Parlak Bir Yüzey Elde Etmenin Etkili Yolu
Tamponları, tavan modüllerini ve diğer plastik aksesuarları 100°C sıcaklığın altında çok daha verimli bir şekilde kaplama imkanı sağlayan yenilikçi bir teknoloji. Bu teknoloji ile oluşturulan vernik yüzey, standart iki bileşenli poliüretan sistemlerden yüzde 30 daha çabuk kürlenir; aynı parlak görünüş elde edilir.
Bir otomobilin dış görünüşünün en önemli noktası, estetiği ve değeri temsil eden verniktir. Bu görünüm, müşterilerin satın alma kararını etkiler ve pazar araştırma kuruluşlarının anketlerinde düzenli olarak değerlendirilir. Vernik, uygulanan son katman olarak otomobilin parlak görünüşünü oluşturmaktadır.
Bu, genellikle metal gövde parçalarının 140°C sıcaklıkta kaplanmasını içerir. Ancak bu seviyedeki sıcaklıklar, plastik parçaların deformasyona uğramasına neden olduğu için otomobil üreticileri plastik parçaları genellikle 80°C sıcaklıkta kaplar.
Plastik ve kompozit malzemeler, otomobillerin daha hafif hale getirilmesine ve böylece yakıt tüketiminin ve CO2 emisyonunun azaltılmasına yardımcı olduklarından, aksesuar ve yapısal parçaların üretiminde giderek artan bir oranda kullanılmaktadır.
Çelişki
Tabii ki plastik tamponların, ayna gövdelerinin, rüzgarlıkların, tutamakların, bagaj kapaklarının ve tavan modüllerinin tüm kullanım ömrü boyunca çelik gövde ile aynı görünüş kalitesini koruması istenir.
Dolayısıyla plastik parçalara uygulanan kaplamanın hava şartlarına, temizlik maddelerine, benzin gibi kimyasallara, mekanik yüklere ve daha birçok etkiye dayanıklı olması gerekir. İki bileşenli poliüretan vernikler bu gereksinimleri karşıladıkları gibi, metal ve plastik yüzeyler üzerinde kullanım için uygun olduklarını da kanıtlamışlardır.
Ancak daha önceden plastik parça kaplamalarının düşük sıcaklarda üstün son özelliklere sahip olması uzun zaman alıyordu. Tedarikçiler ve otomobil üreticileri, ilk olarak bu parçaları 80°C sıcaklıktaki bir fırında yarım saat kürlemekteydiler. Bundan sonra dahi, ısıl işleme rağmen, kaplamadaki polimerler hala çapraz bağ oluşturmayı tamamlamamış ve yüzeyleri oldukça hassas oldukları için parçaların çok dikkatli bir şekilde elleçlenmesi gerekmektedir. Bu, parçaların diğer işlemlerine devam etmeyi ve taşınmasını geciktirir. Ayrıca, parçaların özel yöntemlerle muhafaza edilmesi gerekir. Kaplamanın tamamen kürlenmesi, birkaç gün alabilir.
Verniğin kürlenmesini hızlandırmak için bir süredir katalizörler kullanılmaktadır, fakat bu yöntemin büyük bir dezavantajı vardır: İki bileşenli sprey sisteminde poliol ile poliizosiyanat birbirine karıştığı anda, aralarında katalizör ile hızlandırılmış bir reaksiyon başlar. Sonuç olarak, uygulamanın ardından kaplama serbestçe akamaz.
Oluşan yüzey pürüzlüdür (portakal kabuğu etkisi) ve eşit parlaklık sağlanamaz. Katalizör kullanılmayan sistemlere dayalı kaplama işlemlerinde, kolaylıkla ayırt edilebilen görünür bir fark vardır.
Bunu ölçmek için, dalgalı ve soluk noktaları tespit eden özel bir ekipman ("dalga tarama”) kullanılabilir. Bu tür ekipmanlar, genellikle kaplamalı yüzeylerin görünüşünü otomobil üreticisinin gereksinimleri ile oto
Şekil
1. BLULOGIQ teknolojisi ile iki bileşenli poliüretan vernik kaplama prensibi matik olarak karşılaştırmak için kullanılır. Görünüşten taviz vermeden hızlı sertleştirme denemeleri bugüne kadar hep başarısız olmuştur.
Çözüm
Daha önce Bayer Material Science adına sahip olan Covestro’nun yeni teknolojisi sayesinde, hızlı kürleme ile birlikte harika bir görünüş elde etmek artık mümkündür.Bu teknoloji, Nürnberg’deki European Coating Show 2015’te BLULOGIQ adıyla resmi olarak tanıtılmıştır.
Ürünün ana özelliği, kaplama içinde yalnızca solvent buharlaştıktan ve sıcaklık yaklaşık 70°C’ye ulaştıktan sonra aktif hale gelen bir termolatent sertleştirici olmasıdır.
Sonuç olarak, film oluşumu ve kürleme, ayrı süreçlerde gerçekleşir. Uygulamanın ardından, kaplama ilk olarak plastik yüzeyde engelsiz bir şekilde akarak eşit ve pürüzsüz bir film oluşturur. Fırında gerçekleştirilen ısıl işlem boyunca, aktif hale gelen sertleştirici, kaplamanın hızla kürlenmesini sağlar.
Şekil 1’de, bu yeni teknolojinin ardındaki prensip temsili olarak gösterilmektedir.Termolatent sertleştiricinin temel kimyasal yapısı, bugün kullanılan standart sertleştiricilere benzemektedir. Dolayısıyla, mevcut formüllerde büyük bir değişiklik gerektirmeden yerlerini alabilir.
Bu sebeple bu yeni teknolojinin seri üretimdeki plastik otomobil parçalarının kaplanmasında kullanılmasının önünde hiçbir engel yoktur. Ayrıca, kalıpla şekillendirilmiş diğer plastik parçaların yüksek parlaklıkta verimli bir şekilde kaplanmasında da kullanılabilir.
Hızlı Kürleme, Parlak Görünüş
Şekil 2’de, çeşitli iki bileşenli poliüretan sistemlerinin sarkaç sönümleme verileri karşılaştırılmaktadır. 80°C sıcaklıktaki fırında 30 dakikadan sonra dahi, katalizörsüz kaplamalardaki polimerler (siyah çizgi), yaklaşık 10 saniyelik sarkaç sönümlemesi değeriyle de görüldüğü gibi, yalnızca sınırlı bir miktar reaksiyon geçirmiştir.
Kaplama hatlarındaki plastikler için standart iki bileşenli poliüretan kaplamalar (mavi çizgi), küçük bir miktar katalizör içerir. Bu nedenle, püskürtmeden
sonra 15 ila 20 saniyede sarkaç sertliği elde edilir.
Bu değeri 180 saniyeye çıkarmak için, kürleme sonrasında 23°C’de birkaç gün geçmesi gereklidir.
Bunun aksine, yeni teknolojiye (yeşil çizgi) dayalı kaplamalar, 80°C’deki fırından 30 dakika sonra çıkarıldığında 70 saniyelik sarkaç sertliğine sahip olur.
Dolayısıyla bu şekilde kaplanan parçaların püskürtmeden sonraki işlemleri çok daha çabuk ve çok daha kolay bir şekilde tamamlanmıştır.
Daha hızlı ve daha enerji verimli kurutma, başka bir açıdan da avantaj sağlar; fırında sadece 20 dakikadan sonra dahi, sarkaç sönümleme değeri 30 dakika işlem uygulanan standart sistemlerden daha yüksektir.
Yeni teknoloji ile kürlemenin daha hızlı olması, standart sistemlere kıyasla açık zamanı büyük ölçüde kısaltmaz
(Şekil 3). Açık zamanın kısalması, elde edilen kaplamanın görünüşünde fark edilir bir etkiye neden olur.
Şekil 4, BLULOGIQ teknolojisine (yeşil çizgi) dayalı kaplamaların, katalizörsüz sistemlerle (mavi çizgi) görsel özellikler açısından aynı yüksek seviyeye nasıl ulaştığını göstermektedir.
Görsel parlaklık, katalizörlü sistemlerden (gri çizgi) çok daha iyidir. Çizimde, dalga tarama ölçümlerinin sonucu olarak, soluk ve dalgalı bölgeleri ifade eden "yapısal spektrumlar” gösterilmektedir.
Solukluk ölçümleri, 0,1 mm’den daha küçük yüzey yapılarının neden olduğu ışık dağılması etkisini kaydeder. Otomobil kaplamalarında, dalgalı yapı yaklaşık 0,1mm ile 30mm aralığındadır.
Gözün kaplama yüzeyinden farklı mesafelerdeki çözünürlük kapasitelerini dikkate alabilmek için, dalga tarama cihazı dalgalı yapı verilerini matematiksel olarak birkaç parçaya böler (Örneğin; Wa = 0,3 mm, We = 10 ila 30 mm).
Teknolojinin Potansiyeli
Günümüzde kullanılmakta olan en iyi işleme kıyasla bu yeni teknoloji, bir otomobilin ilk kaplanmasında yüzde 15 enerji tasarrufu ve CO2 salınımlarında yüzde 10 azalmayla sonuçlanır.
Bu sonuç; dünyanın en büyük polimer firmalarından biri olan Covestro, bağımsız bir otomobil üreticisi, kaplama uzmanları, bir ekipman üreticisi ve sürdürülebilirlik sertifikasyonunda uzman bir firma tarafından yürütülen ortak bir çalışmayla elde edilmiştir.
BLULOGIQ teknolojisi, seri otomobil üretiminde araç ağırlığını azaltma açısından yeni bir devrim potansiyelini açığa çıkarmaktadır. Orta vadede, hafif araçların büyük ölçekli seri üretiminde uygulanan ilk kaplamalarının tamamının düşük sıcaklıklarda gerçekleştirilmesine olanak sağlayacaktır.
İlk adım, düşük sıcaklıkta vernik uygulaması; bundan sonraki adım, astar teknolojisi, alt gövde koruması, genel izolasyon ve yapıştırıcı uygulaması için hammadde geliştirmeyi aynı aşamaya eklemek olacaktır.
Sonuç olarak; plastikleri, kompozitleri ve metalleri birlikte kaplamak mümkün olabilir. Otomotiv konstrüksiyonunda ağırlığı azaltmanın en önemli yolu, muhtemelen çok malzemeli araç gövdeleridir. Plastik bileşenler, bugün ayrı kaplama ekipmanları ile hat dışında kaplanır ve araç gövdelerine daha sonra eklenmektedir.
Bu nedenle, metal ve plastik parçalar arasında mükemmel renk uyumu elde etmek zordur ve sonuç olarak aracın genel görünüşünün etkilenmesi gibi birçok dezavantaj söz konusudur.
Yeni teknoloji, kaplama işleminde alternatif enerji kaynaklarının kullanılmasını teşvik edebilir. 100°C altındaki kürleme sıcaklığı sayesinde, örneğin kaplamayı kurutmak için fırının merkezi ısıtma ile ısıtılması mantıklı bir uygulama olabilir. Diğer üretim aşamalarında oluşan atık ısıdan da faydalanılabilir.
Dilek Sivri / Müşteri Temsilcisi - Covestro
Hare Yılmaz / Müşteri Temsilcisi - Covestro
