Boya, genellikle dekoratif veya koruyucu kaplamalar olarak kullanım için sıvı bir ortam içinde süspansiyon halinde pigmentlerden oluşan emülsiyonlar grubudur. Yaklaşık olarak 30 bin yıldır kullanılmaktadır. Mağaralarda yaşan insanlar, yaşamlarını grafik olarak temsil eden figürleri yapmak için ham boyalar kullanmışlardır ve bu figürler günümüze kadar gelmeyi başarmıştır.
Ancak boya ve kaplamaların gerçek bir endüstri bileşeni olması Sanayi Devrimi ile gerçekleşmiştir. Amerika’da kaydedilen ilk boya fabrikası Thomas Çocuk tarafından 1700 yılında Boston’da kurulmuştur. Bir buçuk yüzyıldan uzun bir süre sonra ise, 1867 yılında Ohio şehrinden D.R. Averill isimli girişimci, Amerika Birleşik Devletleri’nde ilk olarak hazırlanmış veya daha doğru bir tanımla “hazır karışım” boyaların patentini almıştır.
1880’lerin ortalarından itibaren ABD genelinde, özellikle yoğun nüfuslu bölgelerde ve sanayi merkezlerinde boya fabrikaları birbiri ardında ortaya çıkmaya başlamıştır. Makineleşme ve mekanizasyon, uzmanlığı olmayan büyük çapta bir girişimci grubunun boya imalatı işine girebilmesine imkan tanımıştır. Ancak hazırlanan boyanın ağırlığı taşımayı pahalı hale getirmekteydi, bu yüzden merkezi olmayan, ayrık pazarlardaki küçük üreticiler 1900’lerin ortalarına kadar sektörü domine etti.
Sanayi Devrimi, boya sanayinin makineleşmesine ve profesyonelleşmesine yardımcı olmasının yanı sıra boya ve kaplamalar için büyük ve yeni pazarlar yarattı. Montaj hattı üzerinde imal edilen Model T Ford otomobilinden, son model televizyona kadar hemen her ürünün korunması, kullanım ömrünün arttırılması ve güzelleştirilmesi için boya ve kaplamaların yoğun bir şekilde kullanılması gerekmekteydi. Ancak boyanın yoğun kullanımı, beraberinde çeşitli boya bileşenlerinin sağlığa etkisi ve potansiyel riskler hakkındaki şüpheleri de beraberinde getirdi.
Tarihsel süreç boyunca boya sanayi, riskleri kontrol etmek amacıyla ürünlerinin kimyasını değiştirerek çevre ve sağlık kaygılarına ivedilikle yanıt verdi. Boya sanayii, teknolojik açıdan daha güvenli alternatifleri hızlıca benimsemektedir, örneğin, İkinci Dünya Savaşı öncesinde, bazı boyalarda kullanılan kurşun pigmentleri terkedilmeye başlandı. Kurşun pigmentlerin kullanımını sınırlayan sanayi konsensüs standartları 1950’lere kadar uzanmaktadır. Boya sanayii, kurşun kullanılmayan konut boyaları üretmek için belirli bir çaba göstermiştir. Ancak 1978 yılında, ABD Tüketici Ürün Güvenliği Komisyonu tarafından boyalarda kurşun kullanımını tamamen yasaklanana kadar, konutlarda kullanılan boyalar az da olsa kurşun içermekteydi.
Çağdaş boya ve kaplamalar, sayıları yüzbinleri bulabilecek, birbirinden farklı uygulamaların çok çeşitli gereksinimlerini yerine getirebilmek için sayısız bileşiklerin formüle edilmesiyle oluşturulmaktadır. “Boya”, birçok tüketicinin evlerini güzelleştirmek ve korumak için kullandığı lateks boyalardan, gıda konteynırlarının içindeki saydam kaplamalara, otomobil üreticileri tarafından montaj hattı üzerinde uygulanan çok bileşenli kompleks kimyasal son katlara kadar son derece geniş bir ürün grubunu temsil etmektedir.
Toz boya tarihi ise, 1940’ların sonu ve 1950’lerin başında başlamıştır. Alman bilim adamı Dr. Erwin Gemmer, toz kaplamaların ısıyla sabitlendiği akışkan yatak (fluidized-bed) işlemini geliştirdi ve Mayıs 1953 yılında patentini aldı. 1958 ve 1965 yılları arasında, genel olarak 150 mikron ila 500 mikron arasında bir film kalınlığı olan tüm fonksiyonel toz boya uygulamaları akışkan yatak uygulaması ile işlenmiştir, uygulamalarda elektrik yalıtımı, korozyon ve aşınma direnci ön planda idi.
O dönemde kaplama malzemeleri çeşitlilik göstermekteydi; naylon 11, CAB, polietilen, yumuşatılmış PVC, polyester, klorlu polieter gibi, ayrıca ısı ile sertleşen epoksitler, örneğin tekne aksesuarları için naylon, bulaşık makinesi sepetleri için PVC, ısı yalıtımı için epoksit, metal mobilyalar için PVC, CAB de yoğun şekilde kullanılmaktaydı. Uygun elektrik yalıtım malzemesi olarak temel tip epoksi reçine tozunu geliştirilen kurum ise Bosch olmuştu.
Film kalınlığının yüksek olması ve elektrostatik toz boya teknolojisinin 1962 ve 1964 yıllarında arasında ABD’de geliştirilmesi ve kısa sürede hem ABD’de hem de Avrupa’da popülerleşmesi, akışkan yatak uygulamasına olan ilgiyi azalttı. Elektrostatik toz boyalar genel olarak püskürtme tekniği ile uygulanmaktadır.
Bu tekniğin temel özelliği, toz boya ile kaplanacak malzeme topraklanmış, toz boya taneciklerinin ise elektrikle yüklenmiş olmasıdır. Sonuç olarak, toz boya ile malzeme arasında elektrostatik bir çekim oluşmaktadır, bu çekim malzeme yüzeyinde yeterli kalınlıkta film oluşmasını ve toz boyanın eriyip malzeme yüzeyine yapışmadan önce tutunmasını sağlamaktadır. 1966 ve 1973 bugün halen kullanılmakta olan dört temel tür termoset reçine geliştirildi ve ticari olarak kullanıma girdi. Bunlar epoksi, epoksi polyester hibrid, poliüretan ve polyester (TGIC)’dir. Sonrasında, toz boyanın kullanımı artmaya başladı. Örneğin, 1966 yılında Almanya’da sadece dört olan toz boya tesisi sayısı, 1970’te 51’e çıkmıştı. 1970’lerin başından itibaren yükselişe geçen elektrostatik toz boyanın 1980’lerden sonra sektörün en tercih edilen teknik olduğunu söylememiz yanlış olmaz.
1980’lerin başından bu yana, toz boyalar, sürekli büyüme ile dünya çapında gelişmiştir. Bunda mevcut malzemelere ilişkin sürekli yenileme, know-how’un geliştirilmesi ve formüle edilmesi, uygulama teknolojisindeki yeni teknikler, MDF ve rulo kaplama gibi yeni uygulamaların geliştirilmesi etkili olmuştur.
Özellikle son yıllarda daha da sıkılaşan kamu kurumlarının kısıtlayıcı çevre koruma düzenlemelerine rağmen, sektörün kriterler yenilendikçe hemen adapte olması ve önümüzdeki on yıllar boyunca sürekli bir büyüme göstermesi beklenmektedir.