Boya Fabrikası

Boya; binaları, tekneleri, arabaları, uçakları ve aletleri dekore etmek ve korumak için kullanılır. İçeriğinde renk sağlayan pigmentler, yayılmasına ve kurumasına yardımcı olan çözücüler, malzemeyi bağlayan reçineler ve özelliklerini geliştiren katkı maddeleri bulunur.

Boya üretimi sıkı kalite kontrol ve test gerektirir. Laboratuvar, hammaddelerin denetlenmesinden ve üretim boyunca ürünün izlenmesinden sorumludur.

Hazırlık

Bir boya fabrikasında hazırlık süreci, boyanın temelini oluşturmak için kullanılan ham maddelerin ölçülmesi ve porsiyonlara ayrılmasıyla başlar. Bu, doğru oranları sağlamak için büyük endüstriyel teraziler kullanılarak yapılır.

Pigmentler, reçineler, solventler ve katkı maddeleri daha sonra doğru miktarlarda bir araya getirilerek bir macun oluşturulur. Çoğu endüstriyel ve tüketici boyalarında, pigment partiküllerini öğütmek ve böylece karışım içinde kolayca dağılmalarını sağlamak için büyük bir kum değirmeni kullanılır. Bu adım tamamlandıktan sonra boya, nihai ürünün istenen performansına müdahale edebilecek kalan parçacıkların giderilmesi için filtrelenir.

Bu aşamada boyanın belirli teslimat parametrelerini karşıladığından emin olmak için test de yapılır. Buna renk tonunun ve renk tonu gücünün kontrol edilmesinin yanı sıra iletkenlik, pH değeri, viskozite ve daha fazlası gibi önemli dağıtım özelliklerinin ayarlanması da dahildir.

Boya kapsamlı bir şekilde test edilip ayarlandıktan sonra müşterinin kullanımına uygun olarak üretilebilir. Boyanın türüne bağlı olarak özelliklerini ayarlamak için seyreltilebilir veya kalınlaştırılabilir.

Örneğin, kalınlaştırılmış bir boya, seyreltilmiş olandan daha az viskoz olacaktır. Bu, kolayca uygulanabilmesini ve yüzeyi iyi kaplamasını sağlamaya yardımcı olur. Kalınlaştırılmış boya aynı zamanda daha dayanıklı olup, kimyasallara ve hava şartlarına karşı daha iyi dayanmasını sağlar. Ayrıca, kalınlaştırılmış boyalar, seyreltik muadillerine göre daha az VOC içerdikleri için genellikle daha çevre dostudur.

değirmencilik

Bir boya fabrikasının uzun ömürlü ve performanslı yüksek kaliteli boya üretmek için hassasiyete ihtiyacı vardır. Bitmiş ürünün mümkün olan en yüksek kalitede olmasını sağlamak için baştan sona tüm süreç dikkatle kontrol edilmelidir. Bu nedenle üretim süreci boyunca otomasyon ve izleme sistemleri kullanılmaktadır.

Ağır pigment çuvalları kamyonlarla fabrikaya geliyor. Her pigment, her renk için laboratuvarda geliştirilen kesin formüle uyacak şekilde dikkatlice ölçülür ve tartılır. Toz haline getirilmiş ham maddeler daha sonra su ve bağlayıcılarla karıştırılarak sıvı boya bileşenleri oluşturulur.

Daha sonra sıvı hammaddeler koyulaştırıcılar ve katkı maddeleri ile karıştırılarak boya bazı oluşturulur. Ortaya çıkan karışım daha sonra renk tonunun gücünü ve özelliklerini belirlemek için bir dizi teste tabi tutulur.

Öğütme işlemi parçacık boyutunu azaltarak dispersiyon işlemini bir adım daha ileri götürür. Bu, beslemede tutulan ve ürün akışını, renk gücünü ve parlaklığını etkileyebilecek hava miktarını azaltır. Oliver Batlle, topakların iyice parçalanmasını sağlamak için daldırmalı değirmenler, sürekli değirmenler ve yeniden sirkülasyonlu değirmenler dahil olmak üzere çeşitli değirmen türleri sunmaktadır.

Başarılı bir boya projesinin temel unsuru, sürece dahil olan tüm taraflar arasındaki açık iletişimdir. Buna tesis yöneticileri, güvenlik ve uyumluluk ekipleri ve yükleniciler dahildir. Örneğin tesis yöneticileri, ekipmanın arızalanması ve uygunsuz çalışma koşulları nedeniyle arızalanması riskini önlemek amacıyla her boya türü için gereken çalışma sıcaklıklarını bildirmelidir.

Dispersiyon

Dispersiyon prosesi sırasında pigmentler ve dolgu maddeleri gibi toz haline getirilmiş katı elementler bazik sıvılara dahil edilir. Bu toz halindeki bileşenlerin çoğunluğu çözünemediğinden bu çok kritik bir aşamadır. Dispersiyon işleminin amacı, tüm çözünmeyen toz parçacıklarının ayrılmasını, tamamen ıslanmasını, dağılmasını ve sıvı içinde homojen bir şekilde dağılmasını sağlamaktır. Dispersiyon katkı maddelerinin seçimi boyanın son uygulamasına, pazarına ve kullanımına bağlıdır.

Uygun dispersiyon katkı maddelerinin kullanılması çok iyi bir ıslatma ve dispersiyon sonucuna yol açar. Pigmentlerin mevcut kuru topakları yok edilir ve formülasyonun tamamlanması sırasında başka topaklaşma meydana gelmez. Bu çok önemli bir adımdır ve eğer yanlış uygulanırsa şimdiye kadar elde edilen mükemmel dağılım sonuçlarını tehlikeye atabilir.

Mimari boyalarda sulu ve solvent bazlı sistemleri renklendirmek için genellikle pigment konsantrelerinin kullanıldığı bir durum söz konusudur. Amaç, bu 'evrensel' renklendiricileri mümkün olduğunca uygun maliyetli ve evrensel olarak formüle etmektir. Bu genellikle düşük molekül ağırlıklı ve/veya oligomerik dispersiyon maddeleri (örneğin Efka® PU ve/veya PX türleri) kullanılarak yapılır. Ek olarak, Xfast® yenilikçi karıştırma pigmentleri serisi, bunlar kuru granüller formunda sağlandığı ve doğrudan karıştırılan bir formülasyona eklenebildiği için dispersiyon ihtiyacını tamamen ortadan kaldırabilir. Bu, bir formülasyonda gerekli olan yüzey aktif madde miktarında önemli bir azalmaya olanak tanır.

Karıştırma

Karıştırma işleminde ince taneli pigmentler, bir boya oluşturmak üzere ilave bileşenler eklenmeden önce reçine ve solvent ile nemlendirilir. Daha sonra karışım karıştırılarak boya bileşenlerinin dağılması ve tüm bileşenlerin karışım boyunca eşit şekilde dağılması sağlanır. Bu önemli bir adımdır ve boya kalitesini ve üretim süresini önemli ölçüde etkileyebilir.

Aslında bu süreçteki adım sayısını azaltmanın yeniden çalışmayı %20'ye kadar azaltabileceği bulunmuştur. Bu nedenle boya üreticileri bu süreci otomatikleştirebilecek akıllı teknolojiye yatırım yapıyor.

Bu sistemler, gerçek zamanlı olarak bilinçli kararlar vermek için birden fazla veri noktasını izleyip analiz ederek bunu yapabilir. Örneğin bir sensör, boyama sürecinde hareket eden her bir iş parçasının durumunu izleyebilir. Ayrıca çalışanları ekipman veya kaplama sistemiyle ilgili herhangi bir sorun konusunda uyarabilir.

Sonuç olarak boya atığı miktarı en aza indirilir. Aynı şekilde tüm sürecin tamamlanması için gereken süre de azalır.

Otomasyona yönelik bu yaklaşım aynı zamanda manuel, tehlikeli görevleri ortadan kaldırdığı ve boya dumanına maruz kalma riskini azalttığı için güvenlik kaygılarının giderilmesine de yardımcı olur. Sonuçta üreticilerin üretim süreçlerini optimize etmeye ve boya kalitesini iyileştirmeye daha fazla enerji ayırmalarına yardımcı olabilir.

inceltme

Kum değirmeni veya dispersiyon tankından geçtikten sonra macun pigmenti, nihai kıvamını oluşturmak için uygun miktarda solvent ile çalkalandığı büyük kazanlara taşınır. Daha sonra inceleme ve test için kalite kontrole gider.

Boya ister yağ ister su bazlı olsun, iyi püskürtmek ve yüzeylere fırçalarken veya yuvarlarken sürtünmeyi azaltmak için inceltilmesi gerekir. Boyanın inceltilmesi aynı zamanda daha fazla katmanın emilmesini sağlar ve daha iyi bir yüzey elde edilmesini sağlar. Boyayı inceltmenin birçok yolu vardır ve kullanılan boya türüne göre hangi tinerin en iyi olduğunu bilmek önemlidir.

Boyanın inceltilmesinin gerekip gerekmediğini belirlemek için basit bir test, bir gazete kağıdının üzerine küçük bir parça koymak ve ne kadar çabuk kalınlaştığını görmektir. Alternatif olarak, sıvının boşalmasının ne kadar süreceğini ölçmek için bir viskozite kabı (altta kalibre edilmiş bir delik bulunan konik bir ölçüm cihazı) ve bir kronometre kullanın.

Bundan sonra boya hala kalınsa, boyanın cinsine göre beyaz ispirto, mineral ispirto, turps veya özel yağ bazlı tinerlerle inceltilmesi gerekir. Tinerleri eklemeden önce boyayı karıştırdığınızdan emin olun ve kıvamı nasıl etkilediğine göre karar vererek her seferinde yalnızca küçük bir artış ekleyin. Aşırı tiner eklerseniz boya çok ince olur ve fırçaları tıkayabilir veya kabın dışına damlayabilir.

Test yapmak

Boyalar, onları farklı koşullar için uygun kılan çok çeşitli özelliklere sahiptir. Ancak bu özelliklerin ölçülmesi genellikle zordur çünkü kaplamaların uygulanması ve kürlenmesi çeşitli iklim ve fabrika koşulları altında gerçekleşir. Üreticiler, bu özellikleri değerlendirmek ve test etmek amacıyla örnekleri test edilmek üzere Uygulamalı Teknik Hizmetler (ATS) gibi laboratuvarlara gönderir.

Bu testler hem sıvı hem de kürlenmiş boyalar üzerinde gerçekleştirilir. Bazı testler boyanın içeriğine, bazıları ise performansa dayanmaktadır. Örneğin, bir Holiday testi, kaplamada, sonunda alt tabakanın korozyonuna neden olabilecek küçük delikleri kontrol eder. Başka bir test, bir yüzeyin mekanik aşınma ve yıpranmaya karşı direncini belirler; burada test cihazı, kuru bir pamuklu ped ile boya yüzeyinde bir noktayı ileri geri on kez ovalar. Pamuğun bıraktığı siyah leke, boyayı kirletebilecek yağları ve kiri gösterir.

Diğer testler arasında boyanın püskürtmeye, yuvarlamaya veya fırçalamaya uygun olup olmadığına karar veren viskozite de bulunur. Viskozite ayrıca bir numunenin içinden geçmesi için gereken hareket miktarını ölçmek için bir iğne veya çubuk kullanan bir viskozimetre kullanılarak da test edilebilir. Test aynı zamanda solventin buharlaştırılmasından sonra uçucu olmayan kalıntının tartılması ve gravimetrik olarak ölçülmesiyle hesaplanan bir boyanın yoğunluğunu veya özgül ağırlığını da ölçer.

Fourier dönüşümü kızılötesi spektroskopi analizi, bilinmeyen malzemenin IR absorpsiyon spektrumunu diğer malzemelerin bilinen spektrumlarıyla karşılaştırarak boya ve kaplamaların kimyasal yapısının belirlenmesine yardımcı olur. FTIR analizi ayrıca boyalardaki Kurşun, Kadmiyum, Cıva, Krom, PBB veya PBDE gibi tehlikeli unsurları da tespit edebilir.