Maalaus ja lakkaus

Maalit ja lakat
Nestemäiset maali-, lakka- ja täyteaineet koostuvat etupäässä neljästä osasta: sideaineet, pigmentit ja täyteaineet, liuotteet ja ohenteet sekä apuaineet. Sideaineen tarkoituksena on pitää pinnoite koossa sekä kiinnittää kerros alustaansa. Pigmentit ovat yleensä hienojakoisia jauheita, joilla annetaan kalvolle haluttu väri ja peittävyys. Pigmentti muuttaa myös kalvon ominaisuuksia oleellisesti, esimerkiksi kerroksen kulutuksen- ja säänkestävyys riippuu suuresti käytetystä pigmentistä.

Täyteaineilla säädellään maalien ominaisuuksia, kuten viskositeettia, maalikalvon kovuutta ja muita fysikaalisia ja kemiallisia ominaisuuksia. Liuote on neste, jonka tarkoituksena on liuottaa sideaine huoneenlämpötilassa nestemäiseksi tuotteeksi ja vähentää maalin viskositeettia. Ohenne pelkästään vähentää maalin viskositeettia.

Apuaineina on nykyisissä maaleissa ja lakoissa usein pehmittimiä, stabilisaattoreita, kostutusaineita, emulgointiaineita tai kuivatusaineita. Maalin ominaisuuksiin vaikuttaa eniten sideaine, jonka perusteella tuotteet ovat ryhmiteltävissä. Maalin valmistajat toimittavat tuotteensa mahdollisimman käyttövalmiina. Käyttäjän tehtäväksi jää useimmiten vain maalin viskositeetin säätö ohenteella ja mahdollisten kovetteiden lisäys maaliannokseen.

Puupinnalle levitetty nestemäinen maalikerros on kuivattava tai kovetettava kestäväksi pinnoitteeksi. Kalvonmuodostuksen perusteella erotetaan eri kuivumistapoja:

• Fysikaalinen kuivaus on prosessi, jossa maalikerros saa kiinteän muodon liuotteiden ja ohenteiden poistuessa, jolloin sideaineen molekyylit siirtyvät niin lähelle toisiaan, että sitoutuminen tapahtuu molekyylien välisten heikkojen voimien avulla.

• Hapettuvassa kuivumisessa voivat sideaineen molekyylit reagoida paitsi ilman hapen kanssa myös suoraan keskenään, jolloin pinnoite kovettuu kemiallisten reaktioiden ansiosta. - Kemiallisessa kovettumisessa sideaineen molekyylit reagoivat keskenään yleensä kemiallisesti. Koska sidokset ovat suhteellisen lujia, ei liuoteaineella ole sanottavaa vaikutusta. Yleensä maalit sisältävät haihtuvia aineosia, jotka on ensin saatava poistumaan haihduttamalla, jotta kemialliset reaktiot sideaineen molekyylien välillä pääsisivät tapahtumaan. Kemiallisesti kuivuvissa maaleissa ovat sideaineen ominaisuudet oleellisesti muuttuneet alkuperäiseen liuosmaiseen muotoon verrattuna, mikä suokin mahdollisuuden maalin ominaisuuksien melkein rajattomaan vaihtelemiseen.
  
   

Maalaustekniikka
Maalauksen ja lakkauksen työvaiheita ovat

• puupinnan esikäsittely, jonka tarkoituksena on tehdä kappaleen pinta soveltuvaksi käytetylle maalaus- tai lakkausjärjestelmälle

• maalin tai lakan levitys

• maalin tai lakan kuivaus kovaksi ja käsittelyä kestäväksi kerrokseksi.

Maalin tai lakan käyttötarkoituksen perusteella erotetaan seuraavat käyttökohteet:

• Rakennusmaalaus, joka sisältää rakennuspaikalla tapahtuvan rakennuksen tai rakennusosien ulko- ja sisämaalauksen.

• Puupohjaisten tuotteiden, erityisesti vaneri-, lastu- ja kuitulevyjen, tehdasmainen maalaus-, lakkaus-, täyteaine- ja suoja-ainekäsittely. Tähän ryhmään kuuluvat myös puisten rakennusosien, kuten ovien ja ikkunoiden sekä parkettien tehdasmainen pinnoitus.

• Puupohjaisten tuotteiden, erityisesti huonekalujen ja kaapistojen, tehdasmainen pinnoitus, jolloin tuotetta ei enää käsitellä tehtaalla tapahtuvan valmistuksen jälkeen.

• Puurakennusten ja rakennusosien paikalla tapahtunut maalaus.

• Paikalla tapahtuva lähinnä tee-se-itse-tyyppinen maalaus ja lakkaus.

Puupinnan esikäsittely
Hionta on tärkein puupinnan esikäsittelyvaihe. Vasta sen koneellinen suorittaminen tarjoaa maalaukseen soveltuvan alustan. Hionnan tarkoituksena on

• mitallistaa kappale käyttötarkoitukseen soveltuvaksi

• parantaa kappaleen ulkonäköä

• tarjota maalaukselle sopiva alusta.

Maalauksen kannalta on oleellista hiomalla saavutettu puupinnan tiiviys, jota kuvaa käytännössä sen sileys. Yleensä korkealuokkaiseen maalaukseen vaaditaan vähintään kaksi hiontakertaa. Lakkatuotteiden kykyä kostuttaa eri tavoin puupintaa käytetään hyväksi haluttaessa huonekalujen ja kalusteiden pinnoitukseen määrättyä kauneusvaikutelmaa.
 

Haluttaessa erittäin hyvää hiomatulosta käytetään ns. märkähiontamenetelmää, jossa kuiva puupinta kostutetaan vedellä tai öljyllä ja vasta kuivauksen jälkeen suoritetaan riittävä määrä hiontoja.

Hionnasta tuleva pöly on käsiteltävä erikseen, sillä useimmat maaliaineet ovat pölymäisessä muodossaan varsin herkästi syttyviä ja räjähdysalttiita.

Maalin sekoitus
Maalinvalmistajat pyrkivät mahdollisimman käyttövalmiisiin tuotteisiin, jolloin maalin käyttäjän tehtäväksi jää usein lähinnä aineen viskositeetin säätäminen kulloiseenkin levitystapaan soveltuvaksi tai useampikomponenttisten maalien ollessa kyseessä aineosien sekoittaminen. Tehtaalla maalaukseen tarvittavien aineiden määrä on kuitenkin yleensä varsin suuri johtuen lukuisista eri väreistä. Tästä syystä maalaamoissa käytetään väripastoja, joilla perusmaalit väritetään. Suuret maalimäärät sekoitetaan ja annostellaan automatisoiduilla laitteilla.

Koska maaliaineet ovat vesiohenteisia maaleja lukuun ottamatta usein palavia nesteitä, on niiden käytössä ja varastoinnissa noudatettava tiettyä varovaisuutta. Jos varastoitava määrän on suuri, on varastotilan oltava asianmukainen ja viranomaisten hyväksymä.

Maalien levittäminen
Maalin lopullisena tarkoituksena on muodostaa esineen pintaan halutun värinen suojaava kalvo. Tarkoitukseen soveltuvat levityslaitteet jaetaan kahteen ryhmään:

• levittäminen nestemäisenä aineena, kuten sively, telalevitys, upottaminen, veitsilevitys ja valukonelevitys

• levittäminen pieninä maalihiukkasina, jolloin tulevat kysymykseen ruiskutus, pulverointi ja sähköstaattinen levitys.

Teollisuuden nykyisin käyttämät nopeasti kuivuvat maalit vaativat myös tehokkaat levittimet, jotka useimmiten määräävät tietyt rajat ulkoisille olosuhteille, kuten lämpötilalle ja ilman suhteelliselle kosteudelle. Maalien viskositeetti ja samalla levitysmäärä riippuvat merkittävästi lämpötilasta.
 

Kuivaus- ja kovetusmenetelmät
Kuivaaminen uunissa on varsin yleinen teollisuudessa käytetty menetelmä. Kiertävä lämmin ilma ohjataan kuivausuunissa esineen kulkusuuntaa vastaan, jolloin ilma luovuttaa osan lämmöstään kappaleen maalipinnalle. Lämpötilan noustessa kuivuminen luonnollisesti nopeutuu.
 

Säteilykuivaukseen soveltuvat kemiallisten reaktioiden avulla kovettuvat maalit. Säteilykuivauksen teho perustuu epäsuoraan lämmitykseen. Säteilylähteestä siirtyvä säteily heijastuu osittain pois maalipinnasta ja osa säteilyenergiasta imeytyy maalikerrokseen kiihdyttäen kemiallisesti kuivuvien maalien kovettumista. IR- ja UV-kuivauksessa käytetyt säteilyn aallonpituudet ilmenevät seuraavasta taulukosta.
 

Maalauksessa käytetään useita kerroksia. Puutuotteiden maalauksessa on tavallisesti erillinen pohjamaalaus, jonka tarkoituksena on kiinnittyä puuaineeseen ja tarjota kiinnitysalusta varsinaiselle pintakerrokselle.

Nykyisin lähes kaikki maali-, lakka- ja täyteaineiden sideaineet ovat suurimolekyylisiä polymeerejä. Maalin ominaisuuksia on mahdollista vaihdella hyvin laajalti.

Maalauslinjat
Maalattavan kappalemäärän ollessa riittävän suuri on taloudellista järjestää pinnoituksen työvaiheet yhtenäiseksi linjaksi, jossa vältytään ylimääräisiltä kuljetuksilta ja energiahäviöiltä. Linja on automatisoitavissa varsin pitkälle, jolloin myös työkustannukset alenevat oleellisesti. Maalauslinjan varustus riippuu luonnollisesti käyttötarkoituksesta. Seuraavassa kuvassa esitetään maalauslinja, jossa maalin kovettaminen tapahtuu UV-säteilijöillä.
 

Pinnoitteiden ominaisuudet ja mittausmenetelmät
Puutuotteita pinnoitettaessa on tunnettava tuotteiden käyttöön liittyvät ominaisuudet ja niiden testaus- ja mittausmenetelmät. Pinnoituksen laatua valvottaessa on mitattava erityisesti maalien ja lakkojen ominaisuuksia. Maalin tai lakan käyttäjän kannalta on pyrittävä mahdollisimman yksinkertaisiin ja nopeisiin mittaus- ja testausmenetelmiin, jotka eivät vaadi suuria laiteinvestointeja. Seuraavassa taulukossa maalauksessa tarvittavat mittaukset on jaettu kolmeen osaan.

Väreillä on jokapäiväisessä elämässämme suuri merkitys. Värin määritykseen silmämääräisesti soveltuvat käytännössä parhaiten värikartat. Tunnetuimpia ovat värikartat, joissa värit on jaettu neljään pääväriin ja värisävyjä saattaa olla useita satoja.

Maalauksen laadunvalvonnassa noudatetaan yleisesti ruotsalaisen Möbelfaktan ohjeita, joissa testausmenetelmät perustuvat ISO standardeihin. Niiden pohjalta on valmistumassa myös EN standardit.


 

Maalausvirheet
Maalauksen virheet näkyvät maalin levityksen ja kuivauksen jälkeen. Seuraavassa esitetään lyhyt luettelo yleisimmistä maalauksen ongelmista ja niiden korjaamisesta. Tehtävien yksityiskohtaisempi tarkastelu olisi oppimisen kannalta varsin hyödyllistä.

Maalin levityksestä johtuvat virheet

Ilmakuplat
Levitetyssä maalikerroksessa esiintyvät ilmakuplat johtuvat liian kylmästä maalista, liian kuumasta puupinnasta tai väärästä ohenteesta. Myös ruiskutus- tai valukonelaitteista voi päästä ilmaa levitettävään maaliin.

Appelsiinikuoripinta
Levitetyn maalin appelsiinikuoripinta johtuu liian lämpimästä puupinnasta tai liian kylmästä maalista tai väärästä ohenteesta. Ruiskussa on väärä suutin tai ruiskutuskaapissa on liian voimakas ilmavirta.

Sävy- ja kiiltovaihtelut
Maalia ei ole sekoitettu riittävästi tai levitysmäärä vaihtelee.

Ryppyinen maalikalvo
Ilmiö esiintyy levitettäessä maalia aiemman vaillinaisesti kuivuneen maalikerroksen pinnalle.

Maalikalvon valuminen, pakeneminen, kirjavuus ja raitaisuus
Maalikalvo valuu, kun levitysmäärä on liian suuri. Kalvon pakeneminen saattaa johtua puupinnan epäpuhtauksista, kuten rasvaisuudesta ja liasta. Kirjavuuteen on usein syynä väärä ohenne. Raitaisuutta esiintyy usein huonokuntoisella valukoneella.

Maalin kuivauksesta johtuvat virheet

Ilmakuplat
Maalauslinjan lämpötila on liian korkea, liuotteiden haihtuminen on vaillinaista tai liuotteet ovat sopimattomia.

Vaillinainen kuivuminen
Maalauslinjan lämpötila on liian alhainen tai kuivumisaika on liian lyhyt tai kovete on sopimaton.

Pihkan kiehuminen
Pihkan kiehuminen on yleinen ilmiö havupuilla, erityisesti männyllä, jonka pihka kiehuu jo 45 ºC:n lämpötilassa.

Huono peittävyys
Puupinnan näkyminen maalikerroksen läpi johtuu liian pienestä levitysmäärästä, liian laimeasta maaliseoksesta tai liian vaaleasta maalista.

Pintamaalin huono tarttuvuus pintamaaliin
Syynä saattaa olla huono välihionta, pintakalvon kuivuminen liian nopeasti tai väärä pohja-pintamaaliyhdistelmä.


 

Maalatut puutuotteet

Huonekalut ja kalusteet
Huonekalut ja kalusteet pinnoitetaan useimmiten maaleilla ja lakoilla. Viime vuosikymmenien aikana on myös kiinteiden kalvopinnoitteiden käyttö yleistynyt varsin huomattavasti. Huonekaluteollisuuden puupintojen maalauksessa ja lakkauksessa käytetään erillistä pohjustusta pohjamaalilla tai lakalla, jonka päälle levitetään välihionnan jälkeen varsinainen pintakerros. Yleisesti käytetään useita pintakerroksia.

Vesiohenteiset ja UV-kovettuvat maalit ja lakat ovat syrjäyttäneet suurelta osin perinteiset katalyyttituotteet. Maalitehtaat ovat kehittäneet tuotteitaan sopiviksi eri käyttökohteisiin, kuten MDF-levylle.

Ikkunat ja ovet
Ulko-ovet ja ikkunat ovat alttiina sään vaikutukselle ja maaleja ja lakkoja on kehitetty kestämään auringon UV-sätelyn vaikutusta. Huoneistojen väliovet maalataan yleensä vesiohenteisilla tuotteilla.
 

Verhouslaudat ja listat
Verhouslaudoille on kehitetty pinnoituslinjoja, joissa lauta käsitellään maalilla tai lakalla lappeiden lisäksi myös ponteistaan. Maali ja lakka levitetään ruiskutusautomaatissa, johon on kehitetty omat tuotteensa.
 

Rakennusten puupintojen ulkomaalaus
Maalattujen puupintojen käyttö ulkona, alttiina sään vaikutukselle. asettaa maalille ja pinnoitustyölle ankarat vaatimukset. Maalipinnan vaurioitumisen ja puun pintakerroksen tuhoutumisen vaara ovat aina olemassa. Ulkoisten olosuhteiden lisäksi maalipintaan vaikuttaa suuresti puun lävitse tunkeutuva vesihöyry. Talot rakennetaan nykyisin varsin tiiviiksi, jolloin muodostuva vesihöyry tunkeutuu luonnollisesti helpoimpia teitä ulos. Ilmiölle ovat alttiita esimerkiksi puiset ulko-ovet, karmit ja ikkunoiden puitteet. Rakenteellisilla ratkaisuilla olisikin vesihöyryn siirtymistä pyrittävä estämään mahdollisimman tarkoin. Maalin ja rakenteen on sovittava yhteen. Jos rakenne hengittää ja siinä ei ole tuuletustilaa pinnan takana, on maalin tehtävä samoin.

Talojen ulkopinnat käsiteltiin aikaisemmin öljymaaleilla, jotka liituuntuvat kuitenkin suhteellisen helposti, ja uudelleenmaalaus on varsin suuritöinen tehtävä. Vesiohenteiset maalit ovatkin vallanneet alaa, sillä niiden käyttö on helppoa ja ne kuivuvat nopeasti. Tarjolla on runsaasti värisävyjä ja pinnoitteen kestävyys on teollisuusilmastossakin hyvä.
 

Rakennusten puupintojen sisämaalaus
Sisäpuolisten pintojen maalauksessa ei tarvitse ottaa huomioon ilmaston vaikutuksia, vaan maalaus tehdään useimmiten miellyttävän ja värikkään ympäristön aikaansaamiseksi sekä pintojen suojaamiseksi kulutukselta, likaantumiselta, vedeltä ja kemikaaleilta. Rakennuslevyjen maalaus riippuu luonnollisestikin puupinnan lisäksi käyttötarkoituksesta. Myös talojen sisätiloissa on puupinnan kuultokäsittely voittanut suuresti alaa.

Puiset ikkunanpuitteet, karmit, ovet ja keittiökalusteet toimitetaan rakennuksille usein tehtaalla valmiiksi maalattuina. Työpaikalla korkealuokkainen maalaus on varsin suuritöinen tehtävä ja vaatii onnistuakseen useampikerroksisen pinnan, joka levityskertojen välillä on siloitettu hiomalla ja täyttämällä epätasaisuudet.