Bobin Boyaları ile Etkileyici Yüzeyler

Özellikle Asya Pasifik bölgesi olmak üzere hızlı gelişen bir pazar:

Bobin boyaları, piyasada nihai kullanıcıya toplam maliyeti düşük, yüksek bir kalite sunması ile bilinir [1]. Silindir uygulamalarındaki (roller coater) aktarım verimliliği, popüler olmasının temel sebeplerinden biridir. Son yıllarda Asya Pasifik bölgesi, bobin kaplama sektöründe önemli bir tüketici olarak Avrupa’yı geride bırakmıştır [2]. Ön kaplama işleminden geçirilmiş alüminyum ve çelik bobinlerin silindir uygulamasıyla kaplanması, boyahane kullanımına gerek olmadan, renkli ürünler elde etmek için son derece ekonomik bir yoldur. Mimariye yönelik ürünler (cepheler, çatılar) ile tüketim ürünlerinin (mobilyalar, çamaşır makineleri) yanında teneke gıda ambalajları da bu uygulamanın başlıca örnekleri olarak gösterilebilir. Bobin boyalarına yönelik talebin Asya Pasifik bölgesinde yıllık %7’nin üzerinde bir artış göstereceği beklenmektedir [2]. Birleşik yıllık büyüme oranının üzerinde görülen bu artışın üç temel sebebi vardır:• Silindir uygulama işlemi oldukça verimlidir. Boyanın istenmeyen yerlere bulaşması (overspray) gibi bir durum söz konusu olmadığı için, çok az boya israfı oluşur. Yüksek hızlı hat uygulaması, üretim esnasında yüksek ürün çıkışı sağlar. • Termal yanma sistemleri, solvent içeren kaplamalar için bir teknoloji harikasıdır. Hava kirliliğine neden olan solventler çevreye salınmaz ve yanma enerjisi de silindir uygulamada kürlenme fırınının ısıtılmasında kullanılır. Bu sistem, verimli kaynak kullanımına olanak veren uygulama prosesi ile birlikte yüksek üretim hacmi sağlar ve çevre dostudur. Sonuç olarak çalışma alanlarında, tüm emisyonda genel bir azalma görülür. • Kaplamanın uygulanıp kürlenmesinin ardından, kaplanan tabakalar, bobin halinde sarılır, uzun süreli olarak depolanır ya da müşterilerine gönderilir. Gerekli durumlarda, kaplanmış yüzeyler sarılabilir, kesilebilir, delinebilir ve istenen şekle bükülüp istenen miktarlara ayrılabilir. Bu özellikleri sayesinde, son şekli verilmiş dökme demir yüzeylerin sadece spreyle boyanabilmesi ve pek çok boya bulaşığıyla kürlenmesi, kuruması gibi sorunlarla dolu bir işlem yerine, çok daha esnek bir üretim modeli sunar. Tüm bu etkenler, silindir kaplama prosesinden daha düşük bir üretim hızına neden olur. Zira silindir kaplama prosesi, tek bir kaplama tesisinin ekonomik değer zincirinin başına eklenmesi ile yüzlerce metal işleme tesisine verimli bir şekilde hizmet edebilir.

Bobin Kaplamalarda Artan Kalite Talepleri

Ev panelleri, çatı sistemleri ve pencereler gibi uzun ömürlü ürünler için uzun süreli garantiler verildiğinden bobin kaplama üreticileri kaplanan yüzeylerdeki optik kalitenin iyileştirilmesini de beraberinde getiren, artan kalite gereklilikleri ile karşılaşmaktadır. Bu endüstriyel seri üretim kaplama işlemlerinin yüksek bant hızları ve kaplanan levhaların zaman içindeki deformasyonu, bobin boyasının optik görünümüyle ilgili olağanüstü gereklilikler talep eder. Bu boyalar mükemmel yüzey yayılmasına sahip olmalıdır, yüzeyde köpük ya da hava kabarcığı kalmamalıdır. Pürüzsüzlük, çizilme ve aşınma dayanımı gibi yüzey özelliklerini de göstermelidir.

Yayılma (flow) katkıları ile mükemmel optik görünüm

Poliakrilatlar, bobin boyaları için en iyi bilinen yayılma katkılardır. Kimyasal yapılarından dolayı, bobin boyama prosesindeki yüksek kürleme sıcaklıklarına dayanıklıdırlar. Kaplama uygulandıktan hemen sonra pürüzsüz yüzey özellikleri gösterirler. Kurumuş boyanın yüzey enerjisi düşmediğinden, sonraki katmanın ıslatma özellikleri çok önemli değildir, böylece çok katmanlı kaplamalar için son derece uygun hale gelirler [3].

Tablo 1: Yayılma özelliklerinin optik görünüme etkisi

*Poliester/melamin bazlı test sistemi

Silikon içermeyen, iki yeni yayılma (flow and levelling) katkısı, solvent bazlı teneke ve bobin boyalarında kullanılmak üzere Evonik tarafından özel olarak geliştirilmiştir. Her iki ürünün de en önemli özelliği, benzersiz ve güvenilir poliakrilat kimyası sayesinde, astar/ son kat sistemlerde ya da litografik görüntülerde, mükemmel düzeyde kat üstü kat uygulamasına olanak sağlar. Sağlık ve çevreye yönelik güncel ve gelecekteki talepleri karşılamak adına, ürünlerde ksilen, toluen benzeri aromatik çözücüler ya da daha yüksek aromatikler bulunmaz. Ek olarak, içeriğinde halojen, formaldehit ya da BPA bulunmaz. İlk katkı, Tego® Flow 375, bobin ve teneke kaplamalarda genel kullanım için uygundur ve geniş bir yelpazedeki bağlayıcılar ile uyumludur. Bu özellik, şeffaf uygulamalar başta olmak üzere kürlenen sistemde olağanüstü, pussuz bir optik görünüm sağlar. Bu etkiyi aşağıdaki laboratuvar sonuçlarından görebilirsiniz:

Resim 1: Formülasyona %0,4 oranında Tego® Flow 375 eklenmesi ile mükemmel yayılma, döner kaplayıcı (spin coater) ile uygulama

İkinci katkı ise yayılmayı iyileştirmesine ek olarak hava atmaya da katkı  sağlar: Tego® Flow 460 N. Hayli su itici olan yapısından dolayı uygulama esnasında köpük tutulmasını önler. Özellikle pigmentli sistemlerde kullanılmak üzere geliştirilmiştir. Teneke ve bobin kaplamalar için bu  iki önemli özelliğin elde edilmesi, karmaşıklığı azaltır. Bu etkiyi aşağıdaki laboratuvar sonuçlarından görebilirsiniz:

Grafik 1: Formülasyonda iyileştirilmiş köpük giderme özellikleri*

 

* Poliester/melamin bazlı test sistemi [4]

Resim 2: Formülasyona %0,4 oranında, Tego® Flow 460 N eklenerek iyileştirilmiş köpük giderme özellikleri ile mükemmel optik görünüm, döner kaplayıcı ile uygulama

Bu iki yeni akış katkısının da, üretim, depolama ya da uygulama esnasında solvent bazlı teneke ve bobin kaplamalardaki pigment stabilizasyonu üzerinde bir etkisi yoktur.

Dış Görünüm: Optik gerekliliklerde daha da artış

Fırında kürlenmiş boyalara (enamel) yönelik yüzey görünümü üzerine talepler giderek artmaktadır. Gelecek için hedef ise silindir kaplama prosesi ile birinci sınıf yüzeyler oluşturmaktır. Şu anda birinci sınıf yüzeyler, yalnızca sprey konisi ya da sprey tabancası uygulaması ile oluşturulabilmektedir. Bu nedenle, üst sınıf ürünler (arabalar ya da tüketici elektronikleri) için çok parlak yüzeyler silindir kaplama prosesi ile elde edilemez. Metalik veya özel efektli pigmentlerin taneciklerinin oryantasyonunun yanında, birinci sınıf yüzeyler için en önemli faktör, kaplanan yüzeyin görsel görünümüdür. Yalnızca son derece düşük kısa dalga, ve uzun dalgada pusluluk görünümüne sahip pürüzsüz yüzeyler, birinci sınıf ürünler için uygun yüzey kaplamasını sağlar. Yeni geliştirilen her iki katkı da uzun/kısa dalgayı %80’e kadar en uygun hale getirmek için kullanılabilir. Böylece, kaplama üreticileri birinci sınıf optik görünümdeki küresel trendi takip edebilir.

Geniş Kapsamlı Listeleme ve Dünya Çapında Kayıt

Kaplama üreticileri ve uygulayıcılarının küresel taleplerinden dolayı, ürün geliştirmenin ilk aşamalarında, müşterileri ve nihai kullanıcı ihtiyaçlarını desteklemek için küresel listelemenin son derece gerekli olduğuna karar verilmiştir. Böylece, her iki katkı da temel kimyasal envanterlerde genel kullanım için (EINECS, TSCA, DSL, ENCS, AICS, ECL, PICCS, IECSC, TSCI, NZIoC) listelenmiştir ve 21 CFR FDA düzenlemesi 175.300’ü karşılamaktadır. Ayrıca, tüm bileşenler, İsviçre Yasası ( Swiss Ordinance SR 817.023.21) uyarınca değerlendirilmiş (A) ya da değerlendirilmemiş (B) maddelerin listesinde Ek 6’da listelenmiştir. Bu uluslararası kayıtlar, kaplama üreticilerinin kullanım, lojistik ve formülasyon alanında yaşadıkları karmaşıklığı en aza indirir ve çeşitli uygulamalarda kullanımına olanak sağlar. Böylece, kaplama üreticileri çatı kaplamaları ya da gıda saklama tenekeleri gibi daha fazla çeşitli nihai kullanımlar için aynı katkıyı kullanabilir.

Özet

Son müşterilerin kararları, nihayetinde kaliteye ve mükemmel görsel görünüme ilişkin yüksek taleplere göre belirlenir. Yeni yüzey katkıları uygulamayı ve görsel görünümü ciddi oranda iyileştirir. S olvent bazlı teneke ve bobin kaplamalarda, bunun için özel olarak geliştirilmiş poliakrilatlar mükemmel görünüm sunar. Ürünlerin bileşimi, geniş kapsamlı listelenmeleri ve kaydı, genel uygulamalara izin verir. Bu katkılar, kürlenen filmlerin yüzey enerjisine etki etmedikleri için mükemmel derecede kat-üstü- kat uygulaması mümkündür. Her iki katkı da 21 CFR FDA düzenlemeleri 175.300’ü karşılar ve tüm bileşenler İsviçre Yasası (Swiss Ordinance SR 817.023.21) uyarınca değerlendirilmiş (A) ya da değerlendirilmemiş (B) maddelerin listesinde Ek 6’da listelenmiştir. • Tego® Flow 375, tüm bağlayıcılar ile geniş uyumluluk gösterir ve yüksek optik şeffaflık sağlar. • Tego® Flow 460 N, akış iyileştirmesine ilave olarak hava atma etkisi sağlar. • Her iki ürün de BPA, aromatikler ve halojenler gibi tehlikeli maddeler içermez. Sağladıkları mükemmel optik görünüm, dünya çapındaki teneke ve bobin kaplama müşterilerinin ilgisini çekmektedir. Marco Heuer Evonik Boya Katkıları Endüstriyel Boyalar Uygulama Teknolojileri Bölüm Direktörü       Kirstin Schulz Evonik Boya Katkıları Endüstriyel Boyalar Avrupa, Ortadoğu ve Afrika Pazarlama Müdürü     Çeviri: Duygu Özgün Evonik Boya Katkıları Departmanı İş Müdürü    

Kaynaklar: [1] 2015 IHS Chemical Economics Handbook | Paint and Coatings Industry Overview. [2] KNG 2014 Global Paint & Coatings 2013-2018. [3] http://www.tego.de/sites/dc/Downloadcenter/Evonik/Product/Tego/en/Technical-Background/slip-and-flow-additives,-radiation-curing-additives.pdf. [4] http://www.dynapol.com/sites/lists/RE/DocumentsAC/DYNAPOL-for-can-coating-EN.pdf.