Skapa mervärde på restmaterial
med Material Driven Design
Create added value on residual materials
with Material Driven Design
Emma Thyni
Produktdesign, Kultur och Samhälle, K3
Kandidatuppsats
Sammanfattning
Varje år produceras mer än 10 miljoner ton kaffe i världen (www.ico.org) och Sverige är världens näst störst kaffedrickande nation med ca 80 ton kaffe på år, vilket motsvarar i snitt 3,5 koppar kaffe per person dagligen (www.kaffeinformation.se). Med en stor produktion tillkommer också en stor mängd avfall. När kaffebönor rostas får man ett restmaterial av kaffebönans skall, så kallad kaffechaff. I denna studie undersöks om detta spillmaterial vid kafferosterier kan få ett mervärde genom material driven design. Syftet är att minska avfall och skapa ett nytt material. Arbetet rör sig i områdena materialitet och hållbar utveckling och metod används Material Driven Design method (Karana et al., 2015) samt Material Driven Design for Sustainability (Bak-Andersen, 2018). Resultatet blev tre olika biologiskt nedbrytbara material, bland annat ett som kan användas som till engångsartiklar eller förpackningsmaterial. Studien visar på möjligheter att ge mervärde på restprodukter inom kafferosteri och skulle kunna användas som möjligt underlag till att se om spill från andra industrier skulle kunna få ett mervärde.
Nyckelord: Material Driven Design, Material Driven Design for Sustainability, hållbar utveckling, DIY materials, kaffechaff
Abstract
Every year, more than 10 million tonnes of coffee are produced in the world (www.ico.org) and Sweden is the world’s second largest coffee drinking nation with about 80 tonnes of coffee a year, which corresponds to an average of 3.5 cups of coffee per person daily (www.kaffeinformation.se). With a large production there is also a large amount of waste. When coffee beans are roasted, you get a residual material from the coffee bean shell, so-called coffee chaff. In this study, this waste material are investigate whether it can get added value through material driven design. The purpose is to reduce waste and create new material. The work moves in the areas of materiality and sustainable development, and the method is the Material Driven Design method (Karana et al., 2015) and Material Driven Design for Sustainability (Bak-Andersen, 2018). The result was three biodegradable materials, including one that can be used as a disposable or packaging material. The study shows opportunities to add value to residual products within coffee roasters and could be used as a possible basis to see if waste from other industries could gain added value.
Keywords: Material Driven Design, Material Driven Design for Sustainability, sustainable development, DIY materials, coffee chaff
Innehållsförteckning
1. Inledning 5
1.1. Problemställning 5
1.2. Frågeställning och syfte 5
1.3. Avgränsningar och etniska ställningstagande 6
1.4. Begrepp 6
2. Teori 7
2.1. Hållbar utveckling och design 7
2.2. Cirkulär ekonomi 7
2.3. Material Driven Design 7
2.4. Material Driven Design metod 8
2.5. Material Driven Design for Sustainability 9
2.6. Do-It-Yourself Materials 12
3. Metod och resultat 12
3.1. Del 1 Material Research 13
3.1.1. Litteratursökning 13
3.1.2. Kaffeproduktionen och kaffebönan 14 3.1.3. Användningsområden för restmaterial vid kafferostning 14
3.1.4. Kaffe i Sverige 16
3.1.5. Förundersökning med kafferosterier 16 3.2. Del 2 Materialmanipulation och design 17
3.2.1. Material tinkering 17 Kaffechaffet 17 Ingredienser 18 Verktyg 19 Torkning 20 Formning 21
3.2.2. Tre utvalda material 22
3.2.3. Teckniska tester 25
Nerbrytningsförmåga 25
Yt- och vattentester 26
3.2.4. Användarstudien 28
Utförande av användarstudien 29 Reflektioner kring användarstudien 32
Analys av användastudien 33
3.2.5. Materialvision 33
3.3. Del 3 Produktutveckling 33
3.3.1. Skiss och idégenerering 33
3.3.2. Prototyper 35
4. Summering och analys av resulatet 36
4.1. Material nr 1 36
4.2. Material nr 2 36
4.3. Material nr 3 -Argenti flex 37
4.4. Studiens hållbarhet 37
4.5. Ett fenomenologiskt projekt 38
5. Slutsats 39
6. Diskussion 41
Källförteckning 42
Bildförteckning 43
” Imagine in the future, that the word waste didn´t exist...”
1. Inledning
Vi förbrukar idag jordens resurser på ett sätt som inte är hållbart. Med all konsumtion och tillverkning av produkter och livsmedel lämnas ett stort berg av restmaterial, som slängs eller eldas upp. Om vi kunde ta vara på det restmaterialet och hitta nya användningsområden och tillämpningar för dessa, skulle inte bara mängden avfall minskas utan även värdet på restmaterial skulle öka, vilket skulle resultera i att mindre råmaterial förbrukas. En av dessa industrier som lämnar efter sig mycket restavfall är kaffeindustrin. Kaffe är en av världens populäraste drycker och den näst största handelsvaran efter petroleum (Salomone, 2003). Studier visar att en stor del av det restmaterial som kaffeproduktionen lämnar efter sig används inte idag och har en negativ miljöpåverkan (Murthy och Naidu, 2012). I Sverige har kaffet blivit något av en nationaldryck (Nilsson, 2010) och mycket av de 80 ton kaffe som svenskarna dricker årligen (www.kaffeinformation.se) rostas på landets 5 större kafferosterier (www. nybryggt.nu).
I denna studie har restmaterialet från kafferosterier används, så kallat kaffechaff eller ”Silver skin”. Genom en material driven design process (Karana et al., 2015) har det undersökts om det går att få ett mervärde på denna spillprodukt. Med sitt rika fiberinnehåll och andra goda egenskaper som kartläggs i studien är kaffechaffet ett perfekt material till att skapa biokompositer. Genom en mindre förundersökning med svenska kafferosterier, konstaterades att kaffechaffet i dag som bäst används till uppvärmning eller gödning men att en stor del slängs som avfall. Denna studie är gjord inom området produktdesign och har som utgångspunkt forskning genom design. Studien använder sig av Material Driven Design method (Karana et al.,2015) samt Material Driven Design for Sustainability (Bak-Andersen, 2018), för att skapa ett material som håller sig inom cirkulär design.
Strukturen på uppsatsen är inte uppbyggd på ett traditionellt sätt, utan är utformad på ett sätt som lämpar sig bäst till just denna studie. På grund av att studien är en experimentell process presenteras resultat löpande i metodkapitlet, och har därför ingen resultatkapitlet utan istället en summering av resultaten. Det förekommer också en del analys och diskussion av resultatet i metoddelen, där även löpande fynd redovisas i material tinkeringsfasen. Att redovisa dessa resultat och fynd separat, samt ha vissa slutsatser och resonemang först i senare kapitel skulle göra det svårt för läsaren att hänga med. I en material driven design process, är en kontinuerligt dokumentation med bilder en naturlig del i arbetet, speciellt under material tinkering. Därför kändes det också som en naturlig del i uppsatsen att dokumenterade bilder fick ligga som grund när metod och resultat skulle redovisas. MDD-metoden och MDD for Sustainability används för att utforma och välja ut metoder, men används även till att analysera resultatet i relation till syfte och frågeställning. Därför presenteras de som en del av det teoretiska ramverket även om de egentligen traditionells sätt bör presenteras först i metod delen.
1.1. Problemställning
Den stora mängden kaffe som förbrukas varje år lämnar efter sig en stor mängd restmaterial, bland annat kaffechaff som bli över när kaffebönorna har rostats. I dag används chaffet till pellets för uppvärmning eller som gödning, men en stor del av chaffet slängs av både de stora och små kafferosterierna. Detta restmaterial ses ofta som avfall och saknar ett direkt värde.
1.2. Frågeställning och syfte
Hur kan ett mervärde skapas av kafferosteriernas restmaterial, genom material driven design? Syftet med denna studie är minska avfallet som slängs från kafferosterier och skapa ett nytt hållbart material.
1.3. Avgränsningar och etiska ställningstaganden
Många studier visar att restmaterialet vid kafferosterier skulle på grund av dess innehåll kunna användas inom kost och kosmetik. Det är inget som studien kommer att gå närmare in på då fokus ligger på att undersöka möjligheten att ta fram ett material. Inte heller kommer studien utforska vilka möjligheter kaffechaffet kan användas inom jordbruk som gödningsmaterial. Kaffechaffet som används i studien kommer ifrån ett lokalt kafferosteri. För att kunna garantera att materialet som framställs håller sig inom hållbar utveckling bör ursprunget av kaffebönorna som chaffet kommer ifrån redogöras, samt de förhållande som råder på dessa kaffeodlingen. Det är dock inget som denna studie kommer att undersöka. En avgränsning i metoder som gjordes MDD-processen var att inte göra någon benchmarking.
På grund av rådande omständighet med Covid-19 så har inte utomstående personer används i
användarstudie, samt inga observationer på kafferosterier har gjort.
1.4. Begrepp
Biobaserad plast Plast som helt eller delvis är tillverkade av förnyelsebar råvara (www.plastnet.se).
Biologiskt nedbrytbar En process där materialet sönderfaller och bryts ned av
mikroorganismer i beståndsdelar som förekommer i naturen, såsom vatten, koldioxid och biomassa. Det finns två sorter, aerob som ser i en syrerik miljö och en anaerob som sker i en syrefattig miljö. Forskning genom design Designforskning kan delas in i tre olika områden, forskning för
design, forskning inom design och forskning genom design (Frayling, 1993). Det sistnämnda som används i denna studie innebär att någonting undersöks och/eller påvisats hur det skulle kunna vara eller inte skulle vara (Zimmerman, Stolterman och Forlizzi, 2010).
Komposit En kombination av minst två material som tillsammans får unika egenskaper (www.composite-design-sweden.com).
Material tinkering Material Tinkering är kreativa experiment med material (Parisi, Rognoli och Sonneveld, 2017), en utforskande process för skapande och utvärdering (Karana et al.,2015).
2. Teori
Det teoretiska ramverket för studien valdes ut ur två synvinklar, ur MDD för att hitta den kunskap som krävs för att framställa ett nytt material och vilka metoder som skulle användas, samt ur ett hållbarhetsperspektiv som gav en grund och ett betydelsefullt syfte för studien. MDD for Sustainability (Bak-Andersen, 2018) som är ett nytt sätt att ta sig an ett MDD-projekt blev något av en brygga emellan de två, där det framställda materialets hållbarhet garanteras. En material driven design process ger en bra möjlighet att hålla sig inom de ramarna för hållbar produktdesign, då det redan från början av processen går att styra mot detta mål. För att kunna göra en studie med ett mål att få fram ett hållbart material och samtidigt ge ett möjligt alternativ att ta vara på avfall, är det viktigt att förstå vad hållbar utveckling egentligen är och vad det är uppbyggt av, samt att definiera begreppet cirkulär ekonomi. I detta kapitel redogörs de olika begreppen.
2.1. Hållbar utveckling och design
Det finns många olika definitioner av vad hållbar utveckling är. Det skulle kunna beskrivas som en pågående dialog, där principer, grundvärden och mål diskuteras, för att nutida och framtida behov ska kunna tillgodoses, inom vad jordens resurser tillåter (Robert, Parris och Leiserowitz, 2005). Inom hållbar utveckling finns tre stöttepelare, miljö, ekonomisk och social utveckling (ibid). Det behövs ett holistiskt förhållningssätt till dessa tre dimensioner för att en hållbar utveckling ska möta dagens behov, utan att hindra framtida generationer att möta sina behov (ibid). Eftersom hållbar utvecklig tolkas på många olika sätt, används det inte allt för sällan tyvärr på fel sätt (ibid). En del företag och organisationer använder begreppet så att det passar in i deras verksamhet, så kallad ”greenwashing”(ibid).
Hållbar design kan beskrivas som “teorier och metoder för design som baseras på ekologiska, ekonomiska och kulturella betingelser som främjar mänsklig välfärd i obegränsad tid” (Ann Thorpe, 2007, s. 20). Hållbarhet är inte bara ett mål eller något man kan pricka av en lista, utan något man bör sträva efter i design, jobb och livet (Egenhoefer, 2018). Det är viktigt att designers idag har en förståelse för avtrycket en produkt, servis eller system skapar, i ett större perspektiv (ibid).
2.2. Cirkulär ekonomi
Likt hållbar utveckling är cirkulär ekonomi populärt att använda och har många olika betydelser, beroende på vem som använder begreppet. Men kortfattat skulle man kunna säga att det baseras på tre principer; att designa bort avfall och utsläpp, återanvända produkter och material samt återskapa naturliga system (www.ellenmacarthurfoundation.org). Det finns många ekosystem i naturen som måste var i balans för att vi ska kunna leva på jorden och cirkulär ekonomi är en återspegling av sådana ekosystem (ibid). Cirkulär ekonomi ersätter det linjära modellen ”take-make-use-dispose” med ett system som siktar mot att eliminera avfall genom genomtänkt design av material, produkter och system, och där med skapar ett ekonomiskt system som tar ansvar (ibid). Systemet delas upp i två looper, den tekniska och den biologiska. I den biologiska loopen finns mat och biobaserade material som genom bland annat kompostering ger tillbaka till systemet i form av förnybara resurser (ibid). I den tekniska loopen återanvänds, repareras, ommodelleras och i sista ledet återvinns materialen (ibid)
2.3. Material Driven Design (MDD)
Denna teori valdes att ha med som en viktig grund till att förstå hur en process går till där man har materialet i fokus i en designprocess. Den tar även upp de parametrar som ett material kan utvärderas på, vilket är viktigt att förstå innan ett materialprojekt påbörjas.
”Materials experience” som myntades för första gången av Karana (2008) och definierar upplevelsen personer får av materialet i en produkt. Den kan delas upp i fyra delar, sensoriska (om vi känner att materialet är till exempel är kallt, mjukt, hårt), förklarande (vad vi tycker om materialet, sexigt, mysigt till exempel), känslomässiga (om materialet till exempel får oss att känna uttråkade eller exalterade) och performativa (vad materialet kan göra) (Karana et al., 2015). Genom att förstå relationen mellan användare, produkt och material, i en kontext, kan en materialdesigner systematiskt manipulera materialet till meningsfulla upplevelser (ibid).
MDD processens tre steg:
- Förstå hur materialets upplevda, sensoriska, förklarande, känslomässiga och performativa värde betyder för de tänkta användarna.
- Analysera och tolka dessa värden för att få fram materialets positiva och negativa egenskaper, och därefter göra en materialvision.
- Skapa och materialiserar materialversionen till koncept för material eller produkt.
I en materialdriven designprocess utgår man ifrån materialet, till skillnad från en traditionell designprocess där materialet väljs in i en senare del, när produkten redan är designad.
Att designa med material innebär att förstå hur materialet är uppbyggt och dess unika egenskapen i relation till andra material (Karana et al., 2015). Detta kan göras genom tinkering, en utforskande process för att skapa och utvärdera materialet, från början i processen till att det i slutändan blir en produkt (ibid).
2.4. Material Driven Design Method
Även om detta egentligen är en metod känns den viktig att ha med i teorin, då den används lite som en verktygslåda med teorier och metoder. Metodens alla fyra steg kommer inte att användas, som förklaras senare i metoddelen, men teorierna bakom varje steg känns ändå relevanta att förstå inför detta projekt. En egen bedömning kan sen göras om vilka steg bör användas eller göras om.
MDD-metodens syfte är att stödja designen i att förstå, utforska, definiera och mobilisera materials unika egenskaper och upplevda kvalitéer i design (Karana et al., 2015). Metoden kan användas på; material som är välkända som designern vill applicera i ett nytt område eller få en ny mening, ett relativt okänt material som inte är kopplat till något specifikt område, då kan designern kan hitta ett tillämpningsområde och ge materialet en identitet (till exempel liquid wood), eller så kan det vara ett nytt material, till exempel skapat av matavfall, 3D-printade textilier eller framodlade material (Ibid). MDD metoden består av fyra olika steg (figur 1):
Steg 1: Förstå materialets tekniska och upplevda egenskaper främst genom tinkering med materialet. Materialets tekniska egenskaper och begränsningar tar designen fram genom att böja, skära, bränna, blanda materialet med andra material samt undersöka vilken bearbetningsprocess som fungera bäst (Karana et al., 2015). Genom användarstudier får designen fram de upplevda egenskaperna; sensoriska, förklarande (meningsfulla), känslomässiga och performativa, som fördelaktigt samlas upp i en mind-map (ibid). En benchmarking med andra liknade material på marknaden görs för att positionera materialet på ett område (ibid).
Steg 2: Ta fram en materialvision bland annat med hjälp av information samlad från steg
1.
Materialvisionen ska visa designens vision om materialets roll och unika egenskaper i relation till2.5. Material Driven Design for Sustainability
Denna teori har använts i studien dels som ett ramverk till metodelen och hur den är indelad, dels för att analysera resultatet. Den har även ett nytt intressant tillvägagångsätt att ta sig an MDD och kategoriserar materialprojekt efter de svagheter eller styrkor som olika MDD-projekt har. Denna problematik är något som jag har erfarenhet från tidigare materialprojekt vilket gjorde MDD for Sustainability relevant och spännande att ha med i denna studie.
Att man använder MDD och starta med materialet betyder inte nödvändigtvis att designprocessen blir automatiskt hållbar (Bak-Andersen, 2018). Genom att följa Bak-Andersens 3-steg för Material Driven Design for Sustainability (se figur 2) kan man vara säker på att resultatet i designprocessen är i linje med cirkulär ekonomi. För att kunna skapa produkter som i slutet av sin livscykel kan återvinnas eller komposteras behövs ett system där man har en stor förståelse för materialets egenskaper (Bak-Andersen, 2018). Bristen på denna förståelse skapar inte bara en barriär mellan designen och produkten utan blir även ett hinder för att skapa hållbara produkter (ibid). Vill man designa för en cirkulär ekonomi blir det problem om materialet kommer in sent i processen, när designen på produkten är färdig (ibid).
användarstudie. Metoden Mening Driven Material Selection (MDMS), där illustrationer på material och produkter presenteras, kan användas för att designen ska få en förståelse för hur personer uppfattar orden (ibid).
Steg 4:
Skapa material/produkt koncept. Designen använder det som har framkommit i tidigare steg in i en designfas (ibid).
Ma
te
rial
re
se
ar
ch
Ma
te
rial
manipula
�on och design
Pr
oduk
tutv
eckli
ng
Grundläggande nödvändiga kunskaper om materialet.
- Cirkulär check: Råmaterialet måste vara biologiskt nedbrytbart och/eller återvinningsbart, samt inte innehålla gi�er.
- Källa: Studera materialets ursprung ur e� e�skt, socialt och miljömässigt perspek�v för a� bedöma om materialet är lämpligt a� användas.
- Komposi�on: En grundlig vetenskaplig förståelse för materialet och hur den cirkulärt passar a� använda med andra material.
- Historiskt och antropologisk research: Förstå hur råmaterialet har används �digare och ha� för betydelse i olika kulturer. Gamla tekniker som har användas för a� bearbeta och manipulera materialet kan inspirera dagens �llverkningstekniker. De�a kan ge materialet e� emo�onellt värde för användaren och designen.
- Värde: Värdet för e� material är mer än penningvärde, kulturella eller tradi�onella värderingar kan spela en stor roll.
- (Hands-on) Prak�skt u�orskande: U�orska materialets tekniska och sensoriska egenskaper, som �ll exempel do�, len yta, brandsäker, biologiskt nedbrytbart och va�enresistent.
Förstå materialets poten�al genom a� använda många olika verktyg, tekniker och processer, för a� se hur designen med krea�vitet kan få fram form, funk�on och este�skt u�ryck.
- Manipulering: Skapa e� ny� material kräver kunskapen från steg 1 samt användning av mekanisk och kemiskbearbetning. O�a behövs e� lämpligt bindningsmedel samt bygga eller få tag i verktyg. Materialet eller blandningen av material och produkten måste designas för a� kunna återvinnas eller vara biologiskt nedbrytbart. I vissa fall även ha möjligheten a� monteras isär.
- Förbä�ra styrkorna: Förbä�ra materialets tekniska och sensoriska egenskaper. - Skiss: Skissa de olika möjligheterna a� skapa tredimensionella möjligheter och former.
- Utmana svagheter: Iden�fiera svagheter hos materialet och acceptera inte brister som kan förbä�ras. - Förbä�ra styrkor: Förbä�ra materialets tekniska och sensoriska egenskaper.
I en MDD process är materialet sällan 100% klart för än produkten framställs, �ll dess är det en pågående dialog mellan material, funk�on och form.
- Form & funk�on: En produkt börjar ta form som möter kraven i briefen (om en sådan finns) eller materialets funk�on bestäms.
- Handgjord för digital �llverkning: Op�mera och simplifiera vägen från råmaterialet �ll den färdiga produkten, för a� anpassas för en industriell produk�on.
- Presenta�on av prototyp: Presentera en prototyp i skala 1:1. Om det är en mycket stor produkt kan delar av den väljas ut a� presenteras, då ska de bitar som visar på produktens hållbarhet visas upp.
1
2
En produkts livslängd kan bero på att material inte värdes högt eller accepteras kulturellt, vilket resulterar i att användaren saknar en emotionell kontakt med materialet (Bak-Andersen). Materialet kan ses som produktens DNA, som bestämmer dess tekniska och sensoriska egenskaper (ibid). Material Driven Design for Sustainability kan ses som ett tvärvetenskapligt område inom konst, teknologi och naturvetenskap (Bak-Andersen, 2018). Konsten för med sig form, estetik och upplevda värden, teknologin bidrar med verktyg, teknik och en kontakt med den industriella produktionen, och naturvetenskapen ger information om själva materialet (ibid). Bak-Andersen menar att det behövs en balans i dessa tre områden för att nå en hållbar produkt. När konsten är överrepresenterad saknar resultatet funktionalitet men med för lite konst blir resultatet likgiltigt och svårt att applicera i praktiken (ibid). Om naturvetenskapen tar över för mycket i en designprocess blir resultatet inte lätt att ta till sig för designern och industrin, men samtidigt saknas naturvetenskapen är det svårt att hålla sig till en cirkulär ekonomi (ibid). En överrepresentation av teknik kan resultera i ett för komplext resultat som kan ses som för obetydlig och mekanisk, medan om tekniken saknas har det inte ett industriellt produktionsvärde (ibid). Bak-Andersen illustrerade MDDs tre områden med en triangel, där projekt bör ligga i det mörka fältet i mitten för bästa resultat (figur 3).
Figur 3. De tre områderna inom MDD. Naturvetenskap
Tecknologi
Konst
En MDD-process bör både innehålla vetenskapliga metoder, som experiment och systematiska observationer, samt mer sensoriska metoder, som är vanligare inom design och konst (Bak-Andersen, 2018). Bak-Andersen menar att balansen mellan dessa inte alltid kommer naturligt i en MDD-process, och tog fram tre olika strategier eller tillvägagångsätt, fenomenologiskt, vetenskapligt och biomimetik, samt riktlinjer för dessa.
Det fenomenologiska tillvägagångsättet baseras ofta på subjektiva upplevelser och designens omedelbara uppfattning av materialet (Bak-Andersen, 2018). Designen har ett mer fritt och lekfullt sätt till tinkering och utvecklandet av materialets tekniska och sensoriska egenskaper (ibid). Utforskandet av materialet sker på ett kreativt sätt med alla sinnen, där fel och oväntade resultat används till något positivt i skapandet (ibid). För att uppmuntra till ett fenomenologiskt tillvägagångsätt kan man inleda med en övning där designer tar på sig ögonbindel och får utforska materialet med händerna (ibid). Sedan frågar man om deras tanker om materialets kvalitéer och hållbarhet (ibid). Dessa egenskaper beror mycket på vad material används till och vilken produkt den förknippas med, men övningen visar på hur subjektiv och partisk vi upplever ett material (ibid).
Den vetenskapliga strategin är ett systematiskt tillvägagångsätt där all information sparas noggrant för att kunna upprepa, utarbeta och tekniskt jämföra materialprover (Bak-Andersen, 2018). Vanligtvis är undersökningarna relaterade till materialets performativa egenskaper och hur dessa kan mätas, testas och förbättras (ibid). Till den vetenskapliga strategin kan märkning av proverna och laboratoriejournaler vara till hjälp för att säkerställa utvecklingen av materialet på ett systematiskt och noggrant sätt (ibid).
I biomimetik imiteras naturens former, processer och ekosystem. Det är en utmärkt källa att använda till materialdriven design för att hitta hållbara lösningar och strategi passar bäst när materialets struktur och sammansättning är viktigare än uppskalning (Bak-Andersen, 2018). Naturen skulle kunna vara den perfekta designguiden för en cirkulär ekonomi, om vi bara kunde förstå den (ibid). Ett exempel på hur biomimetik skulle kunna användas som en metod är att göra en fältstudie till en botanisk trädgård, där växters textur, struktur och strategier för överlevnad studeras (ibid).
2.6. Do-It-Yourself (DIY) Materials
Den här teorin är relevant för studien då den ger en djupare förståelse för en sådan skaparprocess samt visar på det värde material och produkter får.
DIY är en kombination av skapande, hantverk och egenproduktion, där materialen tillverkas individuellt eller kollektivt, ofta med tekniker och processer som är framtagna av designen själv (Rognoli et al., 2015). Egenproduktionen ger en kontroll över tillverkningsprocessen, som görs genom tinkering och experiment i materiallaboratorium, där även produkten skapas (Ibid). Tinkering triggar designen att vara kreativ och känslan av att nästan allt är möjligt (Ibid). Genom experiment, tester och ändring av material och processer allt eftersom, hämtas glädje och inspiration från ”learning by doing” i ”hands-on” experimenterande (Ibid). DIY materialen kan delas upp i två grupper; `DIY nya material´, där designen med hjälp av ingredienser tar fram ett nytt material (till exempel med matavfall och ett naturligt bindningsmedel) och `DIY nya ideniteter på kommersiella material´, där fokus ligger på ny teknik (tillexempel återvinningsmaterial eller 3D-prinad metall) (Ibid). De verktyg och processer (ibland omgjorda maskiner) som designen tar fram i arbetet, delas med instruktioner eller illustrationer för att arbetet ska kunna upprepas av andra (Ibid). DIY är en disciplinerad innovationsprocess som har enormt stor potential att misslyckas, men samtidigt får det inte någon direkt negativ effekt på miljön eller ekonomiskt, då de ofta har låg kostnad (Ibid).
På en emotionell nivå kan DIY material ge en personlig anknytning, där defekter hos materialet får ett värde och ses som ett original eller något skräddarsytt (ibid).
3. Metod och resultat
De metoder som användes i studien var en material research med litteratursökning och en mindre förundersökning, samt material tinkering, tekniska tester, användarstudier, skiss, idégenerering och prototyper. Bak-Andersens MDD for Sustainability användes som ett ramverk för metoddelen. I figur 4 redovisas de använda metoderna, indelade i de tre olika stegen; Material research, Materialmanipulation och design (i figur 4 kallad Materialmanipulation och förståelse) samt Produktutveckling. Genom att följa stegen och hela tiden reflektera över de olika punkterna i varje steg (se figur 2) var det lättare att kontrollera att materialen som framställdes höll sig inom målet att vara hållbart. I studien valdes att plocka in de delar från Karanas MDD metod som hjälpte till att få fram den information om materialet som behövdes. Karana skriver att man inte behöver följa MDD metodens fyra steg utan kan hoppa mellan stegen om det fungerar bättre för just ens eget materialprojekt. Bak-Andersen skriver att MDD for Sustainability går utmärkt att kombinera med andra metoder, så metoderna är en kombination av dem båda. Även MDD for Sustainability följs inte till punkt och pricka, praktiskt utförande av materialet som ligger i steg 1 har flyttats till steg 2 och skiss som egentligen ligger i steg 2 har flyttats till steg 3. Detta för att det passar bättre in i projektet. Figur 4 är en förenklad illustration av metoderna som användes i de tre stegen, en mer rättvis bild utav processen visas i figur 5. De tre olika stegen hade ingen tydlig början eller slut, utan arbetet i studien låg ofta på flera metoder samtidigt. Material tinkering var den metod som studien började med och Litteratursökningen fortsatte in steg tre.
3.1. Del 1 Material Research
Här samlades grundläggande och nödvändiga kunskaper in om materialet. En litteratursökning gjordes för att samla in kunskap, teorier och metoder som skulle användas i studien, samt en mindre förundersökning utfördes med svenska kafferosterier.
3.1.1. Litteratursökning
I litteratursökning samlades information från papers och tidigare forskning, böcker och hemsidor. De sökverktyg som användes var google schoolar, libsearch och google.com. Sökord som användes var: Material Driven Design, waste materials, coffee chaff, coffee residue materials, sustainable
development, cicular economy. Genom att kombinera de olika sökorden blev det en stor mängd träffar,
och genom att läsa en hel del abstract valdes de artiklar som kändes mest relevanta ut och lästes. Sedan gick jag igenom källförteckningen på de artiklar som var relevanta för studien och fick därmed
Figur 4. Visar vilka metoder som användes och studiens uppdelning i tre steg.
Förundersökning Li�eratursökning Material �nkering undersökningTeknisk Användarstudie Idégenerering Skiss Prototyper
1
Material research2
Material manipula�on och förståelse3
ProduktutvecklingFigur 5. Illustration av metoderna. Förundersökning
Li�eratursökning
Material �nkering
Tekniskundersökning
Användarstudie Skiss
Prototyper
Figur 6. (vänster) Kaffebönans anatomi.
Bild 1. (mitten) Kaffeplantan med kaffebönor, Colombia. Bild 2. (höger) Kaffeodlare med plockade kaffebönor, Colombia.
3.1.3. Användningsområden för restmaterial vid kafferostning
I kaffeproduktionen ingår flera olika processer från att kaffebäret plockas till att kaffebönorna är rostade och i varje moment får man ett restmaterial (figur 7). Kaffeproduktionens biprodukter har ett begränsat användningsområde som biobränsle, gödningsmedel, djurfoder och kompostering men mycket av det blir till avfall (Murthy och Naidu, 2012). I de kaffeproducerande länderna är biprodukten ett hot mot miljön då avfallshanteringen av restmaterial och utsläpp leder till föroreningar på land och i hav (ibid). Det finns ett stort behov att hitta användningsområden och industriella applikationer för kaffes biprodukter, och därmed ge det ett ökat värde, inte minst ur ett miljöperspektiv (Salomone, 2003).
ännu några bra artiklar som jag kunde använda. Efter en hel del artiklar fick man en uppfattning om vilka författare som var intressanta i de olika områden inom hållbar utveckling, cirkulär ekonomi, MDD och restmaterial i kaffeproduktionen. Nästa sökmetod blev att söka på google schoolar efter de författarna och se om det fanns
f
ler intressanta artiklar eller böcker som de hade skrivit. På så sätt fick samlades informationen in till studien.3.1.2. Kaffeproduktionen och kaffebönan
Kaffeproduktionen har ökat med nästan 200% under 1900-talets andra hälft. (Salomone, 2003). Varje år produceras mer än 10 miljoner ton kaffe i världen och Brasilien är det land som producerar mest, över 2 miljoner ton. (www.ico.org) Ursprungligen kommer kaffeplantan från den afrikanska kontinenten men i dag är den Brasilien, Vietnam och Colombia som står för den största kaffeproduktionen. Men även om produktionen sker i områden längst ekvatorn konsumeras två tredjedelar av kaffet i USA och i Europa (Salomone, 2003). Kaffebäret växer på höga buskar (bild 1) och består av två kaffebönor, där chaffet eller ”Silver Skinn” som det även kallas är den innersta tunna hinna som omsluter varje böna (se figur 6 och bild 2).
Figur 8. Kaffechaffets (Silver skin) innehåll.
Kaffechaff består av 86% kostfiber och den fiberrika vävnaden är till största delen uppbyggd av cellulosa och hemicellulosa (Murthy och Naidu, 2012) (figur 8). Den är även rik på protein, har en hög antioxidantkapacitet och studier har visat att kaffechaffet skulle kunna användas som naturlig antioxidantkälla, kosttillskott och konserveringsmedel i livsmedel (ibid). Av chaff kan pellets och briketter tillverkas som sedan kan användas som biobränsle. Briketter för uppvärmning gjorda på kaffechaff kostar 70% mindre att producera och ger 80% mer energidensitet än briketter gjorda på råmaterial, ändå är det mycket små mängder chaff som används till detta (ibid).
Färska kaffe bönor
Mucilage pergament böna
Pergament böna
Rå böna
Rostad kaffeböna
Mekaniskt avlägsnande Jäsning Torkning Skalning Rostning Y�re skal och pulp Mucilage Pergament KAFFE CHAFF (SILVER SKIN)Exempel på företag som använder kaffechaff i sin produktion är Ford, som samarbetar med McDonalds för att tillverka bildelar. Snabbmatskedjans kaffechaff används för att tillverka en biobaserad plast, som är 20% lättare och 25% mindre energi behövs vid molding (www.businessinsider.com). (bild 3) Även företaget Huskee cup gör sina muggar av en biobaserad plast med 50% kaffe chaff (Meier och Thulin, 2020). (bild 4)
Bild 3. (vänster) Fords bildel gjort av kaffechaff, ett samarbete med McDonalds. Bild 4. (höger) Huskee cup, företag som gör kaffemuggar av kaffechaff.
3.1.4. Kaffe i Sverige
Kaffet anlände till Sverige i slutet av 1600-talet och har varit med om en spännande historia med flera nationella kaffeförbud och hemliga exklusiva klubbar som serverade kaffe som följd (Nilsson, 2010). Det var inte för än runt 1900-taletsom kaffet kunde ses som svenskarnas nationaldryck (ibid), idag är vår fika med kaffe en naturlig del av dagen. Sverige är världens näst störst kaffedrickande nation med ca 80 ton kaffe på år, vilket motsvarar i snitt 3,5 koppar kaffe per person dagligen (www.kaffeinformation. se). Idag har vi 5 större kafferosterier och ca 20 microrosterier i Sverige (www.nybryggt.nu).
3.1.5. Förundersökning med kafferosterier.
En mindre förundersökning gjordes med ett fem kafferosterier i Sverige, tre större och två mindre rosterier. Syftet med förundersökningen var att få reda på vad kafferosterierna gör av sitt avfall, kaffechaffet. Två av de större rosterierna hade tydlig information på sina hemsidor om vad de gjorde med sitt restmaterial och av den tredje gav mig information jag sökte via email. Ett av de mindre rosterierna fick jag informationen via email och den andra via email och telefonkontakt. Resultatet av förundersökningen visade att två av de större rosterierna använde chaffet till att tillverka pellets för biobränsle och den tredje slängde chaffet. Ett av de mindre rosterierna gav bort sitt kaffechaff till urban farmers och den andra slängde sitt chaff som avfall. Uppfattningen som jag fick av de rosterier som jag hade mailkontakt med var att det fanns det intresse av att göra något av chaffet.
3.2. Del 2 Materialmanipulation och design
I denna del har en djupare förståelse för materialet bildats. Genom en mängd olika kreativa processen har materialets form, funktion och estetiska uttryck vuxit fram. Det framtagna materialets tekniska och sensoriska egenskaper togs sedan fram genom tekniska undersökningar och en användarstudie. Slutligen gjordes en materialvision.
3.2.1. Material tinkering
Genom tinkering med materialet utforskades kaffechaffets egenskaper och hur det skulle kunna användas för att skapa ett material. Sedan exprementerades torkning- och formningstekniker fram.
Kaffechaffet
Kaffechaffet består av tunna lätta skal som har en välbehaglig doft som påminner om karamell. Skalen har ljusa varma färger i brunt och beigt samt ett skimmer som förklarar varför den fått namnet ”Silver skin” (bild 5). Doften och skimret var de två egenskaperna som jag ville ta vara på i min materialframställning.
Bild 6. (uppe till vänster) Resultat på de första material tinkering med chaffet. Bild 7. (uppe till höger) Materialprover torkar i träramar på bakplåtspapper. Bild 8. (nere till vänster) Torkade materialprover i träram.
Bild 9. (nere till höger) Materialprov torkar plant med hjälp av passare.
Ingredienser
När man skapar ett nytt material vill man använda så få ingredienser och processer som möjlig. Detta för att så lite resurser, energi och annat som kan påverka miljön negativt ska finnas. Chaffet innehåller bland annat cellulosa, hemicellulosa och lite lignin (figur 7) som jag först ville undersöka om det räckte som bildningsmedel till ett material. Det var inget jag lyckades med. Jag använde mig av bikarbonat och jäst för att försöka få fram ett material men var inte nöjd med resultaten, så jag testade andra möjliga bildningsmedel, som potatisstärkelse, tapioka, och alginat. Jag valde potatisstärkelse eftersom det gav bra resultat men främst för att det är en billig råvara som odlas i Sverige. Övriga ingredienser som användes tillsammans med potatisstärkelse och kaffe chaff var vatten, vinäger, olja (matolja bestående av raps och solrosolja), glycerol och pektin. Genom att variera dessa ingredienser och mängden av dem fick jag fram ett stort antal olika material. Oljan gav ett bättre resultat än vinägern, som inte gav någon märkbar förbättring. Pektin gav heller ingen märkbar positiv effekt.
Verktyg
Formar tillverkades med laserskärare i 6mm mdf. Materialet fastnade i kanterna och spändes ut, vilket gav ett positivt resultat då materialproverna förblev platta och fick en jämnare yta. Jag testade att koka i kastrull, mixa, värma i mackjärn, pressa ut fibrerna med en sil samt pressa prover i ugnen. Efter några veckors tinkering började jag att mala chaffet med en mortel, för att få materialprover med jämnare yta. Användningen av malt chaff, till skillnad från omalt chaff påverkade inte materialets styrka negativt.
Jag skapade ett system för att organisera proven med hjälp av genomskinliga cd-fodral och etiketter (bild 11 och 13). En viktig del i mitt arbete då jag var uppe närmare hundra materialprov.
Verktyg som användes för att tillverka materialen: kastrull, mått, visp, slickepott, mortel, sil, finkalibrig våg, bakplåtspapper, tejp, passare, värmeplatta och laserskärare.
Bild 10. (uppe till vänster) Chaffet maldes för hand med en mortel.
Bild 11. (uppe till höger) Materialproverna organiserades i ett system med hjälp av plastfickor och etiketter. Bild 12. (nere till vänster) Verktyg och ingredienser.
Torkning
Torktiden på materialet kan påskyndas i ugn på låg värme eller i egentillverkat torkskåp, bestående av kartong och en hårfön (bild 15). De större materialproverna föredrogs att delvis torkas i ugnen då mögel hann bildas om proverna behövde för många dagar att torka. Torkning i ugnen kan leda till att materialet spricker, speciellt om materialet torkas i ugn i omgångar. Bäst resultat gavs när materialen fick torka i ugn direkt efter tillverkning eller när det fortfarande var i kladdigt tillstånd. När materialen torkat så pass mycket att de får en fast yta bör inte ugn längre användas för torkning. Formarna med materialproverna vändes efter 2 - 4 dagar för att påskynda torkprocessen. Vändes proverna för tidigt så att de fortfarande inte lossnat från bakplåtspappret blev resultatet en mer ojämn yta. Eventuellt mögel gick lätt att torka bort med en blöt trasa.
Jag kom fram till att kanterna lotsande när runda formerna användes, vilket gjorde att materialproverna böjde sig. Fyrkantiga formar höll kvar materialet i kanterna och spände ut materialet, vilket gjorde materialproverna platta och jämna (bild 14). Försök upprepades med samma resultat, vet dock inte vad det berodde på. Ett misstag i torkningsprocessen skapade ett intressant mönster, som jag återupprepade och förbättrade för att skapa ett nytt material (bild 16 och 17).
Bild 14. (uppe till vänster) Torkade materialprov i fyrkantiga och runda träformar. Bild 15. (uppe till höger) Egentillverkat torkskåp av kartong och en hårfön.
Bild 16. (nere till vänster) Materialprov som efter en misslyckad torkning fick ett intressant mönster. Bild 17. (nere till höger) Fortsatt tinkering med torkningsprocessen, samt mängden glycerol.
Formning
För att förstå materialet och dess potential behöver man förstå hur man kan forma det. Ett problem när man tillverkar material är att den största delen av vätskan kommer att avdunsta och materialets massa kommer att krympa. Det betyder att antingen måste formarna krympa i samma tak som materialet eller så formar man materialet när det är tort. Olika tekniker för formning testades med olika formverktyg gjorda i silikon, metall, glas och trä. De flesta formarna var formar gjorda för bakning och tålde värme bra. Halvtorra materialprover rullades med hjälp av smörpapper runt glasburkar med ett lyckat resultat (bild 18). Det bästa resultatet blev dock när materialet helt fick torka och sedan formades med hjälp av värme och press. Materialet värmdes i en mackgrill (bild 20) på ca 120 grader, samtidigt värmdes formverktygen (bakformar) i ugnen på samma gradantal. Sedan pressades materialet mellan två formar och placerades i ugn, nedtyngd (bild 21). Efter ca 10 minuter tog jag ut materialet och låter det svalna i formarna (se bild 23 för resultat). Ett problem med denna process var att de formarna som jag använde var lika stora vilket betyder att det egentligen inte finns något utrymme för materialet mellan formarna. Det resulterade i att materialet gick sönder vid flera formningar.
Bild 18. (uppe till vänster) Material formas med hjälp av glasburkar.
Bild 19. (uppe till höger) Material värms och pressas mellan två uppvärmda kakformar i metall. Bild 20. (nere till vänster) Materialet värms i mackjärn.
Bild 22. (vänster) Formverktyg bestående av stålrör, pluggar i ek och en skruvkramp. Bild 23. (mitten) Resultat av varmformningen med bakform.
Bild 24. (höger) Resultat av olika formningstekniker.
3.2.2. Tre utvalda material
Material tinkering resulterade i tre utvalda material (bild 25, 26 & 27). I figur 9 illustreras varje stegen i tillverkningsprocessen av de tre materialen (ej torkningsprocessen). För att tillverka material nr 1 fuktas chaffet med lite vatten, sedan läggs det i en form och under hårt tryck låter man materialprovet tolka i ugnen tills det är helt torrt (mer utförlig beskrivning i stycket innan om formning). I material nr 2 kokas chaffet först en kastrull med vatten i ca 15 min, sedan silas fibrerna bort så det blir en gyllene brun vätska blir kvar. Proportionerna för koket är ca 1 dl chaff och 1,5dl vatten. Vätskan får stå ett tag så att de mindre partiklarna sjunker ner till botten. Basreceptet används men vattnet byts ut mot vätskan. Vätskan, olja och glycerol blandas först och sedan vispas potatismjölet ner. Tillverkningen sker på låg värme under upprörning. Först används en visp, sedan när materialet böjar bli tjockare, byts den ut till en slickepott för att undvika att vispa in bubblor. Sedan manipulerades materialet i torkningsprocessen för att få fram det unika mönstret vilket ger materialet en varierad godstjocklek. De fibrer som silas bort i material nr 2 i början av processen kan användas för att tillverka material nr 1. Det blev ingen märkbar försämring av att använda spillet från material nr 2 i jämförelse med okokat chaff.
Material nr 3 tillverkas genom att chaffet först mals ner i en mortel. Sedan blandas vatten, glycerol och olja ihop, efter det vispas först potatismjölet ner och sedan det malda chaffet. Samma basrecept används som i tillverkningen av material nr 2 med den enda skillnaden att här används vatten, och även här sker kokningen på låg värme under upprörning. En visp används först, sedan när materialet böjar bli tjockare, byts den ut till slickepott för att även här undvika att vispa in bubblor. Material nr 3 tillverkades i träramar som var gjorda av 6 mm mdf. Ytspänningen tillät materialet att ligga ca 1 mm ovanför formen. Efter materialet hade torkat hade det gått från ca 7mm tjock till 1mm.
Jag testade att tillverka material av chaffet utan att använda någon stärkelse och någon kokprocess. Chaffet fuktas då lätt, placerades i ett stålrör, två pluggar av ek placerades sedan i var sin ände av röret, med hjälp av en skruvkramp påtvingades hårt tryck (bild 22). Sedan placerades hela formen men skruvkrampen i ugnen. När materialet var helt tort lossade jag på skruvkrampen och tog ut materialet. Samma teknik användes med kakformar i metall.
Verktyg som användes för formning: ugn, formar (gjorda i silikon, metall, glas och i trä), mackjärn, skruvkramp och handskar (för att kunna hantera varma formar och material).
Figur 9. Tillverkning av material nr 1, nr 2 och nr 3.
basrecept kaffechaff fibrer mals i mortel kok kok kok H2O H2O H2O värm e oc h press basrecept värm e och pres sBild 27. Material nr 3.
Material nr 3 valdes ut för att göra tekniska och sensoriska tester på. Det var även det material som fungerade bäst att forma samt visade största potential att kunna ersätta ett befintligt material.
3.2.3. Tekniska tester
För att undersöka materialet tekniska egenskaper gjordes ett antal tester för att hitta materialets fysiska styrkor och svagheter. Materialet går bra att klippa och sy i (bild 28 och 30). Det är starkt och är svårt att dra sönder, dock lätt att riva av och går spricker när det viks. Det brinner med en liten låga (bild 29), dock slocknade det av sig själv och fortsatte att glöda. Slipas ytan på materialet blir det slätare men också något mattare.
Nerbrytningsförmåga
För att undersöka hur snabbt materialet bröts ned i jorden och grävdes en bit på ca 4x2cm ner i en kruka (bild 31), som fick stå i fönstret och vattnades den regelbundet. Efter tre veckor grävdes materialbiten upp som fortfarande var kvar men i små bitar. Konsistensen på materialet var mjukt och kändes som lerjord när man tryckte ut det mot fingrarna (bild 32).
Bild 28. Klipptest Bild 29. Eldtest
Bild 31. Grävde ner ett litet materialprov i en kruka.
Bild 32. Grävde upp mateiralprovet efter tre veckor.
Yt- och vattentester
Något som är viktigt att fastställa hos materialet är den vattenresistens. Det avgör vad materialet kan användas till och även om någon ytbehandling är nödvändig. Materialet går att torka av med en blöt trasa utan problem. Men för att testa om det kunde hålla vatten under en längre tid formades en liten skål av materialet, som fylldes med vatten. Yttester gjordes även med vätskor som fick ligga på materialet i två timmar. Vätskor som användes var diskmedel, citron, äppelcidervinäger (5% vinägersyra), olivolja och havremjölk. Slutligen gjordes ett vattentest då en bit material placerades i ett vattenglas och observerades under 24 timmar.
Bild 33. (vänster) Vatten har just fyllts på. Bild 34. (höger) Efter tre timmar.
Bild 35. (vänster) Efter 24 timmar. Bild 36. (höger) Materialprovet torkat.
Den lilla materialskålen som fyllts med vatten placerades på en bit vitt hushållspapper så att det tydligt skulle synas om det läckte vatten (bild 33). Först efter tre timmar kunde man se en liten brun färgning av materialet på hushållspappret, men inget vatten hade läckt igenom (bild 34). Efter 24 timmar hade vattnet avdunstat något men hushållspappret var fortfarande tort (bild 35). Efter 32 timmar hälldes det sista vatten ut och materialprovet torkades (bild 36). Bottenmaterialet var mjukt, undersidan var kall, något fuktig men hushållspappret var torrt, dock något mer missfärgat. Efter att materialet fått stå och bli helt tort återgick materialet till sin ursprungliga konsistens. Materialet har tappat lite form av vattentestet, annars ingen märkbar förändring.
Bild 39. (vänster) Olivolja och havremjölk hälls på materialprovet. Bild 40. (höger) Efter två timmar torkas ytan av.
Citronen och havremjölken gav det största avtrycket på materialet, även äppelcidervinägern gjorde ett mindre avtryck. Diskmedlet gjorde ett minimalt avtryck och oljan gjorde inte avtryck alls. Men ingen av vätskorna hade frätt hål på materialet och när ytan torkades av med en blöt trasa lämnades inget spår av materialet på trasan. (se bilder 37 - 40)
Ett materialprovet lades i ett glas med vatten (bild 41) och under 24 timmar dokumenterades vad som hände med materialet. Materialet blev lite mjukare då det sugit åt sig vatten men annars hände inte något märkbart med det. Vattnet blev något färgat (bild 42) men efter provet togs upp efter 24 timmer färgade den inte av sig något. Förutom att materialet var blött och mjukare så märktes ingen direkt skillnad (bild 43). Då materialet hade torkat igen märktes att den hade blivit tunnare. Materialet hade även blivit tort och gick därför lättare att dra sönder.
Övriga tester på materialet gjordes för att undersöka om det färdiga materialet kunde
formas om eller smältas ner till nytt material. Ett materialprov som hade blivit buckligt
under torkningsprocessen värmdes i en mackpress och läts sedan svalna under pressen av
mackjärnet. Resultatet blev lyckat och materialprovet blev platt. För att se om materialet
kunde smältas ner och göras om till ett nytt material, kokades spillbitar i en kastrull med lite
vatten. Resultatet blev ett till synes lika starkt material som det första. Dock blev ytan väldigt
ojämn då spillmaterialet inte helt smältes ner. Bitarna skulle möjligen kunna malas ner innan
de kokas upp för att uppnå en slätare yta.
Bild 41. (vänster) Materialprov i vattenglas. Bild 42. (mitten) Materialprovet efter 24 timmar.
3.2.4. Användarstudien
Användarstudien gjordes för att undersöka materialets upplevda värden som kan delas upp i performativa, sensoriska, förklarande och känslomässiga värden (Karana et al., 2015). Tio personer deltag i studien, 6 kvinnor och 4 män, i åldrarna 24 till 56år, samtliga deltagare var helt eller delvis från Skandinavien. Användarstudien är en omgjord variation av The Ma2E4 Toolkit (http:// materialsexperiencelab.com). Av tidigare erfarenheter att använda The Ma2E4 Toolkit ville jag ändra på vissa delar då deltagare från en tidigare studie hade svårt att förstå dem. Det berodde förmodligen på att den var på engelska och vissa ord översattes fel eller förklarades dåligt av mig som ledde den tidigare studien. Så jag började med att översätta de fem delarna som är med i The Ma2E4 Toolkit och gjorde några små ändringar som fungerade bättre för just mitt materialprojekt. Mallen som deltagarna fått fylla i har jag valt att göra om så att den är mer neutral, den består av svart text på vit bakgrund och inga utsmyckningar. Jag valde också att välja ut 66 nya bilder för de 12 associationsord, för att få bilder som jag själv ansåg passa in på respektive ord. Mallen och papperna med associationsorden är fortfarande vikt på samma sätt som originalet, så att man endast ser den del man fyller i för tillfället. (Användarstudien bifogas i bilaga s. 46-49)
Figur 10. Materialet som användes i användarstudien och några av deltagarna.
Användartester
10 deltagare:
4 män, 6 kvinnor
åldrar:
24, 30, 30, 33, 37,
47, 47, 50, 50, 56
7 svenskar, 1 svensk/indisk,
1 dansk, 1 svensk/engelsk
Utförande av användarstudien
Jag började med att berätta att vad användarstudien skulle innehålla och varför den var viktig i mitt projekt. Deltagarna godkände att jag fick dokumentera med fotografier och använda dessa i denna uppsats. Materialprovet som användes i användarstudien var platt, fyrkantigt och 1 mm tjockt. Jag klippte bort sönderrivna kanter och vikta delar efter varje användartest, för att varje deltagare skulle få ett helt materialprov. Detta gjorde att materialprovet blev mindre och mindre, den första deltagaren fick ett materialprov på ca 10x20 cm och den sista fick ett prov på ca 6x10 cm.
Del 1. Prestationsnivå -Vad får materialet dig att göra?
Jag bad deltagarna att fritt utforska materialet medan jag själv fyllde i denna del. Här observerade jag hur deltagarna interagerade med materialet och vad de fysiskt gjorde med det. Alla deltagare lyfte upp materialet för att utforska det. De flesta pressade det mellan fingrarna samt smekte eller gnuggade ytan. En deltagare knäppte på materialet med fingrarna. Samtliga deltagare böjde materialet och alla utom en luktade på det. Alla deltagare försökte antingen att riva eller vika det, en deltagare skrapade med naglarna på ytan en annan rullade ihop materialet.
Del 2. Sensorisk nivå -Hur skulle du beskriva materialet?
Denna del fyllde deltagarna i själva. På en skala från -2 till +2 gjorde de en bedömning om hur de skulle beskriva materialet på tolv olika punkter (figur 11). Deltagarna var rätt oeniga i att beskriva materialet när det gällde: matt vs glansigt, reflektiv vs ej reflektiv och varm vs kall. Men enligt deras svar skulle materialet kunna beskrivas som ett oelastiskt, opakt och fibrigt material med oregelbunden struktur. Materialet uppfattandes som relativt grovt och flexibelt men samtidigt lätt och mjukt.
(En av deltagarna glömde fylla i kall vs varm)
hård len matt ej reflektiv kall ej elastisk opak styv stark lätt fibrig regelbunden struktur mjuk grov glansig reflektiv varm elastisk transparant flexibel svag tung ej fibrig oregelbunden struktur -1 -2 0 1 2 3 3 4 3 1 6 1 2 4 3 4 2 1 3 1 2 3 2 1 7 2 1 7 2 1 1 2 5 2 5 3 2 3 5 2 2 6 1 3 7
Del 3. Emotionell nivå -Vilka känslor får materialet dig att känna?
Deltagarna fick välja ut 3 ord som materialet får dem att känna, från en lista med 20 ord som beskriver olika känslor. Sedan fick de placera de tre valda orden i ett diagram, där ordets placering i diagrammet beskrev om känslan är obehaglig eller behaglig samt hur intensiv känslan var. Den horisontella axeln visade hur obehaglig eller behaglig känslan var och den vertikala axeln visade hur intensiv denna känsla var (figur 12). ”Nyfikenhet” var den vanligaste känslan som användes för att beskriva materialet, nio av de tio deltagarna använde det. Andra ord som förekom hos flera var ”Fascination” och ”Bekvämlighet”. De allra flesta känslorna beskrevs som behagliga.
obehaglig behaglig intensiv Förtroende Nyfikenhet Bekvämlighet Nyfikenhet Förvirring Tveksam Fascina�on Överraskning Nyfikenhet Respekt Förtroende Bekvämlighet Nyfikenhet Bekvämlighet Tveksamhet Förtroende Bekvämlighet Förtjusning Tveksamhet Nyfikenhet Förvirring Nyfikenhet Facina�on/Överaskning Respekt/Underhållande Nyfikenhet Fascina�on Underhållande Nyfikenhet Fascina�on Respekt
Figur 12. Resultat för del 3 -Vilka känslor får materialet dig att känna?
Del 4. Tolkningsnivå -Vad associerar du med materialet?
Deltagarna fick välja ut 3 ord som de associerade med materialet, från en lista med 22 ord. För att få en uppfattning av vad varje valt ord betyder för var och en deltagarna, samlade jag in materialprovet när de valt tre ord. Sedan visade jag dem tre bilder per ord och bad deltagarna utan att tänka på material välja en eller två av dessa bilder som de associerade med det valda ordet. Resultatet visas i figur 13 där storleken på orden representerar vilka ord som var de vanligast svaren bland deltagarna. Naturlig och handgjord var de vanligaste orden, därefter kom lugn och nostalgisk. Bilderna som är kopplade till orden visar vilka bilder deltagarna tyckte stämde överens med de valda orden. Ju större bild av cirkeln desto vanligare var det att deltagarna associerade ordet med just den bilden.
Figur 13. Resultat för del 4 -Vad associerar du med materialet?
Del 5. Avslutande nivå -Varför tycker du materialet är...?
Deltagarna fick tillbaka materialprovet. För att få en djupare förståelse för deltagarnas upplevelse av materialet ställde jag tre avslutande frågor. Vad de tyckte var mest behagligt, mest obehagligt och mest unikt med materialet, samt varför de kände så. Resultatet av del 5 redovisas i figur 14.
Mest behagligt:
- Strukturen, känslan av den - Färgen: naturlig
- Böjbar
- Ytan: greppvänlig, reflekterande och ma� - Ytan: skön a� ta på - Konsistensen - Formbarheten
- Tak�la egenskaperna: varmt material, lugn struktur - Glansen
- Behaglig do� - Naturlig - Fin färg
- Känns mjuk och naturlig - A� man kan ha det när sig - Färgen: inte slät och monoton
Mest obehagligt:
- Bräcklig, a� den går sönder - Gummiak�g, vill a� den ska vara träig
- Hårda kanter - Färgen
- Går sönder om man viken den
- Ovetskapen om vad det är eller är �ll för
- Strukturen
- Tanken a� den spricker - Går a� riva sönder
Mest unikt: - Nostalgi - Do�en - Från naturen - Unik yta - Innehållet
- Ovetskapen vad det är - Innehållet
- Naturligt: vad den är gjord av - Do�en
- Känslan a� ta på den - Lystern
- Flexibiliteten - Do�en
- Tunn men stark (kombina�onen)
Deltagarnas övriga tankar om materialet
Även om frågor och mallar användes under användarstudierna antecknades deltagarnas spontana reaktioner och tankar. Många deltagare kom med idéer till vad det skulle kunna användas till, jag lät dem då prata på och antecknade. En deltagare tyckte det påminde om naturgodis, läderrem och skinn. En deltagare tänkte på att det skulle kunna användas som vägg eller inom bygg. En deltagare tyckte det skulle fungera som inredning, skolsula eller som material till väskor, istället för skinn. En deltagare fick associationer till linoleum.
Många av deltagarna luktade på materialet och påpekade att den doftade, så när del 5 var avslutad, ställde jag frågan om vad de tyckte att materialet doftade. Samtliga svarade att det var en behaglig doft. I figur 15 redovisas deltagarnas svar.
Figur 15. Deltagarnas svar på vad materialet doftade som.
Reflektioner kring användarstudien
Hälften av deltagarna gjorde användarstudien i par, på grund av att praktiska skäl. De påverkade troligen varandra då de hörde varandras svar och tankar kring materialet. Ett problem i användarstudien var att på grund av deltagarna gärna ville riva och vika materialet blev materialprovet mindre och mindre för varje tillfälle. Materialets storlek kan ha påverkat deltagarnas svar. De flesta av deltagarna var medvetna om att materialet var gjort av något restmaterial från kaffeindustrin och att det var ett material som jag har framställt. På grund av situationen med Covid-19, valde jag personer i min närhet att fråga om de ville medverka, och de visste mer eller mindre vad jag jobbade med. Att de associerade materialet med ”Naturlig” och ”Handgjord”, samt att de tyckte att materialet doftade kaffe, kan därför vara förståeligt. Även de vanligaste valda känslorna i del 3, ”Nyfikenhet” och ”Fascination” kan vara deras känslor för mitt projekt, eftersom jag har nämnt det för dem vid andra tillfällen och märkt att min materiaframställning fört med sig en hel del nyfikenhet. Om detta har påverkad deras svar kan jag inte veta, bara ha i åtanke när jag analyserar resultatet av studien. I användarstudien redovisas deltagarnas kön, ålder och nationalitet, något som finns med från originalet, The Ma2E4 Toolkit. Man skulle kunna ifrågasätta om det bör finnas med, då det väcker tankar om förutfattade meningar. Någons kön kan tyckas inte spela någon roll för vad vi känner eller associerar med ett material. Anledningen till att jag valt att ha med det är att vi någonstans har olika referensramar, som speglar den kultur och det decennium som vi har växt upp i. För att försöka förstå och definiera upplevelsen personer får av ett material samt att förstå hur materialets sensoriska egenskaper värderas för de tänkta användarna, är en viktig del i MDD.
lakrists
träigt
kaffegodis
sommarhus & fika
kaffe
mormors linneskåp/kaffedo�
rökt trä
rostat kaffe
behaglig natur
kära
bränd knäck
karamell
förtorkad konjak
rå lakrits
Analys av användarstudien
Överlag hade deltagarna behagliga känslor inför materialet, som väckte främst nyfikenhet men även fascination, en känsla av bekvämlighet, respekt och förtroende. Tveksamhet fanns hos några deltagare främst gällande känslan av att det kunde spricka och gå sönder om man rev eller vek materialet. Det var också det som de allra flesta deltagarna tyckte var mest obehagligt med materialet, att det kunde gå sönder. Strukturen nämndes som mest obehaglig av två deltagare och en tyckte inte om färgen. Dock var det just de taktila egenskaperna som de allra flesta deltagarna uppskattande mest, känslan av strukturen. Ytan var greppvänlig och skön att ta på, materialet beskrevs som mjukt, formbart och böjbart. Materialets naturliga färg uppskattades, att den var matt och reflekterande på samma gång. Doften ansågs också behaglig och var en av de egenskaper som ansågs vara unika för materialet, även det faktum att den var gjord av naturmaterial. Flexibiliteten, ytan och kombinationen att materialet både var tunn och stark på samma gång betraktades också som unika egenskaper.
Materialet fick namnet Argenti flex. Argenti betyder silver på latin och valdes eftersom kaffechaff brukar kallas ”Silver skinn”. Orden flex ger en indikation på en av materialets uppskattade egenskaper.
3.2.5. Materialvision
”Argenti flex är en vattenresistent, biologiskt nedbrytbar biokomposit, gjort av kaffebönans
inre skal, vars fiberberikade innehåll gör materialet starkt, flexibelt och formbart.
Material-ets halvreflekterande yta har en behaglig struktur att ta på. Materialet uppfattas som lugnt,
samt har en tilltalande doft som påminner om lakrits, karamell och rostat kaffe.”
(se bilaga s.45)
3.3. Del 3 Produktutveckling
Denna del representerar den sista av Bak-Andersens tre steg i MDD for Sustainability. Den består av skisser, idégenerering och prototyper och kan ses som en pågående dialog mellan material, funktion och form. Det är viktigt att produktens hållbarhet visas upp i de prototyper som presenteras i denna del.
3.3.1 Skiss och idégenerering
Jag jobbade lite med att skissa fram idéer, men främst idégenererade jag fram möjliga användningsområden. Detta gjorde jag genom att använda den kunskap om materialets positiva och negativa fysiska och sensoriska egenskaper som framkommit metoddelen. Jag gjorde tankekartor med ord på produkter och områdens som Argenti flex och material nr 2 skulle kunna användas till (figur 17 och 18). Genom att ha materialet framför mig kunde jag på ett fysiskt och kreativt sätt, jobba fram idéer som resulterade i prototyper.
3.3.2. Prototyper
Bild 44. (vänster) Prototyper med material nr 2. Bild 45. (mitten) Prototyp med material nr 2.
Bild 46. (höger) Prototyper med material nr 2 och Argenti flex.
Bild 47. (vänster) Prototyp med Argenti flex. Bild 48. (höger) Prototyp med Argenti flex.
4. Summering och analys av resultatet
Studien resulterade i tre biologiskt nedbrytbara material, gjorda av kaffechaff med varierade tekniska och sensoriska egenskaper. Ett av materialen utvärderderades mer noggrant och två av materialen användes för att framställa prototyper.
4.1. Material nr 1
Material nr 1 kräver minst bearbetning i tillverkningsprocessen och är nog inte mycket olikt det pellets som tillverkas av chaff och används som biobränsle. Jag funderar om man skulle kunna använda det till exempel som förpackningsmaterial och stötdämpning för ömtåliga varor. Den behagliga doften ger materialet ett värde som inte blir tillvarataget om man bränner upp det. Intressant hade varit om det kunde användas till förpackningsmaterial till kafferelaterade produkter, till exempel kaffemaskiner. Kunden skulle då få en behaglig kaffedoft när produkten packas upp. En nackdel är dock att materialet kan smula.
4.2. Material nr 2
Det här materialet kräver mest resurser av de tre, då det kokas två gånger. Med detta material lyckades jag bäst att behålla skimret som är ett av kaffechaffet ursprungliga egenskaper som jag ville ta till vara på. Det var även med detta material som jag fortsatte att utforska min nya torkteknik, som var ett rent misstag men som gav materialet sitt intressanta mönster. Men med detta unika mönster får materialet svagare punkter och spricker lättare. Det skulle kunna undvikas genom att göra mindre prover, separera materialet från träramen under torkningsprocessen eller att använda mer glycerol och därmed behålla mer vätska i materialet.
Även om detta material var spännande på grund av färgen, skimret och det unika mönstret hade jag svårt att hitta ett användningsområde. Det skulle kunna användas inom inredning, i form av lampskärm,
glans och struktur (bild 49, 50 och 51). Materialet har även en god doft som skulle kunna vara ett positiv attribut, kanske användas till en produkt i kök eller matsal för att ge omgivningen en god doft av rostat kaffe, karamell och lakrits. Det går bra att sy materialet i symaskin. En tanke som jag har lekt med under skiss- och prototypfasen var att använda materialet till smycken. Med materialets intressanta uttryck och behagliga doft hade det varit intressant att se materialet nära huden. Som inrednings- och smyckesmaterial skulle det kunna passa till en produkt som används under en kortare period och sedan läggs på komposten. Vet inte idag hur lång tid materialet skulle kunna hålla den form och egenskaper som produkten behöver, men det kommer med allra största säkerhet att torka och förlora lite av sina ursprungliga egenskaper. Men tidsmässigt kanske det passar in då inrednings- och modebranschen som är väldigt ombytliga.
Jag gjorde några enkla prototyper med material nr 2, där jag urforskade hur ljus skulle kunna användas för att få fram materialets skimmer, färg och mönster (bild 49, 50 och 51). Jag gjorde också några enklare smyckesprototyper (bild 44, 45 och 46), för att leka med tanken av komposterbara smycken, samtidigt utforska hur materialet känns att ha nära huden.
4.3. Material nr 3 - Argenti flex
Argenti flexs egenskaper finns i metod delen där även materialvisionen förekommer. Jag ser två möjliga riktningar som man skulle kunna ta materialet. De tekniska testerna visade på formbarhet, styrka och framför allt vattenresestents, vilket skulle kunna passa bra till engångsförpackning för mat (bild 47 och 8). Materialets doft som påminner om rostat kaffe, lakrits och karamell gör att det känns logiskt att använda materialet i samband med mat. Dessutom har tidigare studier visat att kaffechaff skulle kunna användas i livsmedel (Murthy och Naidu, 2012). Något som visade sig i användarstudierna var att materialets taktila egenskaper uppskattades. Deltagarna uppskattade känslan att röra vid materialet och att ytan både kändes matt och reflektiv. De egenskaperna får man uppleva till viss del om materialet används till exempel som en engångsglassbägare, då man förmodligen håller denna i handen. Men samtidigt skulle Argenti flex kunna användas till produkter där man tar tillvara på de goda taktila egenskaperna, till exempel på produkter inom inredning.
Genom att använda Argenti flex och material nr 2 tillsammans genom att sy ihop dem tillverkades prototyper av lyktor och lampskärmar (bild 49, 50 och 51).
4.4. Studiens hållbarhet
Genom att använda Bak-Andersens 3-steg för Material Driven Design for Sustainability skulle detta projekt kunna garanteras vara ett hållbart. I detta kapitel går jag igenom de tre steg MDD-projektet har jobbat utifrån, samt analysera och diskutera om detta mål är uppnått.
Steg 1
Råmaterialet, kaffechaffet är biologiskt nedbrytbart och innehåller inga gifter. Kaffeodlingen varifrån chaffet i studien kommer ifrån har jag däremot inte undersökt, det var en avgränsning som jag gjorde. Men självklart hade det vara relevant för slutresultatet om man kunde vara säkerställa att kaffeodlingen inte hade en negativ belastning ur ett etniskt, socialt eller miljömässigt perspektiv. Historiskt sätt har jag inte hittat någon användning av kaffechaff. Som redovisats i studien används den idag i viss utsträckning till biobränsle och tillverkning av bioplast (Ford/McDonalds och Huskee cup), dock behövs det ju hittas fler områden för kaffeproduktionens spill (Salomone, 2003). Kaffe är inte bara en väldigt populär dryck i Sverige, det är en del av vår kultur. Kaffechaffet får därför en