MLZ 331 Malzeme Proses Laboratuvarı
Sır Hazırlama ve Uygulama
İçerik
• Angop nedir?
• Sır nedir?
• Sırlamanın amacı nedir?
• Sır üretiminde kullanılan hammaddeler nelerdir?
• Frit nedir ve neden kullanılır?
• Bağlayıcı ve dağıtıcı nedir?
• Sır çeşitleri nelerdir?
• Sır uygulama yöntemleri nelerdir?
• Sır hataları nelerdir?
• Bünye ile sır arasındaki ara tabakaya angop denir.
• Hem sıra hem de bünyeye tutunmayı sağlar.
• Bünyeden gelen yüzey hatalarının bir kısmını elimine eder.
• Her zaman beyaz renktedir(%99). Nadiren çok koyu renk uygulamaları için renklendirilir.
• Farklı renkteki sırların bünye renginden etkilenmesini engeller. (Astar gibi)
• Her ürün için ayrı angop kullanılır. ( Yer karosu, duvar karosu,…)
• İçerisinde opaklaştırıcı ve matlaştırıcı olarak zirkon bulunur.
Angop
Sır
• Öğütülmüş uygun bileşimli seramik hammaddelerden elde edilen ve seramik bünye üzerinde pişirme neticesinde cam yapıya benzer bir yapı oluşturabilen karışımlara ve söz konusu tabakaya sır denir.
Hammadde
Tartım
Bilyeli Değirmen
Eleme
Uygulama
Kurutma
Hızlı pişirim
Sırlamanın amacı
İki temel amacı vardır:
1. Genelde gözenekli ve mikro seviyede pürüzlü bir yüzeye sahip olan seramik bünyeyi dışta gözeneksiz ve düz bir yüzeye sahip olan cam tabakasıyla kaplayarak daha hijyenik, daha rahat temizlenebilir bir duruma getirmektir.
2. Estetik açıdan güzel bir görünüm oluşturmak ve yüzeyin dekorlama olanaklarını arttırmaktır.
Sır aynı zamanda mamülün mukavemetini ve çoğu zaman sertliğini arttırıcı bir rol oynar. Kimyasal dış etkilere karşı dayanımı arttırır. Yüzeyin kullanım koşullarına dayanıklılığı uygun bileşimde sır reçetesi yapılarak ayarlanabilir.
Sır yapımında kullanılan hammaddeler
• Bazik oksitler: Ergitici olarak kullanılırlar. RO ve RO2 kimyasal formüllerine sahiptirler.
Kalsiyum oksit(CaO): Her sırda yer alan temel hammadddelerden biridir. İyi bir ergiticidir. Matlaşmayı ve mumsu bir yüzey elde edilmesini sağlar.
Çinko oksit(ZnO): Ergime sıcaklığını düşürür. 1100oC’nin altında parlaklığı arttırıcı rol oynar. Sır çatlağını önler.
Baryumoksit(BaO): Az oranda kullanımı parlaklık verirken, kullanım miktarı arttıkça matlaşma olur. Mat sır yapımında önemli rol oynar.
Magnezyum oksit(MgO): Temel hammaddelerdendir. Az oranda kullanımı parlaklık verirken, kullanım miktarı arttıkça matlaşma oluşur. Sır çatlağını önler.
Potasyum ve Sodyum Oksit(K2O ve Na2O): Sırlarda ergitici olarak kullanılır. Yüksek genleşme katsayısına sahip olduklarından sırlarda çatlama hatasına yol açarlar.
Lityum oksit(Li2O): Ergitici olarak kullanılır. Sıra parlaklık verir.
Kurşun oksit(PbO): Ergitici olarak kullanılır. Ancak zararlı olduğu için kullanımı yasaktır.
• Amfoterler: Hem asidik, hem bazik özellik gösterirler. R2O3 kimyasal formülüne sahiptirler.
Alüminyum oksit(Al2O3): Sırlarda kullanılan temel oksittir. Ergime sıcaklığını yükseltir. Sırın sıcaklığa dayanımını arttırır. Mekanik direnci arttırır ve sertlik verir. Yüzeyde mat görünüm sağlar.
• Asidik oksitler: Cam oluşumunu sağlarlar. RO2 kimyasal formülüne sahiptirler.
Silisyum Dioksit(SiO2): İskelet yapısını oluşturur. Cam oluşturucu olarak görev yapar. Sır çatlağını önler.
Bor oksit(B2O3): Cam oluşturucu olarak görev yapar. Ergime sıcaklığını düşürür.
Çizilmeye ve asitlere karşı direnç sağlar. Aynı zamanda yüzeyde parlaklık sağlar.
Zirkonya(ZrO2), SnO2, TiO2: Sırın örtücülük özelliğini arttırır.
Frit
• Öğütülüp toz haline getirilmiş seramik hammaddelerin bir reçeteye göre tartılıp karıştırıldıktan sonra eritilmesi ve eriyiğin hızlı bir şekilde soğutulması neticesinde ortaya çıkan cam yapılı ara mamüle frit denir.
• Bileşiminde sır hammaddeleri bulunur.
• Yüksek miktarda kristal suyu içeren hammaddelerin pişirme sırasında kristal suyunu aniden atılmasıyla sır tabakasında bozulmalara ve çatlamalara neden olmaktadır. Ayrıca suda çözünen hammaddelerin sırlama uygulaması sırasında belli bir kısmı bünyeye geçip yüzey hatasına sebep olurlar. Bu gibi problemleri ortadan kaldırmak için fritleştirme işlemi yapılır.
• 1200oC’nin altında pişirilen ürünlerin sırlarında önemli oranda frit bulunur.
• Fayans sırlarında %90’nın üzerinde frit kullanılır.
• Porselen ürünlerde frit kullanımına çoğunlukla gerek yoktur.
• Aynı sıcaklıktaki ham bir sıra göre fritli sır daha çabuk ve daha düşük sıcaklıkta erir.
Çünkü gerek gaz çıkışı yapan reaksiyonlar gerekse komponentlerin kendi aralarındaki reaksiyonları fritleşme prosesi esnasında gerşekleşir. Özellikle hızlı pişirim açısından frit kullanımı kısa sürelerde düzgün yüzey oluşumu bakımından avantaj sağlamaktadır.
Bağlayıcı(Flocculant) ve Dağıtıcı(Deflocculant)
• Sırın reolojik özelliklerini ayarlamak amacıyla bir takım yardımcı katkılar kullanılır.
• Düzgün bir yüzey elde etmek için sırın yüksek litre ağırlıklarında iyi akabilmesi gerekir.
• Bu katkılar genellikle bir süspansiyonda veya plastik bir massedeki tane yüzeylerindeki elektriksel yük durumunu etkileyerek ya daha akışkan ya da daha koyulaşan bir kıvama gelmelerine sebep olurlar.
• Bağlayıcı; CMC(carboxymethyle cellulose), koyulaşmayı sağlayan katkı
• Dağıtıcı; STPP (sodyumtripolyphosphate), akışkanlığı sağlayan katkı
• STPP sırın akışkanlığını iyileştirmek için kullanılırken, CMC ise sır tabakasında tanelerin birbirine ve seramik bünyeye yapışmasını iyileştirmek amacıyla kullanılır.
Sır çeşitleri
Bileşimlerine göre sırlar:
• Fritli sırlar
• Fritsiz sırlar
Optik özelliklerine göre sırlar:
• Saydam(transparan) sırlar
• Örtücü(opak) sırlar
• Mat sırlar
Sırlama Teknikleri
Genel kullanım yöntemleri:
• Daldırma ile sırlama
• Püskürtme ile sırlama
• Spray sırlama tekniği ile sırlama
• Elektrostatik sırlama
• Perde akıtma metoduyla sırlama
Daldırma metodu
Püskürtme metodu
Kampana metodu Disk kabin metodu
Karolarda kullanılan yöntemler:
• Kampana (perde akıtma) Yoğ. 1800g/lt
• Vela (düz bir satıhdan) Yoğ. 1600-1700 g/lt
• Disk kabin Yoğ. 1500-1550 g/lt
Baskı için ise inkjet sırlama tekniği kullanılır.
Sır hataları
• Sır yüzeyinde kabarcık
• Pinhol(iğne deliği)
• Çukur
• Delik
• Renkli Lekeler
• Sır çatlağı
• Şişme çatlakları
• Sır köpürmesi
• Sır azlığı
• Sır açılması
• Sır yırtılması
Hammadde kaynaklı hatalar
Uygulamadan kaynaklı hataları
Pişirme kaynaklı hatalar
İĞNE DELİĞİ
Sır yüzeyinde görülen boyutu 1mm’ den az olan küçük deliklerdir.
Pişme sırasında hammadde kirliliklerinin çözünmesi sonucu oluşur.
Hatanın giderilmesi için, kirliliklerin etkisini azaltmaya yönelik öğütme süresi arttırılabilir yada eleme sayısı arttırılabilir. Ayrıca sır kompozisyonunun pişirim rejimine uygun olarak seçilmesine dikkat edilmelidir.
Sırın üzerinde yüzeyde küçük bir granül den dolayı oluşan bir hatadır.
Bu hata 3 nedenden dolayı görülebilir.
a) Sırın birikmesi sonucu sırlama hattından bir damla gelmiş olabilir.
b) Hat üzerindeki karonun dış etkenlerden korumasının zayıflığından dolayı olabilir.
c) Sırın fışkırmasından dolayı olabilir.
Hat üstünde karonun üzerinde sırın fışkırmadığından emin olduktan sonra sırlama makinesinin iyice temiz olup olmadığına bakılmalıdır. Devam etmesi halinde sırın reolojisi ayarlanmalıdır.
SIR YÜZEYİNDE KABARCIK
Sır yüzeyinde bir yada daha fazla renkli leke oluşumudur. Hava kabarcığı ile birlikte görülebilir.
Sırın, değirmen temizliğinin yetersizliğinden, üretim sürecinde safsızlıkların karışmasından kaynaklanabilmektedir.
Bu hatanın önlenmesi için, sırın kontrollü şekilde elenmesi ve departmanların temizliğine dikkat edilmesi tavsiye edilir.
LEKELER
Karoya dik şekilde bir veya birkaç çatlağın yüzeyde oluşması ile oluşur.
Kalıptan çıkan karonun çekmeye başlaması ile oluşan bir hatadır. Diğer yandan çatlaklar kurutma aşamasında ve karonun taşınması esnasında darbeye maruz kalması ile de oluşabilir.
Çatlağın kurumadan sonra mı yoksa önce mi olduğu araştırılmalıdır. Presleme ve kuruma kriterleri tekrar ayarlanabilir. Ham karonun mekanik mukavemeti kontrol edilmelidir.
ÇATLAK
SIR KÖPÜRMESİ
Sır köpürmesi, sırlamadan sonra kuruma esnasında çözünen tuzların bünyeye geçişinden dolayı oluşur ve sırla bünye arasında küçük baloncukların oluşması ile tanımlanır. Ayrıca kenarlarda beyaz gölgelenmeler gözlemlenmektedir.
Su ve tuzlar ( sodyum ve kalsiyum sülfatlar, kloritler), bünyede kullanılan hammaddeler veya sırda kullanılan firitten gelebilir.
Sırlamadan sonra kuruma süresinin ayarlanması ve fırın sıcaklığının artırılması önerilir. Kirliliklerin tanımlanması ve elimine edilmesi gereklidir.
Sır hatalarının nedenleri
• Sır bileşimindeki oynamalar
• Hatalı sır hazırlama
• Sırlama esnasındaki eksik uygulamalar
• Pişirme rejimindeki oynamalar
• Seramik bünye ile sır uyumsuzluğu
• Seramik bünyedeki olumsuzluklar
