Islatma Açısı Arttırılarak Emaye Kaplı Parçaların Gıda Temasında Yapışmazlık Özelliğinin Geliştirilmesi

Abstract

Emaye; yüzeyde camsı yapı oluşturan inorganik bir kaplama malzemesidir. Oluşan kaplamanın kimyasala dayanımı yüksektir. Emaye kaplamalar günümüzde süs eşyaları, mutfak eşyaları gibi birçok alanda kullanılırlar. Fakat emayelerin yiyecekler ile temas eden yüzeylerinde yapışmazlık özelliği iyi değildir. Bu çalışma yapışmazlık özelliğinin geliştirilmesi için yapılmıştır. Çalışmada ıslatma açısını en fazla etkileyecek 4 süreç girdisi frit oranları, korund miktarı, pişirme sıcaklığı, pişirme süresi olarak sebep sonuç matrisi ile belirlenmiştir. Süreç girdileri için 3 farklı seviye belirlenmiştir. 4 süreç girdisi ve 3 seviye için gerekli denemeler Taguchi yöntemi ile tespit edilmiş ve uygulanmıştır. Islatma açısını arttıracak 3 frit formülüze edilmiştir. Bu fritlerin oranları kendi arasında değiştirilerek farklı miktarlarda korund ve sabit değirmen katkıları ile belirlenen süre boyunca alümina değirmenlerde öğütülüp uygulama yapılıp belirlenen sıcaklık ve sürelerde pişirilerek sitrik asit, kolay temizlenebilirlik (ETC) testi, renk, parlaklık değerleri, kaplama kalınlıkları, ıslatma açıları ölçülmüştür. Yapılan analizleri kıyaslamak adına ETC emaye kaplı plakaya ölçüm yapılmış ve ıslatma açısı değeri 33o ölçülmüştür ve çalışmalarda açı değerinin 75 0’nin üzerine çıkarılması hedeflenmiştir. Islatma açısında en iyi sonucu 2, 5, 8 numaralı denemeler vermiştir. Aralarındaki en yüksek ıslatma açısı değeri 2 numaralı deneyde 78,1 o ölçülmüştür. Fakat 5 numaralı deneyin kimyasala dayanımı yüksek ve bu değerlere göre frit kullanım oranlarının en etkili sonuç verdiği görülmüş ve B fritinin kullanım oranı arttığında ıslatma açısının arttığı sonucu çıkarılmıştır

Keywords

• Emaye
• Emaye Kaplama
• Frit
• Islatma Açısı
• Temizlenebilirlik

Improving the Non-Stick Feature of Enamel Coatings by Increasing the Wet Angle

Abstract

Enamel is an inorganic coating material that creates a glassy structure on the surface. The resulting coating has high chemical resistance. Today, enamel coatings are used in many areas, such as ornaments and kitchenware. However, the non-stick properties of enamels on surfaces that come into contact with food are not good. This study was carried out to improve the non-stick property. In the study, the four process inputs that will affect the wetting angle the most were determined by the cause-and-effect matrix as frit rates, corundum amount, cooking temperature, and cooking time. Three different levels have been determined for process inputs. The necessary trials for four process inputs and three levels were determined and applied by the Taguchi method. Three frits have been formulated to increase the wetting angle. The ratios of these frits were changed among themselves, and different amounts of corundum and fixed mill additives were ground in alumina mills for a specified period of time, applied, and cooked at the specified temperature and time, and citric acid, easy-to-clean (ETC) test, color, gloss values, coating thicknesses, and wetting angles were measured. In order to compare the analyses made, measurements were made on the ETC enamel-coated plate, and the wetting angle value was measured at 33°. It was aimed to increase the angle value above 75° in the studies. Trials 2, 5, and 8 gave the best results in terms of wetting. The highest wetting angle value among them was measured at 78.1° in experiment number 2. However, it was seen that the chemical resistance of experiment number 5 was high, and the frit usage rates according to these values gave the most effective results, and it was concluded that the wetting angle increased when the use rate of the B frit increased

Keywords

• Enamel
• Enamel Coating
• Frit
• Wetting Angle
• Cleanability

References

1. Ay, A. Soğuk emaye tekniği, TMMOB Makine Mühendisleri Odası, https://silo.tips/download/aysel-ay-igf-emaye-blm-efi (Erişim: 3.3.2023)
2. Ayyıldız, S., Varol, T., Pürçek, G. (2021). Al7075 alaşımına uygulanan dekoratif krom kaplama tabakasının karakterizasyonu. Int. J. Pure Appl. Sci., 7 (1), 132-140.
3. Ersoy, B., Çiftçi, H., Evcin, A. ve Şen, H. (2022). Camın çeşitli sıvılar ile ıslanabilirliği ve kullanılan temas açısı test sıvılarının serbest yüzey enerjisi değerine etkisi. Journal of Characterization, 2 (2), 147-160.
4. Evcimen, N. (2007). Emaye üretiminde kaplama ve özelliklerin araştırılması. Yüksek Lisans Tezi, Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü.
5. Evele, H.F. (2000). Proper care of porcelain enamel powder for electrostatic application. Ceram. Eng. Sci. Proc., 21, 125–126.
6. Harry, J. and Van Dolah, H.J.V. (1966). Method for manufacturing porcelain, enamel frit, U.S. Patent No. 3,278,284.
7. Holcomb, J.A. (1967). Porcelain Enamel Coating. U.S. Patent No. 3,338,732.
8. Kunshan, X., Zhiheng, L., Jiexi, Z. and Jie, L. (2022). Effect of tetragonal zirconia nanoparticle content on enamel strength. Ceramics International, 48 (7), 9710–9720.

9. Majumdar, A. and Jana, S. (2001). Glass and glass–ceramic coatings, versatile materials for industrial and engineering applications. Bull. Mater. Sci., 24 (1), 69–77.
10. Russo, F., Rossi, S. and Compagnoni, A.M. (2021). Porcelain Enamel Coatings, Encyclopedia, 1 (2), 388-400.
11. Russo, F., Fontanari, V. and Rossi, S. (2022). Abrasion behavior and functional properties of composite vitreous enamel coatings fabricated with the addition of 316L stainless steel flakes. Ceramics International, 48 (16), 23666–23677.
12. Rossi, S., Russo, F., Calovi, M., del Rincon, M. and Velez, D. (2021). The influence of the size of corundum particles on the properties of chemically resistant porcelain enamels. Ceramics International, 47 (8), 11618–11627.
13. Rossi, S., Zanella, C. and Sommerhuber, R. (2014). Influence of mill additives on vitreous enamel properties. Material Design, 55, 880–887.
14. Şahin, O. (2019). Dökme Demirlere Uygulanabilen Renkli Majolik Emaye Fritlerinin Geliştirilmesi. Yüksek Lisans Tezi, Sakarya Uygulamalı Bilimler Üniversitesi, Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, İmalat Mühendisliği.
15. Zhao, J., Wang, B., Pan, Y., Wang, W. and Zhao, C. (2021). Molecular dynamics simulation on wetting behaviors of n-octane and water droplets on polytetrafluoroethylene surfaces. Chemical Physics Letter, 785, 139161.