Tässä artikkelissa käyn läpi yleisimmät 1900-luvun alkupuolen tekoaineet ja muovit. Suunnitteilla on myös artikkeli, jossa tarkastellaan eri muovien tunnistusmenetelmiä.

Ensin lyhyesti referoituna suomalaisesta muoviteollisuudesta pohjautuen K. Laalon teokseen Nappikaupasta muoviaikaan (1990):

Laalon mukaan sanan muovi toi yleiseen käytäntöön vasta v. 1949 Lauri Hakulinen. Tätä ennen muovista käytettiin sanoja teko– tai keinohartsi, bakeliitti ja plastiikki. Suomessa erilaisia muovituotteita valmistivat ennen toista maailmansotaa seuraavat yritykset:

• 1921 Sarvis Oy, Tampere
• 1933 Oy Hartsiteollisuus Ab, helsinki
• 1935 Lapinleimu Oy, Toijala
• 1936 A. Ahlström Oy Karhulan Tehtaat, 1936
• 1936 Asa Radio, Turku
• 1936 Riihimäen Lasi Oy, Riihimäki
• 1937 Karjalan Sähkö Oy, Viipuri
• 1938 Korurasia- ja Kotelotehdas, Helsinki
• 1938 Hj. Jousi Oy, Turku
• 1939 Sähkömerkki Oy, Helsinki

Sarvis Oy oli ensimmäinen muovin tuottaja Suomessa. Yritys aloitti valmistamalla kaseiininappeja, jotka eivät kuitenkaan käyneet kaupaksi ja yrityksen tilanne oli 20-luvulla heikko. Ulkomailta, Italiasta ja Japanista tuodut halvat kivipähkinänapit kiristivät kilpailua huomattavasti. Kun Sarvis ryhtyi valmistamaan bakeliittia lama-ajan jälkeen vuonna 1936 alkoi toiminta vihdoin elpyä. Sarviksen bakeliitille annettiin nimi Ako-lit. Yrityksen tärkeä osakas suutarimestari Emil Aaltonen omisti suuria karjatiloja joten kuoritusta maidosta valmistettava kaseiinimuovi tuntui hyvältä vaihtoehdolta.

Vuonna 1948 Sarvis aloitti pienten talousesineiden kuten nappien valmistamisen ruiskuvalumenetelmällä.  Vuonna 1955 Sarvis tuo markkinoille polyeteenistä valmistetun ämpärin.

Oy Hartsiteollisuus Ab aloitti kahvikuppien tuotannon tammikuussa 1934, ensimmäiset muovipuristeet laatuaan Suomessa. V. 1937 hankitaan ensimmäinen ruiskuvalukone. Raaka-aine ja koneet tuotiin Saksasta. Sota-aikana alkoi oma raaka-ainetuotanto. 1930-luvun alussa Sähkövaruste Oy – Elektro-Armatur Ab leimasi tuotteensa ympyrän sisällä olevalla EA-kirjainyhdistelmällä. Muotit oli tilattu Saksasta. Yrityksen tuotemerkki bakeliitille oli Elalit. 

Seuraavassa käyn läpi varhaisia tekoaineita, niiden valmistusta, käyttöä sekä historiaa.

Luonnonhartsit ja –polymeerit

Ajattelemme muoveja yleensä moderneina materiaaleina ja näin onkin, kun puhe on synteettisistä muoveista. Ennen synteettisiä muoveja käytettiin kuitenkin erilaisia luonnosta saatavia hartseja tai polymeerejä, joita valmistettiin esimerkiksi puista ja hyönteisistä. Näitä varhaisia muovimaisia aineita käytettiin esimerkiksi pinnoitteina vedenpitävyyden aikaansaamiseksi. Ennen 1800-lukua tällaisia aineita olivat mm. kumipuun maitiaisnesteestä saatava kautsu eli luonnonkumi tai raakakumi, lakkakirva-hyönteisen munista saatava sellakka ja Pallaquium gutta -puun kautsu guttaperkka.

1800-1900-lukujen vaihteen rintakoru guttaperkkaa [Satakunnan Museo, 12178].

Linoleum

Myös nykyään aliarvostettu materiaali linoleum on täysin luonnon raaka-aineista valmistettu lattiapinnoite. Linoleum ei ole muovi, mutta koska se usein sekoitetaan PVC:stä valmistettuihin muovimattoihin olen lisännyt sen tähän listaan. Linoleumin (lat. linum + oleum) pääraaka-aine oli nimensä mukaisesti pellavaöljy. Kiinteäksi muutettuun pellavaöljyyn lisättiin havupuuhartsia, sahajauhoja, korkkijauhoa ja väripigmenttejä. Tällä seoksella päällystettyä vahvaa kangasta kutsutaan linoleumiksi. Menetelmän kehitti englantilainen Frederick Walton, joka patentoi keksintönsä vuonna 1863 ja perusti The Linoleum Manufacturing Company Ltd:n seuraavana vuonna.

Linoleum oli suosittua Suomessa erityisesti viime vuosisadan vaihteessa ja sitä käytettiin yleisesti vielä 1950-1960-luvuilla. Eliel Saarinen käytti linoleumia omassa kodissaan Hvitträskissä, joka rakennettiin vv. 1901–1903. Tuohon aikaan Suomessa tätä erityisen kestävää lattiamateriaalia käytettiin yleensä teollisuustiloissa, ei yksityiskodeissa. Linoleumia ryhdyttiin käyttämään taidegrafiikassa laattamateriaalina 1900-luvun alussa ja Suomessa tekniikkaa käyttivät tuolloin mm. maan ensimmäisiin graafikoihin kuulunut Akseli Gallen-Kallela ja tämän oppilas Eric O.W. Ehrström.

Linoleum-lattiaa Hvitträskissä.

Eboniitti

Sekoittamalla rikkiä raakakumiin ja sitten vulkanoimalla eli kuumentamalla saadaan eboniittia (myös: vulkaniitti). Charles Goodyear sai patentin eboniitille vuonna 1844. Eboniitti oli ensimmäinen luonnon polymeeriä kemiallisesti käsittelemällä valmistettu plastinen materiaali ja sitä voidaankin tästä syystä pitää muovien kehityksen varhaisimpana merkkipaaluna. Kovakumiksikin kutsuttua ainetta käytettiin esim. 1900-luvun alkupuolella sähköeristeenä ja radion osissa. Ulkomailla 1800-luvulla kovakumista valmistettiin myös mm. koruja ja nappeja.

Gagaattia jäljittelevä surukoru (rannerengas) eboniitista, 1800-luvun loppupuoli [Hallwylska Museet; Helena Bonnevier].

Bois Durci

Tämä varhainen muovi on ensikuulemalta varsin erikoinen, sillä se on valmistettu kuivatusta härän verestä. Muovi hyödyntää veren albumiinia proteiinin lähteenä, siinä missä galaliitti hyödyntää maidon kaseiiniproteiinia. Ranskalainen Francois Charles Lepage patentoi materiaalin 1850-luvulla. Massaan sekoitettiin myös sahanpölyä ja siitä painettiin lämmitetyssä muotissa lähinnä pienesineitä.

Selluloidi

Pääasiallisesti nitroselluloosasta ja kamferista koostuva massa, joka valmistuksen yhteydessä haihtuvan gelatinoimisaineen, alkoholin, sekä puristuksen ja lämmön avulla muodostetaan yhtenäiseksi kappaleeksi. Birminghamiläinen Alexander Parkes kehitti ensimmäisen version selluloidista, Parkesinen v. 1856. Ensimmäinen kannattava kaupallinen valmistaja oli kuitenkin Hyattin veljesten perustama Celluloid Manufacturing Company 1800-luvun loppupuolella.

Selluloidiin tarvittava nitroselluloosa (tai selluloosanitraatti) saadaan sekoittamalla selluloosaan salpietaria ja rikkihappoa. Kamferi saadaan kamferipuusta tai synteettisesti valmistamalla.

Selluloidi oli 1900-luvun alussa hyvin tärkeä aine sen ollessa aikanaan ainoita luonnonmateriaalien kuten sarven ja luun korvaajia. Selluloidista valmistettiin mitä erilaisimpia esineitä kuten kampoja, nappeja, silmälasien sankoja, serviettirenkaita, koruja, shakkinappuloita ja jopa tekokitalakeja hammasteknikkojen käyttöön [1]. Tekokitalaet kuitenkin osoittautuivat kehnoiksi, sillä selluloidin termoplastisuuden vuoksi ne kipristyivät jouduttuaan kosketuksiin kuuman nesteen, kuten teen tai kahvin kanssa. Vuoteen 1911 mennessä Saksassa valmistettiin selluloidia jo 11 miljoonaa kiloa. Selluloidi oli myös tärkeä filmin valmistusaine.

Koska selluloosanitraatti hajosi helposti kuumennettaessa, materiaali työstettiin usein mekaanisesti. Selluloosanitraatti on erittäin helposti syttyvä ja kiihkeästi palava aine, joka tuotti usein onnettomuuksia.

Amerikkalainen Pyralin-kaulus selluloidia 1900-luvun alusta. Pyralin kehitettiin imitoimaan erityisesti norsunluuta.

Pegamoidi

Pegamoidi on nitroselluloosalla käsiteltyä kangasta. Se kehitettiin vaihtoehdoksi nahalle, eli se oli eräänlaista tekonahkaa. Käytetty Suomessa ainakin 1910-luvulta lähtien, jolloin sitä käytettiin paljon huonekaluteollisuudessa verhoiluun.

Naether-merkkiset nukenvaunut n. 1920-luvulta, jossa kuomu pegamoidia [Helsingin kaupunginmuseo].

Kaseiini

Kaseiinilla (Suomessa välillä myös kaseini) oli useita tuotenimiä, joista yleisin oli galaliitti. Sana on kreikkaa (Galalith) ja tarkoittaa maitokiveä (gala: maito ja lithos: kivi). Muita käytettyjä ja Suomessa tunnettuja nimiä olivat mm. neoliitti, lupiniitti, sikaliitti, oiogaliitti, isogaliitti, casoliitti, oroliitti, omniliitti, erinoidi, kenonyksi, tsoliitti, proteoliitti, galcheriitti, karoliitti sekä Lactoid, Syrolit, Erinoid, Aladdinite ja Amaroid [2, 10].

Ensimmäinen patentti muovin valmistamiseen kaseiinista formaliinilla (formaldehydillä) kovettamalla haettiin Saksassa 1897 [3]. Yhden galaliittikilon valmistukseen tarvittiin n. 120 litraa kirnumaitoa. Suomessa raaka-aineesta käytettiin usein nimitystä juustoaine.

Kaseiinimuovista kirjoitettiin uutuutena suomalaisessa arkkitehdeille ja suunnittelijoille suunnatussa Kotitaide-lehdessä vuonna 1907. Artikkelin mukaan kaseiinimuovia, galaliittia, oli saatavilla kaupoissa 2-16 mm vahvuisina levyinä ja 5-25 mm läpimittaisina tankoina. Molempia oli saatavilla useissa väreissä [4].

Kaseiinia valmisti Suomessa Sarvis Oy Tampereella. Sarviksella napit sorvattiin galaliittitangoista jonka jälkeen ne hiottiin suurissa tynnyreissä. Hiomisen jälkeen nappeihin porattiin reiät ja lopuksi niille annettiin pintakäsittelyt.

Sarviksen kaseiinista valmistama kenkälusikka [Museokeskus Vapriikki; TTM 52753:2].

Kaseiinilevyjen upotus formaldehydialtaaseen Sarviksella v. 1939 [Vapriikin kuva-arkisto; Veikko Kanninen].

Bakeliitti

Bakeliitin eli keinohartsin tärkeimmät kemialliset aineet ovat fenoli ja formaldehydi. Bakeliitti oli ensimmäinen täyssynteettinen muovi eli se ei pohjautunut luonnon raaka-aineisiin kuten selluloidi, joka tehtiin selluloosasta. Bakeliitin kehitti kemisti Leo Baekeland jo vuonna 1907, mutta se ei saanut vielä alkuvaiheessaan suurta suosiota. Kun jähmettymisaikaa saatiin lyhennettyä v. 1927 sen suosio alkoi kasvaa.

Bakeliittiin on viitattu Suomessa 1900-luvun alkupuoliskolla myös tekohartsi -nimityksellä. Tuotenimiä olivat mm. Arcolite, Carlit, Duralit, Ergelit, Fabrolit, Hakalit, Isalit, Karhulit, Licolit, Mellit, Ako-lit, jne. Bakeliitin täyteaineina käytettiin mm. sahajauhoa sekä ”asbestia, kangasta, kiillettä [mikaniittia], liusketta, pumpulilankaa j.n.e., mikä riippuu massasta puristetun esineen käyttötarkoituksesta” [5]. Muita täyteaineita olivat myös rasvaöljyt, glyseriini, liima ja kaseiini. Täyteaineiden tarkoituksena oli tehdä massasta kestävämpää, alentaa valmistushintaa sekä hidastaa kovettumisaikaa, mikä oli tärkeää jos bakeliittia valettiin ja puristettiin muotteihin.

Bakeliittia esiintyy kolmessa eri muodossa luokiteltuina sen valmistuksessa tapahtuvien reaktiovaiheiden mukaan. Ensimmäisen vaiheen nimi on bakelit A, jossa aine on ns. resoli. Tässä vaiheessa bakeliitti on nestemäistä, sakeaa tai kiinteää massaa, joka liukenee mm. alkoholiin ja asetoniin. A-vaiheen bakeliittihartsi sulaa lämmitettäessä ja jähmettyy jäähtyessään, mutta pysyy nestemäisenä. Toisessa vaiheessa, Bakelit B:ssä, on aine ns. resitoli. B-vaiheen bakeliitti ei liukene, vaan paisuu kontaktissa liuottimien kanssa. Bakelit B:tä voidaan muovata kuumana, jolloin se on kumimaista. Jäähdyttyään massa muuttuu kovaksi ja hauraaksi. Lopputulos on kova muovimassa bakelit C, joka ei liukene tai sula ja sitä voidaan muokata vain esim. sorvaamalla.

Kovetettua tekohartsia eli resiittiä esiintyi ainakin tuotenimillä bakelit C, superisolit, juvelit, faturan, dekorit, sigaelos, ambrasit, amalit, herolit, fimielit. Niitä myytiin raakamateriaaleina mm. levyinä, harkkoina ja tankoina, jotka viimeisteltiin mekaanisesti sorvaamalla. Bakelit A:ta eli resolia käytettiin laajasti paperin impregnoimiseen, jossa liuoksella sivellyt paperiarkit ladotaan päällekkäin ja muovataan haluttuun muotoon esimerkiksi levyiksi tai putkiksi. Impregnoitu paperi toimii mm. sähköneristysaineena. Aikaisemmin tähän tarkoitukseen oli käytetty sellakkaa [6], mahdollisesti myös vulkanfiiberiä.

Bakeliittia v:sta 1934 Suomessa valmisti helsinkiläinen Oy Hartsiteollisuus Ab. Myös tamperelainen Sarvis Oy aloitti bakeliittituotannon v. 1936. Suomessa valmistettiin 1930-1940-luvulla pikareita, mukeja, lautasia, kahvikuppeja ja muita talous ja retkeilytavaroita urea-formaldehydihartsista, mikä oli fenoli-formaldehydihartsin sisartuote [7].

Karhulit. Osa Karhulan Tehtaiden valmistamaa bakeliittista kynttilänjalkaa [Kymenlaakson Museo; Päivi Laanti.]

Vulkanfiiberi

Vulkaanikuitu (myös unikafiiberi, sv. unicafiber; vulcanfiber) on hyvin varhainen tekokuitu. Vulkanfiiberiä valmistettiin selluloosapaperista, joka impregnoitiin rikkihapolla tai sinkkikloridilla. Kun impregnoimisaine oli pesty pois, puristettiin se levyiksi, jotka muistuttavat hieman pahvia. Pintaan prässättiin usein nahkaa jäljittelevä martiointi. Käytettiin mm. paljon matkalaukkujen pinnoitusaineena, koska vulkaanikuitu oli vahvaa ja vedenpitävää. Markkinoitu Suomessa ainakin 1920-luvulta lähtien [8].

Hatturasia ruotsalaisen Ab Tidanin unikafiiberiä 1900-luvun alkupuoliskolta [Turun museokeskus].

Sellofaani

Sellofaani eli kelmupaperi on viskoosista erikoiskoneella valmistettua läpinäkyvää muovia. Toisin kuin viskoosikuidun valmistuksessa, jossa kehruuliuos puristetaan hienojen reikien lävitse, sellofaani puristetaan yhden kapean raon läpi. Sellofaanin kehitti sveitsiläinen kemisti J.E. Brandenberger v. 1908. Viskoosiliuoksesta suoraan tehty kelmu oli kuitenkin liian haurasta. Brandenberger keksii kuitenkin pehmittää sitä glyseriinillä vuonna 1912, jolloin keksinnön kaupallinen arvo nousi huikeaksi ja 1930-luvulla sellofaani yleistyi Suomessakin.

Du Pontin Cellophane-mainos, 1900-luvun ensimmäinen puolisko [Daily Mail].

Selluloosa-asetaatti

Asetylisoidusta selluloosasta valmistettiin lämpömuovautuvia muoveja, kuten saksalaiset troliitti ja ekaronin. Selluloosa-asetaatista valmistettiin myös kelmua. Välillä asetaatti luetellaan selluloidiksi, vaikka tämä termi viittaa yleensä selluloosanitraattiin. Selluloosa-asetaatti oli tärkeä paloturvallisen filmin valmistusaine. Asetaattiselluloidia voitiin työstää mekaanisesti tai valamalla. Mm. silmälasien ja aurinkolasien sankoja valmistettiin selluloosa-asetaatista.

Lapsen silmälasit 1950-luvulta selluloosa-asetaattia. Valmistettu Englannissa [Victoria and Albert Museum].

Plexi

Pleksilasi on saksalainen tuotemerkki, jonka rekisteröi kemisti Otto Röhm v. 1933. Pleksilasi tunnetaan nykyään akryylinä. Käytettiin erityisesti varmuuslasina toisen maailmansodan aikaan. Tuotenimiä olivat mm. Acrylite ja Lucite, joista jälkimmäisestä tuli suosittu, värikäs korumateriaali 1950-luvulla.

Toisen maailmansodan aikainen, amerikkalainen koru, jossa sydän pleksilasia [Trios2007].

[1] ”Selluloidi ja sen vastikkeet.” Käsityö- ja teollisuuslehti 1 (1917): 4-6.

[2] Tammelin, Wäinö J. ”Eri aloilta.” Teknillinen Aikakauslehti 7-8 (1927): 391.

[3] N., A. M. ”Maidon teknillisestä käyttämisestä.” Osuuskauppalehti 11 (16.6.1924): 178-81.

[4] ”Uutta ainesta taideteollisuustöihin.” Kotitaide 2-3 (1907): 31.

[5] H, E. ”Bakeliiti – tekohartsi.” Osuuskauppalehti 9 (17.4.1940): 106-07.

[6] Kuula, O & Routala, O. ”Tekohartseista.” Teknillinen aikakauslehti 1 (1931).

[7] Laalo, Kalevi. Nappikaupasta muoviaikaan. Hämeenlinna: Karisto. 1990. s. 10.

[8] Talvitie, Y. ”Suomen mahdollisuudet valmistaa tekoaineita.” Teknillinen Aikakauslehti 1 (1943): 14-20.

[9] Wegelius, Edv. ”Organiset tekoaineet” Teknillinen Aikakauslehti 5-6 (1937): 233-37

[10] Shashoua, Yvonne. Conservation of Plastics: Materials science, degradation and preservation. Oxford: Elsevier, 2008.

[11] http://plastiquarian.com/?page_id=14216