Boya Hataları 2 – Pinhole (İğne Deliği)
Salı Haziran 28th, 2016 Pazartesi Temmuz 18th, 2016 tarihinde gönderilmiş Korozyon Uzmanı tarafından
Pinhol, yaş boya içinde oluşan gaz kabarcıklarının, filmin kuruması sürecinde filmi terketmesi ve yükselen viskozitesi nedeniyle, kabarcıkların çıkışı sırasında oluşan yırtılma izlerinin yayılmayla kapanmaması sonucunda oluşan bir boya film kusurudur. Boya filminde hava veya solvent kalmış olabilir. Bu çinko dolu primerlerde,çinko silikat ve metal sprey kaplamalarda yaygın görülen bir sorundur. Pinholler hatalı sprey uygulamaları veya yanış solvent karışımından kaynaklanabilir.
Aynı gaz kabarcıklarının film içinde yükselmesi, kurumanın daha geç bir aşamasında gerçekleşirse, yükselen film viskozitesi, kabarcığın filmi terketmesine engel olur. Bu durumda, film yüzeyinde, patlamamış gaz kabarcıkları oluşur. Kusurun oluşumu, şiddeti ve biçimi, kabarcığın filmi terkettiği andaki film viskozitesi ile belirlenir.
Dolayısıyla, tüm diğer koşullar aynı kaldığında, ince filmlerde sorun görülmezken, belli bir kalınlık sınırından itibaren sorun gözlenmeye başlar. Bu sınıra “pinhol limiti” denir. Kademeli kalınlıklarda uygulanmış bir fırın kurumalı boyanın kesitinde kusurun gözlenen biçimleri aşağıda şematize edilmiştir.
Pinhole oluşumundaki muhtemel sebepler boya filminde solvent veya hava sıkışmasıdır. Genellikle metalik boyalar, çinko dolgulu astarlar ve çinko silikatlar gibi pürüzlü yüzeylerin boyanması sırasında karşılaşılan bir problemdir. Bu delikçikler yanlış sprey uygulaması veya yanlış solvent kullanımı sonucunda oluşur.
Pinhol kusuruna üç tür oluşum yol açabilir:
-Üretim ya da uygulama sırasında boya içinde hapsolan hava kabarcıkları;
-Boyanın kürlenme aşamasında jelleşmeye başlamasında hala film içinde kalan ve düşük kaynama noktasına sahip olduğu için kaynayarak buharlaşan çözgenler;
-Boya polimerlerinin gerek çapraz bağlanma gerekse çevreyle etkileşme sırasında verdikleri gaz fazındaki kimyasal tepkime ürünleri.
Macun dolgusu esnasında yüzeyde hava hapsolmuş olabilir. Zımpara sırasında bu kuçük deliklerin içine astar girer. Hava hapsolmasının nedenleri;
-Hatalı karıştırma tekniği (önlem: macun ve sertleştiriciyi karıştırmak için iki adet spatula kullanılmalıdır. Kutu içinde dairesel karıştırma yapılmamalıdır.),
-Hatalı dolgu tekniği (önlem: spatula için en uygun açı 60odir. Ayrca spatula hareketi mümkün olduğunca kısıtlanmalıdır.)
-Kap ömrünün dolmuş olması olabilir. (önlem: kap ömrü dolduktan sonra macun kesinlikle kullanılmamalıdır.)
Astar içinde hava birikmişse zımpara sırasında açılan delikleri boya filmi kapatmamış olabilir. Hava hapsolmasının nedenleri ;
-Çok küçük ya da çok büyük meme çaplı tabanca kullanılmıştır. (önlem: önerilen meme çapı seçilmelidir. Aynı zamanda tabanca basıncı çok yüksek olmamalıdır.)
-Malzeme çok kalın uygulanmış olabilir. (önlem: ölçü çubuğu kullanılarak doğru karışım oranları uygulanmalıdır.)
-Flash-off süresi çok kısa olabilir ıslatarak yapılan kurutmadan sonra boya filmi altında sovent birikmesi olabilir ve zımpara sonrası delikler kalabilir. (önlem: ortam sıcaklığı, hava akımı, tiner seçimi faktörlerine bağlı kalarak doğru flash-off süreleri verilmelidir.)
Üretim sırasında ya da uygulama sırasında boya içinde hapsolan hava kabarcıkları, pişmiş/sertleşmiş boya filminde kabarcık veya krater biçimli kusurlara yol açabilirler. Bu tür kusurlar, boyanın görünümünü bozarlar ve korozyon direncinde ve dayanımda yetersizliklere yol açan noktalar olabilirler.
Kabarcıklar üretim süreci boyunca dispersiyon, alt ilave ya da karıştırma işlemleri sırasında oluşabilirler. Karıştırma ya da pigment dispersiyonu sırasında oluşan girdaplar, üretim süreci sırasındaki hava hapsolmasının temel bir nedenidir. Girdap oluşumu, havanın karıştırıcı ya da karıştırıcı bıçaklarına doğru çekilmesine ve ardından da boya veya pasta içine dağılıp karışmasına yol açabilir.
Boya uygulaması sırasında, pompalama, karıştırma, rulo ile uygulama ve püskürtme (spray) gibi prosesler boya içinde kabarcıklar oluşmasına neden olur. Püskürtme, kabarcık oluşumu için çeşitli olasılıkları gündeme getirir. Havasız (Airless) püskürtme işlemlerinde olduğu gibi hava, dolaşım hattında bulunan basınç altındaki boya içinde önce çözünüp sonra da püskürtme sırasında kaynayarak açığa çıkabilir. Püskürtme sırasında, boyanın yüzeye çarpmasına kadar geçen sürede boyayı terkedemeyen hava kabarcıkları, yüzeyde oluşan yaş boya filmi içinde hapis kalır. Ayrıca, boyanın gözenekli bir yüzeye uygulanması durumunda da boya köpük yapma eğiliminde olabilir.
Filmin viskozitesi yeterince düşükse ve film yeterince uzun süre akışkan kalıyorsa, boya içinde hapsolan kabarcıklar bir soruna yol açmadan filmi terkedebilirler. Ancak hızlı çözgen kaybı, hızlı sertleşme ya da yüksek başlangıç viskozitesi havanın filmi terketmesini önler ve kabarcıkların film içinde kalmasını sağlar. Filmi daha uzun süre açık tutarak köpüklerin patlayabilmesini ya da filmi terketmesini sağlamak için uçuculuğu az çözgenlerin kullanımı bazen etkili olur. Köpük gidericiler (defoamers) ve köpük kesiciler (bubble breakers) kabarcıkları kararsız hale getirirler ve birbirleriyle kaynaşıp filmi terketmeye sevkederler. Yandaki şekilde hapis kalmış bir çözgen kabarcığının neden olduğu tipik bir pinholün kesit fotoğrafını görmektesiniz.
Hava hapsinden kaçınmanın en iyi yolu, köpük oluşumunu baştan önlemektir. Uygun dispersiyon ve karıştırma pratiği, üretim sırasındaki hava hapsini azaltır. Parti büyüklüğü ile üretim aracının boyutunun uyumlu olması temel bir gerekliliktir.
Boyanın kürlenme sırasında jelleşmeye başlaması anında hala film içinde hapis kalan çözgen, kaynama noktası düşük ise filmi kabarcıklı bir kaynamayla terkeder. Jelleşmeye bağlı olarak yükselen film viskozitesi, şiddetli çözgen çıkışı sırasında oluşan deliğin, film yayılmasıyla kaybolmasını önler.
Çözgen hapsine bağlı pinhol kusuru, fırın kurumalı boyalarda yaygın gözlenir. Çözgen buharlaşmasıyla sert film veren, büyük moleküllü termoplastik polimerler içeren boyalarda, özellikle sıcak mevsimlerde, oda sıcaklığında da pinhol gözlenebilir. Küvetçik, yayvan görünümlü pinhol gibi görüntülerin yanısıra, filmin yüzeyine çok yaklaşan ancak filmi terkedemeyen kabarcıkların verdiği kubbecik görüntülerine de sıklıkla rastlanır. Çözgen kaynaklı pinhol oluşumu, boyanın ön kuruma (flash-off) zamanı uzatılarak, fırında kademeli ısıtma uygulanarak, boyanın tepkime hızı azaltılarak ya da ağır çözgenler kullanılarak azaltılabilir. Sonuncu önlem, filmi daha uzun süre akışkan ve dolayısıyla “açık” tutarak şiddetle çıkan diğer çözgenlerin filmde açtığı yaraların, filminin yayılmasıyla kapanmasına imkan tanır.
Organik çözgenlerin yerini suyun aldığı sulu boyalarda, çözücü kaynaklı pinhol oluşumu şiddetlenir. Benzer polimerlerin organik çözücülü boya formülasyonlarına göre, sulu formülasyonları daha düşük “pinhol limitleri” verir. Bu farklılıkları üç nedene dayandırmak mümkündür. Birinci neden, organik çözgenli boyaları, çok sayıda ve farklı buharlaşma dinamikleri olan çözgenlerle formüle etmek mümkünken, sulu boyalarda buharlaşma tablosunda her zaman suyun belirleyici olmasıdır. İkinci olarak, pek çok organik çözgeninkine oranla suyun oda sıcaklığındaki buharlaşma hızının düşüklüğünden söz edilmelidir. Ayrıca, suyun hidroksil grupları, bağlayıcı molekülü üzerindeki polar gruplarla kuvvetli hidrojen bağları oluşturarak buharlaşmanın daha da gecikmesine yol açmaktadırlar.
Pinhol kusuruna yol açan üçüncü oluşum ise gaz yapısındaki tepkime ürünleridir. Buradaki mekanizma, hapis kalan havanın kusur yaratma mekanizmasına benzer. Yaygın rastlanan bir örneği, izosiyanat grupları içeren polimerlerin, nem veya aminlerle girdikleri tepkimeler sonucunda oluşan karbondioksitin yol açtığı delikçik kusurudur. Gerek çözgen kaynaklı gerekse tepkime ürünü gazların yol açtığı pinhol kusurlarında da köpük gidericiler ve köpük kesicilerin kullanımı sorunun çözümünde etkili olur. Bu tür katkılarla ilgili temel risk, boya ile homojen karışmalarının güç olması ve homojen karışmama durumunda da krater görülmesi olasılığının ortaya çıkmasıdır. Görece risksiz köpük gidericiler olarak metil alkil polisiloksanlar ile boya uyuşurluğu sınırlı olan akrilat yüzey katkıları kullanılabilirler.
Muhtemel nedenleri ve önlemlerini aşağıdaki tabloda özet şeklinde bulabilirsiniz.
Hatanın giderilmesi için yüzey kabarcıkları uygun zımpara ile giderilir,doğru karışım ve uygulama ile tekrar boyanır.
1.Kansai Altan, Pinhol ve Gaz Hapsi, Erişim tarihi: 27 Haziran 2016 http://www.kansaialtan.com/icerik/pinhol-ve-gaz-hapsi_274
2.Sanart Boya, Boya Hataları, Erişim tarihi: 27 Haziran 2016 http://www.sanartboya.com/teknikdestek.html
3.İlgin Boya , Uygulama ve Boya Hataları, Erişim tarihi: 27 Haziran http://www.ilginboya.com/uygulamaveboyahatalari.html
boya hataları, boya kusurları, iğne deliği, paint defects, pinhole
Boya Hataları 3 – Kırışma