BoyaTURK Dergisi Ağustos / Eylül 2008

 

Binek Araç Boya Gamını Oluşturan Kaplamalar

 

Otomotiv (OEM) ürünlerinde organik kaplamalar, paslanma eğiliminin önlenmesi, taş çarpma direncinin artırılması, çeşitli kaynaklardan gelebilecek kimyasal/asit vb çevresel döküntülere, denize kıyısı olan bölgelerdeki yüksek tuza ve nemli havaya, yüksek UV ışımasına, sıcaklık farklarına dayanıklılık gibi işlevsel ve albeninin artırılması gibi estetik nedenlerle kullanılmaktadır. Bu amaçlara uygun şekilde hizmet edebilmesi için, araç üzerine uygulanan boya gamı çeşitli katmanlardan oluşur (Şekil-1). Birbiri üzerine belli bir sıra ile uygulanan katmanlar birbirleriyle denge içerisinde ve farklı işlevselliklere sahip olarak boya gamının toplam performansını belirlerler. Boya gamının en üst katmanını oluşturan sonkat boyalar temel olarak iki ayrı gruba ayrılırlar: (a) Tek katmandan oluşan düz renk (opak) sonkat boyalar ve (b) yaş üzerine yaş (wet on wet) uygulanan bazkat ve vernikten oluşan iki katmanlı sonkat boyalar.

Şekil-1: Binek araç boya gamını oluşturan katmanlar ve yaklaşık film kalınlıkları, (1000µm=1 mm)

 

Binek ve ticari araç üretim prosesi metal gövde iskeletinin oluşturulmasıyla başlar. Gövdenin oluşturulmasının ardından araç çeşitli süreçlerden geçer. Bu süreçler aşağıda şematize edilmiştir (Şekil 2). Boyama süreci sonrasında boyanmış ve onaylanmış araç gövdesi montaj hattına geçer.

Şekil-2: Binek araç boyahanesinin proses akışındaki temel işlemler.

 

Boyahane içerisindeki proses akışı sırasında araç gövdesi üzerine uygulanan katmanların özellikleri aşağıdaki şekilde özetlenebilir:

 

Metal yüzeye uygulanan inorganik fosfat kaplamaları

Amaç: Pas direncine katkı, boyanın yüzeye yapışmasını iyileştirmek.

 

Saç parçaların kaynaklanıp birleştirilmesiyle oluşturulan araç gövdesi öncelikle alkali yağ alma banyolarına daldırılır. Durulamanın ardından araç gövdesi, çinko, mangan ve nikelin fosfat tuzlarının karışımından oluşan bir çözeltiye daldırılarak kaplanır. Pasifleştirilen fosfat kaplı yüzeyler hem pas direnci kazanmış hem de organik kaplamanın yapışması için uygun hale gelmiş olurlar. 

 

Kataforetik astar uygulaması

Amaç: Çok yüksek pas direnci sağlamak ve uygulanacak diğer katlar için mükemmel bir yüzey hazırlamak

 

Kataforetik elektro kaplama (katodik elektro kaplama, cathodic electrodeposition, CED) daldırma tankı içerisinde gerçekleşir. Bu işlem sırasında boyanın araç yüzeyinde toplanması ve tutunması elektriksel çekim kuvveti sayesinde olur. Araç bir elektrik devresine katot olarak bağlanır ve devreye elektrik verilir. Daldırma tankı içerisinde, sulu ortamda pozitif elektrik yükü taşıyan boya asıltıları bulunur. Uygulanan elektriksel gerilim sayesinde, yüklü boya asıltıları katot durumundaki araç yüzeyine giderler, suyun elektroliz ürünleri ile etkileşerek yüksüzleşirler ve araç yüzeyine çok sağlam bir şekilde tutunurlar. Araç daha sonra durulanır ve kaplamanın sertleşmesi (çapraz bağlanma tepkimesinin gerçekleşmesi) için 160°C-180°C gibi yüksek sıcaklıktaki fırına girer.

 

Kataforetik astar kullanımı önemli bir başlangıç yatırımı gerektirmesine karşın, korozyon direnci yüksek bir film oluşturması, çok düşük çözgen buharı yayması, yangın riskinin az olması, homojen film kalınlığı sağlaması, boya sarfiyatının az olması, yüksek mekanik özellikler sağlaması gibi nedenlerden dolayı 1977 yılından bu yana hızla artan bir yaygınlıkla tercih edilmektedir.

 

Ürünlerimiz: Sulu polyester – üretan modifiye epoksi kataforetik astarlar

 

Astar uygulaması

Amaç: Taş çarpma direncini artırmak, son kat öncesi düzgün bir yüzey oluşturmak.

 

Sadece kataforetik astarların kullanımı iyi bir boya performansı için yeterli değildir. Öncelikle kataforetik astarlar çok homojen bir film oluşturdukları için saç yüzey kusurlarını gizleyemezler, ikinci olarak UV ışınlarına karşı dayanımları zayıftır. Bu gibi nedenlerden dolayı, araç yüzeyine son kat boya uygulanmadan önce astar genellikle elektrostatik çanlarla uygulanır. Uygulamanın ardından 150°C-170ºC’ye kadar varabilen yüksek sıcaklıktaki fırınlama sayesinde astar filminin sertleşmesi sağlanır. 

 

Binek araçlarda astar renkleri, üzerlerine uygulanacak olan son kata yakın renklerde tasarlanırlar. Bu sayede pahalı pigmentler içeren son katların astar yüzeyini daha düşük kalınlıklarda örtmesi ve kullanım sırasında otomobile yoldan sıçrayan taşların çarpması sonucu oluşabilen son kattaki kopmaların kolayca fark edilememesi gibi avantajlar sağlanabilmektedir.

 

Uçucu organik bileşiklerin (VOC, Volatile Organic Compounds) azaltılması amacıyla, astarların solventli sistemlerden sulu sistemlere dönüştürülmesi giderek yaygınlaşmaktadır. 

 

Ürünler: Sulu Modifiye Polyester, 1K Modifiye Polyester Astarlar, 1K Solventli PO (PP tamponlar için), taş çarpma astarlar, hava kurumalı tamir astarlar

 

Sonkat uygulaması

Amaç: Boya gamının dış ortam koşullarına direncini artırmak, uzun süreli kalıcılığı olan parlak ve çekici renklere sahip bir görüntü oluşturmak.

 

Son kat olarak uygulanan boyaların sahip oldukları en temel özellikler yüksek yüzey kalitesi, yüksek parlaklık, yüksek çizilme direnci, yüksek dış dayanım (UV direnci, nem direnci, oksidasyon direnci, alkali direnci, çözgen direnci, kuş pisliği direnci, vb.) olarak özetlenebilir. 

 

Tek katlı ve düz renkli (opak) sonkat uygulaması

Düz renkli sonkatlar, astarlanmış araç yüzeyi üzerine çanlar veya sprey tabancaları aracılığıyla uygulanır. Birkaç dakikalık kurumanın ardından araç, sıcaklığı 80°C-140°C arasında değişebilen fırına girer. Uygulanan boya tabakası bu şekilde sertleşir.

 

Ürünler: 1K Polyester, 1K Akrilik, 2K epoksi, 2K Akrilik-NCO

 

Yaş üzeri yaş uygulanan ‘bazkat + vernik’ biçimindeki sonkat uygulaması

Metalik ve/veya sedefli pigment içermesi istenen sonkat boyaların, düz renkler gibi tek kat olarak uygulanması durumunda düşük parlaklık, zayıf dış dayanım ve uygulama zorlukları gibi dezavantajlar ortaya çıkmaktadır. Bu yüzden efekt pigmentli olarak da adlandırılan bu boyalar bazkat + vernik şeklinde iki kat olarak uygulanmaktadırlar. 

 

Bazkat olarak adlandırılan renkli kat araç yüzeyine çan veya sprey tabancaları aracılığıyla uygulanır. Belirli bir süre beklemenin ardından, bu yaş katman üzerine renksiz vernik uygulaması da yapılır. Kısa süreli kurutmanın ardından araç, üzerindeki yaş üzerine yaş olarak uygulanmış olan iki kat ile beraber, 130°C-150°C sıcaklıktaki fırına girer ve film bu şekilde sertleşir.   

 

VOC azaltma amacıyla, bazkatların solventli sistemlerden sulu sistemlere dönüştürülmesi öncelikli olarak ve hızla yaygınlaşarak ele alınmaktadır.

 

Ürünler: Sulu Akrilik, 1K/2K Modifiye Polyester Melamin, 1K/2K Modifiye Akrilik-Melamin ve 2K Akrilik tamir bazkatlar üzerine 1K Solventli Akrilik-Melamin, 2K Akrilik-NCO ve hava kurumalı tamir vernik.