lukemaan projektistudion parhaat palat.

Pohdimme kiertotalouden mukaisen suunnittelun näkökulmasta, kuinka tuotteet olisivat mahdollisimman pitkäikäisiä, helposti purettavia ja kierrätettäviä sekä jätettä syntyisi mahdollisimman vähän.

Tavoitteenamme oli uudistaa nykyisistä tuotteista mahdollisimman jätteetön ja toimiva kokonaisuus 

Opintojakson tehtävänä oli suunnitella kiertotalouden mukaisia monomateriaaliratkaisuja kahteen Sastan tuotteeseen, Peski-takkiin ja Tundra-housuihin, joka olisivat valmistettu funktionaalisesta 100% luomupuuvillasta, Ventile-kankaasta. Monomateriaalilla tarkoitetaan kangasta, joka sisältää vain yhtä tekstiilikuitua. Parhaimmillaan sama periaate voisi koskea myös koko vaatetta; sen lisätarvikkeita ja rakenteita. 

Opiskelijat pohtivat ratkaisuja, joita voitaisiin helposti ottaa käyttöön lähitulevaisuudessa, mutta ajatukset suuntautuivat myös pidemmälle tulevaisuuteen. Projektissa pohdittiin myös ratkaisuja, joilla voitaisiin mahdollisesti korvata tuotteelle välttämättömiä osia ympäristöystävällisemmiksi. Ovatko helposti ja tehokkaasti purettavat lisätarvikkeet tarpeellisia tulevaisuudessa? Tämä riippuu mm. kierrätysekosysteemeistä ja kierrätyslaitosten prosesseista: käytetyistä menetelmistä, tavoiteltavasta laadusta, syntyvän hukan sekä sivuvirtojen hallinnasta. Brändien näkökulmasta kysymyksessä ovat kulttuuri ja arvot, vastuullisuus sekä kiertotalouden strategiat, kuten nollahukka. 

Opiskelijat nostivat tavoitteekseen monomateriaalituotteen kiertotalouden mukaiselle suunnittelulle kolme keskeistä näkökulmaa, jotka olivat: 1. Pitkäikäisen tuotteen suunnittelu, jossa materiaalivalinnat, kuten vahvikkeet olivat osa ratkaisua. 2. Kierrätettävyyden ja purettavuuden huomioimisen, mikä tarkoitti esimerkiksi lisätarvikkeiden korvaamista kierrätettävillä vaihtoehdoilla, jotta vaate olisi 100% kierrätettävä. 3. Jätteettömyyden huomioimisen mm. kaavoja yksinkertaistamalla sekä vaikeasti irrotettavien ja kierrätettävien osien karsimisella tuotteesta.  

Käyttäjälähtöisen muotoilun prosessi apuna haasteen ratkaisemisessa 

Käyttäjälähtöisessä suunnittelussa oppimis- ja tuotesuunnitteluprosessi jakaantuu kolmeen iteroivaan ja jatkuvan kehittämisen mallin mukaiseen vaiheeseen. Ensimmäinen on Inspiraatio-vaihe, missä keskitytään suunnitteluhaasteen, asiakasyrityksen ja käyttäjän ymmärtämiseen syvällisesti ja kokonaisvaltaisesti. Ihminen laitetaan koko prosessin keskiöön. Seuraava vaihe on Ideointi, jossa pyritään uusien toimivien ratkaisujen löytämiseen. Viimeisessä vaiheessa, implementaatiossa, kokeillaan ja testataan ideoiden toimivuutta muotoilun ketterin menetelmin, sekä arvioidaan ja viestitään opit ja oivallukset. (vert. IDEO)

Suuntasimme katseemme myös pidemmälle tulevaisuuteen ja tutkimme ratkaisuja, joilla voitaisiin mahdollisesti korvata tuotteille välttämättömiä osia ympäristöystävällisesti.

Kuinka oppimisprojekti eteni – opiskelijat kertovat 

Inspiraatio – suunnitteluhaasteen, asiakasyrityksen ja käyttäjän ymmärtäminen 

Aloitimme tehtäviin, teoriaan, materiaaleihin ja aineistoon tutustumisen inspiraatiovaiheessa. Perehdyimme asiakasyrityksen ja käyttäjän ymmärtämiseen, joiden pohjana toimi funktioanalyysi ja käyttäjälähtöinen suunnittelu. Teimme haastatteluja brändin mahdollisille käyttäjille saadaksemme tietoa tarpeellisista ja kehitettävistä ominaisuuksista tuotteissa. Haastatteluiden pohjalta koostimme myös käyttäjäprofiilit ja empatiakartat.  

Tutustuimme tuotteiden ominaisuuksiin, funktionaalisuuteen ja yksityiskohtiin sekä pohdimme, kuinka näitä voisimme lähteä kehittämään. Monet osat tuotteissa olivat kierrätyksen kannalta haastavia, joten ryhdyimme selvittämään, onko näitä mahdollista korvata selluloosapohjaisilla monomateriaaleilla, jotta pääsisimme eroon muovista lisätarvikkeista. Pohdimme kiertotalouden mukaisen suunnittelun näkökulmasta, kuinka tuotteet olisivat mahdollisimman pitkäikäisiä, helposti purettavia ja kierrätettäviä sekä jätettä syntyisi mahdollisimman vähän. 

Ideointi – uusien ratkaisujen löytäminen 

Jatkoimme ideointivaiheessa tehtävien luonnostelua ja suunnittelua sekä tiedonhakua. Esittelimme inspiraatiovaiheen tulokset sekä pohtimamme ja selvittämämme asiat asiakasyritykselle. Saadun palautteen ja keräämämme tiedon pohjalta lähdimme syventämään ja tarkentamaan suunnittelutyötä. Pohdimme ja luonnostelimme, että mitkä ovat ne konkreettiset asiat, jotka tuotteissa muuttuvat. Aloitimme luonnosten pohjalta tuotteiden ja niihin kuuluvien lisäosien 3D-mallintamisen, joka lisäsi ymmärrystä toimivuudesta. Tutkimme lisää monomateriaaleja ja niiden toimivuutta ja mahdollisuuksia erilaisissa käyttökohteissa, sekä teimme materiaalikokeiluja. Tutustuimme erilaisiin kierrätysmenetelmiin ja huomioimme suunniteltavien tuotteiden ominaisuuksien vaatimukset mekaanisen ja kemiallisen kierrätyksen mukaisesti.

Toteutus – miten muutoksia kokeiltiin 

Suunnittelemiemme muutosten pohjalta teimme toteutusvaiheessa tuotteista uudet kaavat niin paperille kuin sähköiseen muotoon. Clo3D-ohjelmaa hyödyntäen mallinsimme neljä suunnittelemaamme tuotetta sekä näistä esityskuvat. Kahdesta tuotteesta toteutettiin myös fyysiset prototyypit pienoiskoossa.  

Alkuperäisissä tuotteissa olleista lisätarvikkeista teimme 3D-mallinnukset sekä 3D-tulostuksia, joilla saimme testattua osien toimivuuden käytännössä. Tuotteissa olevat tuotemerkit suunnittelimme toteutettavaksi suoraan kankaaseen laser-tekniikalla ja tämä osoittautui varsin toimivaksi ratkaisuksi.  

Kiertotalouden mukaisella suunnittelulla materiaalikiertoon ja jätteettömyyteen  

Oppimisprojektissa paneuduimme kiertotalouden mukaiseen suunnitteluun. Tutustuimme KISU-Muotoilijan oppaaseen (2021) ja perehdyimme tuotteen elinkaariajatteluun. 

Tärkeimmiksi näkökulmiksi projektissamme nousivat pitkäikäisen tuotteen suunnittelu, kierrätettävyyden ja purettavuuden ja jätteettömyyden huomioiminen. Käytännössä tämä tarkoitti sitä, että yksinkertaistimme tuotteita ja niiden kaavoja, poistimme tai korvasimme vaikeasti kierrätettäviä osia, sekä vahvistimme helposti kuluvia osia. 

Koimme vetoketjun olevan vaikein irrotettava osa, kun vaate on elinkaarensa lopussa, joten sen poistaminen tuotteesta paransi jääteettömyyttä ja kierrätettävyyttä suuresti. Vetoketjun lisäksi halusimme poistaa takin saumateippaukset, koska ne olivat muovia, ja päädyimme korvaamaan teippaukset tekemällä katesaumoja kriittisimpiin kohtiin tuotteessa, jotta vesi saadaan pysymään ulkopuolella. Näin menetelmät tukivat monomateriaali ja nolla hukka -suunnittelua, sekä kierrätysprosessin jätesivuvirtojen minimoimista. 

Tärkeimmiksi näkökulmiksi tässä projektissamme nousi pitkäikäisen tuotteen suunnittelu, kierrätettävyyden ja purettavuuden ja jätteettömyyden huomioiminen.

Mekaanisen ja kemiallisen kierrätyksen huomioiminen tuotesuunnittelussa 

Tekstiilijätteen kierrätyksestä haimme lisää tietoa eri toimijoilta kuten Lounais-Suomen jätehuolto Oy, Rester Oy ja Infinited Fiber Company. Selvitimme, millaisia kierrätysmahdollisuuksia tekstiileille ja lisätarvikkeille on nyt ja mitä tulevaisuudessa on mahdollisesti huomioitava vaatteiden kierrätyksessä. 

Tuotekehitystehtävässämme meidän tuli huomioida mekaanisen kierrätyksen osalta lisätarvikkeiden kuten neppareiden, vetoketjujen, kovikkeiden, tarranauhojen ja nyörien materiaalit ja niistä syntyvä sivuvirta. Kun housut ja takki joskus menisivät jalostuslaitoksessa mekaanisen kierrätyksen, painavimmat osat tippuisivat pois giljotiinileikkurissa. Myös alkuperäisen takin teippaukset aiheuttaisivat sen, ettei tuote päätyisi kierrätettäväksi vaan se ohjautuisi suoraan energiahyödynnykseen eli polttoon. Samoin kerrokselliset tuotteet kuten toppa- ja sadetakit sekä muut sekakuituiset tuotteet eivät kelpaa mekaaniseen jalostukseen. 

Jos tuotteet suunniteltaisi kemialliseen kierrätykseen soveltuviksi, näiden tulisi olla lähes 100% puuvillaa. Toistaiseksi tuotteiden lisätarvikkeet poistetaan ennen tekstiilimateriaalin päätymistä kemialliseen kierrätykseen, mutta tuotteen polyesterilangat eivät häiritse kierrätysprosessia niiden vähäisen määrän vuoksi. Myös todella pienet määrät elastaania voidaan vielä prosessoida osana puuvillapainotteista materiaalia.

(Rester 2021; Infinited Fiber Company 2021; Lounais-Suomen jätehuolto 2021)

Lisätarvikkeiden materiaalit ja uudet ratkaisut 

Monet tuotteissa olevat lisäosat ja –tarvikkeet osoittautuivat nopeasti kierrätyksen ja monomateriaalisuunnittelun kannalta haastaviksi. Nämä osat olivat kuitenkin tärkeitä brändin ja tuotteen toimivuuden kannalta, joten ryhdyimme miettimään ja kokeilemaan erilaisia vaihtoehtoja. 

Alkuperäisten tuotteiden kangas oli 100% luomupuuvillaa, Ventileä (2020), mutta lisätarvikkista löytyi muovia, metallia, nylonia ja nahkaa. Näistä osa poistuu kierrätyksen giljotiinivaiheessa, mutta suunnittelimme myös irrotettavia osia. Kurssin alussa tekemiemme haastatteluiden pohjalta neppari osoittautui suosituksi sulkumekanismiksi, joten tästä syntyi purettava neppari Juha-Matin suunnittelemana.  

Voisiko tuotteen etiketit korvata laseroimalla suoraan kankaaseen? Logojen laserkokeiluja Ventile-kankaalle, josta kehitetyt tuotteet on valmistettu. Kuva ja lasertestit: Juha-Matti Puljujärvi (2021)

Testasimme laserleikkuria Ventile-kankaaseen, ajatuksena korvata nahkaiset logot tällä tekniikalla. Muutamien testien jälkeen sopivat polttoarvot löytyivät. Teimme kankaalle ja logoille hankaus- ja kastelutestejä, nähdäksemme kuinka hyvin nämä kestäisivät käytössä.  

Tuotteissa olevat kuminauhat päätimme korvata puuvillanyörillä, sillä niitä ei tarvitse poistaa kierrätykseen. Alkuperäiset housut sisälsivät vyön ja henkselit, mutta nämä poistimme omissa versioissamme. Tuotteen toimivuus ei mielestämme tästä kärsinyt ja pääsimme taas hieman lähemmäs todellista monomateriaalituotetta. 

Monomateriaalisuunnittelun mahdollisuudet 

Monomateriaaleista suurimmassa roolissa meillä oli Ventile, joka on 100% luomupuuvillakangas. Tutkimme myös muita selluloosapohjaisia monomateriaaleja ja niiden toimivuutta ja käytettävyyttä. Selvitimme, onko selluloosan 3D-tulostus mahdollista ja ovatko tulosteet tarpeeksi lujia käytettäväksi, sillä tämä olisi tuonut ratkaisun moneen haasteeseen, joka suunnitteluun ja toteutukseen liittyi. Tällä hetkellä tarpeeksi kestävän 100% selluloosan 3D-tulostus ei ole mahdollista, vaan seassa täytyy käyttää jotain muuta materiaalia vahvikkeena, jolloin kyseessä on komposiittimateriaali. Tämä kuitenkin varmasti tulevaisuudessa vielä mahdollistuu, jolloin tuotteiden kovat osat ja lisätarvikkeet voisi toteuttaa 3D-tulostamalla.  

Jos lisätarvikkeet tehtäisiin tulevaisuudessa selluloosamateriaaleista ja myös kierrätysmenetelmät kehittyisivät niin, että painavat osat eivät tippuisi pois jalostuksen eri vaiheissa, voisiko monomateriaalituotteet lajitella suoraan kemialliseen kierrätykseen? 

Mitäs jos lisätarvikkeet tehtäisiin tulevaisuudessa selluloosamateriaaleista? Helposti purettavan 3D-tulostettun neppariproton suunnittelu, tulostus ja valokuva: Juha-Matti Puljujärvi (2021).

Myös tulevaisuudessa suunnittelun lähtökohtana tulee olla pitkäikäisyys, korjattavuus ja kestävyys, vaikka tuote olisikin kierrätettävissä.

Oppimisprosessi 

Ryhmässä oli osaajia eri opintosuuntauksista kuten vaatetus, koru, palvelumuotoilu, teollinen muotoilu ja sisustussuunnittelu. Ryhmänä olemme olleet tyytyväisiä siihen, kuinka kukin on sitoutunut työskentelyyn ja olemme yhdessä saaneet paljon uutta tietoa opintojaksolta. Kaikilla on ollut omat tavoitteensa opintojaksolla opittaviin asioihin. 

Onnistuimme hyödyntämään ja yhdistämään tietoa asiakasyritykseltä, loppuasiakkaan haastatteluista ja kierrätysmenetelmistä uudelleen suunnittelemiimme versioihin takista ja housuista ja onnistuimme myös suunnitelman mukaisesti tuote- ja materiaalitestauksissa. Jos jotain tekisimme toisin, olisimme ottaneet yhteyttä kierrätysmenetelmistä kertoviin yrityksiin jo aivan opintojakson alussa, jolloin olisimme hahmottaneet suunniteltavien tuotteiden tarvittavat ominaisuudet kierrätettävyyden näkökulmasta aiemmin. Toisaalta, tietoa on ollut paljon ja tälle on annettava myös aikaa prosessoitua ja olemme edenneet projektissa aina kulloisenkin parhaan tietomme mukaisesti. Saimme opintojaksolla paljon vastauksia kysymyksiimme ja tulevaisuutta ajatellen on kiinnostavaa nähdä, kuinka tekstiilimateriaalit ja kierrätysmenetelmät kehittyvät, jotta materiaalit voisivat pysyä kierrossa pidempään. Myös tulevaisuudessa suunnittelun lähtökohtana tulee olla pitkäikäisyys, korjattavuus ja kestävyys, vaikka tuote olisikin kierrätettävissä. 

Tekijä ja roolit projektissa: Jenni Kemppainen – tiiminvetäjä, Clo3D-mallinnus ja kierrätysmenetelmät, Erika Nygrén – Clo3D-mallinnus ja laserkokeilut, Oona Pappila – ompelu ja presentaatioiden graafinen suunnittelu, Juha-Matti Puljujärvi – lisätarvikkeiden 3D-mallinnus, tasokuvat ja laserkokeilut, Milla Savinainen – kaavoitus, esityskuvien visualisointi ja presentaatioiden rakentaminen ja Melina Turunen – tuotetestaukset ja lisätarvikkeiden 3D-mallinnus.  

Voit kuuntele lisää kiertotalouden mukaisesta suunnittelusta hankkeemme YourTube -kanavalta:

Ruokamo, A. 2021. Studia Generalia Webinaari 16.9.2021 – Kiertotalouden mukainen suunnittelu  

Levón, S. 2021. Studia Generalia Webinaari 30.9.2021 – Kiertotalouden mukainen tuotekehitys tekstiili- ja muotialalla  

Lähteet: 

Infinited Fiber Company. Puhelu 27.10.2021. [viitattu 6.12.2021] 

Lounais-Suomen jätehuolto. Sähköposti 22.10.2021. [viitattu 6.12.2021] 

Rester Oy. Puhelu 1.11.2021. [viitattu 6.12.2021] 

Ruokamo, A. & Halla-aho, H. 2021. Kisu – Muotoilijan opas. Kisu – tuotesuunnittelulla pitkää ikää ja kierrätettävyyttä. LAB-ammattikorkeakoulu. Saatavissa: https://www.theseus.fi/bitstream/handle/10024/493752/LAB_2021_KISU.pdf?sequence=5 [viitattu 6.12.2021] 

Ventile. 2020. Our fabric. Saatavissa: https://ventile.co.uk/fabric/about/ [viitattu 6.12.2021] 

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista.