Sol-Gel “Seramik” Kaplamaları

Nonstick kaplanmış tüm ev
gereçleri ile ilgili bilmeniz
gereken herşey – ÜCRETSİZ.
Sol-Gel “Seramik” Kaplamaları
S
Bu yeni kaplama seçeneğinin kim,
ne, nerede, neden ve nasılı
Sol-gel teknolojisi nedir?
ol (“Solüsyon”): Bir sıvı ortam içerisinde hidroliz ve yoğuşma polimerizasyonu geçirerek bir "jel" oluşturan ince partiküllerin koloidal süspansiyonu.
Bu, aktivasyon aşamasında meydana gelir (aşağıda anlatılmaktadır).
Jel: İnce ve gevşekten, sert ve sıkıya kadar çeşitli özelliklere sahip, katı,
jölemsi materyal Jeller kararlı durumdayken akışkanlık göstermeyen, büyük
ölçüde seyreltilmiş çapraz bağlı bir sistem olarak tanımlanır. Bir jel kaplama
olarak uygulanıp kurutulduğunda seramik görünümlü sert, cama benzer bir
tabaka oluşur.
Bunlar gerçekten "seramik" kaplamalar mıdır?
Sol-gel teknolojisi organik ve inorganik kimyanın bir karışımıdır. Sol-gel
teknolojisi kullanılarak üretilen kaplamalar daha doğru bir ifadeyle seramik benBu konu ve daha fazlasına
Coating Information
bölümünde yer alan Product
Knowledge web sayfasından
ulaşabilirsiniz.
zeri olarak tanımlanır; seramik ile aynı özelliklerin çoğunu ancak daha az ölçüde
gösterirler. PTFE'ye kıyasla sol-gel kaplamalar daha serttir (9H kurşun kalem
sertliği) ve yüksek ısı derecelerinde işlev gösterebilir (450°C/840˚F'ye kadar).
“Seramik” geniş anlamlı bir terimdir ve bu tür ürünler genellikle dört gruba
ayrılır: yapısal (tuğlalar, borular), refrakterler (fırın kaplamaları), beyaz eşyalar
(sofra eşyaları, çanak, çömlek) ve teknik (mühendislik). Bu nedenle sol-gel
kaplamaların "seramik benzeri" şeklinde ifade edilmesi daha doğrudur.
Sol-gel teknoloji ve ev eşyaları:
Bağlantı nedir?
Sol-gel ürünleri için pek çok uygulama mevcuttur. Bilim adamları çok hafif
materyaller ve aynı zamanda çok sert seramikler üretmek için bunları kullanırlar.
En geniş uygulama alanlarından biri kaplamalardır. Koruyucu ve dekoratif
kaplamalar cam, metal ve diğer alt tabakalara uygulanabilir. Pişirme gereçleri ve
temel ev eşyaları için "seramik" kaplamaların geliştiği alan bu alandır.
Sol-gel kaplamaları
geleneksel nonstick kaplamalardan farklı kılan nedir?
Geleneksel olarak nonstick kaplama şirketlerinin çoğu tepkimesiz sistemler
formüle etmiştir. (Formülü yapanlar açısından, nihai kaplamanın kalite ve perforGo to: productknowledge.com
mansını değiştirebileceğinden formülasyonlar içerisinde herhangi bir
kimyasal tepkimenin olması arzu edilmez.) Formülü hazırlayanlar önceden polimerize edilmiş materyalleri
tedarikçilerinden alırlar ve bunları kaplama uygulamaları için uygun hale gelecek şekilde harmanlarlar.
Sol-gel ile süreç bunun tersidir: Formülü
hazırlayanlar monomerlerle başlarlar ve bir
kimyasal reaksiyon yoluyla formülasyon
içerisinde polimer oluştururlar. Dolayısıyla solgel sistemleri aslında reaktiftir.
"Nonstick kaplama nedir?" başlıklı PKN kısmında (www.productknowledge.com/what-is-nonstick-coating-made-of.html) anlatıldığı gibi uygulama
öncesi bir sıvı kaplamayı oluşturan beş temel öge vardır:
1. Bağ (veya reçine) kabın yüzeyine yapışır. Yapışkanlık ve bağlaşıklık
sağlayan bir "yapıştırıcı" olarak hareket eder. Ayrıca kaplama-nın temel özelliklerini de belirler.
2. Pigment rengi verir.
3. "Nonstick" unsur ayrılmayı sağlar.
4. Takviye maddeler güç ve suya dayanıklılık kazandırır.
5. Diğer materyallerin içerisinde bekletildiği ve kaplama kürlendiğinde buharlaşan taşıyıcı (su veya
çözelti).
Sol-gel teknolojisi ile, bağ kürlenme aşamasında sentezlenir. Porselen emayesine benzer sert bir
yüzey oluşturur ve floropolimerler (PTFE gibi) kullanılmaksızın iyi bir ayrılma sağlayacak şekilde formüle edilir.
Sol-gel kaplamalar
floropolimer içermiyorsa, nonstick olmalarını sağlayan nedir?
Sol-gel melez bir malzemedir. Bir yandan silika gücüne sahipken diğer yandan da mükemmel bir
yumuşaklık ve floropolimerleri kullanmaksızın iyi bir ayrılma sağlar. Ayrılma veya nonstick bileşenleri
kaplamanın içine yerleştirilir.
Özel uygulama ekipmanlarına gerek var mıdır?
Sol-gel kaplamalar konvansiyonel püskürtme hattında uygulanabilir. Kaplama yapanların
yüzey hazırlama ekipmanı, standart mikserler veya döner ekipman ve önısıtma olanağına sahip
Go to: productknowledge.com
olması gerekir. Kaplara yaklaşık 50-70°C/120-160˚F'ye kadar önısıtma yapılmalıdır.
Daha sonra konvansyionel nonstick kaplamalardan daha düşük ısı derecelerinde
kürlenirler.
Sol-gel bir kaplama nasıl işlemden geçirilir?
Süreç şunları içerir: Aktivasyon, Filtreleme, Yüzey Hazırlama, Uygulama.
Aktivasyon: Dolgu malzemelerinin çökme eğilimi nedeniyle aktivasyon öncesinde bileşenler
iyice karıştırılmalıdır. Düzgün bir şekilde karıştırıldıktan sonra bileşen bir karıştırma tankında
önceden belirlenen bir süre boyunca belirli oranlarda kombine edilir. Karıştırma sırasında
kimyasal reaksiyon karışımın sıcaklığının artmasına neden olur. Not: Üreticilerin çoğu sorunları önlemek için uygun oranlarda bileşenleri paketler.
Filtreleme: Bütün kaplamalarda olduğu gibi uygulama öncesinde karışım ürünün filtrelenmesi gereklidir.
Yüzey Hazırlama: Sol-gel kaplamalarla kullanılan en uygun yüzeyler alüminyum ve paslanmaz çeliktir. Bu teknolojinin karbon çelik ve dökme demir üzerinde kullanımı için özel astarlar
geliştirilmektedir.
Bütün kaplamalarda olduğu gibi yüzey hazırlığı çok önemlidir ve yapışmayı sağlamak için doğru
bir şekilde yapılmalıdır. İlk olarak, kumlama ve diğer yöntemler her zaman yağın tamamını yok etmediği
için yüzeyde yağ kalmamasını sağlamak üzere kaplar yağdan arındırılmalı/temizlenmelidir. Herhangi bir
yağ veya makine yağı artığı püskürtme materyaline bulaşabilir ve özellikle de materyalin mükerrer kullanımı halinde yapışmayı engelleyebilir.
Sol-gel ile kaplanan kapların çoğunun yüzeyine basınçlı hava ile kum püskürtme uygulanmıştır ve bu
da yüzeyi pürüzlendirerek kaplamanın tutunması için daha fazla "diş" oluşmasını sağlar. Not: Yüzey hazırlığının doğru yapılmaması performans sorunlarının yaşanmasına neden olabilir. Yüzeyin fazla pürüzsüz
olması hem yapışmayı hem de mekanik performansı olumsuz etkileyebilir. Yüzeyin fazla pürüzlü olması
ise kaplamanın yüzey profilinin içine girerek kuru, pürüzlü bir nihai yüzey oluşumuna yol açabilir.
Bu noktada kaplar belirli bir sıcaklık derecesine kadar ön ısıtmaya tabi tutulur ve bu da bir diğer önemli
aşamadır.
Uygulama: Sol-gel kaplamalarda azami etkinliği sağlamak için aktive edilen ve filtrelenen kaplamanın
belirli bir zamanda uygulanması gereklidir. Kaplamalar konvansiyonel püskürtme ekipmanı ile uygulanır.
Bunlar tek ve iki kat sistemler şeklinde mevcuttur.
Sol-geller sadece püskürtme süreci boyunca yaklaşık 50-70°C/ 120-160˚F sıcaklık derecesini
muhafaza eden ön ısıtmaya tabi tutulmuş parçalara uygulanmalıdır. Parçalar bu ısı derecesinde tutulmazsa kaplamada çöküntü olabilir ve bu da püskürtmede nemlenme veya kuruma hatalarına neden olabilir. Bir IR termometresi doğru sıcaklığı garantilemek için kapların kontrol edilmesine yardımcı olabilir. Bir
Go to: productknowledge.com
diğer kritik aşama: Tüm kaplamalarda olduğu gibi doğru performansı elde etmek için uygulanması
gereken bir kuru film kalınlığı vardır. Daha sonra kaplar bir taşıyıcı veya yığımlı ocakta kürlenir.
Sol-gel kaplamalarının performansının PTFE kaplamalarından farkı nedir?
Sol-gel kaplamalarda ilk ayrılma iyidir, yüksek parlaklık ve leke direnci gösterir. Seramik benzeri
olduklarından yüksek sürekli çalışma sıcaklıklarında aşınma dayanıklılığı ve yüzey sağlamlığı
yüksektir.
Ayrılma: Sol-gel kaplamaların ilk nonstick özellikleri mükemmel olup, çoğu nonstick PTFE kaplamadan daha iyidir. Ancak seramiklerin nonstick özelliği siloksan kimyasına dayalıdır, dolayısıyla
ayrılma özelliği zaman içerisinde azalabilir. Doğru kullanım ve bakım nonstick özelliklerinin azalma
hızını önemli ölçüde etkiler. Buna karşılık konvansiyonel nonstick PTFE kaplamaları daha uzun süre
çok iyi ayrılma özelliği sunar.
Aşınmaya Dayanıklılık: Seramik sistemleri PTFE kaplamalardan daha serttir ve esnekliği daha
azdır.
Isıya Dayanıklılık: Seramik kaplamalar 450°C/840˚F sıcaklığa dayanır. Ancak ayrılma özellikleri
uzun süre boyunca 350°C/660˚F üzerinde sıcaklığa maruz bırakılması halinde azalmaya başlar.
Matris çok sert olduğundan kaplamanın işlevselliği devam eder. Buna karşılık konvansiyonel PTFE
kaplamalar 260°C/500˚F sıcaklıkta bozulmaya başlar.
Leke Dayanıklılığı: Doğru bir şekilde uygulandığında seramik beyazda bile lekeye karşı yüksek
dayanıklılığa sahiptir. Bunun aksine PTFE kaplamaların özellikle açık renklerde lekeye karşı dayanıklılığı daha azdır.
Renkler: Seramiklerin mavi, yeşil, kırmızı ve hatta "Beyaz Eşya Beyazı" gibi çeşitli renklerde yapılması mümkündür. Yüksek sıcaklıklarda dahi renklerini koruyacaklardır. PTFE kaplamalarda bu
geçerli değildir ve çoğunun siyah veya gri renkte olmasının nedeni de budur.
Uygulama: İmalat kılavuzlarını izlemeniz durumunda sol-gel kaplamaların uygulanması çok kolaydır. Bu da iyi bir süreç kontrolünü ve doğru sıcaklık ile doğru kalma süresinin sağlanmasını içerir. Bu
parametreler yapışmayı, kaplama kalınlığını ve estetiği etkiler. Yapışma veya lekelenmeyle ilgili sorunların çoğunun temelinde uygulama sürecindeki yanlış sıcaklık dereceleri vardır.
Sol-gel kaplamalar
piyasada neden kabul gördü?
Bu yani kaplamalar beyaz ve açık renkler, parlaklık ve konvansiyonel kaplamalara nazaran daha
yüksek sıcaklıklara karşı dayanıklılık ile pişirme gereçlerine yeni bir görünüm kazandırdı. EPA'nın
PFOA'ya ilişkin kaygısına yönelik medya ilgisi de PFOA ve PTFE içermeyen, yani esas olarak sol-gel
kaplamalar açısından bir pazarlama fırsatı sunmuştur. (EPA'nın en büyük PTFE üreticileri ile
PFOA'nın kullanımının azaltılması ve sonlandırılması konusunda gönüllü olarak yaptığı anlaşma
Go to: productknowledge.com
hakkında daha fazla bilgi için küresel yasal düzenlemeler konusunda sonraki bültenimizde yer alacak güncellemeyi takip ediniz.)
PFOA ve PTFE aynı şey midir?
Kimileri ikisini aynı şeymiş gibi sınıflandırsa da, hayır. PFOA, PTFE üretilirken küçük konsantrasyonlarda sürfaktan olarak kullanılır. Bu da büyük oranda sona ermiştir ve saygın üreticilerin
çoğu 2015 itibariyle kullanımını tamamen sonlandıracaklardır. PTFE kaplamalar güvenli kullanım
konusunda yetmiş yıldır kanıtlanmış başarısını devam ettirecektir ve ticaretteki en güvenli ürünlerden biridir.
Sol-gel kaplamaların hepsi aynı mıdır?
Hayır, değildir — tıpkı bütün PTFE kaplamaların birbirinin aynısı olmaması gibi.
Gerçekte pek çok farklılık mevcuttur. Sol-gel sistemleri tipik olarak çoklu komponent sistemleridir. Dolayısıyla örneğin bir katman sol-gel kaplamasında, bu katmanı elde etmek için 2 veya
daha fazla komponentin karıştırılması gerekecektir. İki katman için, her bir kaplama katmanı için
ayrı ayrı birden fazla komponentin karıştırılması ve ardından üretici talimatı doğrultusunda uygulanması gerekecektir. Katman başına düşen komponent sayısı kaplama üreticisi tarafından belirlenir ve üründen ürüne değişiklik gösterir. Ayrıca, bazıları için tam 24 saat boyunca karıştırma
gerekirken bazıları için de sadece 3 saat yeterlidir.
Daha yeni sol-gellerden bazılarının ayrılma özelliği diğer kaplamalardan iki kat daha yüksektir.
Bir kaçı da lekeye karşı dayanıklılığı artıran daha sert, daha tutucu kaplama kullanmaktadır. Ayrıca
bunlar aynı nedenle satış noktasında da daha göze çarpıcı bir parlaklık sunmaktadır. Hatta yasal
uygunluk açısından tümüyle kontrol edilmiş, gıda teması konusunda AB ve ABD kurallarına
uygunluğunu doğrulayan bir belgeye sahip bir sol-gel "seramik" markası da mevcuttur.
Hepsi birbirinin aynısı olmadığından, tam olarak ihtiyacınıza uygun sol-gel kaplamasını almanız
için tedarikçinizle konuşmanız önemlidir.
Neden sıklıkla sol-gel kaplamalar
“yeşil” veya “çevre dostu” olarak ifade edilir?
Sol-gel "seramik" kaplama kullanan pişirme gereçlerinin çoğu PFOA ve PTFE içermeyen bir
kaplama kullandıkları için "yeşil" veya "çevre dostu" oldukları iddia edilir.
Normal olarak, "yeşil etiketleri" parçanın kullanım süresini içeren tüm faktörleri dikkate almalıdır.
Sol-gel kaplamaya sahip kapların çoğunun nonstick ömrü konvansiyonel PTFE kaplama kaplara
nazaran daha kısadır, dolayısıyla daha kısa sürede aşınarak tüketicinin, iyi bir konvansiyonel PTFE
kaplama bir kabın kullanım süresi kadar bir süre içerisinde çok sayıda sol-gel kaplama kap
almasına neden olur.
Bunun sonuçlarından bazıları:
• Kapların üretiminde daha fazla ham made kullanımı.
Go to: productknowledge.com
• Üretim ve nakliyede ilave enerji kullanımı.
• Daha fazla kap (ve ambalajın) çöpe veya yeniden işleme gönderilmesi
Ayrıca saygın kaplama üreticilerinin PTFE kaplamaları çoğunlukla PFOA içermeyen ve tüm EPA
rehberlerine uygun formülasyonlarda mevcuttur.
Bir kaplamanın "yeşil" vasıfları belirlenirken tüm bu faktörler dikkate alınmalıdır.
Bu önemli konuda daha fazla bilgi edinmek istiyorsanız, lütfen aşağıda belirtilen adresimiz veya web
sitemiz kanalıyla bizimle irtibat kurunuz.
Where good ideas come to the surface
Email: [email protected] • web: whitfordww.com • © Whitford 2013
Whitford Perakende Pazarlama Ekibi
tarafından oluşturulan PKN yapışmaz kaplamalı ev eşyası ürünleri konusunda ihtiyacınız
olan tüm bilgileri içerir.
Daha fazla bilgi için [email protected]
adresinden bizimle irtibat kurabilir, productknowledge.com adresini ziyaret edebilir
veya bu QR kodunu tarayabilirsiniz.
PKN newsletter II, Winter 2013
© Whitford 2013
Go to: productknowledge.com