Takaisin edelliselle sivulle

Työtohtori: Mustia kääpiöitä

Työtohtori: Mustia kääpiöitä

29.11.2016

Nokimusta, arkisemmin noki (englannin carbon black, ruotsin kimrök) on liki puhdasta hiiltä, ja on säilynyt pitkään autonrenkaiden lujittavana täyteaineena vertaansa vailla – muutenhan renkaat eivät olisi enää mustia. Renkaiden kumiosasta jopa liki kolmasosa voi olla nokea.

”Nokimusta on kumiteollisuuden lujittava nanokokoinen täyteaine, jolla on jopa satavuotinen käyttöhistoria.”

Kyseessä on bulkkituote, jo 1970-luvun lopulla sen maahantuonti lähenteli 9 000 tonnia vuodessa, ja rengastuotannon Suomessa moninkertaistuttua lienee nykyään siis useita kymmeniä tuhansia tonneja vuodessa. Sitä ei tule sekoittaa tavalliseen savupiippujen nokeen (englannin soot), jonka epäpuhtauksien, kuten PAH-yhdisteiden, tiedettiin jo 1770-luvulta asti aiheuttavan nokikolareille kivespussin syöpää. Itse taisin tästä Sir Percivall Pottin havainnosta lukea ensimmäisen kerran työsuojeluinsinööri Seppo Palmin pöytäkirjasta 1970-luvulla.

Nokea alettiin käyttää jo 1860-luvulla värinä painomusteisiin ja ensimmäisen maailmansodan jälkeen autonrenkaiden kumia vahvistamaan. Se on varta vasten valmistettu nanomittakaavaan (nanos tarkoittaa kääpiö) eli on viruksien kokoisena näkymätön, mutta kuljetusten ja muun käsittelyn vuoksi pelletoitu näkyvään kokoon. Se muodostaa lujia aggregaatteja, joiden koko on 85–500 nanometriä ja heikompia agglomeraatteja, joiden koko on 1–100 mikrometriä.

Ajatuksena on, että pelletoidun noen aggregaatit ja agglomeraatit voidaan kumin kanssa yli 1 000 kilowatin tehoisissa sekoituskoneissa jauhaen palauttaa nanokokoon. Renkaan vulkanoinnissa eli ”paistamisessa” lankamaiset kumimolekyylit muodostavat esimerkiksi kahden rikkiatomin aikaansaamilla silloilla kolmiulotteisen verkkorakenteen, jonka välit mahtuu täyttämään nanomittakaavainen nokimusta.

Nokea valmistetaan tarkoin säädellyissä prosessiolosuhteissa maaöljystä tai luonnon kaasusta. Olen itsekin käynyt tutustumassa tällaiseen nokitehtaaseen Malmön laitamilla. Reaktorin lämpötilaa ja reaktioaikaa säätämällä voidaan valmistaa erikokoisia nanohiilihiukkasia. Auton renkaissakin eri osiin käytetään eri kokoluokan nanohiukkasia, kulutuskestävyyttä vaativaan kulutuspintaan esimerkiksi 25 nanometrin kokoisia, ja sivupintoihin ja sisäosiin hieman isompikokoisia noen nanopartikkeleita (Kautschuck-Lexicon, 1966).

Suomeenkin suunniteltiin sota-aikana omaa nokitehdasta, kun kumituotteet, kuten ajoneuvon renkaat, olivat tärkeitä puolustusvoimille ja muulle huoltovarmuudelle. Äskeisten lehtitietojen mukaan Vapo aikoo jo ensi vuonna alkaa rakentaa täysimittaista, useita kymmeniä tuhansia tonneja vuodessa teknistä hiiltä turpeesta tuottavaa tehdasta Suomeen (Tekniikka & Talous 7.10.2016).

StetoskooppiSota-aikana pyrittiin ulkomailta myös kumin tuonnin vaikeuduttua korvikkeena käyttämään Kazakstanista löydetyn kumivoikukan (Taraxacum kog-sakis) maitiaisnestettä. Tehtaan johtajat alkoivat viljellä kasvia, ja Tikkurilan maatalouden tutkimuslaitos tutkia sitä. Ja sota-ajan kumipulaan kuului sekin, että kumitehtaan jätteitä käytiin kaatopaikoilta kaivamassa, ja tietyillä konekäsittelyillä elvyttämässä niistä kumin korvikkeeksi niin sanottua regeneraattia, jota saatettiin lisätä vaatimattomampaan käyttöön tulevien kumituotteiden aineosaksi.

Kemikaalivirasto ECHAn sivujen mukaan useimmat valmistajat ovat jättäneet nokimustan luokittelematta vaaralliseksi. Jotkut mainitsevat mahdollisen syöpävaaran, kun WHO:n alainen syöväntutkimusvirasto IARC on sen sellaiseksi luokitellut, ja harvat ovat luokitelleet sen vaaralliseksi hengitystieärsytyksen vuoksi. Noen terveysvaikutuksia on äskettäin selvitetty laajassa epidemiologisessa tutkimuksessa, johon kuului 6 634 amerikkalaista 1970–1990-luvuilla työskennellyttä nokitehtaiden työntekijää (Dell ym., 2015). Tutkimuksessa ei havaittu kohonnutta keuhkosyöpäkuolleisuutta tai kuolleisuutta muihin hengityselinsairauksiin. Mutta ainakin sen pöly tahrii työntekijän kuin nokikolarin ja ärsyttää ylempiä hengitysteitä.

Nokimusta ja amorfinen valkea piidioksidi ovat molemmat kumiteollisuuden lujittavia nanokokoisia täyteaineita, joilla on jopa satavuotinen käyttöhistoria. Niitä onkin joku nimittänyt perinnenanoiksi (legacy nanoparticles). Näin niiden terveysvaikutuksiakin on voitu seurata pidempään kuin uudemman teknologian nanotuotteita, kuten nanohiiliputkia, eikä ymmärtääkseni niistä ole ihmisellä osoitettu nimenomaan nanokokoon liittyviä erityisiä terveyshaittoja.

Cabotit ja Lodget

Cabot Corporation on maailman suurin noen valmistaja, jonka ensimmäisen nokitehtaan rakensi Godfrey Cabot 1882 Pennsylvaniaan. Yhtiöllä oli 1990-luvulla yli 70 nokitehdasta eri puolilla maailmaa, pääasiassa Yhdysvalloissa. Väliotsikon nimi Lodge taas jäi mieleeni Yhdysvaltain 1960-luvun diplomaatista nimeltä Henry Cabot Lodge Jr. Molemmat suvut kuuluvat Yhdysvaltain itärannikon aristokraatteihin. Tätä kuvaa englanninkielinen lausahdus ”The Cabots talk only to the Lodges, and the Lodges only to God”.

Teksti: Asko Aalto, työterveyslääkäri, Mehiläinen Oy
Teksti on julkaistu työsuojeluhallinnon henkilöstö- ja sidosryhmälehti Ts-nytissä.
Jaa tämä sivu