Puun teollinen pintakäsittely 1
Sisältö 1. Perustietoa maaleista ja lakoista 2. Eri pinnoitetyypit ja niiden käyttötavat 3. Puun rakenne ja puulajit 4. Eri alusmateriaalien erikoisvaatimukset pintakäsittelytyössä 5. Hionta 6. Pintakäsittely- ja pinnoitusmenetelmät sekä laitteet 7. Pintakäsittelylinjat 8. Kuivuminen ja kovettuminen 9. Kuivauslaitteet (uunit) 10. Valmiin maalipinnan testaus 11. Puupintojen maalausstandardit 12. Työ- ja ympäristönsuojelu 13. Pinnoituskohteet ja suositeltavat maalausyhdistelmät 14. Pinnoituskustannukset ja laskelmat 15. Yleisiä ohjeita ennen pintakäsittelyä 16. Yleisimpiä maalikäsitteitä 17. Sävytysjärjestelmät 18. Pintakäsittelyn ongelmanratkaisu 19. Värit 2
1. Perustietoa maaleista ja lakoista 3
Maalit valmistetaan neljästä raaka-aineryhmästä Sideaineet Pigmentit ja täyteaineet Ohenteet Apuaineet Näillä kaikilla on oma tehtävänsä maalien valmistuksessa, varastoinnissa, levitysvaiheessa ja valmiina pintana. 4
1.1 Sideaineet Kiinteitä tai nestemäisiä polymeerejä. Sitovat yhteen maalin muut raaka-aineet. Kiinnittävät maalin alustaan. Maalin kestävyys ja kiinnitarttuminen alustaan riippuvat yleensä sideaineesta. Maalien luokittelu perustuu yleensä sideainetyyppiin. 5
1.1.1 Aminohartsit Useimmiten karbamidi- ja melamiinihartseja. Kuivuvat nopeasti lämmön tai happokatalysaattorin vaikutuksesta. Reagoivat jonkin toisen sideaineen ja itsensä kanssa. Sisältävät formaldehydia, joka vapautuu maalin kuivuessa. Aminohartseja yhdistetään maaleissa joustavuutta antavien sideaineiden kanssa. 6
1.1.2 Alkydihartsit Polyestereitä, jotka sisältävät kasviöljyistä, esim. pellavaöljystä, soijaöljystä, risiiniöljystä tai mäntyrasvahapoista peräisin olevia rasvahappoja. Liuoteohenteisia tai veteen dispergoituja Alkydimaalien kuivuessa liuotteet tai vesi haihtuvat ja sideaine reagoi ilman hapen kanssa. Katalyyttimaaleissa käytetään ei-kuivuvista öljyistä tai rasvahapoista valmistettuja alkydeja. Alkydi reagoi kemiallisesti aminohartsin kanssa muodostaen tuotteen, jolla on sekä hyvät mekaaniset ominaisuudet että hyvä kemikaalin kestävyys. 7
1.1.3 Epoksihartsit Kovetteina käytetään polyamideja ja polyamiineja. Sideaine voi olla liuotettu veteen, liuotteeseen tai se voi olla liuotteeton. Epoksimaaleja käytetään tavallisesti pohjamaaleina polyuretaanimaalien alla, koska niiden UV-valon kesto on varsin huono. Puuteollisuudessa epoksihartseja käytetään hyvin vähän. 8
1.1.4 Uretaanihartsit Voivat olla yksi- tai kaksikomponenttisia. Kovetteina käytetään joko alifaattisia tai aromaattisia isosyanaatteja. Kuivuvat kemiallisen reaktion avulla. Yksikomponenttiset lakat kuivuvat siten, että niissä oleva isosyanaatti reagoi ilman kosteuden kanssa. 9
1.1.5 Nitroselluloosahartsit Nitroselluloosaa eli selluloosanitraattia tehdään sekä puusta että pumpulista. Nitroselluloosamaalit kuivuvat fysikaalisesti liuottimien haihtuessa maalikalvosta. Nitroselluloosa on sideaineena kova ja hauras. Nitroselluloosamaaleihin on lisättävä joko joustavuutta antavia sideaineita tai pehmittimiä. 10
1.1.6 Selluloosa-asetobutyraatti (CAB) Selluloosa-asetobutyraatti (CAB) ei kellastu kuten nitroselluloosa. Sideaine soveltuu lakkoihin, jotka levitetään valkoisten maalien päälle. CAB-lakka pitää puun vaaleana eikä se sovellu tummien puulajien tai petsien päälle (värisävyn muutos). CAB-lakkoja käytetään paljon uistimissa. 11
1.1.7 UV-kovettuvat akrylaattihartsit Valmistetaan siten, että akryylihapon annetaan reagoida jonkin toisen hartsin kanssa. esim. epoksiakrylaatit, polyesteriakrylaatit ja polyuretaaniakrylaatit sideaineet kovettuvat muutamassa sekunnissa UV-uunissa UV-säteilyn vaikutuksesta 12
1.1.8 Vesiohenteiset sideaineet eli dispersiot Tärkeimmän sideainetyypin muodostavat akrylaatit. Polystyreeniakrylaatit ovat edullisia vaihtoehtoja. Polyuretaanidispersioita käytetään parantamaan kemikaalikestoa ja kulutuskestävyyttä. Liuotinpäästöjen vähentämisprosesissa dispersiomaalien merkitys kasvaa jatkuvasti. 13
1.2 Pigmentit ja täyteaineet 1/2 Pigmentit jaetaan epäorgaanisiin ja orgaanisiin pigmentteihin. Epäorgaanisia pigmenttejä ovat rautaoksidit, hiilimusta sekä titaanidioksidi. Orgaanisia pigmenttejä ovat ftalosyanini siniset ja vihreät pigmentit. Epäorgaaniset pigmentit peittävät hyvin mutta värjäysvoima ei ole yhtä hyvä kuin orgaanisilla pigmenteillä. Pigmenteistä valmistetaan sävytyspastoja, joita käytetään erilaisten perusmaalien sävytykseen. 14
1.2 Pigmentit ja täyteaineet 2/2 Yleisimmin käytettyjä täyteaineita ovat kalsiitti, kaoliini ja talkki. Täyteaineet eivät anna peittokykyä, koska niiden taitekertoimet ovat liian lähellä maalissa olevien sideaineiden taitekertoimia. Täyteaineiden avulla säädetään maalin viskositeettia, maalikalvon kovuutta, kiiltoa, täyttävyyttä sekä mekaanisia että fysikaalisia ominaisuuksia. Himmennysaineena käytetään yleisimmin synteettistä amorfista piidioksidia. Pigmenttejä ja täyteaineita voidaan valmistaa eri tavoin. Luonnossa esiintyviä aineita voidaan hienontaa jauheeksi, kuten punaista rautaoksidia, kalsiittia, talkkia ja kaoliinia. 15
1.3 Ohenteet Ohenteet ovat vettä lukuunottamatta haihtuvia orgaanisia yhdisteitä eli VOC-aineita (Volatile Organic Compound). Voivat muodostua yksittäisistä liuotteista tai liuoteseoksista. Ohenteilla säädetään maalien viskositeettia, levitysominaisuuksia, tasoittumista ja kuivumista. Ohenteet haihtuvat maalipinnasta maalin kuivumisvaiheessa. Myös vesiohenteisissa maaleissa käytetään yleensä pieniä määriä hitaasti haihtuvia liuotteita, niitä kutsutaan apuliuottimiksi. Apuliuottimet pehmentävät sideainehiukkaset ja saavat ne tarttumaan yhteen ja muodostamaan yhtenäisen kalvon maalin kuivuessa. 16
1.4 Apuaineet 1/2 Apuaineita käytetään parantamaan maalien eri ominaisuuksia. Alkydimaaleissa käytetään kuivikkeita, jotka nopeuttavat maalikalvon kuivumista. Vesiohenteisissa tuotteissa käytetään paksuntajia. Ne antavat maalille halutun viskositeetin ja estävät applikoitaessa maalin valumista. Ulkotuotteisiin lisätään homeenestoaineita. Dispergointiaineita voidaan käyttää helpottamaan pigmenttien jauhamista maaliin. Tasoitusaineilla saadaan sileämpi maalipinta ilman kalansilmiä. 17
1.4 Apuaineet 2/2 Kostutinaineilla varmistetaan, että maali pystyy kostuttamaan alustaa, jotta muodostuisi yhtenäinen ja tasainen maalikalvo. Vaahdonestoaineilla varmistetaan, ettei maalikalvoon jää ilmakuplia. UV-tuotteisiin lisätään initiaattoreita, jotta ne kuivuisivat UVvalossa. 18