Elektrostatik Toz Boya Uygulaması
Toz boya, 1960’lı yıllarda Kuzey Amerika’da piyasaya sürülmesinden bu yana popülerliğini koruyan, pratik bir kuru finisaj işlemidir.
Toplam endüstriyel finisaj pazarının %15’inden fazlasını temsil eden toz boya, geniş bir ürün yelpazesinde kullanılmaktadır. Giderek daha fazla şirket; maksimum üretime, iyileştirilmiş verimliliğe ve çevresel uyumluluğa olanak tanıyan yüksek kaliteli, dayanıklı bir son kat elde etmek amacıyla toz boyaları tercih etmektedir.
Teknolojik gelişmelerle birlikte performans özellikleri giderek daha fazla gelişen, fonksiyonel/koruyucu ve dekoratif kaplamalar olarak kullanılan toz boyalar, neredeyse sınırsız bir renk ve doku yelpazesinde mevcuttur. Toz kaplamaların temeli; iyileştiriciler, pigmentler, tesviye maddeleri, akış değiştiriciler ve diğer katkı maddeleri ile birleştirilmiş
polimer reçine sistemlerine dayanmaktadır.
Toz boya pazarı; reçine türüne, son kullanıcı sektörüne ve coğrafyaya göre çeşitli segmentlere ayrılmıştır. Pazar, reçine türüne göre epoksi, akrilik, poliüretan, polyester,
epoksi-polyester ve diğer reçine türleri olarak kategorize edilmektedir.
Son kullanıcı sektörüne göre ise pazar otomotiv, mimari ve dekoratif, endüstriyel ve diğer sektörler olarak bölümlere ayrılmıştır. Uzmanlar tarafından yapılan analizlere göre, toz boya pazarının değerlendirme zaman çizelgesi boyunca +%7’lik bir YBBO ile büyümesi beklenmektedir.
Toz boya pazarının, VOC emisyonlarını azaltmayı amaçlayan sıkı düzenlemelerin uygulanması ve hükümet girişimleri yoluyla toz boya kullanımının teşvik edilmesi gibi iki
ana faktörden etkilenmesi muhtemeldir. Asya Pasifik ve Kuzey Amerika bölgelerinin, gelir payı açısından pazara hakim olmayı sürdürmesi beklenmektedir.
Sıvı boyalara kıyasla daha düşük VOC emisyonları, ABD Çevre Koruma Ajansı’nın düzenlemelerine kolayca ve ekonomik olarak uyum sağlayabildikleri için piyasadaki
şirketlere güçlü bir iş fırsatı sunmaktadır.
Elektrostatik toz boya işlemi, çeşitli nesne ve yüzeylere koruyucu ve dekoratif bir kaplama uygulamak için kullanılan bir yöntemdir. Bu işlem, bir alt tabaka üzerine kuru toz kaplama malzemesi uygulamak için elektrostatik kuvvetlerin kullanılmasını kapsamaktadır. İlk
adım, kaplanacak yüzeyi hazırlamaktır.
Hazırlık süreci kir, yağ, pas veya diğer kirleticileri ortadan kaldırmak için alt tabakanın iyice temizlenmesini kapsar. Bu, genellikle kum püskürtme, kimyasal temizleme veya
fosfatlama gibi işlemlerle gerçekleştirilir.
Toz boyada kullanılan kaplama malzemesi, reçineler, pigmentler, dolgu maddeleri ve katkı maddelerinin karışımından oluşan ince bir tozdur. Toz; epoksi, polyester, poliüretan veya hibrit bir karışım gibi çeşitli malzemelerden yapılabilir. Toz seçimi, hedeflenen finisaja, dayanıklılığa ve uygulama gereksinimlerine bağlıdır.
Uygulama: Toz boya, boya tabancası veya püskürtme ekipmanı ile uygulanır. Boya tabancası, serbest bırakıldıklarında toz parçacıklarına elektrostatik bir yük vermek üzere tasarlanmıştır.
Yüklü toz parçacıkları, elektrostatik kuvvetler yoluyla topraklanmış veya negatif yüklü iş parçasına çekilir. Toz parçacıkları, tabanca içindeki bir elektrottan geçirilerek, korona şarjı veya triboşarj yöntemleri kullanılarak yüklenebilir.
Yüklü parçacıklar iş parçasına doğru itilirken, onları yüzeye çeken bir elektrostatik alan oluştururlar. Bu elektrostatik çekim, düzgün ve kalıcı bir kaplama ortaya çıkarır.
Kaplama Uygulaması: Yüklenen toz partiküller yüzeye kontrollü olarak püskürtülür. Toz parçacıkları topraklanmış veya negatif yüklü yüzeye yapışarak kuru bir toz tabakası oluşturur.
Püskürtme modeli, tabancaiş parçası mesafesi ve toz akış hızı, hedeflenen kaplama
kalınlığını ve şeklini elde edecek şekilde ayarlanır.
Kürleme: İş parçasına güç aktarıldıktan sonra ısı kullanılarak nihai ürünün kürlenmesi gerekmektedir. Kürleme tozları için sıcaklıklar 140-220°C civarındadır. Yükseltilmiş sıcaklıkta, toz akmaya başlar ve sürekli bir film oluşturur.
Yapıştırılmış
toz kaplamayı metal bir altlık üzerinde kürlemek için en yaygın kullanılan
yöntem, bir konveksiyon fırınıdır. Metalik iş parçalarını kürlemek için en popüler yöntem olan konveksiyonlu ısıtmada, sıcak havayı yalıtılmış bir odanın etrafında dolaştırmak için fanlardan yararlanılır.
Bir iş parçasının konveksiyon fırınında kürlenmesi 15–30 dakika sürer. Konveksiyonlu fırınların alternatifi ise kızılötesi radyasyon (IR) fırınlarıdır. IR fırınlarda, toz kaplama ve doğrudan kaplamanın altındaki iş parçasının yalnızca küçük bir hacmi IR radyasyonunu emer.
Konveksiyonlu fırınlarda, her kürleme sıcaklığına göre iş parçasının daha büyük bir hacmi ısıtılır. Bu nedenle IR fırınların kürleme sıcaklığına ulaşma süresi konveksiyonlu fırınlara göre çok daha azdır. Toz kaplama uygulamasının yaygınlaşmasının önündeki engellerden
biri, fırınların yüksek sıcaklıkları nedeniyle ahşap ve plastik gibi sıcaklığa duyarlı malzemelerin kullanılamamasıydı.
Bu soruna çözüm olarak ultraviyole (UV) radyasyon yöntemi geliştirilmiştir. UV radyasyonu
altında kürlenen fotobaşlatıcılı, özel olarak formüle edilmiş tozlar kullanılır. Fotobaşlatıcılar, UV radyasyonunun polimer kaplamayı düşük bir sıcaklıkta çapraz bağlamasını sağlar.
UV ile kürlenebilen toz içeren sıcaklığa duyarlı kısım, tozun ısıtılması için sadece 1-2
dakika süreyle 90°C’de geleneksel bir fırına yerleştirilir. Daha sonra parça, UV ışınlarına maruz bırakılır ve saniyeler içinde kürlenir.
Kürleme işlemi tamamlandıktan sonra kaplanan nesne soğutulur. Kaplama, soğuduktan
sonra detaylı olarak incelenir. Gerekirse bu aşamada rötuşlar ve onarımlar yapılabilir.
Elektrostatik toz boya işlemi, geleneksel sıvı kaplama yöntemlerine kıyasla geliştirilmiş dayanıklılık, ufalanmaya, çatlamaya ve solmaya karşı direnç ve çok çeşitli renk ve kaplama seçenekleri gibi çeşitli avantajlar sunar.
Çeşitli alt tabakalara dayanıklı ve kaliteli bir kaplama sağlamak için otomotiv, mobilya, ev aletleri ve mimari gibi birçok sektörde yaygın olarak kullanılır.
Kaynaklar
https://www.powdercoating.org/page/WhatIsPC
https://www.appropedia.org/Electrostatic_Powder_Coating
https://www.prnewswire.com/news-releases/global-powdercoatings-market-an-overview-of-trends-growth-andopportunities-exclusive-report-by-brandessence-marketresearch-301817016.html
