Sideaineiden ja maalityyppien kehityksestä
Maalit koostuvat yleensä sideaineista, pigmenteistä, liuotteista ja erilaisista apuaineista.
Fossiiliset kopaalihartsit ja kiinanöljy olivat pellavaöljyn ja siitä keitetyn vernissan ja standöljyn lisäksi maaliteollisuuden tärkeitä raaka-aineita toiseen maailmansotaan asti.
Nitro mullistaa pintakäsittelyn
Nitroselluloosamaalit ja -lakat tulivat markkinoille 1920-luvulla. Historian aikana ovat sodankäyntiä ja puolustautumista varten tehdyt tekniset keksinnöt usein vauhdittaneet eri alojen teknistä kehitystä. Ensimmäisen maailmansodan jälkeen oli saatavissa runsaasti "ruutia" eli nitroselluloosaa.
Selluloosan nitrausmenetelmää oli kehitetty, ja saatavilla oli erinomaista nitroselluloosan liuotetta butyyliasetaattia, ja näin saatiin korkeamman kiinteäainepitoisuuden omaavia nitroselluloosatuotteita. Amyyliasetaattiasetoniliuoksessa olevia nitroselluloosalakkoja, ns. saponilakkoja, oli käytetty jo 1800-luvulla, mutta niiden kiinteäainepitoisuus oli erittäin alhainen.
Nopean kuivumisensa ansiosta nitroselluloosamaalit ja -lakat mullistivat erityisesti autojen ja huonekalujen maalauksen. Kun ennen ensimmäistä maailmansotaa oli yleistä, että auton maalaukseen kului kolme viikkoa, niin nitroselluloosamaalilla työ voitiin tehdä puleerauksineen kolmessa päivässä.
Tikkurilan Viestissä kerrottiin v. 1929, että "Dicco Colored Lacquer (24 sävyä) ja Dicco Brushing Enamel, joka miehen siveltävällä emaljivärillä (15 sävyä) saadaan filmintapainen pinta, joka omaa öljylakoissa aivan tuntemattoman kovuuden ja huomiota herättävän hienon ja sileän pinnan". Tämä johtuu siitä, että lakan nopean kuivumisen (n. 30 min) vuoksi pölyä ei ehdi tarttua puolikuivaan pintaan.
Ruiskulla lisää tehoa
Teollisen maalauksen myötä yleistyi myös ruiskumaalaus automaalaamoissa ja huonekalujen, myymäläkalusteiden, maanviljelyskoneiden ja etenkin puunjalostusteollisuuden vientituotteiden maalauksissa. "Ruiskumaalausta käytettäessä sujui työ kahdesta aina kuuteen kertaan nopeammin kuin siveltäessä, minkä lisäksi ruiskumaalauksella voitiin saavuttaa väritehoja, jotka olivat mahdottomia tai liiaksi aikaa vieviä siveltimellä maalausta suoritettaessa", kerrotaan Tikkurilan Viestissä vuodelta 1933.
Nitroselluloosaa käytetään vielä nykyään lähinnä huonekaluteollisuuden maaleissa ja lakoissa. Metallipintojen maalauksessa alkydimaalit syrjäyttivät vähitellen nitroselluloosamaalit paremman kiiltonsa, säänkestävyytensä ja täyttävyytensä ansiosta.
Alkydimaalit pitävät pintansa
Alkydisideaineet, joiden kehitys alkoi 1920-luvun lopulla, ovat sellaisenaan tai eri tavoin modifioituina maaliteollisuuden eniten käyttämiä sideaineita.
Alkydit ovat polyestereitä, jotka sisältävät kasviöljyistä – esim. pellavaöljystä, soijaöljystä, risiiniöljystä tai mäntyrasvahapoista – peräisin olevia rasvahappoja. Kuivuvaa öljyä tai kuivuvien öljyjen rasvahappoja sisältäviä alkydejä käytetään ilmakuivuviin maaleihin. Ei-kuivuvista öljyistä tehtyjä alkydejä käytetään polttomaaleissa tai happokovetteisissa maaleissa yhdessä esim. aminohartsien kanssa tai pehmittimenä esim. nitroselluloosaan perustuvissa maaleissa.
Alkydien valmistuksessa käytetty öljytyyppi ja öljyn määrä vaikuttavat oleellisesti alkydimaalien ominaisuuksiin. Pitkäöljyisestä alkydistä tehdyt maalit kuivuvat hitaammin kuin keskipitkäöljyisestä alkydistä tehdyt. Suomessa alkydit olivat pitkään pellavaöljypohjaisia; kotimaisen mäntyrasvahapon käyttö alkydien raaka-aineena yleistyi 1960-luvulla.
Vanha tunnettu alkydimaali on esim. Tikkurilan Miranol, joka on ollut markkinoilla jo vuodesta 1937. Maalin koostumus on luonnollisesti muuttunut vuosien mittaan.
Kloorikautsumaalit oman aikansa tuote
Kloorikautsua valmistettiin klooraamalla kumia. Reaktiotuote sisälsi n. 65 % klooria. 1930-luvulla kloorikautsua alettiin toimittaa maaleihin soveltuvana raaka-aineena.
Tikkurilan Viestissä kerrottiin v. 1935 Duranol-kloorikautsumaaleista, että ne "öljy-, lakka- ja selluloosaväreihin nähden omaavat harvinaisen kyvyn kestää syövyttävien kaasujen, kuten kloorin, kloorivedyn ja rikkidioksidin sekä emäksien, happojen, veden ja vesihöyryn vaikutusta". Niitä suositeltiin erityisesti paperi-, selluloosa-, kaasu-, saippua- ja sokeritehtaille sekä panimoille.
Kloorikautsumaalit olivat vielä 1970- ja 80-luvulla erittäin tärkeitä korroosionestossa ja betonipintojen maaleina. Tyypillisiä maalauskohteita olivat teräsrakenteet, terässäiliöt, satamanosturit, laivat ja offshore-rakenteet.
Kloorikautsumaalien käyttö on nykyään hyvin vähäistä. Klooratut sideaineet hajoavat hitaasti luonnossa ja ovat siksi ympäristölle haitallisia. Kloorikautsumaaliyhdistelmät on korvattu lähinnä epoksi-polyuretaaniyhdistelmillä.
Lateksimaalit tulivat jäädäkseen
Toisen maailmansodan aikana USA:n oli pakko laajentaa keinokumin eli styreenibutadieenin tuotantoaan siinä määrin, että sodan jälkeen tuli menekkivaikeuksia. Tilanteen pelasti taas kerran maaliteollisuus, kuten ensimmäisen maailmansodan jälkeen nitroselluloosan osalta.
Syntyi styreenibutadieenilateksi, jonka keksimisestä alkoi lateksituotteiden voittokulku sisä- ja ulkomaaleina. Tikkurilan ensimmäinen sisälateksi Joker tuli markkinoille v. 1953.
Lateksimaalien suosion perussyy oli se, että nämä soveltuivat telalla levitettäviksi ja nopeuttivat siten maalaustyötä oleellisesti. Toinen tärkeä tekijä oli totuttua miedompi haju. Tätä asiaa ei vielä tuolloin liitetty suoraan työterveyteen tai ympäristönsuojeluun. 1960-luvulla lateksit olivat jo eniten käytettyjä sisämaaleja. Ulkokäytössä niiden hyvistä ja huonoista ominaisuuksista kiistellään edelleenkin.
Epoksimaalit kovaan käyttöön
Shell Chemicals aloitti v. 1947 epoksien valmistuksen USA:ssa Epon-nimellä ja Euroopassa Epikote-nimellä.
Epoksimaalien pääkäyttöalueet olivat paperikoneteollisuus ja selluteollisuus. Tuotteita käytettiin myös ulkona olevien kohteiden maalaukseen. Liituamisesta ei välitetty; kalvonpaksuus säilyi vaikka maalipinta himmeni säärasituksessa.
Liuotteettomat epoksipinnoitteet tulivat markkinoille 1970-luvun alkupuolella. Tuotteiden käyttöä edisti kaksikomponenttiruiskujen tulo markkinoille. Hajoitusilmattomat eli korkeapaineruiskut olivat tulleet markkinoille 1960-luvulla, ja niiden käyttö yleistyi mm. laivamaalauksessa 1960-luvun lopulla.
Polyuretaanimaalit parantavat säänkestoa
Tohtori O. Bayer yhdessä I.G. Farbenindustrien kanssa kehitti teknisen menetelmän isosyanaattien valmistamiseksi. Ensimmäinen patentti on vuodelta 1937, ja kaupallinen valmistus alkoi jo 1940-luvulla.
Suomessa polyuretaanimaalien merkitys korroosionestomaalauksessa sekä koneiden ja laitteiden maalauksessa on kasvanut vasta 1980-luvun alkupuolelta lähtien.
Jauhemaalit ja nauhapinnoitteet säästävät ympäristöä
Jauhemaalit tulivat markkinoille 1960-luvun lopussa, ja Suomessa niiden valmistus alkoi v. 1971.
Coil coating, teräs- ja alumiiniohutlevyjen automaattinen linjamaalaus, aloitettiin Yhdysvalloissa 1950-luvun alussa. Prosessi on nopea, ympäristöä vähän kuormittava ja edullinen, ja sillä saadaan aikaan tasaista, korkeaa laatua. Menetelmän keksi alunperin Josef I. Hunter v. 1936.
Suomessa Rautaruukki aloitti nauhapinnoituksen v. 1977, jolloin suomalaisilla maalitehtailla oli valmius toimittaa tuotteita tähän tarkoitukseen. Tikkurila aloitti Suomessa ensimmäisenä nauhapinnoitteiden valmistuksen v. 1978. Tuote oli edelleenkin valikoimassa oleva PVDF- eli Kynar 500 -pinnoite.
Maaliteollisuuden kehitys jatkuu edelleen
Edellä mainitut sideainetyypit kloorikautsua lukuun ottamatta ovat vielä nykyäänkin tärkeimmät maaliteollisuuden käyttämät sideaineet.
Maaliteollisuuden tuotekehityksen tärkeimpiä tavoitteita on jo lähes 30 vuoden ajan ollut maalien liuotepitoisuuden vähentäminen tai liuotteiden poistaminen tuotteista kokonaan. Tuloksia tästä työstä ovat korkeamman kiinteäainepitoisuuden omaavat tuotteet, liuotteettomat ja vesiohenteiset tuotteet sekä jauhemaalit.
Suomi on edelläkävijä vesiohenteisten tuotteiden käytössä korroosionestomaalaukseen esim. laivanrakennusteollisuudessa. Hallituissa olosuhteissa tehty maalaustyö on osoittanut, että vesiohenteisella maalilla saadaan yhtä kestävä ja hyvännäköinen pinta kuin vastaavalla liuoteohenteisella maalityypillä.