2 9 . C a m S e m p o z y u m u / 2 9 . G l a s s S y mp o s i u m - 0 7 K a s ı m 2 0 1 4 / 0 7 N o v e m b e r 2 0 1 4
Kadir Has Üniversitesi Cibali Kampüsü – Balat / İstanbul (Sinema A Salonu: 3. Oturum 14:30 -14:50)
CAM YÜZEYLERDE SAYDAM UV KORUYUCU
KAPLAMALARIN GELİŞTİRİLMESİ
Doç. Dr. Murat Akarsu ¹, Ahmer Gençer ¹,
Gülşah Kahraman ², Dr. Refika Budakoğlu ²
¹ Akdeniz Üniversitesi, Kimya Bölümü
² Şişecam Topluluğu, Araştırma ve Teknolojik Geliştirme Başkanlığı,
Araştırma ve Teknoloji Direktörlüğü
[email protected] , [email protected], [email protected]
[email protected]
Murat Akarsu lisans eğitimini Akdeniz Üniversitesi Kimya Bölümü'nü
1997 yılında, yüksek lisans eğitimini ise aynı üniversitenin Anorganik
Kimya Dalı'nda 2000 yılında tamamladıktan sonra doktora eğitimine
Almanya'daki Saarland Üniversitesi Malzeme Mühendisliği'nde devam
etmiştir. Doktora eğitimini 2006'da tamamladıktan sonra Engineered
nano Products Germany AG firmasında 2 yıl araştırmacı olarak
çalışmıştır. 2008 yılında doktora sonrası çalışmalar için gittiği Arizona
Üniversitesi'nden 2011'de Türkiye'ye dönmüş ve halen Akdeniz
Üniversitesi Kimya Bölümünde öğretim üyesi olarak görev
yapmaktadır.
ÖZET
Güneş ışığındaki UV ışınlarının etkisiyle pigmentler, yağlar, proteinler ve vitaminler
bozunup yiyecek ve içeceklerde renk değişimleri, istenmeyen tat değişimi oluşmakta ve
vitamin (besin) değerleri azalmaktadır. Saydam cam ambalaj, düşük gaz (hava, O2)
geçirgenliği ve inert olmasına rağmen UV ışını geçirgen olmasından dolayı içinde
saklanan yiyecek ve içeceklerin kullanım ömürleri sınırlanmaktadır. Dolayısıyla, UV
ışınlarından etkilenen içecekler için UV geçirgenliği düşük renkli (Örn.yeşil, bal)
ambalajlar kullanılmaktadır. UV koruyucu kaplamalar organik bazlı bileşikler veya
anorganik bazlı reçineler kullanılarak elde edilmektedir. Anorganik içerikli kaplamaların
organik içeriklilere kıyasla UV ışığı ile fiziksel değişime uğramamaları, geniş bir bant
aralığında soğurma yapmaları ve ısıl dayanımlarının yüksek olması avantajları
bulunmaktadır. Anorganik nanotozlardan yola çıkarak Sol-jel yöntemiyle cam
ambalajların ışık geçirgenliği yüksek, UV koruyucu bir katman ile kaplanması
hedeflenmiş ve bir proje çalışması (SANTEZ Proje Kodu 1405.STZ.2012-1)
başlatılmıştır.
Proje kapsamında, UV soğuran TiO2, ZnO ve CeO2 anorganik nanopartikülleri içeren
fonksiyonel silan kaplama çözeltileri geliştirilmiştir. Kaplama çözeltilerinde kullanılacak
nanotozlardan TiO2 (5nm) ve ZnO (34nm) sentezlenmiş, CeO2 (20 nm) ise colloidal halde
kullanılmıştır. Pilot ölçek kaplama uygulamaları için bir Otomatik Püskürtme Cihazı
tasarlanmıştır. Püskürtme cihazında; ayarlanabilir özellikte tabanca hava basıncı (4-7 bar)
ve boya miktarı (0-4 bar), şişenin kendi etrafında dönme hızı (35-95 devir/dk) ve otomatik
Bildiri Özetleri / Abstracts •
Araştırma ve Teknolojik Geliştirme Başkanlığı / Research and Technological Development Presidency - 1
2 9 . C a m S e m p o z y u m u / 2 9 . G l a s s S y mp o s i u m - 0 7 K a s ı m 2 0 1 4 / 0 7 N o v e m b e r 2 0 1 4
Kadir Has Üniversitesi Cibali Kampüsü – Balat / İstanbul (Sinema A Salonu: 3. Oturum 14:30 -14:50)
olarak dikey (max.30 cm) hareket edebilen (5-75 mm/dk) tabanca mekanizması
bulunmaktadır. Kaplama çözeltilerinin viskozite, çözgen içeriği ve püskürtme şartları
optimize edilerek şişe yüzeylerinde görünür bölgede ışık geçirgenliği yüksek ve UV
geçirgenliği düşük kaplamalar geliştirilmiştir. Ağırlıkça %10 TiO2 veya CeO2 içeren
kaplamaların görünür bölgedeki geçirgenliği %88-90 iken ZnO içereninki ise %80
seviyesinde kalmıştır. UV ışığını absorbe etme yönünden en etkin nanopartikülün CeO2
olduğu saptanmıştır. Tutunmaları 5B (en iyi) olarak saptanan kaplamaların 65oC’deki
%0,5’lik asit ve baz ile yapılan testlerde asit-baza karşı dayanıklı olduğu görülmüştür.
Kaplamalı şişelere süt konulup güneş simülatöründe 2 gün test edildiğinde sütün
bozunma süresi %30 daha uzatılmıştır.
Proje kapsamında gelinen proses şartların uygulamaya dönüşmesi amacıyla, Elektrostatik
Disk Boyama Tesisinde fabrika denemesi yapılmıştır. Fabrika denemesinde, hem
kaplama hem de uygulama optimizasyon çalışmaları gerçekleştirilmiş ve laboratuvar
ölçeğine paralel sonuçlar elde edilmiştir.
Anahtar Kelimeler: UV koruyucu, püskürterek kaplama, elektrostatik Disk Boyama, cam ambalaj ürünleri,
sol-jel
Bildiri Özetleri / Abstracts •
Araştırma ve Teknolojik Geliştirme Başkanlığı / Research and Technological Development Presidency - 2
Download

cam yüzeylerde saydam uv koruyucu kaplamaların geliştirilmesi