Elektroforetik Laklar
Kararlı emülsiyon halinde bulunan polimer veya oligomerin
pH değişimi sonucu yüzeyde çöktürülmesi ve ardından pişirilmesi olarak açıklanan elektroforetik kaplamalar 40 yılı aşkın bir süredir kullanılmaktadır.
Başlarda kullanılan ürünler anodik çalışıp, pH düşüşü çökelmeyi sağlamakta iken kaplama parçasına asidik atak sonucu parça yüzeyinde renklenmeler ve elektrolitte yüksek metalik kirlilikten dolayı kararlılık sorunları gözlenmekteydi.
Zaman içinde anoforetik uygulamadan kataforetik lak uygulamasına geçilmiş olup bu sorunların birçoğunun üstesinden gelinmiş ve 25 yıldan uzun süredir ticari olarak sürekli gelişim altında kullanılmaya devam etmektedir. Bu geliştirmelerin önemli bir kısmı İngiltere’de gerçekleştirilmiş olup halen birçok uygulama mevcuttur.
Bu işlemlerde kullanılan temel polimerler akrilik üretanlar olmakla birlikte birincil olarak aşağıda anlatılan kaplamaları oluşturan poliüretan polimeridir.
Diğer
polimerlerden epoksinin de iyi özellikleri olmasına rağmen, normal olarak sonuç lak tabakasından beklenen görünüm, sertlik, korozyon dayanımı ve alt yüzey tutunması özelliklerini dengeli bir şekilde sağlayamamaktadır.
Elektroforetik kaplamalar halen iki çok farklı uygulamada, birbirinden çok farklı teknoloji gereksinimi ile kullanılmaktadır;
• Araba şasesi, kapıları gibi büyük ve karmaşık yapılı parçaların fonksiyonel amaca yönelik kaplanmasında,
• Aydınlatma armatürlerinin, anahtarlarının, kapı kollarının, dekoratif perde raylarının ve hatta mücevherat parçalarının üzerine dekoratif amaca yönelik kaplanmasında.
Konu olan dekoratif sistemlerin renklendirilebilmesi ve alüminyum ve zamak gibi düşük maliyetli malzemelerin üzerine hızlı ve basitçe kaplanabilmesi, pirinç veya altın görünümlü fakat daha düşük maliyetli ürünlerin üretilebilmesine fırsat tanımış, ev içinde kullanılan armatür ve mücevherat sektörlerinde yeni bir pazar oluşturmuştur.
Bu çalışmada dekoratif uygulamalarda kullanılan lakların sektörler tarafından tam anlamıyla kabul görmesini engelleyen hususlarına odaklanılmaktadır.
Bu hususlar temel olarak;
1. Eskiden pişmemiş lak katmanının çok yumuşak ve yapışkan özellik göstermesi, pişme öncesi havada uçuşan zerreciklerin üzerine yapışmasını kolaylaştırmakta ve sonuç kaplamanın puruzlenmesine neden olmaktaydı.
2. Lakların on emulsifikasyon gerektirmesi, yuksek miktarda ucucu madde icermesi ve az akışkan olması, gerek kurulumda gerekse yapılan ilaveler sonrasında fazlaca ultrafiltrasyon ihtiyacı doğurmaktaydı ve bu yuzden kullanımı zordu.
3. Pişme sıcaklığının 160˚C ve uzerinde olması, coğunlukla zamak dokum ve plastik gibi bazı malzemelerin kaplanamaması sonucunu doğuruyordu.
4. Ozellikle koyu renklerde ton tutarlılığı zayıftı. Pigment elektrolitin icinde kullanıldığında lak kaplama işleminin kotu sarma gucu sonucunda kaplama parcalarının sivri ve koşe kısımları daha kalın kaplandığından, bu bolgeler daha koyu tonda kaplanıyordu.
Sonradan renklendirme uygulaması da oldukca zor ve tehlikeliydi zira renk penetrasyonunun sağlanabilmesi icin yoğun, hatta sadece ucucu icerikliydi.
5. Uretilen renkli tabakada kullanılan pigmentlerin ultraviyole dayanımı olmadığından dış ortamda kısa zamanda renk ve ton kaybı yaşanıyordu. Modern sistemlerin kullanımı cok daha kolaydır ve diğer bircok uygulamada kullanılabilmektedir.
Konu olan gelişmeler, uretimi esnasında emulsifikasyonu tamamlanarak kullanıcı tarafından on emulsifikasyon yapılmasına gerek kalmadan doğrudan kullanılabilen duşuk solventli on emulsifiye edilmiş urunlerin yaratılmasıyla başlamıştır.
Bu gelişmenin hemen ardından uygulamanın kullanımı ve operasyonu kolaylaşmış olup, guvenilirliği ve tutarlılığı artmıştır.
Bu sistemlerin bir diğer onemli avantajı da banyo icindeki ucucu miktarının duşuk olmasından dolayı daha onceki sistemlere kıyasla pişmemiş tabakanın cok daha azalması anlamında daha sert ve daha zor zarar goren tabakalar uretmesi ve sonuc tabakada puruzluluk yaratan pişme oncesi havadaki ucuşan zerreciklerin cok daha az yuzeye yapışmasıdır.
Bu nedenlerden dolayı dekoratif uygulamacılar, duşuk ucucu icerikli emulsifikasyonu tamamlanmış sistemleri eski yuksek ucuculu on emulsifiye gerektiren sistemlerinden donuşturulmesi mumkun olmamasına rağmen tercih ederek hızla kullanmaya başlamışlardır.
Bu son teknolojinin bir ileri avantajı da henuz pişmemiş tabakanın iceriğinde bulunan ucucu miktarının cok duşuk olmasından dolayı, renklendirme işleminde kullanılan pigmentlerin penetrasyonu icin cok yuksek ucucu madde iceriğinin gerekmemesidir.
Bu durum, sadece tek bir şeffaf lak kaplama istasyonunun ardından, istenildiği kadar renklendirme banyosu ilave edilerek pişme işleminden once cok geniş bir yelpazede renkli tabakaların uretilebileceği anlamına gelmektedir.
Bu yontemle uretilen tabaka transparan olup oldukca cekici metalik bir renk kazanmaktadır.
Pigmentin lak tabakası icinde cözünme hızı, parca uzerindeki tüm noktalarda aynı olduğundan bütün yuzeyde tutarlı bir renk oluşmaktadır, aksi durumda pigment lak banyosunun icinde kullanıldığında iş parcasının her tarafı aynı kalınlıkta olmadığından tabaka kalınlığına gore renk tutarsızlıkları gorulmektedir.
Adsorbsiyon hızı aşağıdaki şematik diyagramda gosterilmektedir.
[caption id="" align="alignnone" width="211"]
Elektroforetik Laklar[/caption]
Bu yeni sistemler, ozellikle parlak nikel kaplama ve pirinc kaplama uzerine tutunmasıyla, pişme sonrası minimum cekmesiyle, gumuş uzerine sararma yapmamasıyla ve ilave olarak oldukca kolay kullanım ozellikleriyle sektor tarafından onay gormuştur.
Laklarda gorulen bir diğer problem de yuksek sıcaklıktaki pişme işlemi esnasında dokum veya zamak dokum gibi boşluklu yapıdaki alt malzemeden gaz cıkışı olmasıydı.
Son geliştirilen on emulsifiye edilmiş yeni teknolojide ozelliklerinden kayıp olmadan daha duşuk pişme sıcaklıklarında (115 - 120oC) capraz bağlanma sağlanabildiğinden noktacıklanma ve lekelenme riski de duşurulmuştur.
Capraz bağlanma icin kullanılan izosiyanatlar bu riski daha da duşurmeye gunumuz teknolojisinde olanak tanımamaktadır.
Yakın gelecekte bakır ve nikel gibi metallerle kaplanmış plastik malzemelerin de lak kaplanabileceği, hatta uygulama alanı dış ortamdaki doğal ışıktan ve ultraviyoleden etkilenmeyen boyaların uygulanmasıyla yeni pazarlar oluşacaktır.
Son gelişmeler yuksek sıcaklıkta pişme işleminden etkilenen plastik, zamak basınclı dokum veya yuksek sıcaklığın problem yaratabileceği diğer malzemelerin kaplanabilmesi icin ultraviyole ışık ile pişebilen kataforetik sistemler uzerine yoğunlaşmıştır.
Bu son teknolojik gelişmeler laboratuvardan cıkmış olup on seri olceğinde bircok (OEM) orijinal ekipman ureticisi tarafından test edilmesi icin parcalar uretmeye başlamıştır.
Poliuretan temelli bu modern sistemler her ne kadar cok iyi ultraviyole kararlılığı sunsa da renklendirmede kullanılan pigmentlerin henuz ultraviyole dayanımı olmadığından dış ortam kullanımı icin sınırlı şartlar sunabilmektedir.
Ultraviyole ışığa dayanıklı renklendirici (pigment) parcacıkları genellikle cok buyuk ve yoğun olduklarından, tutarlı ve guvenilir bir renk sağlayamamaktadır.
Pigment dispersiyonu uretimindeki son inovasyonlarla lak banyosuna ilave edilebilen ultraviyole ışığına karşı kararlı davranan pigmentler uretilmiş ve yapılan QUV testlerinde, dış ortamda yıllarca kararlılığa denk gelen 600 saatin uzerinde dayanımlar elde edilmiştir.
Renk paleti neredeyse limitsiz olan bu pigmentlerin siyah ve beyaz pigmentlerle de karıştırılabilmesi renk seceneklerini daha da arttırmaktadır, halen pembe, gri ve gumuş renkler bulunmaktadır.
Bu gelişmeler ışığında modern laklar, tum iletken malzemeleri oldukca geniş renk ve etki secenekleri ile kaplayabilmekle kalmayıp, ev ici ve dış ortam dayanıklılığı da sunabilmektedir.
Emrah İnçal
Metalurji Mühendisi /
Müşteri İlişkileri Sorumlusu
DEDE Kimya A.Ş.
