1. March 2011
Kirjoittaja: Ilmo J. K. Isotalo
Companies: Evoy, Finncell, Kemi Oy, Metsäntutkimuslaitos, Pallari, Tervakoski
People: Ahti Klami, Alfons Hellström, Anita Lukkarila, Benjamin von Weissenberg, Björn Fogelberg, Charley Gustavsson, Eevi Virtasalo, Eirik Pawli, Emanuel Walden, Esa Juopperi, Esko Karppinen, Esko Pekuri, FM Böök, Hannu Komokallio, Ilmo Isotalo, Jaakko Murto, Johan Gullichsen, Jorma Ranki, Juhani Kalla, Jukka Laitinen, Keijo Imeläinen, Kirill Gluschkoff, Lothar Göttsching, Matti Ahonen, Niilo Hakkarainen, Nils-Erik Liljeström. Ossi Kokkonen, Outi Poukka, Pentti Hakkila, Pentti Ilvesluoto, Pentti Raatikainen, Stig Weckman, Tapio Pulkkinen, Torvald Liewendahl, Veli-Antti Kivilinna
Kemi
Kemiyhtiön / MB:N tutkimustoiminnasta vuosituhannen vaihteeseen asti
Tiivistelmä
Vuosina 1919 ja 1927 käynnistyneiden sulfiitti- ja sulfaattisellutehtaiden käyttö- ja laatu-tarkkailulaboratorioista kehittynyt tutkimusosasto toimi Kemissä itsenäisenä osastona neljä vuosikymmentä. Sen toiminnan voidaan katsoa alkaneen vuonna 1958 kun päälaboratoriorakennuksen ensimmäinen puolisko valmistui. Sitä ennenkin Pajusaaren tehtailla oli tehty merkittävää T&K-työtä mm. sota-ajan korviketuotteiden kehittämiseksi. Kemin sa-tehdas oli pitkään ainoa sulfaattitehdas Pohjois-Suomessa, minkä vuoksi pohjoisen raakapuun ominaisuuksia sa-sellun raaka-aineena ei ollut juurikaan tutkittu. Siksi yhtiössä todettiin tarpeelliseksi selvittää mäntykuitupuun puunkulutukseen, sivutuotesaantoihin ja saatavan sellun jauhautumis- ja lujuus- ominaisuuksiin vaikuttavia tekijöitä. Eroja Etelä-Suomen puuhun todettiinkin mm. kevätpuukuitujen osuudessa. Suurempi ohutseinäisen kevätpuukuidun osuus selittikin eroja esim. puun tiheydessä (pohjoisessa alempi), keittosaannossa (pohjoisessa alempi), jauhautumisnopeudessa (pohjoisessa suurempi) ja lujuusominaisuuksissa (pohjoisessa parempi veto ja puhkeama, mutta huonompi repeämä). Mainittujen ominaisuuserojen ymmärtäminen auttoi osaltaan yhtiötä suuntaamaan kehitystyötään tuotteisiin, joissa PS:n puun hyvät ominaisuudet olivat eduksi. Näitä olivat sähkötekniset eristyssellut ja kraftliner-kartonki. Edellisiä jauhetaan hyvin pitkälle minkä takia helposta jauhautuvuudesta on etua lujuuksien säilyttämiseksi. Jälkimmäisen kohdalla tärkein lujuusarvo on puhkeama, mikä Kemin sellulla on hyvä. Vastaavasti huonommalla repeämällä ei em. tuotteissa ole merkitystä.
Kaapeli- ja kondensaattoripaperien valmistuksessa käytettävien sellulaatujen toimittajana Kemi-yhtiö saavutti vuosituhannen viime vuosikymmeninä kiistattoman johtoaseman maailmassa. Samantapainen kehitys on tapahtumassa pienellä viiveellä päällystettyjen valkopintaisten lainerilaatujen kohdalla. Muita Kemiyhtiön erikoistuotteita ovat olleet normaalisaantoinen ja suursaantoinen natriumbisulfiittiselluloosa. Edellinen oli markkinaselluna ainoa laatuaan Suomessa. Jälkimmäistä käytettiin lisämassana kraftlinerin pohjamassassa. Sen saanto oli kemialliselle sellulle huippukorkea 65 %. Sellun valkaisu aloitettiin Kemissä myöhään, mutta silloin oltiin kyllä edistyksellisiä. Vuonna 1975 valmistunut valkaisimo oli ensimmäinen Suomeen rakennettu havusellun 5-vaiheinen valkaisu ja vuonna 1990 valmistunut uusi valkaismo puolestaan ensimmäinen 4-vaiheinen valkaisu.
Taustaa
Vuonna 1919 käynnistyneen sulfiittitehtaan ja v.1927 käynnistyneen sulfaattitehtaan tutkimus oli pitkään lähinnä vain käyttö- ja laatutarkkailua. Varsinaista tutkimusosastoa ei ollut, vaan toiminta tapahtui ”laboratoriossa”. Vaikka tehtaalla tehtiin sotien aikana ja sen jälkeisinä vuosina merkittävääkin korkeakoulutasoisten henkilöiden suorittamaa tutkimusta, niin systemaattisemman tutkimustoiminnan voidaan katsoa alkaneen vasta vuonna 1958 kun tehtaalle valmistui oma erillinen päälaboratorioraken- nus. Sinne hankittiin heti toinen Valley-hollanteri, pyörivä 15 litran suuruinen selluloosan koekeitin ym. kuitututkimuksissa tarvittavia laitteita. Vähän myöhemmin hankittiin mm. 20 litran suuruinen pakkokiertokeitin, Escher Wyss-kartiojauhin ja valkaisukokeiden alettua myös PFI-jauhin.
Päälaboratoriorakennuksen valmistumisesta meni kuitenkin vielä 5 vuotta ennenkuin tutkimustoimintaa organisoitiin niin, että tutkimustehtävät oli hyväksytettävä sellutehtaan johtoryhmässä, tutkimukset oli numeroitava ja niistä tehtävä aina loppuraportit sekä pidettävä neljännesvuosittain erillinen tutkimustoimintaa käsittelevä kokous. Johtoryhmän palaveri, missä näistä asioista sovittiin pidettiin 18.10.1963 ja sitä johti vasta hiljattain kemiallisen metsäteollisuuden johtajaksi nimitetty Niilo Hakkarainen. Tärkeintä em. kokouksessa oli kuitenkin se, että siinä päätettiin määrätä tutki- muksille muista kustannuksista erillinen määräraha.
Sota-ajan korviketuotteiden kehittäminen sellutehtaiden sivutuotteista
Viime sotien aikana Kemiyhtiön sellutehtaat ”pakotettiin” kehittämään korvaavia tuotteita monille siihen asti ulkomailta tuoduille kemiallisille aineille. Viranomaisten v.1941 tekemän päätöksen mukaan si-tehtaan oli aloitettava spriin valmistus nestemäiseksi polttoaineeksi. Spriitehdas valmistui syksyllä 1943.
Sa-tehtaan sivutuotteet mäntyöljy ja tärpätti oli ennen sotaa myyty puolijalosteina. Viennin vaikeutuessa aiottiin myynti lopettaa kokonaan, mutta viranomaiset eivät sitä hyväksyneet. Niinpä Kemissä alettiin kolmantena sellutehtaana Suomessa kehittää näistä sivutuotteista jalostetumpia korviketuotteita. Enso-Gutzeitin Kotkan tehtailla toimi mäntyöljytislaamo ja Oulu Oy oli erikoistunut tärpätin polymerointiin. Seuraavassa lainaus DI Eirik Pawlin eräästä kirjoituksesta koskien Kemissä tehtyä kehitystyötä:
”Kemi Oy.ssä krakattiin raakaa mäntyöljyä jo sodan viime vuosina. Metodin oli kehittänyt Keskuslaboratoriossa maisteri Böök yhteistyössä tohtori Charley Gustavssonin kanssa. Myytäviä tuotteita olivat noin 3,5-4 Eo voiteluöljy, noin 1,5 Eo värttinäöljy sekä piki. Laatuvaatimusten kasvaessa raffinoitiin öljytuotanto rikkihapolla, ja viime vaiheessa koko tuotanto vakuumitislattiin Kotkassa. Kevyt fraktio (n. 1,5 Eo ) sulfonoitiin Kemissä ja saatu neutraloitu kehruuöljy myytiin tekstiiliteollisuudelle (Wakemol-kehruuöljy). Suurehko osa raa’asta mäntyöljystä markkiinoitiin myös vernissan korvikkeena. Raaka mäntyöljy sikkatinoitiin ja siihen lisättiin sopiva määrä raakaa tärpättiä. Saatu maalipinta oli hetken kauniin näköinen, mutta viimeistään vuoden kuluttua oli koko maali varissut”.
Edellä mainittuun liittyen on syytä vielä todeta Juha Laurilan Paperi ja Puussa v.1987 ollut muistokirjoitus Emanuel Waldenista. Siinä todetaan mm. että sotavuosina 1938-1948 hän toimi Kemi-yhtiössä teknisenä johtajana ja oli päätekijänä kehittämässä mäntyöljyn krakkauksen, jonka avulla valmistettiin ”oikean” voiteluöljyn korvike tuonnin keskeytyessä sodan takia. Menetelmä oli tuloksellinen, vaikka sen käyttö taloudellisista syistä lopetettiin kun tuonti tuli vapaaksi. Tämän kemiallisen oivalluksen sivutuotteena hän kehitti terosiinin, joka kuului paperinvalmistusliimoihin. Sitten hän jatkoi keksijäntoimiaan ja perusti Evoy Osakeyhtiön, joka valmisti Evox-liimoja.
Näistä sota-ajan tuotteista mainitaan Kemi Oy:n satavuotishistoriikissa ”Lapin leivän isä” seuraavaa: Sivutuotteista alettiin valmistaa Hako-tuotteita: Hako-öljyä, Hako-tärpättiä ja Hako-liimaa. Hako-öljy oli maaliöljyä ja v.1944 sen rinnalle tuli Wakemol- voiteluöljy. Hako-tuotteiden osuus yhtiön liikevaihdosta vaihteli vuosina 1941-1945 kolmesta viiteen prosenttiin. Sotien jälkeen toimitusjohtaja Stig Weckmanille ja muille jäi mieleen jatkaa mäntyöljyn jalostustyötä. Yhtenä syynä lienee ollut Pohjois-Suomen sellupuusta saatu tavallista parempi mäntyöljysaanto 70-80 kg/tm. Oli teh- ty pistokokeita myös kantojen käytöstä sa-keitossa. Tällöin saanto oli noussut yli 100 kg/tm. Kemiin rakennettiinkin mäntyöljytislaamo vuosina 1947-48. Pääsuunnittelijana oli Alfons Hellström, rakennuttajana Emanuel Walden, teknisenä johtajana Eirik Pawli ja käyttöinsinöörinä DI Nils-Erik Liljeström. Innostus uudesta laitoksesta oli suuri, mitä kuvaa E.Pawlin em. artikkeliin liitetty 9.3.1948 päivätty runo:
Mäntyöljy
Mäntyöljy sisältääpi
hartsia ja rasvaa,
siks mäntyöljyn tarve
vain jatkuvasti kasvaa.
Hartsia kerää muilla mailla
mustat neekeritkin.
Nyt se syöksyy tehtaistamme
putkistoa pitkin.
Rasvapula maailmassa
on huutava ja suuri.
Kas, mäntyrasvaa vailla
olemme me juuri.
Hätä kun on valtava,
ja pettää kaikki muu,
niin pelastuksen tuojana
on meillä aina puu.
R/L/W
Kirjoittajan nimimerkki viittaa siihen, että runosuoni on saattanut pulpahdella useammallakin entisellä teekkarilla. Alkuinnostuksesta huolimatta laitoksesta ei tullut suurta menestystä vaan tuotanto lopetettiin v.1967 yhdessä spriitehtaan kanssa.
Pohjois-Suomen sulfaattipuun erilaisuus
Kemiyhtiö oli pitkään ainoa Pohjois-Suomen puuta käyttävä sulfaattisellutehdas. Kemijärven tehdas käynnistyi v. 1965 ja Veitsiluodon v. 1977. Lapin laajan hankinta-alueen mäntypuun laadusta sa-keiton kannalta ei siis yleisesti ollut paljonkaan kokemuksia silloin kun Pajusaaren tehtailla alettiin vakavammin kiinnostua Lapin männyn laatuominaisuuksien tarkemmasta selvityksestä. Keskuslaboratorion tutkimukset oli siihen asti suoritettu yleensä eteläisempää puuta käyttäen. Jotain sentään tiedettiin. Olihan sa-sellua valmistettu Kemissä jo 30 vuotta kun 1950- ja 1960-lukujen vaihteessa asiaa alettiin tarkemmin selvittää. Sellun jauhautumis- ja lujuusominaisuuksien ero oli kyllä huomattu heti tuotannon alettua, mutta puunkulutukseen vaikuttavat puun tiheyslukuerot, keittosaanto ja pihkapitoisuus yms. olivat tarkempia selvityksiä vailla. Raakapuun laadusta ja kulutuksesta yhtiön olikin tuohon aikaan syytä olla kiinnostunut. Olihan vuosina 1954-56 sa-tehtaalla tehtyjen investointien ansiosta tuotantokyky kaksinkertaistunut. 1960-luvun alun investoinnit nostivat tuotantoa vielä lisää 100 000 tonnilla/v.
Raakapuuselvitykset annettiin ensimmäiseksi suureksi tutkimusprojektiksi v. 1958 yhtiöön pyydetylle DI Juhani Kallalle. Hän oli paljasjalkainen kemiläinen ja toimi ennen yhtiöön tuloaan oman nahkayritys O/Y Rantalan teknisenä johtajana. Tämän alan tehdas oli ollut suvussa jo kolmen polven ajan. Toiminnan kannattavuus oli kuitenkin alkanut huonontua mm. muovien kilpailun takia ja niin tehdas lopetettiin v.1958. Kalla perehtyi raakapuu-aiheeseen tutustumalla ensin kirjallisuuteen. Pohjois-Amerikasta ja Ruotsista löytyi hyvin tehtyjä tutkimuksia, jotka osoittivat kasvupaikan leveysasteella olevan vaikutusta puun tiheyslukueroihin ja muihin ominaisuuksiin. Kokoamalla lisäksi yhteen Suomessa eri yhteyksissä, mm. Keskuslaboratoriossa tehdyt tutkimukset, hän julkaisi v.1966 35 kirjallisuusviitettä sisältävän artikkelin nimeltä ”Mäntypinotavaran kulutus valkaisemattoman sulfaattimassan valmistuksessa Pohjois- ja Etelä-Suomessa ”. Se julkaistiin Metsätaloudellisessa Aikakauslehdessä numero 3/66. Artikkeli sisältää myös Kemiyhtiön omia vertailutuloksia Etelä-, Keski- ja Pohjois-Suomen mäntypuusta.
Paljolti Kemin aloitteellisuuden pohjalta Metsäntutkimuslaitos suoritti 1960-luvun jälkipuoliskolla tri (myöh. prof.) Pentti Hakkilan johdolla perusteellisia selvityksiä paperipuiden tiheyslukuvaihteluista eri puolilla Suomea. Tuloksia on julkaistu mm. MTL:n julkaisuissa 61.5 (v.1966) ja 66.8 (v.1968). Laajat tutkimuksensa Hakkila on kiteyttänyt Paperi ja Puun numerossa 2 vuodelta 1969 olleeseen artikkeliin ” Suomen paperipuuvyöhykkeet”. Siinä hän jakaa Suomen etelä/pohjois-suunnassa 4 eri vyöhykkeeseen ja osoittaa yksiselitteisesti Pohjois-Suomessa kasvaneen mäntypaperipuun tiheysluvun olevan muualla kasvaneen mäntypuun tiheyttä alhaisempi. Tiheysluvun lisäksi eri vyöhykkeiden puille on laskettu myös keskimääräinen sydänpuu-, kesäpuu- ja uutepitoisuus. MTL:n tutkimukset eivät sisältäneet sulfaattikeitonkeiton saantoerojen selvityksiä. Kemin omien, Keskuslaboratorion ja muiden tutkimusten mukaan on osoitettu, että samasta painoyksiköstä PS:n puuta saadaan alhaisempi kuitusaanto kuin Etelä-Suomen puusta. Tämä perustuu puun kemiallisessa koostumuksessa oleviin eroihin – ei pelkästään uutepitoisuuseroihin, vaan myös hiilhydraattien laadussa oleviin eroihin. Saantotuloksia sisältyy mm. edellämainittuun Kallan julkaisuun.
Muita raakapuututkimuksia
1950-luvun puolivälissä hakkuupoistuma Suomessa ylitti vuosittaisen kasvun ja pysytteli sen jälkeenkin aina 1960-luvun lopulle asti vuosikasvun tasolla. Tämä selittänee sen, että Suomessa kiinnostuttiin sahanpurun ja kantojen mahdollisuuksista sulfaattisellun lisäraaka-aineena. Kemiyhtiö teetti tämän kirjoittajalla diplomityön sahanpurun soveltuvuudesta sa-massan raaka-aineeksi vuonna 1961. Se oli laatuaan ensimmäinen Suomessa. Koekeitot suoritettiin laboratoriomittaisella pyörivällä keittimellä. Työn valvojana toimi prof. Jaakko O. Murto. Tekijän oltua asevelvollisuuden suorittamisen jälkeen välillä vuodet 1963 ja 64 Keskuslaboratoriossa, hän jatkoi purututkimuksia sielläkin vastaamalla keitto-osastolla purumassakeitoista projektissa, jossa selvitettiin sahanpurumassan soveltuvuutta painopaperin valmistukseen. Paperiosastolla projektista vastasi saksalainen (myöhemmin professori) Lothar Göttsching. Kun Kemin tehtaalle hankittiin purukeittämö (valmistui 1970) ei ollut yllättävää, että projektipäälliköksi joutui yhtiöön v.1965 tullut tämän historiikin kirjoittaja. Kaikkien Suomen sa-tehtaiden yhteinen kantotutkimus suoritettiin vuosina 1970-72. Tässäkin aloitteen tekijänä oli Kemiyhtiö. Onneksi siihen saatiin mukaan muutkin sa- tehtaat ja Metsäntutkimuslaitos. Viimemainittu vastasi kantojen nostoon, palotteluun ja esipuhdistukseen liittyvistä asioista. Suorittavassa portaassa oli aktiivisesti mukana Mh. Matti Ahonen. Kantojen nostoon ja samanaikaiseen palotteluun kehitti onnistuneen laitteen tervolalainen koneurakoitsija Pallari. Projektin tehdaspään kokeet tehtiin Kemin sellutehtaalle rakennetussa koelaitoksessa, jossa kokeiltiin kantopalojen haketusta ja jälkipuhdistusta. Saadusta kantohakkeesta suoritettiin laboratoriomittaisia koekeittoja. Pistokokeena selvitettiin myös kantopalojen lisäystä tehdaskeittoon menevän puun joukkoon. Projektista laati loppuraportin Ilmo Isotalo, joka myös selosti yhdessä Juhani Kallan kanssa tuloksia KCL:ssä pidetyssä tilaisuudessa.
Sähköteknisten erityissellulaatujen valmistus
Omintakeisinta tutkimustyötä Kemiyhtiö on tehnyt sähköteknisten eristysselluloosien osalta. Yhtiö on ollut ainoa tämän sektorin vaativimpien laatujen valmistaja Suomessa ja 1900-luvun loppuaikoina koko maailmassakin. Näiden laatujen tuotekehittelyyn ei ole voitu hankkia tehdassalaisuuksien varjelemiseksi ulkopuolista asiantuntija-apua - eikä sitä keskeisimmän tietotaidon osalta olisi ollut saatavissakaan. Näiden laatujen valmistusta ei koskaan tarkoituksellisesti aloitettu, sillä aloitus johtui Tervakoski Oy.n toimenpiteistä. Tervakoskella oli vuonna 1921 aloitettu kondensaattoripaperin valmistus. Se tehtiin aluksi lumpusta, mutta 1920- ja 1930 -lukujen vaihteessa ryhdyttiin etsimään ohueen kondensaattoripaperiin soveltuvia sellulaatuja. Tällöin todettiin melko nopeasti pohjoisen puusta tehdyn Kemin sulfaattisellun sopivan hyvin – monia muita paremminkin. Niinpä Kemin sa-laatujen valikoimaan otettiin jo v. 1932 erillinen Kemi CON-laatu. Sotiin mennessä laatu oli tullut tunnetuksi Neuvostoliitossakin, koska sitä toimitettiin sinne sotakorvaustuotteena.
PS:n männystä valmistetun sa-massan hyvä soveltuvuus sähköteknisiin eristyspapereihin perustuu niiden helppoon jauhautuvuuteen, jonka ansiosta näiden paperilaatujen pitkälle viedyssä jauhatuksessa kuidut eivät vielä suuresti pääse vaurioitumaan. Tämä ominaisuus perustuu jo aikaisemmin esitettyihin tietoihin pohjoisen mäntypuun keskimääräistä suuremmasta ohutseinäisen kevätpuukuidun osuudesta. Sähköteknisten laatujen kehitystyö vauhdittui v. 1958 valmistuneen päälaboratorion ansiosta. Sin- ne oli tilaa hankkia näiden laatujen tutkimukseen ja tarkkailuun tarvittavia erikoislaitteita. Tilat antoivat tietenkin myös mahdollisuuden palkata uutta tutkimushenkilökuntaa. Sähköteknisten erikoislaatujen kehittämien jatkui aina 1990-luvun alkupuolelle asti. Vuonna 1991 tapahtunut Neuvostoliiton hajoaminen romahdutti kertaheitolla sinne suuntautuneen merkittävän viennin. Tuotantoa jatkettiin kuitenkin ”vanhasta muistista” vuoteen 2002 asti, kun haluttiin auttaa vanhoja hyviä asiakkaita sopeutumaan uuteen tilanteeseen.
Sähköteknisten eristyssellujen käyttökohteet ovat laajat: erilaiset kaapelipaperit, muuntajakartonki ja eri käyttökohteissa tarvittavat kondensaattorit. Kaapelipapereissa vaativin laatu oli merenalaiskaapeleihin käytettävä. Kondensaattoripapereissa eräs vaativa laatu oli puolestaan elektrolyyttikondensaattoripaperi. Sähkömassojen kehitystyö tähtäsi ratkaisuihin, joilla toisaalta keittoon saataisiin mahdollisimman puhdas homogeeninen raakapuu ja toisaalta keitonjälkeinen prosessi pystyisi tehok- kaasti poistamaan mekaanisia ja kemiallisia epäpuhtauksia. Huippulaatuihin, ns. alfa- laatuihin tarvittiin vielä ”puhdistusta” sellun hiilihydraattikoostumuksessa. Alfa- pitoisuuden sijasta näistä laaduista seurattiin pentosaanipitoisuutta. Alfa-laatujen kehittäminen vaati monipuolista perehtymistä kylmäalkalointi- ja esihydrolyysi- prosesseihin. Niitä tutkittiin laboratoriomittakaavassa ennen tehdasprosessien käyttöönottoa. Kylmäalkalointilinja käynnistettiin tehtaalla v. 1968 ja v. 1975 aloitettiin esihydrolyysikeitot. Uusien laatujen merkinnät olivat CON 92 ja CON EL (CON 95). Merkintä EL tarkoitti soveltuvuutta elektrolyyttikondensaattoripaperin valmistukseen. Myös kaapelipaperisellujen osalta kehitettiin useampia alalaatuja, mm. koivusta valmistettu. Kondensaattoripaperia valmistettaessa sellu jauhetaan varsin pitkälle. Jauhatusoloja tutkittiin Kemissä Escher Wyss kartiokoejauhimella.
Sähkömassa-ajot suoritettiin tehtaalla jaksottain. Tuotekehitystyö oli jatkuvaa. Lähes jokainen tuotantoajo oli samalla koeajo jonkin asian parantamiseksi. Ajojen aikana oltiin lähes koko tehdasalueella varpaisillaan häiriötekijöiden välttämiseksi. Esimerkiksi hiekkapuhallustyöt kuivaussalin läheisyydessä olivat ankarasti kiellettyjä. Ajot olivat parhaimmillaan paitsi ”suurta tiedettä myös suurta taidetta”. Monissa ansaittua ammattiylpeyttäkin aiheuttavaa. Eikä syyttä, saavuttihan Kemi melko pian sen jälkeen kun tuotekehitykseen alettiin vakavasti panostaa, selvän markkinajohtajan aseman maailmassa. Saavutetusta laatutasosta voi todeta esimerkiksi ns. johtavat pisteet. Ne pystyttiin saamaan niin alhaiselle tasolle, että jotkut asiakkaat myönsivät lopputuotteeseensa tulevan pisteitä enemmän omista laitteistaan kuin sellun mukana. Suurimmillaan sähköteknisten massojen tuotanto oli v. 1970, jolloin se oli 44 000 t/v. Vakavimmat kilpailijat olivat Ruotsissa : Kopparfors AB Norrsundetissa ja Eds Cellulosa Norrköpingin eteläpuolella. Viimemainitulla pienellä, v.1891 käynnistyneellä sa-tehtaalla oli värikäs, monien konkurssien värittämä historia. Viimeinen vaihe siinä oli vuosina vuosina 1982-91, jolloin tehtaalla panostettiin erikoissellulaatuihin, mm. kondensaattoriselluihin ja Melitan ruskeisiin kahvisuodinpapereihin käytettyihin selluihin. Tehtaan teoreettinen maksimikapasitetti oli 30 000 tm/v. Tehdasta ei kuitenkaan saatu kannattavaksi, vaikka kondensaattorisellu oli jossain suhteessa jopa parempaa kuin Kemin sellu. Asiakkaat eivät ilmeisesti pitäneet sen jauhautumisominaisuuksista, sillä eteläruotsalaisesta sahanhakkeesta valmistetun sellun kuitumorfologia ei Kemin kokemuksen mukaan voinut olla sovelias. Kemissä oppinsa saaneen DI Ossi Kokkosen toimiminen jonkin aikaa tehtaan teknisenä johtajana ei sekään auttanut asiaa.
Kemiyhtiö oli usean vuosikymmenen ajan yhdessä Tervakoski Oy:n kanssa mukana Suomen ja Neuvostoliiton välisessä tieteellis-teknisessä yhteistyössä aiheena kondensaattorisellu ja -paperi. Yhteisyö edellytti molemminpuolisia kokouksia ja esitelmänpitoja. Näissä tapaamisissa piti olla vakuuttava esitelmöitsijä paljastamatta kuitenkaan mitään tehdassalaisuuksia. Olihan venäläisillä itsellään kilpailevaa valmistusta entisessä suomalaisessa sulfaattitehtaassa Pitkärannassa. Markkinoinnin kannalta yhteisyö oli silti hyödyllistä. Ostajien tapaaminen ja heidän tarpeidensa ymmärtäminen auttoivat suuresti asiakaspalvelussa. Yhteistyö Kiovassa olevan tutkimusinstituutin samoin kuin lähellä olevan Malinin kondensaattoripaperitehtaan henkilöstön kanssa sujui enimmäkseen hyvin. Huvittaviakin vaiheita siihen sisältyi, mm. Gorbatsovin raittiuskampanjan aikana.
Sähkömassojen kehittäminen ja valmistus oli tiivistä yhteistyötä tutkimuksen, tuotannon ja markkinoinnin välillä. Tutkimuspuolelta mukana olivat eniten Juhani Kalla ja näiden laatujen erikoistutkija FM Pentti Ilvesluoto sekä myöhemmin myös Ilmo Isotalo. Juhani Kallalle sähkömassat olivat suorastaan ”henki ja elämä”. Tehdaspuolen monista ansioituneista mainittakoon ins. Pentti Raatikainen, DI Ossi Kokkonen ja DI Jukka Laitinen. Finncellin Kirill Gluschkoff oli tärkeä yhteyshenkilö ja tulkki Neuvostoliiton suuntaan.
Uuden sulfaattisellulaadun kehittäminen
Perinteisen kalsiumbisulfiittiselluloosan tuotanto oli vuosina 1956-58 saavuttanut 60-65 000 tm/v tason. Vuonna 1959 nostettiin si-tehtaan tuotantoa ottamalla käyttöön 2 uutta erikoisteräksestä valmistettua keitintä. Uusien keittimien keittoliuokseksi tuli natriumbisulfiitti. Vähemmän hapan liuos antoi suuremman keittosaannon ja paremmat lujuusarvot. Repeytymislujuutta lukuun ottamatta lujuudet olivat sulfaattisellun luokkaa. Tätä hyvän vastaanoton saanutta erikoislaatua, kauppanimeltään Kemi Forte, ei valmistettu missään muualla Suomessa. Kalsiumlinjan pysäyttämisen jälkeen se oli Kemin ainoa si-laatu.
Kemin sulfiittisellutehtaan kehittämä toinen erikoisuus - tässä voisi positiivisessa mielessä jo käyttää sanaa omalaatuisuus – oli samalla prosessilla valmistettu erittäin suurisaantoinen omakäyttömassa, jota lisättiin v.1971 käynnistyneessä kraftliner-tehtaassa kartongin pohjamassaan. Saanto oli kemialliselle sellulle huikaiseva 65 %.
Kraftliner-tuotannon aloitus
Yhtiön sellutehtaiden tuotanto oli 1950-1960-lukujen vaihteessa tehtyjen investointien jälkeen noussut 1970-luvulle tultaessa huomattavan suureksi, noin 300 000 tm/v. Tuotannon jalostusaste oli kuitenkin vaatimaton, olihan tuotanto sähkömassoja lukuunottamatta tavallista valkaisematonta sellua. Jalostusasteen kohottamiseksi oli 1960-luvun lopussa valittu 2 vaihtoehtoa : joko valkaisu tai kraftliner-kartonki. Päätös jälkimmäisen hyväksi tehtiin v.1969 ennenkuin toimitusjohtaja Niilo Hakkarainen siirtyi Yhtyneiden Paperitehtaiden toimitusjohtajaksi. Hankkeen toteutus jäi KMT-johtaja Juhani Ahavan vastuulle. Valinta kraftlinerin hyväksi ei ollut huono ratkaisu. Kemin sa-sellun hyvät jauhautumis- ja lujuusominaisuudet ovat eduksi myös lainerissa. Huonolla repeytymislujuudella ei tässä tapauksessa ole merkitystä. Laboratoriokeittokokeilla opittiin melko pian huomaamaan, että sekä pintamassan että erityisesti pohjamassan kappalukua pystyttiin nostamaan huomattavasti ennakkoarvioista, jotka perustuivat Etelä-Suomen puulla saatuihin tuloksiin. Pohjamassaa keitettiin kappaan 90 ennakkoarvio 55:n sijasta.! Kyse on tässäkin pohjoisen kuidun ohutseinäisyydestä. Korkeampi kappaluku kompensoi hyvin sinänsä alhaisempaa keittosaantoa.
Kartonkikone valmistui lokakuussa 1971 ja jo vuonna 1973 ylitettiin selvästi nimelliskapasiteetti 180 000 t/v. Kraftlainerin valmistuksen aloitus ei merkinnyt vain kartonkikoneen hankintaa, vaan se vaati oman sellunvalmistusyksikön rakentamista kartonkitehtaan yhteyteen ja paljon muuta. Mm. päälaboratorio laajennettiin tiloiltaan kaksinkertaiseksi, mikä mahdollisti tehokkaan kartongin tuotekehityksen. Tutkimuskohteina olivat em. keittokovuustasojen hakemisen lisäksi mm. halvempien kuitujen löytäminen pohjakerrokseen. Edellä on jo viitattu sahanpurusellun ja suursaantosulfiitin käyttöön. Lisäksi selviteltiin aaltopahvijätteen ym. kiertokuitujen käyttöä. Tutkimusosastolta kehitystyöhön osallistuivat DI Juhani Axelsson ja Ilmo Isotalo. Kartonkitehtaalla näkyvimpiä toimijoita olivat DI Esko Jantunen, DI Heikki Pankamaa ja Pekka Laurila.
Selluloosan valkaisun aloittaminen
Jatkojalostussuunnitelmien toinen vaihtoehto, valkaisu, toteutui sekin varsin nopeasti. Valkaisulaitos oli valmis vuonna 1975. Valkaisuprosessin valitsemiseksi oli sitä ennen tehty kuitenkin töitä jo pitkään. Laboratoriomittaisia koevalkaisusarjoja tehtiin sekä Raumalla Rauma-Repolan toimesta että ennen kaikkea Kemissä. Kokeissa tutkittiin klooridioksidin lisäystä kloorausvaiheeseen : sekä lisäysmäärän että lisä- ystavan ( D+C tai D/C ) vaikutusta. Tehostuneen kloorausvaiheen perusteella päädyttiin tulokseen, että siihen asti yleisesti käytetty 6-vaihevaihevalkaisun hypovaihe voitiin jättää pois. Näin ollen Kemiin rakennettiin ensimmäisenä Suomessa havusulfaattisellun valkaisimo, jossa oli vain 5 vaihetta. Valkaisimon valmistuttua tutkimuksia uuden valkaisimon eri vaiheiden optimi-olosuhteista jatkettiin sekä laboratorio- että tehdaskokein. Näissä kehitystehtävissä olivat tutkimusosastolta mukana Axelsson ja Isotalo. Tehtaan puolelta päävastuun kantoivat Kokkonen, Laitinen ja ins. Reijo Laaksonen.
Valkaisimo toimi hyvin. Ilman suurempia muutoksia alkuperäinen mitoitustuotanto oli pystytty nostamaan kaksinkertaiseksi kun se jo 15 vuoden päästä korvattiin uudella suuremmalla, happivaiheen sisältävällä 4-vaihevalkaisulla. Hyväkuntoista laitosta hyödynnettiin sen jälkeen sähköteknisten sellulaatujen tuotannossa ja vuosina 1992-93 myös kehitettäessä uudelle Rauman sellutehtaalle tulevaa valkaisusekvenssiä. Täysin kloorivapaata TCF (Total Chlorine Free)- sellua tuotettiin vuonna 1993 30 000 tonnia. Projektin johto oli Rauman tehtaansuunnittelusta vastaavilla. Kemissä asiaa hoitivat DI Ilkka Lumme ja Pentti Ilvesluoto.
Valkopintaisten ja päällystettyjen lainerilaatujen tuotekehitys
Valkaisulaitoksen valmistuminen v.1975 mahdollisti uusien lainerilaatujen tuotekehittelyn. Ilman suurempia investointeja pystyttiin heti aloittamaan ns. pilvilainerin valmistus. Ruskea pintamassa korvattiin valkaistulla sellulla ja pintakerroksen pohja tehtiin, vastoin kaikkia paperivalmistuksen oppeja, mahdollisimman huonoksi.
Kartonkikoneen modernisointi v.1986 mahdollisti yläviiran asennuksen ansiosta seuraavan uuden laadun valmistuksen. Tämän valkopintaisen ns. White Top-laadun kehitys vaati jo enemmän paperimiehen osaamista. Pinta oli kustannussyistä aikaansaatava mahdollisimman vähällä valkaistun massan määrällä ja sen piti olla silti hyvin tasaisesti ruskean pohjamassan peittävä. Tärkeitä tutkimuskohteita olivat mm. pintakerroksen havu- ja koivusellun suhde sekä täyteaineen laatu ja määrä. Varsin pian valkopintaisen laadun lanseeraamisen jälkeen aloitettiin seuraavan suuren kehitysvaiheen suunnittelu. Sekä KCL:ssä että ulkolaisten laite- ja kemikaalitoimittajien koelaitoksissa suoritettiin monia pilot-mittaisia koeajoja päällystetyn valkopintaisen lainerilaadun kehittämiseksi. Koeajojen suunnittelu, valvonta ja näytteiden analysointi tehtiin tutkimusosaston toimesta. Vastuuhenkilönä oli Isotalo ja vuodesta 1993 lähtien DI Leena Yliniemi. Uuden laadun valmistuksen aloittamiseen oltiin valmiit vuonna 1990. Päällystys suoritettiin on line-teräpäällystyksenä. Ensimmäinen laatu oli täyspäällysteinen Coated White Top. Vuotta myöhemmin mukaan tuli Medium Coated White Top ja kevyesti päällystetyn Kemi Liten vuoro tuli v.1994. Kun ruskean lainerin valmistus loppui v.1998 ja pilvilainerin v.2000 oli uuden vuosituhannen alkaessa tuotannossa enää päällystämättömiä tai päällystettyjä valkopintaisia lainereita. Päällystettyjen osuus oli noussut puoleen tuotannosta. Tuotekehitystä on osaltaan auttanut päälaboratorioon 1990-luvun alkupuolella hankittu pilot-mittainen Saueressig- fleksopainokone. Kartongin onnistunut tuotekehiyts on tehnyt Kemin päällystetyistä lainereista alan johtavia laatuja maailmassa. Suurin ansio kartonkitehtaan tuotannon onnistuneesta suuntaamisesta kuuluu tekn. lis. Jorma Rankille. Käytännön toteutuksesta tehtaalla ovat vastanneet lähinnä Jukka Laitinen, DI Tapio Pulkkinen ja DI Hannu Komokallio.
Todettakoon vähän leikillisesti, että 1980-luvun puolivälissä yhtiö oli asettanut tavoitteeksi hienopaperikoneen saamisen Kemiin. Tässä ei onnistuttu. Joku voisi silti sanoa, että päällystettyä hienopaperia on yhtiö kuitenkin alkanut valmistaa eikä siihen ole tarvittu edes erillistä kallista paperikonetta. Nykyisen koneen kapasiteettikin vastaa kahden alkuperäisen koneen kapasiteettia!
Ympäristönsuojelu
Kemiyhtiön tehdaslaitokset sijaitsevat kiusallisen lähellä Kemin kaupungin keskustaa. Jätevedet joudutaan laskemaan aivan kaupungin edustalle. Sekä kaasuettä jätevesipäästöjen vähentämiseksi on siten jouduttu tekemään paljon töitä. Päästöjen saaminen viranomaisten kiristyvien vaatimusten tasolle on ollut kaikkien Pajusaarelaisten tehtävä, mutta päätyönä nämä asiat ovat olleet tutkimusosaston FM Veli-Antti Kivilinnalla. Hänet nimitettiin ympäristönsuojeluinsinööriksi 1982 ja ympäristönsuojelupäälliköksi 1989. Tehtaan puolella asioita ovat hoitaneet sellutehtaan insinöörien lisäksi voima- ja lipeäpuolelta mm. DI Keijo Imeläinen ja ins. Ahti Klami.
Henkilöistä
Edellä on tuotu esille eräiden yhtiössä pitkään toimineiden henkilöiden nimiä sillä tarkkudella kun 74- vuotias, yli 11 vuotta eläkkeellä ollut henkilö voi ne muistaa. Vaikka nimien esille tuonti ei voi olla täysin oikeudenmukaisesti tehty, tekevät nimet muuten kuivahkon tekstin elämänläheisemmäksi. Mainittujen insinööritasoisten henkilöiden lisäksi on syytä muistaa, että tutkimusosastolla oli onni omata tasokkaita tutkimusteknikoita ja laborantteja. Edellisistä mainittakoon Anita Lukkarila, Esko Karppinen, Esko Pekuri, Eevi Virtasalo ja Esa Juopperi. Syystä, että Kemin Ammattikoulusta valmistuu teollisuuslaborantteja oli pätevien laboranttien saatavuus myös turvattu. Sopivasta koulutuksesta vastasi osaltaan FM Kaija Isotalo, joka ennen opettajaksi siirtymistään v.1966 toimi 2 vuotta analyytikkona tutkimusosastolla. Hän tiesi siten hyvin mitä taitoja oppilaat tehtaalla tulisivat tarvitsemaan. Tutkimusosastolla tehdyn työn hyvästä laadusta voi pitää osoituksena sitä, että korkeakoulut teettivät mielellään diplomitöitä Kemissä. Vuodesta 1949 vuoteen 1998 yhtiössä tehtiin 34 diplomityötä. Tämän kirjoittaja teki niistä yhden ja ohjasi 11 sekä ohjasi myös ensimmäisen yhtiössä tehdyn lisensiaattityön. Sen teki 1998 DI Outi Poukka aiheenaan ” Hapen käytön lisäämismahdollisuudet keitossa ja valkaisussa”. Työn valvoi prof. J.Gullichsen. Poukka laati siitä myös artikkelin Paperi ja Puu-lehteen. Artikkeli palkittiin C. J. Janssonin palkinnolla.
Tutkimustoimintaa johtaneita henkilöitä ovat olleet:
- FM Björn Fogelberg, pääkemisti 1943-44
- DI Torvald Liewendahl, pääkemisti 1945-54
- DI Nils-Erik Liljeström, pääkemisti 1954-55
- DI Benjamin von Weissenberg, tutkimuspäällikkö 1956-61
- DI Juhani Kalla, tutkimuspäällikkö 1961-67, tutkimusjohtaja 1968-84
- DI Ilmo Isotalo T&K-päällikkö 1984-99
Erillisen itsenäisen tutkimusosaston toiminta loppui vuosituhannen vaihteessa. Tutkimus- ja kehitystoiminta siirtyi tulosyksiköiden vastuulle.