Hamppukuitu puupohjaisten paperimassojen armeerauksessa

Abstract

Hamppu (Cannabis sativa) tunnetaan valitettavan usein ainoastaan huume- ja lääkekasvina. 1900-luvulle asti hampun varsista saatava kuitu oli kuitenkin maailman käytetyin raaka-aine mm. kankaissa ja paperissa; 1800-luvun lopulla jopa 90 % kaikesta maailman paperista oli tehty hampusta. Hampun etuja ovat sen pitkä ja vahva kuitu, nopea ja ekologinen kasvutapa, kierrätettävyys ja monipuoliset jalostusmahdollisuudet. Teollinen hamppu ei myöskään sisällä käytännössä lainkaan päihdyttävää THC-ainesosaa. Usean tekijän seurauksen hampun teollinen käyttö kuitenkin loppui lähes täysin 1900-luvulla, mutta 2000-luvulla hamppu ollaan löytämässä uudestaan.

Opinnäytetyössä tutkittiin, miten hamppukuitu käyttäytyy puupohjaisten paperimassojen armeerausmassana. Karkeaa, käsittelemätöntä hamppukuitua lisättiin kahteen erilaiseen kierrätysmassaan 0, 10, 30 ja 50 prosentin pitoisuuksissa sekä mekaanisesti hienonnettua hamppukuitua mänty- ja koivumassoihin 0, 5, 10, 25 ja 50 prosentin pitoisuuksissa. Koearkkien paperitekniset ominaisuudet testattiin KyAMK:n paperilaborato-riossa, tulokset tilastoitiin ja niistä tehtiin johtopäätökset. Hypoteesina oli, että pitkä hamppukuitu vahvistaa lyhytkuituisempaa puumassaa pienissäkin, 5 – 10 prosentin pitoisuuksissa. Kokeellisen osion lisäksi työn tarkoitus on tehdä teollinen hamppu yleisesti tutuksi lukijalle niin biologisesti kuin historiallisestikin.

Tutkimuksessa käytetty hamppukuitu paljastui liian pitkäksi ja heterogeeniseksi etenkin primääriseksi paperimassaksi. Parhaat tulokset saatiin hypoteesin mukaisesti 5 – 10 prosentin pitoisuuksissa, jolloin hampun parhaat ominaisuudet, lähinnä keveys, bulkki, opasiteetti ja lujuusominaisuudet, tulivat esiin huonontamatta kohtuuttomasti arkkien muita ominaisuuksia. Tulokset toimivat hyvänä pohjana jatkotutkimuksille.

Hemp (Cannabis sativa) is still widely known merely as a narcotic or a medical plant. Yet until the 1900’s, stem fibers from hemp were the world’s leading fiber in textiles and paper: until the end of the 19th century, as much as 90 % of all the paper in the world was made of hemp. Hemp’s popularity was due to its long and strong fiber, fast and ecological growth, recyclability, and versatile refining possibilities. Furthermore, industrial hemp does not contain practically any of the narcotic substance, THC. Due to many factors, hemp industry was run down in the 1900’s, but in the 21st century it is being somewhat rediscovered.

This thesis examines the use of hemp as an armoring fiber in wood-based paper pulps. Raw, untreated hemp was added to two different recycled fibers in quantities of 0, 10, 30 and 50 percent, and mechanically broken down hemp was added to pine and birch pulps in quantities of 0, 5, 10, 25 and 50 percent. The papers were tested in a paper laboratory, and conclusions were made according to the results. The hypothesis was that the long hemp fiber would make the wood-pulps stronger even in small, 5 – 10 % quantities. In addition to the tests, this thesis is designed to make the reader familiar with industrial hemp in general, biologically and historically.

The acquired hemp fiber turned out to be excessively long and heterogeneous to be a practical primary material for paper. The best results were made as according to the hypothesis, in 5 – 10 % quantities, in which case the best properties of hemp, primarily lightness, bulk, opacity and strength, emerged without much impairment to the other properties. The results function as a good foundation for further research.