Boya ve Kaplama Endüstrileri: Trend, İnovasyon ve Yeni Teknolojiler

Kasım 09, 2018, 1:35 pm
12 dakika

 

PCS. Tolga Dıraz
Kimya Mühendisi / Koruyucu Boyalar&Kaplamalar Uzmanı
TUCSA TK-4 Yüzey Koruma Komitesi Başkanı

 

 

Endüstri 4.0 olarak da bilinen, dijital, akıllı (ing. smart) ve çevreye duyarlı teknolojilerin harekete geçirmeye başladığı yeni bir endüstri devriminin arifesindeyiz. Bu hızlı teknolojik gelişmelerin yaşandığı günümüzde, öne çıkan trend, inovasyon ve teknolojileri aşağıda bulabilirsiniz. Her şeyden bu kavramların ne ifade ettikleri gelin birlikte inceleyelim.

Trend Nedir?
Bu kelimeyi günlük hayatımızda sıklıkla kullanmıyor muyuz? Moda trendleri, ekonomi trendleri, siyasi trendler… Trend aslında, Türkçe’de eğilim anlamına gelen kelimenin İngilizcesinden başka bir şey değildir! Yani, endüstri veya başka bir alanda son yıllardaki gidişatı / yönelimi gösteren sözcükler ve kavramlar… Ancak, hem endüstride hem de ekonomide İngilizce trend kelimesi daha yaygın kullanıldığı için, Türkçedeki “eğilim” yerine bu yazıda trend kelimesi kullanılacaktır. Yeni teknolojileri incelemeden önce, bu teknolojilerin çıkış noktası olarak da görebilecek trendlere bakmak, son derece faydalı olacaktır:

Boya ve Kaplama

Boya ve Kaplama Endüstrileri – Trendler
• Daha az işgücü ile daha çok iş yapma isteği.
• Daha uzun ömürlü, daha az bakım/onarım gerektiren boya/kaplama sistemlerine yoğun talep.
• Boya/kaplama sistemi içinde, daha ince toplam boya film kalınlıkları ve daha az sayıda boya katmanını.
• Yeşil Kimya / Endüstri: Uluslararası Çevreci Regülasyonlar ve bunun sonucunda atmosfere, doğaya, yaşayan canlılara ve çevremize daha az zarar veren kimyasallara duyulan ihtiyaç.
• Globalleşme ve insanların daha etkili iletişim ihtiyacı.
• Kentselleşme ve buna bağlı yaşam kalitesine arttırmak için gerekli ihtiyaçlar.
• Endüstri 4.0 olarak adlandırılan 4. Endüstri devrimi ve buna bağlı ihtiyaçlar: Nesnelerin İnterneti (IoT), Büyük Veri (Big Data), Bulut Bilişim, Sensörler, Siber-Fiziksel Sistemler ve Robotik Teknolojileri.

İnovasyon Nedir?
Yabancı kökenli olan bu kelimeyi tek bir cümlede özetlemek isteseniz, nasıl yapardınız? Aşağıdaki açıklama, sanırım konuyu basitçe anlamamız yeterli olacaktır:

“Sosyal, ekonomik veya endüstriyel alanda, değişen koşullara ve çoğalan ihtiyaçlarımıza yönelik geliştirilen ‘yeniliklerin uygulamaya konması’…”

İnovasyon -biz farkında olsak da olmasak da- aslında gündelik hayatımızın ayrılmaz bir parçası artık! Zira bu kavramı kullanmayan bireyler/kurumlar/ülkelerin, 21. yy’da medeniyet yarışında geri kaldığı ve ekonomik olarak kötüye son derece bilinen bir gerçektir. (Konuyla ilgili olarak, inovasyon ile ilgili yayınlanmış kitapları okuyabileceğiniz gibi, OECD’nin “Innovatıon” başlığı altındaki 2000’li yılları kapsayan raporlarını inceleyebilirsiniz.) Sonuç olarak, inovasyonlar sayesinde yaşadığımız çağdaki teknolojiler, büyük bir hızla değişmekte ve geleceğimizi şekillendirmektedir!

Teknoloji Nedir?
Bu terimi de hepimiz günlük hayatımızda sıklıkla kullanırız. Ancak basitçe bunun basit bir tanımı ver deseler, ne deriz? Gelin bu tanım için, bir Türk yönetim gurusu ve saygın bir ekonomist gazeteci olan Dr. Rüştü Bozkurt’a kulak verelim: “Teknoloji, insanın çıplak gücüyle yapamadığını aklını kullanarak bulduğu -araç ve metotlarla- yapmasıdır.” Yeniteknoloji derken ise, Boya ve Kaplama Endüstrisinde son 15-20 senedir ABD, Asya, Avustralya ve Avrupa gibi dünyanın farklı kıtalarında ve ülkelerinde ortaya çıkarılmış, ancak ülkemiz gibi gelişmekte olan ülkelerde, ya henüz hiç kullanım bulamamış veya yeni yeni karşımıza çıkmakta olan teknolojilerden bahsedeceğiz.

Boya ve Kaplama Endüstrisindeki Bu Gelişmeler, Genel Olarak Nasıl Sınıflandırılabilir?
Yazıyı daha kolay okunabilir ve takip edilebilir hale getirmek için, Boya ve Kaplama Endüstrisini bir sonraki sayfadaki tabloda sınıflandırabiliriz.

Boya ve Kaplama

Şimdi gelin, bu teknolojileri tek tek inceleyelim:

Boya ve Kaplama Endüstrileri – Yeni Teknolojiler
Daha önceden endüstriyi sınıflandırdığımız 4 ana başlık etrafında Yeni Teknolojiler hakkında konuşmaya başlayalım: Bir boya/kaplama projesinin en önemli iki adımı, Yüzey Hazırlığı Ve Boya/Kaplama uygulama adımlarıdır. Her iki adımda kullanılan kimyasal maddeler etrafında, son yıllarda ortaya çıkan yeni teknolojilerden bazıları aşağıdadır.

1.1. Yüzey Hazırlığı için Kullanılan Materyaller
Endüstride geleneksel olarak kullanılan yüzey temizleme kimyasalları, solvent veya alkol türevli kimyasallardır. Ancak, bunlar yerine doğal-esaslı (ing.bio-based) ve herhangi bir solvent/alkol içermeyen toz, sıvı veya jel formunda kimyasallar, aynı veya yakın yüzey temizliği performansı vermesi için geliştirilmektedir. Bu çalışmalar sonucu, söz konusu kimyasal maddeleri içermeyen toz veya jel esaslı kimyasallar, çeşitli mesleki kuruluşlardan ödüller almaktadır.

Yüzey hazırlığı metotlarının birisi de aşındırıcı kumlama olarak bilinen yöntemdir. Bu yüzey hazırlığı işlemi sırasında kullanılan maddelere genel olarak aşındırıcı denmektedir. Bunlar; küçük, sert, köşeli metalik veya plastik maddelerdir. Son yıllarda bu metalik veya plastik maddelerinde bazı çevresel ve sağlıkla ilgili sorunları ortaya çıkardığı kanıtlanması nedeniyle, yukarıdaki yüzey temizliği kimyasallarındaki gibi, doğada çözünebilen doğal veya imal edilebilen maddeler, metalik veya plastik aşındırıcıların yerine almaya aday gösterilmektedir. Bunlara örnek olarak; ceviz/fındık kabuğu veya mısır koçanı gibi iyice öğütülerek ve filtre edilerek hazırlanmış tarımsal ürünler veya Garnet, Olivin veya Staurolit gibi mineral esaslı özel olarak imal edilen aşındırıcılar sayılabilir.

1.2 Boya/Kaplama Kimyasal Teknolojiler
Bu sektörde, yukarıdaki trendler paragrafında bahsedilen nedenlerden ötürü, son yıllarda aşağıdaki yeni teknolojilere sahip inovatif hammadde ve kimyasal nihai ürünler piyasaya sürülmüştür:

Aşağıda ele alınacak nihai ürünlerin yapı taşları olan -binder, pigment, solvent, reçine ve diğer katkı maddeleri gibi- kimyasal hammaddelerde son yıllarda yaşanan bazı teknolojik ilerlemelerden bahsetmekte fayda vardır. Öne çıkan ilerleme alanları şunlardır:
• Daha yüksek moleküler bağ yapısına sahip Polimerik Binderler.
• Çok-fonksiyonlu (multı-functıon)pigment ve katkı maddeleri.
• Innovatif üretim yöntemleri (Nanoteknoloji ve Sol-gel gibi).
• Doğaya daha az zarar veren biyokimyasal yollar ile üretilen ve petrol ürünleri içermeyen yeşil teknoloji solventler.

1.2.1 Biofonksiyonel Boyalar ve Kaplamalar
Yukarıda bahsi geçen çevreye daha az zarar veren kimyasalların kullanımı trendi nedeniyle; Epoksi, Poliüretan gibi yapı kimyasalları petrokimyasal ürünlere dayanan boya/kaplama teknolojileri, formülasyonlarında kullanılan petrol türevli kimyasalların yerine, bio-esaslı kimyasalların kullanılmaya başlanmıştır. Örneğin, geliştirilmekte olan su-bazlı Poliüretan teknolojilerinde, formülasyonlarındaki petrol türevli polioller yerine, bio- esaslı eşlenik kimyasallar yerleştirilmektedir. Buradaki nihai amaç, boya/kaplama nihai ürünlerinin performanslarından kaybetmeyerek, bio-fonksiyonel esaslı boya/ kaplama ürünlerine dönüştürülmesidir.

Boya ve Kaplama

Bio-fonksiyonel boyalar, çevresel trendler nedeniyle popülerliğini arttırmaktadır.

1.2.2 Akıllı Boyalar ve Kaplamalar (Smart Coatings)
Bu sınıftaki yeni teknoloji boya ve kaplamalar, çevrelerindeki değişimlere tepki verebildikleri ve faydalı sonuçlar üretebildikleri için AKILLI (ing. SMART) olarak adlandırılmaktadır.

Akıllı (Smart) boyalar/kaplamalar, çevresine tepki veren ve kendisinden beklenmeyen akıl-belirtisi özelliklere sahip olmalıdır.

Örneğin, bir mikrop veya bakteri ile karşılaştığında absorbe edebilen Hijenik  Boyalar/Kaplamalar veya sıcaklık yükseldiğinde renk-değiştirebilen, hasar gördüklerinde kendisini iyileştirebilen (ing.self-healing), kirlendiklerinde kendisini-temizleyebilen (ing. self-cleaning), güneşi gördüklerinde enerji üretebilen Fotovoltaik boyalar ve kaplamalar gibi.

Bu makalenin önümüzdeki sayıda yer alacak bölümünde, hibrit boyalar / kaplamalar konusunu ele alacağız. Silikonlar ve epoksiler gibi, yenilikçi polysiloxane boya / kaplama teknolojisinde son zamanlarda popüler olan yeni formülasyonları inceleyeceğiz.

Kaynaklar 
1. Corrosion Prevention by Protective Coatings – Charles G. Munger & Louis D. Vincent – NACE International
2. The Protective Coating User’s Handbook – Louis D. Vincent
3. BASF Coatings’ Global Trend Book – BASF’s Coatings division
4. Selecting Coatings for Industrial and Marine Structures – SSPC publications
5. ASM Handbook, Volume 5B: Protective Organic Coatings
6. Paint and Surface Coatings –Theory and Practice- R Lambourne T A Strivens – Woodhead Publishing
7. https://www.vocabulary.com/dictionary/trend
8. http://www.turkceanlaminedir.com/trend-62082
9. https://www.coatingsworld.com/knowledge-center/coatings- markets-amp-technologies/market-trends-amp-forecast
10. https://www.merriam-webster.com/dictionary/innovation

  • (gizli tutulacaktır)