Strateginen liima

Suomalainen liimateollisuuden syntyhistoria liittyy vaneriteollisuuteen 1800-luvun lopulla. Kotitarveliimat ja puusepänteollisuuden käyttämät liimat keiteltiin pitkään kotioloissa.

Tärkkelysliimat olivat vielä 1960-luvulle tultaessa tavanomaisia askarteluliimoja, eivätkä vaneriteollisuuden käyttämät kasvipohjaiset tärkkelysliimat soveltuneet kuin kuivassa ilmanalassa käytettäväksi. Vaneriteollisuus käytti näiden lisäksi myös verialbumiinia, joka tunnettiin hyvin Pietarin alueen suurissa vaneritehtaissa. Venäläinen vaneriteollisuus sijoittui usein suurten teurastamoiden läheisyyteen.

Vanerin liimaustekniikka jaetaan kylmä- ja kuumaliimaukseen. Kylmäliimauksessa vanerin puristus ja liimaus tapahtuu ympäristön määräämässä lämpötilassa. Kylmäliimatut vanerilevyt vaativat noin vuorokauden vetäytymisajan paineen alaisena. Tämä menetelmä oli erityisesti venäläisten vaneritehtaiden käyttämä. Menetelmän mukana kehittyi vähitellen myös kuumentamista vaativia liima-aineita.

1920-luvulla kestävien liima-aineiden saatavuus muodostui todelliseksi ongelmaksi lentokoneteollisuuden yhteydessä. Lentokoneet valmistettiin 1940-luvulle saakka pääosin puusta ja tekstiileistä. Kaseiini eli maitopohjaiset liimat sopivat jotenkin lentokoneenrakennukseen, mutta Saksassa ja Yhdysvalloissa kehitettiin jo synteettisiä liimoja. Suomessa seurattiin kuitenkin tiiviisti keinoainepohjaisten liimojen kehitystä jo 1930-luvun alussa.

Oy Nokia Ab:n tytäryhtiö tuo markkinoille ureaformaldehydihartsiin perustuvat liima-aineet

Suurin yksittäinen kemianteollisuuden haara Suomessa oli itsenäisyyden ajan alkupuolella kumiteollisuus, jos puunjalostusteollisuutta ei lasketa mukaan. Oy Nokia Ab valmisti mm. polkupyörän ja autonrenkaita. Yhtiön tuotanto laajeni 1930-luvulla käsittämään myös muita teknillisiä kumitavaroita. Tampereella sijainneen Nokian tytäryhtiön Oy Suomen hihnatehtaat, myöhemmin Tammer Oy:n erityistuotteeksi tulivat ensimmäisenä maassa synteettiset kaurit, eli ureaformaldehydihartsiin perustuvat liima-aineet. Muita liima-aineiden valmistajia Suomessa olivat Oy Havi Ab, luuliima, Suomen Liima-ainetehdas, Oy Emulsio Ab ja Yhtyneet paperitehtaat Oy.
Muovi- ja keinoaineita valmisti lisäksi Sarvis Oy Tampereella. Vuonna 1933 Oy Hartsiteollisuus Ab käynnisti Tammisaaressa muovinpuristamon, jossa käsiteltiin bakeliittia. Tätä voitiin käyttää myös liima-aineena.
Vaikka kemianteollisuuden tuotanto kasvoi sotavuosina ja teknokemiallisen teollisuuden yritysten lukumäärä nelinkertaistui, ei tuotanto riittänyt takaamaan maan strategisen teollisuuden tarpeita. Suomi oli keinoaineiden suhteen täysin tuonnin varassa.

 

Lentokonevaneriliiman oikea käyttötapa keksittiin Suomessa vahingossa

Toiminimi Wilhelm Schauman valmisti Suomessa lentokonevaneria jo 1920-luvulla myös vientiin. Edward Wegelius kykeni kehittämään tuotetta edelleen seuraavan vuosikymmenen kuluessa. Lentokonevanerin liimauksessa käytetty Theodor Goldschmidtin kehittämä Tego-filmi oli Saksassa jätetty pois käytöstä, koska liimalla ei siellä saatu aikaan kestävää vaneria. Tego-filmin oikea käyttötapa keksittiin Suomessa vahingossa. Lentokonevanerin liimaus suoritettiin ohjeen mukaan täysin kuivilla viiluilla, mutta vaneriviilut olivat Wegeliuksen kokeissa kerran kostuneet vahingossa. Liimaus onnistui hyvin, mikä saatettiin ilmoittaa hämmästyneille saksalaisille.

Wegelius jatkoi Suomessa vaneritutkimuksiaan ja kehitti 1930-luvun lopulla koivuviilupuun, eli kolupuun joka kestää uskomattomia rasituksia. Koupuusta valmistettiin sodan aikana mm. lentokoneenpotkureita.

Kesällä 1939 käytiin kirjeenvaihtoa myös englantilaisen Aero Research Ltd:n kanssa synteettisen Aerolite-liiman ostamisesta Suomeen. Puutekniikan Kannatusyhdistys oli saanut liimasta näytteen, jolla voitiin suorittaa jonkinlaisia kokeita. Yhteys katkesi kuitenkin kokonaan sotavuosien aikana.

Yhteistyö Saksan kanssa sotavuosien aikana ei ollut avointa. Lentokoneteollisuus toimi ulkopoliittisena aseena, josta syystä koneen osien ja tietotaidon liikkumista rajoitettiin. Myös liimat olivat tarkoin varjeltuja salaisuuksia. Esimerkiksi melamiinihartsiliimaa Pressal Ka 29 saatiin Suomeen vain pieni näyte, joka ei riittänyt edes teknisen tutkimuksen tekemiseen.

 

Leijona kylmäliimaa – Liima jolla on perinteet -esittelylehtisiä. Kuva – Turun museokeskus

Kaksikomponenttiliimat jäivät suomalaiselle teollisuudelle mysteeriksi

Kaseiinin ja albumiinin saanti vaikeutui jo vuonna 1941.  USA:ssa aloitettiin aivan 1930-luvun lopussa puurakenteisten lentokoneiden rakentaminen keinohartseja käyttämällä. Tiedot tutkimuksista saatiin Suomeen Ruotsin kautta. Aluksi käytettiin kaurit-tyyppisiä liimoja, pian mukaan tulivat nykyisinkin laajalti tunnetut kaksikomponenttiliimat.

Tammer Oy kykeni jo vuonna 1943 valmistamaan suuria määriä kaurit-liimoja, mutta kaksikomponenttiliimat jäivät suomalaiselle teollisuudelle mysteeriksi. Uusien menetelmien olemassaolosta saatiin tietoja tutkimalla alasammuttuja Neuvostoliiton käyttämiä Yhdysvalloissa valmistettuja lentokoneita.

Valtion Lentokonetehdas ei kyennyt käyttämään kunnolla edes kaurit-menetelmää, koska teollisuudesta ei löytynyt riittävän suurta autoklaavia. Ainoastaan VL Myrsky-hävittäjän kuljettajan istuin kyettiin valmistamaan muottiin puristamalla.  Menetelmää kyettiin käyttämään laajemmin vasta sodan päättyessä VMT Pyörremyrsky- ja Tuuli-koneiden rakentamisessa.

 

 

Suomen Kumitehdas Osakeyhtiön Savion tuotantolaitoksen suojatekstiiliosaston tuotteita esittelemässä Yrjö Länsimäki (vas.) sekä Liima-, sively ja suojatekstiiliosaston johtaja diplomi-insinööri Runar Svensson (oik.) Kerminen, Väinö Johannes, valokuvaaja 1964 Keravan museo

 

Armi Töyrylä operoimassa liimatuubintäyttökonetta Oy Nokia Ab:n Savion tuotantolaitoksen Liima- ja sivelyosastolla marraskuussa 1970. valokuvaaja_ Kerminen, Väinö Johannes

 

Kirjoittaja: Panu Nykänen

 

Matkailu avartaa – Kemistit tiedematkailijoiden eturintamassa

Suomalaisen luonnontieteiden ja tekniikan tutkimuksen perusta rakennettiin 1850-luvun jälkeen tukevalle, kansainvälisen vertailun kestävälle pohjalle.

Aleksanteri II:n virkaan astumisen ja Krimin sodan jälkeen 1856 toistakymmentä vuotta voimassa olleet ulkomaanmatkailua rajoittaneet säädökset purettiin, ja nuoret suomalaiset tiedemiehet lähtivät joukoittain Eurooppaan. Matkat kohdistuivat etupäässä saksalaisen kielialueen tutkimuslaitoksiin ja yliopistoihin. Matkanteko oli pakko rajoittaa kesäkausiin, koska rautatieyhteydet ulkomaille syntyivät vasta 1870-luvun jälkeen ja jäätyneen Itämeren ylittäminen oli käytännössä mahdotonta ennen 1900-lukua. Lisäksi tutkijoiden viranhoito edellytti oleskelua lukukaudenaikana Helsingissä. Ainoastaan harvinaisella poikkeusluvalla saattoi jäädä talven yli ulkomaille.

Ruotsin vallan aikana yliopistotutkijoiden matkailu oli tavanomainen osa tutkimustyötä. Yhteydet Itämeren yli jatkuivat vielä autonomian ajan alussakin. J. J. Nervander ehti vielä kiertää keskieurooppalaisten instrumenttivalmistajien työpajoja 1830-luvun lopulla ennen rajojen sulkeutumista. Syynä tähän oli Venäjän pyrkimys pitää vallankumoukselliset aatteet rajojensa ulkopuolella. Poikkeuksiakin toki oli. A. E. Arppe pystyi hyvien suhteidensa vuoksi opiskelemaan 1840-luvun alussa Berzeliuksen laboratoriossa Tukholmassa. Hän vieläpä jatkoi opintojaan Mitscherlichin luona Berliinissä, Wöhlerin luona Göttingenissä ja Liebigin luona Gießenissä. Monelle muulle rajojen avautuminen merkitsi paluuta vanhaan eurooppalaiseen yliopistokulttuuriin.

 

Vuoden 1900 Pariisin Maailmannäyttelyn suuri sisääntuloportti.

Suomalaisen insinöörikunnan historian ensimmäinen virkamatka

Kemistit olivat tietenkin tiedematkailijoiden eturintamassa. Helsingin teknillisen reaalikoulun johtaja A. O. Saelan lähti ensimmäisen mahdollisuuden koittaessa kiertämään saksankielisiä maita. Hänen matkasuunnitelmansa oli kattava. Matka suuntautui nimittäin ”useampiin Saksan valtioihin”. Suomalaisen insinöörikunnan historian ensimmäisen virkamatkan aikana Saelanin matkatoverina oli vuorikonttorin ylimasuunimestari Anders Johan Wathén.
Saelanin matkan tärkein tavoite oli perehtyä Zürichissä vasta toimintansa aloittaneen uuden teknillisen oppilaitoksen (ETH) opetusohjelmaan. Vierailun seurauksena Helsingin Teknillinen reaalikoulu sai uudet säännöt joulukuussa 1858. Uudistuksella luotiin perusta Helsingin oppilaitoksen muuttumiselle teknilliseksi korkeakouluksi.
Polyteknillisen Opiston vakituiselle opettajakunnalle tiedematkailu oli 1800-luvun lopulla jopa pakollinen osa jatko- ja täydennyskoulutusta. Teknillisen koulutuksen rahoittaja Manufaktuurijohtokunta pyrki lähettämään opettajia ulkomaille mahdollisimman tasapuolisesti. Matkastipendejä jaettiin kuitenkin pääasiassa siten, että ulkomailta haettiin nopeasti kehittyvän tekniikan uusimmat virtaukset. Kysymyksessä oli harkittu teknologian siirto Venäjän keisarikunnan hyödyksi. Suomi tietenkin hyötyi valtavasti tästä politiikasta.

 

Apurahaa ulkomaan opintoihin

Vuodesta 1865 eteenpäin oli mahdollista hakea apurahaa ulkomaisissa korkeakouluissa suoritettavia opintoja varten. Varoja myönnettiin harkinnanvaraisesti, koska määräraha ei missään tapauksessa riittänyt kaikkien halukkaitten ulkomaanmatkoihin. Varakkaammat nuoret käyttivät opiskeluun omia varojaan. Esimerkiksi suomalaisen teknillisen kemian kantaisä Ernst Qvist teki lukuisat ulkomaille suuntautuvat opintomatkansa melkein kokonaan omin varoin.
Suurimmat panostukset valtio asetti luonnontieteiden kehittämiseen. 1890-luvulla Polyteknillisen Opiston 16-jäsenistä opettajakuntaa varten oli varattu 1 500 markan vuosittainen matkamääräraha. Kun yliopiston vastaava 18 000 mk:n määräraha oli tarkoitettu 75 opettajan ulkomaanmatkoja varten, oli suhde noin 2,5 kertainen yliopiston opettajakunnan hyväksi.
Polyteknillisen Opiston opettajat olivat 1800-luvun lopulle tultaessa aloittaneet säännönmukaisesti uransa saksalaiselle kielialueelle suuntautuneilla opintomatkoilla. Opintomatkailu oli viran saamisen ehdoton edellytys poikkeustapauksia lukuun ottamatta.

 

Ikuisen opiskelijan perintö

Vuodesta 1865 eteenpäin oli mahdollista hakea apurahaa ulkomaisissa korkeakouluissa suoritettavia opintoja varten. Varoja myönnettiin harkinnanvaraisesti, koska määräraha ei missään tapauksessa riittänyt kaikkien halukkaitten ulkomaanmatkoihin. Varakkaammat nuoret käyttivät opiskeluun omia varojaan. Esimerkiksi suomalaisen teknillisen kemian kantaisä Ernst Qvist teki lukuisat ulkomaille suuntautuvat opintomatkansa melkein kokonaan omin varoin.
Suurimmat panostukset valtio asetti luonnontieteiden kehittämiseen. 1890-luvulla Polyteknillisen Opiston 16-jäsenistä opettajakuntaa varten oli varattu 1 500 markan vuosittainen matkamääräraha. Kun yliopiston vastaava 18 000 mk:n määräraha oli tarkoitettu 75 opettajan ulkomaanmatkoja varten, oli suhde noin 2,5 kertainen yliopiston opettajakunnan hyväksi.
Polyteknillisen Opiston opettajat olivat 1800-luvun lopulle tultaessa aloittaneet säännönmukaisesti uransa saksalaiselle kielialueelle suuntautuneilla opintomatkoilla. Opintomatkailu oli viran saamisen ehdoton edellytys poikkeustapauksia lukuun ottamatta.

Henrik Alfred Wahlforss ja kollegat. Wahlforss kuvassa oikealla.

Matkakohteina maailman- ja teollisuusnäyttelyt

Tärkeän matkakohteen suomalaiselle virkamieskunnalle muodostivat vuoden 1851 Lontoon Crystal Palacen maailmannäyttelyn jälkeen lähes kaikissa Euroopan pääkaupungeissa tuotetut maailman- ja teollisuusnäyttelyt. Tukholmassa 1866 ja Pariisissa 1867 järjestettiin teollisuusnäyttelyt, joissa kummassakin vieraili koko joukko suomalaisia tieteentekijöitä. Polyteknillisen koulun opettajakunnasta Pariisissa kävi myös Ernst Qvist, joka matkusti jälleen omin varoin. Amerikan matkailu alkoi vuosisadan lopulla. August Fredrik Soldan oleskeli 1850-luvulla USA:ssa, mutta tämä johtui maastakarkoituksesta. Vuoden 1893 Chicagon maailmannäyttely sai virallisen vieraan Suomesta, kun C. E. Holmberg matkusti paikalle senaatin apurahan turvin.
Pariisin tunnetut suuret maailmannäyttelyt järjestettiin vuosina 1878 ja 1900. Jälkimmäiseen Polyteknillinen Opisto panosti sekä näytteillepanijana voittaen kultamitalin maailman parhaana teknillisenä korkeakouluna, että lähettämällä joukon varttuneempia opettajia opinto- ja tutustumismatkalle. Mahdollisuus valtion kustantamaan Pariisin-matkaan herätti Opiston opettajakollegiossa kiivaan taistelun matkarahoista, joita yritettiin tasata mahdollisimman monen halukkaan matkan hyväksi. Pariisissa kävi kaikkiaan yhdeksän Polyteknillisen Opiston opettajaa – noin puolet opettajakunnasta.
Gustaf Komppa toi Pariisin maailmannäyttelystä palatessaan ensimmäisen Suomessa tunnetun radioaktiivisen preparaatin.
Suomi ei suinkaan ennen ensimmäistä maailmansotaa ollut tieteen kannalta takapajuinen tai eristyksiin jäänyt maa. Ennemminkin päinvastoin. Suomalaisten tiedemiesten, kemistit mukaan luettuna toimintaympäristön horisontti oli kaukana ja kirkkaasti näkyvillä.

Suomen paviljonki Pariisin maailmannäyttelyssä vuonna 1900.

 

Kirjoittaja: Panu Nykänen

Kuvat:  Wipedia ja Finna / Museovirasto – Musketti

 

Laboratoriossa ja kedolla

Kemian tutkimuksen ja alan teollisuuden pitkä historia Suomessa

Tutkija Panu Nykänen, FT Teknillisten Tieteiden Akatemia, piti ansiokkaan esitelmän Suomalaisten Kemistien Seura r.y:n kokouksessa 6.3.2019.

Voit nyt tutustua myös Kemia100-sivuilla Panu Nykäsen esitelmäkalvoihin ja suomalaisen kemian tutkimuksen ja alan teollisuuden pitkään historiaan.

 

 

Kaoliinikatalyytti Karjalasta ja öljynpuhdistusta Helsingissä

Gustaf Kompan bensiininvalmistusprosessiin tarvittava katalyytti perustui kaoliiniin. Raaka-aine saatiin heti Suomen itsenäistymisen jälkeen Laatokan koillispuolelta löydetystä Soanlahden kaoliiniesiintymästä.

Soanlahti on ollut ainoa Suomessa taloudellisesti hyödynnetty kaoliiniesiintymä. Se tarjosi raaka-ainetta suomalaiselle posliiniteollisuudelle. Kaoliiniesiintymän löytyminen Suomen kallioperästä oli kuitenkin lottovoitto myös kemisteille.

Prolanvaaran tila kuului Suomalainen Puuliike Oy:lle, jota kautta kaivoksen omistus jakaantui kaakkoissuomalaisille liikkeenharjoittajille. Kaivosteollisuustoiminnan tarvitsemat pääomat kerättiin Suomesta. Malmiota hyödyntämään perustettiin maaliskuussa 1933 Suomen kaoliini Oy. Perustettuun yhtiöön kuuluivat Soalahden maa-alueen omistaneiden J. W. Taskisen, Eino Taskisen ja Tapio I. Taskisen lisäksi loviisalainen konsuli ja laivanvarustaja Ragnar Nordström ja eversti Paavo Talvela. Yhtiön toimitusjohtajana työskenteli pitkään diplomi-insinööri Roope Hormi, Gust. Kompan entinen assistentti, joka siirtyi 1933 Taloudellisen puolustusneuvoston konttoriin.

Roope Hormi toimi Rikkihappo- ja superfosfaattitehtaat Oy:n johtokunnan varapuheenjohtajana 30-luvun puolivälissä ja vuodesta 1935 Vihtavuoren ruutitehtaan johtajana. Roope Hormi oli itsenäisyyden alkuvuosikymmenien strategisen kemianteollisuuden keskushenkilöitä, mutta hän kuoli vaikean sairauden murtamana jo 1938.

 

Prolanvaaran harjanteita kuvattuna luoteesta kaakkoon. 1943.07.31 SA-Kuva

 

Katalyyteistä haettiin tietoa Saksasta, Unkarista ja Pietarista

Keramiikan käyttöön ja valmistukseen perehtynyt diplomi-insinööri Torolf Tollander toi tietoa keraamisista katalyyteistä opintomatkaltaan Saksaan 1920-luvun alussa. Tollander työskenteli Arabia Oy:n tuotekehityslaboratoriossa Helsingissä. Toinen tietolähde suomalaiskemisteille asiassa oli Budapestin Teknillisen korkeakoulun teknillisen kemian professori József Varga. Gustaf Komppa kävi Unkarissa Vargaa tapaamassa, alkuvuodesta 1937 helsinkiläisen öljynregenerointiprosessin käynnistysvaiheessa.

Koko tutkimushanke sai vauhtia myös Pietarin yliopistosta. Suomalaisten kemisti-insinöörien henkilökohtaiset yhteydet Pietarin teollisuus- ja tutkijapiireihin eivät olleet katkenneet Suomen itsenäistyessä. Pietarin yliopistossa työskenteli professori Konstantin Taipale, jonka perhe kuului Pietarin suomalaiseen siirtokuntaan.

Konstantin Taipale oli akateemisissa piireissä tunnettu tiedemies, ja häntä pidettiin Suomessa epäpoliittisena henkilönä. Komppa tapasi Taipaleen Mendelejevin syntymän 100-vuostisjuhlassa 14. syyskuuta 1934. Hänen poikansa Yrjö Taipale siirtyi 30-luvun alussa Suomeen ja työskenteli ensin Arabian tehtailla ja tämän jälkeen professori Kompan yksityisassistenttina Teknillisen korkeakoulun kemian laitoksella.

Konstantin Taipale lähetti pojalleen tietoja kaoliinin käytöstä 1930-luvun alkuvuosina. Pian tämän jälkeen Yrjö Taipale ilmoitti keksineensä uuden menetelmän posliinin kultaukseen. Hän perusti tuotteen valmistamiseksi Suomen Kiiltokulta Oy:n 1934.

Suomen Kiiltokulta Oy:ssä keksittiin tai yhtiö sai valmiina haltuunsa menetelmän öljytuotteiden regeneroimiseksi. Vastaavia menetelmiä oli ollut käytössä suurvalloissa ja esimerkiksi Tanskassa jo muutamia vuosia.

Konstantin Taipale katosi vuonna 1937 Stalinin puhdistusten alkaessa.

 

Kaoliinia käytetään posliinituotteiden ja tulenkestävien tiilien valmistuksessa sekä paperiteollisuudessa. Tunnettuja kaoliiniesiintymiä sijaitsee Virtasalmella, Puolangalla ja Sallassa. Kuva; Shutterstock

 

Sota-ajan täydelinen öljyn kierrätys

Kiiltokulta Oy:n öljynpuhdistusprosessi oli kuitenkin valmis tuotantoon. Menetelmä jäteöljyn puhdistamiseksi toimi ylikuuman vesihöyryn avulla. Menetelmälle haettiin myös patenttia. Kiiltokulta Oy:n nimi vaihdettiin vuonna 1936 Kemiallinen teollisuus Oy:ksi, kun valmistelut Helsingin öljynpuhdistustehtaan käynnistämiseksi alkoivat.

Öljyn regeneroinnista tuli sota-aikana olennainen osa Suomen voiteluainehuoltoa. Säännöstelyaikana voiteluöljyä ostettaessa oli jätettävä vastaava määrä käytettyä öljyä uudelleen käsiteltäväksi. Järjestelmä perustui vuosien ajan täydelliseen öljyn kierrätykseen.

Laatokan pohjoispuolella sijaitseva Soanlahden kaivos menetettiin alueluovutusten yhteydessä Neuvostoliitolle ensin 1940 ja lopullisesti 1944.

Kirjoittaja: Panu Nykänen