Tervavärit.

Suomen Teollisuuslehti 14, 1.7.1909

Kirj. J. Aaltonen.

Kun englantilainen pappi Murdoch v. 1792 huomasi kivihiilestä umpinaisessa astiassa kuumennettaessa syntyvän palavaa kaasua, ei hän aavistanut laskeneensa perustuksen nykyajan suurimmalle kemialliselle teollisuudelle.

Sivuutamme kivihiilestä saatavat arvokkaat tuotteet: valokaasun, kivihiilitervan, keinotekoisen asfaltin, ammoniumsuolat, koksin j. n. e. Näistä on kivihiiliterva kemiallisesti mieltäkiinnittävin. Siitä valmistetaan nim. tervavärit eli anilinivärit. Vielä viime vuosisadan alkupuoliskolla ei tietty miten päästä erilleen tuosta kiusallisesta sivutuotteesta, kivihiilitervasta, valokaasun valmistuksessa. Nykyään siitä valmistetaan arvokkaita anilinivärejä satojen miljonien markkojen arvosta vuosittain.

Vuonna 1906 saattoi kuuluisa englantilainen kemisti Perkin viettää 150 vuotisjuhlaa, sillä v. 1856 hän keksi ensimäisen aniliinivärin. Keksintö ei silloin herättänyt sen suurempaa huomiota ja vielä nykyäänkin sana "tervavärit" merkitsee hyvin vähän suurelle yleisölle, vaikka useimmat jokapäiväisistä esineistä ovat niillä värjätyt. Luetelkaamme vaan: paperit, langat, kankaat, tapeetit, matot, olkihatut, nahkatavarat y. m. Itse värien valmistus on paisunut aikamme miltei mahtavimmaksi suurteollisuudeksi. Niinpä maailman suurimmassa väritehtaassa "Badische Anilin & Sodafabrik" Ludvigshafenissa v. 1906 oli 292 tieteellisesti sivistynyttä teknillistä virkamiestä, joista 197 oli kemistejä, useimmat näistä filosofian tohtoreja. Muita virkamiehiä oli 709 ja työmiehiä 7,000. Vuosittainen voitto nousee 5 miljonaan markkaan ja osinkoa jaetaan viime vuosina 30%. Yleensä voi sanoa, että väritehtaat Saksassa ovat saavuttaneet loistavia taloudellisia tuloksia.

Värjäystaito on tuhansia vuosia vanha, mutta entisaikaan tunnettiin ainoastaan harvoja luonnollisia värejä esim. saframi, indigo, purppura, sittemmin kokenilli ja punapuu. Sitäpaitsi käytettiin joitakuita luonnossa esiintyviä mineralivärejä. Näihin harvoihin väreihin sai entisajan värimestari tyytyä.

19:nnen vuosisadan alussa oli valokaasun käytäntöön saattaminenkemiallisen teollisuuden ensi tehtävä ja sen mukana kehittyi uusia tieteen tuloksia.

V. 1836 sai Runge kivihiilitervasta tislaamalla emäksisen nesteen kutsuen sen cyanoliksi. Jo aikaisemmin 1824 oli Unverdorben saanut indigosta tislaamalla emäksisen nesteen kutsuen sen kristalliniksi, koska se happojen kanssa muodosti kiteisiä suoloja. Jotenkin samaan aikaan sai Zinin nitrobenzolista ammoniumsulfatin avulla nesteen, jonka hän kutsui benzidamiksi. Suuri värikemisti Hoffmann näytti, että nämä kolme ainetta olivat samat. Ainetta kutsutaaa nykyään aniliniksi ja siitä ovat lähtöisin monet anilinivärit. Hoffmann'in ja Zinin'in keksintöjen avulla voitiin anilinia valmistaa tehdasmaisesti suurissa määrin. Itse hiilitervassa on anilinia, mutta niin vähän, ettei kannata sitä eroittaa. Mutta hiiliterva sisältää sen sijaan paljon bentsoolia, joka helposti voidaan eroittaa. Bentsooli taas muutetaan salpietarihapon avulla nitrobentsooliksi (mirbaniöljy) ja tästä saadaan Zininin prosessin avulla anilini.

Vuonna 1856 koetti Willian Henry Perkin valmistaa kininiä hapettamalla anilinia kaliumbikromatilla ja sai mustan aineen. Muut olivat tulleet samaan tulokseen eivätkä menneet sen edemmäksi, mutta Perkin huomasi, että aine liukeni alkoholiin muodostaen violetin liuoksen, jolla voitiin värjätä silkkiä. Seuraavana vuonua hän perusti tehtaan valmistaakseen uutta väriä, joka tunnetaan nimellä: mauve, anilini violetti tahi Perkinin violetti. - Nathanson keksi myös 1856 anilinipunasen eli fuksinin.

Aluksi anilini maksoi lähes 40 markkaa kilo, mutta pian aleni sen hinta kilpailun vaikutuksesta. Anilinia käsiteltiin mitä erilaisimmilla reagensseilla, joten toivottiin saatavan uusia värejä. Niinpä valmistettiin auilinin ja fuksinin seoksesta anilinisininen; keksittiin anilinikeltainen, jota kutsutaan krysaniliniksi ja niin oli alku tehty keinotekoisten tervavärien valmistukseen. Nämä kykenivät menestyksellä kilpailemaan entisten luonnon värien kanssa.

Käytäntö sivuutti pian teorian, uusien värien kemiallisesta kokoomuksesta tiedettiin hyvin vähän. Jälleen sai Hoffmann valaista nämä hämärät puolet. Hän todisti fuksinin kokoomuksen ja keksi kaksi uutta väriä: violetin ja viheriän, joita heti ruvettiin valmistamaan teollisuudessa.

Seuraava suuri voitto väriteollisuuden alalla oli A. v. Bæyer'in indigosynteesi v. 1880. Edelleen Graebe ja Liebermann huomasivat, että antrasenia, jota myös on hiilitervassa, voidaan saada väriaineesta alizarini. He koettivat saada aikaan kemiallisen muutoksen päinvastaiseen suuntaan ja onnistuivatkin valmistamaan alitsarinia antrasenista. Samaan aikaan keksi myös Perkin alitsarinin, mutta edellämainitut saksalaiset kemistit ehtivät jättää patenttihakemuksen Englannissa päivää ennen kuin englantilainen Perkin vieden siten voiton englantilaisista kilpailijoistaan.

Useimpia yllämainittuja värejä käytettäessä täytyy kuituaineen ennen värjäystä tulla peitatuksi jollain aineella, joka sitten kiinnittää värin. Peittaamiseen käytetään erilaisia aineita eri värejä varten, esim. aluminium- ja kromisuoloja. Tällaisia värejä kutsutaan yhteisesti peittaväreiksi. On myöskin keksitty värejä, jotka suorastaan värjäävät ilman peittaamista. Vielä on n. s. happovärejä, joita käytetään heikossa happoliuoksessa. Näihin kuuluvat azo-värit, joita ruvettiin valmistamaan noin v. 1875 ja ovat nykyään kaikkein tärkeimmät värit kilpaillen menestyksellä väripuiden kanssa.

Vuonna 1884 esiintyi ensimäinen suora puuvillaväri s. o. väri, joka värjää kaikkia kasvija eläinkuituja ilman peittaa. Näitä ruvettiin käyttämään suurissa määrin, sillä niitten kautta säästyi värjäriltä aikaa ja rahaa. Ne eivät ole yhtä kestäviä kuin peittavärit. Mutta vuosisadan lopussa poistivat n. s. rikkivärit tämänkin haitan, sillä nämä ovat hyvin kestäviä.

Muutamia puuvillavärejä voidaan muuttaa vielä värjäämisen jälkeen käsittelemällä värjätyt tavarat määrätyillä aineilla. Niinpä voidaan sininen muuttaa mustaksi, keltainen heleän punaiseksi ja uudet värit ovat sitäpaitsi kestävämmät kuin alkuperäiset. Tästä johduttiin valmistamaan värejä, jotka vasta syntyvät itse kuidussa kahden värittömäu aineen vaikutuksesta toisiinsa. Tällaisia värejä kutsutaan jääväreiksi, koska värjättävät tavarat tavallisesti jähdytetään jäällä värjättäessä. Käsittely on halpa ja säästyy kallis höyryn käyttö, joka on välttämätön useimpia muita värejä käytettäessä. Myöskin on käsittely nopea ja värit pysyviä.

Meillä Suomessa on vaikea saada oikeata käsitystä tervaväriteollisuuden mahtavuudesta nykyaikana, sillä raaka-aineen ja yritteliäisyyden puutteessa ei tämä teollisuushaara meillä ole päässyt syntymään. Sensijaan meillä kyllä vuosittain käytetään huomattavat määrät näitä värejä varsinkin kutoma- ja paperiteollisuudessa.

Itse väritehtaat eivät valmista värejä suorastaan kivihiilitervasta, vaan valmistetaan raakaaineet ensin tehtaissa: bentsooli, toluoli, antraseni, naftalini ja fenoli. Näistä tehtaista ostavat sitten varsinaiset väritehtaat raaka-aineensa.

Väriteollisuuden vaikutus ulottuu hyvin laajalle. Se on alentanut valokaasun hinnan niin alhaiseksi, että sen käytäntö on saattanut tulla yleiseksi. Se on tehnyt kutomateollisuudcn suunnattoman laajentumisen mahdolliseksi, kehittänyt väripainamista, kehittänyt koneteollisuutta monien sen yhteydessä olevien kallisarvoisten aparaattien kautta. Vielä ovat muut kemiallisen teollisuuden haarat siitä hyötyneet, sillä raaka-aineeksi tarvitaan vielä suunnattomat määrät salpietari-, rikki- ja suolahappoa, soodaa, dekstriniä y. m.

Väriteollisuuteen liittyy hyvin läheisesti lääkkeiden, räjähdysaineiden, hajuvesien, valokuvausaineiden j. n. e. valmistus, joita kaikkia voidaan valmistaa kivihiilitervasta. Siitä saatavia arvokkaita aineita ovat vielä: karbolihappo, salisylihappo, sakkarini, antipyrini y. m. kuumelääkkeet, keinotekoinen vanilji j. n. e.

Tervaväriteollisuudella on ollut mitä suurin merkitys bakteriologien kehitykselle valmistaessaan värejä, joita käyttämällä on mahdollista mikroskopin avulla eroittaa ja tuntea tyfuksen, koleran, tuberkulosin y. m. tarttuvien tautien basillit.

Vaikkakin Englanti aloitti anilinivärien valmistuksen, niin on kuitenkin Saksa vähitellen vienyt voiton ja voidaan väriteollisuntta nykyään syyllä kutsua kansalliseksi teollisuudeksi Saksassa. Nykyään valmistetaan Englannissa vielä suuressa määrin raaka-aineita väritehtaita varten ja myydään etupäässä Saksaan jalostettavaksi.

Tähän erinomaiseen loistavaan tulokseen Saksassa on epäilemättä tärkeimpänä tekijänä se tarkka tieteellinen perustus ja sitkeä kemiallinen tutkimustyö, jonka pohjalle neliä kemiallisen teollisuuden loistava kehitys rakennetaan. Esimerkkinä mainittakoon vaan keinotekoisen indigovalmistuksen historia. Kun Baeyer 1880 oli tehnyt indigosyntesin, niin lunasti eräs meilläkin tunnettu väritehdas "Meister, Lucius & Brüning" patenttioikeuden sen valmistukseen. Pian kuitenkin huomattiin, että valmistuskustannukset kohosivat niin korkeiksi, että oli mahdotonta kilpailla luonnollisen indigon kanssa. Mutta sillä ei syntesi ollut tuomittu. Ludvigshafenin väritehdas ryhtyi kokeilevaan tutkimustyöhön ja v. 1897, siis 17 vuoden työn jälkeen, olivat vaikeudet voitetut ja v. 1900, jolloin raaka-aineitten valmistusmenettelytkin olivat täydennetyt, oli tehdas uhrannut 18 miljonaa markkaa indigosyntesin täydentämiseen ja koneistoihin. - Mutta tulos olikin suurenmoinen. Tehdas valmisti indigoa v. 1900 niin paljon, että olisi tarvittu 100,000 hehtaaria maata voidakseen viljelemällä saada sama määrä luonnollista indigoa. Ja vaikutus oli myös huomattavissa hintaan nähden, joka aleni samana vuonna - 1/3 osan! Vielä pari numeroa. V. 1807 saatiin maailmassa luonnollista kasvi-indigoa noin 6,000 tonnia yhteensä kaikista istutuksista. Mutta v. 1906 oli luonnollisen indigon määrä keinotekoisen vaikutuksesta alentunut 1,000 tonniin, vaikka tietysti indigon kulutus samana aikana oli tuntuvasti lisääntynyt.

Ylläolevasta saamme jo pienen kuvan, miten suuri merkitys kemialla teollisuuden palveluksessa on. Se kykenee voitokkaasti kilpailemaan ei ainoastaan tällä, vaan monella muulla alalla luonnon valmisteiden kanssa.