رنگ

مقدمه
پوشش های پودری، پوشش هایی هستند که تقریباً تمام مواد اولیه آنها را مواد جامد تشکیل می دهند. این پوشش ها پس از مطالعات بسیار در سال 1962 وارد بازار مصرف شدند. با افزایش مصرف و تکامل دانش تولید آنها در سال های بعد، ظرفیت تولید رشد روز افزونی یافت، به نحوی که میزان تولیدآنها در سال 1969 به 1300 تن در سال رسید. علاوه بر مزایای زیست محیطی می توان به خواص عالی در پوشش نهایی لایه رنگ اشاره کرد. یکی از ویژگی های اساسی پوشش های پودری در مقایسه با رنگ های مایع، عدم استفاده از حلال های آلی است. به همین علت است که این نوع پوشش ها فاقد معایبی چون اتلاف مواد اولیه، خطر آتشگیری، افزایش مصرف انرژی، ایجاد پساب صنعتی و موارد دیگر است. اجزای یک پوشش پودری
مواد تشکیل دهنده پوشش های پودری را می توان به شکل زیر دسته بندی کرد:
-رنگ پایه
-رنگدانه
-پرکننده

رنگ پایه:
رنگ پایه شامل رزین، سخت کننده ها و مواد افزودنی است.رزین از مواد پایه و اساسی تشکیل دهنده یک پوشش پودری است که باعث تشکیل یک لایه منسجم و پیوسته برای اختلاط مواد و پدید آمدن لایه ای یکنواخت با خواص مطلوب و دلخواه می شود. رزین پوشش های پودری را می توان به دو دسته زیر تقسیم نمود:
-رزین گرما نرم
-رزین گرما سخت
سخت کننده ها یا عوامل پخت موادی هستند که در واکنش با رزین ها در کوره در زمان و دمای مناسب عمل پخت را انجام می دهند. این مواد همچون سایر مواد تشکیل دهنده باید جامد، جریان پذیر و دارای دمای ذوب بالا باشند و طی فرایند آسیاب و دانه بندی ایجاد مزاحمت نکنند.
رنگدانه ها
در اثر وجود رنگ دانه ها در مخلوط اولیه خواصی چون ایجاد پوشش، فام و افزایش مقاومت در برابر خوردگی حاصل می شود. رنگدانه ها می توانند سفید، سیاه، یا به رنگ های دیگر باشند. این رنگدانه ها به دو گروه آلی و معدنی تقسیم می شوند.
پرکننده ها
این مواد را می توان به دودسته پر کننده ها و افزایش دهنده های طول زنجیر تقیسم کرد. افزایش مناسب این دسته از مواد، علاوه بر کاهش قیمت تمام شده موجب بهبود برخی از خواص از جمله مقاومت جوی و در بعضی از موارد افزایش پوشش دهی می گردد.
مواد افزودنی
مواد افزودنی گروهی از مواد اولیه هستند که برای اصلاح نحوه کاربرد و شکل ظاهری رنگ های پودری به کار می روند. این افزودنی ها ممکن است به صورت زیر دسته بندی شوند:
-عوامل جریان یابی Flow Agent
-عوامل گاز دار Degassing Agent
-مات کننده هاAgent Matting
-عوامل بافت دهی (جرمی، چروک، چکشی و ...) Texturing Agent
-پایدار کننده های نوری Light Stabilizers
-عوامل جریان یابی خشک Dry Flow Agent
-کاتالیزورها Catalysts
-موم ها Waxes
-افزودنی های ضد الکتریسیته Electrostatic Additives
مات کننده ها، شکل دهنده های سطح، کاتالیزورها و افزودنی های ضد الکتریسیته ساکن برای گروه دیگری از ترکیبات مناسب اند.
افزودنی مناسب باید جامدی با دمای ذوب یا دمای انتقال شیشه ای بیش از 50 درجه سانتی گراد باشد تا در مقادیر اندک بتواند فعال و موثر باشد. اگر افزودنی مورد استفاده به حالت مایع باشد، باید به شکل Master batch یا جاذب حامل سیلیکا به کار رود.
عوامل جریان یابی عوامل جریان یابی به رنگ های پودری اضافه می شوند تا عیوب و نقص های سطح مانند دهانه آتشفشانی را برطرف کرده و به افزایش همواری و یکنواختی پوشش پودری کمک کنند. خیس شوندگی زیر لایه نیز برای رسیدن به چسبندگی و پیوستگی مطلوب عامل مهمی به شمار می رود.هرچند نقش افزودنی ها کاملاً معلوم نشده است، اما اثر آنها روی کشش سحطی رنگ و یک نواختی مواد روی سطح نیز از عوامل اساسی به شمار می آید.
به منظور ایجاد بیشترین خیس شوندگی در زمان پخت، هر دو عامل کشش سطحی و زاویه تماس رنگ پودری در فاز باید تا حد امکان کمترین مقدار را داشته باشد. زیر لایه نیز باید عاری از آلودگی های با کشش سطحی کم باشد. چنین آلودگی هایی ممکن است به طور جزئی در پوشش پودری حل شوند و جریانی به سمت نواحی مجاور که کشش سطحی بالاتری دارند، ایجاد کنند. این امر می تواند باعث تشکیل دهانه های آتشفشانی شود. مکانیسم دیگری که باعث این پدیده می شود، اختلاف بین کشش سطحی در سطح پوشش پودری است. این دو اثر با افزایش روان کننده ها به حداقل ممکن می رسد، زیرا این مواد انتقال مکان های نا مناسب به طرف سطح را به حداقل رسانده و باعث یکنواختی کشش سطحی می شوند.افزودن یک ماده مناسب برای به دست آوردن یک کشش سطحی کم به حذف دهانه های آتشفشانی کمک می کند.
از طرف دیگر کشش سطحی کم به فرایند پراکندگی رنگدانه ها در طول عملیات روزن رانی (Extrusion) کمک می کند و ماده ای با گرانروی و کارایی کمتر ارائه می دهد . بنابر این ، در پوشش های پودری باید توازن و تعادلی بین خواص عوامل جریانی در محصول ایجاد شود تا جریانی یکنواخت و روان به وجود آید. همچنین، می توان ار هوپومرها ی بوتیل آکریلیک یا کوپولیمر های 2-اتیل هگزین آکریلیک با وزن ملکولی 5000 تا 100000 نیز استفاده کرد. این مواد به شکل های مختف تجاری در دسترس هستند و معمولاً به شکل مایع 100% گرانرو یا 10-5 % master batch در رزین پایه یا به همراه یک ماده حامل سیلیکا با میزان فعالیت حدود 60% به کار برده می شوند. معمولاً با مصرف حدود 5/0 % ماده فعال در ترکیب می توان کم شدن ایجاد دانه های آتشفشانی را انتظار داشت ، ولی برای بهبود سطح و یکنواختی لایه رنگ این مقدار می تواند تا 5/1 % افزایش یابد. مصرف بیش از این مقدار باعث ایجاد ضخامت در پوشش رنگ پودری می شود. بنابر این، مصرف ماده فعال بیش از 5/1 % توصیه نمی گردد. برای غلبه بر این مشکل، واکنشگرها به نوعی تکامل یافته اند تا با رزین واکنش دهند.
رزین پلی استر و رزین های پلی استر اصلاح شده با پلی سیکلو هگزان در مقادیر 5/0-1/0 % کشش سطحی کمتری نسبت به پلی اکریلیک ها ایجاد می کنند. شفافیت آنها از شفافیت پلی اکریلیک ها در پوشش های شفاف بیشتر است، اما باید به شکل Master batch به عنوان یک حامل سیلیکا مورد استفاده قرار می گیرند.فلوئوروکربن ها نیز به عنوان یک عامل جریان یابی، هنگامی که به مقدار بسیار کم افزوده شوند، خواص مطلوبی به رنگ می دهند.ولی به دلیل گران بودن آنها، کمتر مورد استفاده قرار می گیرند. این ترکیبات یکی از موثرترین مواد برای پودرهایی است که باید روی سطوح آلوده اعمال شوند.چند ماده گرمانرم با وزن مولکولی زیاد، مثل بوتیرات استات سلولز CAB نیز به عنوان عوامل ضد ایجاد دهانه آتشفشانی مطرح اند.
عوامل گاز زدا
از بنزوئین در پوشش های پودری پلی استر و پلی استراپوکسی به مقدار 1-2/0 % به عنوان عامل گاز دار و ضد ایجاد سوراخ سوزنی برای ایجاد یکپارچگی در لایه رنگ استفاده می شود. اما تاکنون مکانیسم دقیق این فرایند و چگونگی ترکیب شدن این ماده مشخص نشده است . استفاده از این ماده به ویژه در رنگ های روشن به علت ایجاد پدیده زرد شدن باید به حداقل برسد. از مواد دیگری که به عنوان عوامل گاز دار نام برده می شوند عبارت است از:
آلومینیوم استئارات، استئاریک اسید، موم پلی پروپیلن، روغن کوچک هیدروژن دار شده و هیدروکسیل آلومینیوم بلوری شده.
پایدار کننده های نوری استفاده از پایدار کننده های نوری در پوشش های پودری به منظور حفاظت لایه رنگ در برابر اثر مخرب تابش فرابنفش خورشید است. پرتو UV باعث تشکیل رادیکال های آزاد شده و منجر به تخریب محمل می شود. دو نوع پایدار کننده UV وجود دارند که معمولاً با هم به کار می روند: اولی جاذب پرتو و دومی ممانعت کنده رادیکال های آزاد که به آنها پایدار کننده های نوری آمینی ممانعت کننده نیز می گویند.همچنین یک پوشش پودری ، وقتی که مدت زیادی در شرایط پخت قرار می گیرد برای مقابله با پدیده زرد شدگی، نیاز به یک پایدار کننده نوری دارد.
افزودنی های جریان یابی خشک افزودنی های جریان یابی خشک برای بهبود بخشیدن به نحوه انتقال خصوصیات سیالیت و جریان پودر، در لایه نهایی رنگ به کار می روند. اگر این مواد قبل از آسیاب کردن اضافه شوند، ممکن است باعث آسیاب شدن بهتر پودر شوند. موادی با پایه دی اکسید سیلیکون ، بدون شکل منظم و بسیار ریز، می توانند افزودنی جریان یابی خشک مناسبی برای ایجاد شرایط یاد شده باشند.همچنین ممکن است یک سطح آبگریز نیز به وجود آورند. این مواد بسیار نرم و ریز و با اندازه nm40-10 هستند که با تشکیل یک پوشش روی اجزای پودر وارد ترکیب شوند. این مواد باید در کمترین مقدار ممکن که معمولاً حدود 2/0 % است، مورد استفاده قرار گیرند .
کاتالیزور ها کاتالیزورها سرعت پخت را افزایش داده و زمان یا دمای پخت را کاهش می دهند. آنها باید طوری انتخاب شوند، که پخت زودرس و نا بهنگام در طول مدت روزن رانی، اتفاق نیفتد. همچنین باید اطمینان حاصل شود که روی ویژگی های جریان یابی و یکنواختی رنگ اثر نگذارد و به پایداری شیمیایی آن در طول مدت نگهداری آسیبی وارد نشود. فناوری های سودمند تجزیه ویسکوالاستیک گرمایی و گرما سنجی پویشی تفاضلی می توانند در ارزیابی کاتالیزورها کمک کنند.
موم ها از موم ها برای اهداف متعددی در پوشش های پودری استفاده می شود.افزایش مقاومت خراشیدگی و سختی، افزایش لغزش، کاهش براقیت، کمک روزن رانی، عامل بافت دهی از جمله ویژگی موم ها است. همچنین از این مواد برای جلوگیری از سوراخ سوزنی شدن ناشی از پف زدایی مواد اولیه متخلخل در کوره پخت استفاده می شود. برای رسیدن به این اهداف ممکن است موم ها با مواد خام اولیه به وسیله فرایند روزن رانی ترکیب شوند یا به صورت مخلوط کردن خشک به مواد پایه اضافه گردند.
1-موم های پلی اتیلن:
این موم ها ، محصولات سیر شده با وزن مولکولی 1000تا 3000 و دمای ذوب در محدوده 125-85 درجه سانتی گراد هستند. زمانی که مقدار مصرف آن ها کمتر از 3/0% باشد، ضمن اینکه براقیت سطح تغییر نمی کند، می توان روی سطح پخت شده ، دوباره رنگ اعمال کرد.
2-موم های پلی پروپیلن:
دمای ذوب این موم ها در محدوده 149 تا 150 درجه سانتی گراد است و برای بهبود بخشیدن به سختی رنگ های پودری به کار می رود. ولی این مواد در سیالیت رنگ های پودری ایجاد اختلال می کنند. هرچه قدر دمای مواد بالاتر باشد ، برای کاهش براقیت مطلوب ترند.
3-موم پلی اتیلن بهبود یافته با Poly tetra fluoro ethylene(PTFE)
این موم ها مخلوطی از موم های پلی اتیلن و پلی تترافلوئورو اتیلن هستند. موم PTFE در سامانه اکثر پوشش های پودری وارد می شود. این ترکیب ذوب نمی گردد و تا 320 درجه سانتی گراد نسبت به گرما مقاوم است.
نتیجه گیری :
با توجه به محدودیت های موجود در فراورش، دمای پخت، نوع سطح زیر کار و نیز با توجه به تنوع موجود در پوشش های مایع، پوشش های پودری دارای محدودیت های ویژه ای هستند. ولی ، با به کارگیری قوانین محدود کننده زیست محیطی در سال های اخیر شاهد رشد و توسعه در صنعت رنگ های بدون حلال نظیر رنگ های بر پایه آب و همچنین پوشش های پودری بوده ایم. با توجه به عوامل یاد شده ، مواد افزودنی دارای نقش مهمی بوده و توسعه کمی و کیفی این مواد می توانند بازار آینده این صنعت باشند.

مطالعه مقایسه ای پوشش های پایه آب برای حفاظت از فلزات
پوشش های بر پایه آب علاوه بر کاهش میزان ترکیبات آلی فرار ،خطر احتمال آتش گیری را کم کرده،شرایط کاری را برای کاربران ایمن تر ساخته و همچنین توانسته است برای تولید کنندگان و کاربران رنگ هزینه ها را کاهش دهد.از آنجا که کارایی پوشش به آستری لایه رویه هر دو مربوط است، در این بررسی مقایسه ای ، به هر دو مورد توجه شده و خواص کلیدی نظیر سختی پوشش ، مقاومت آن در برابر آب و مواد شیمیایی اندازه گیری و مقایسه شده است. پوشش های پایه آب می توانند تک جزئی و یا دو جزئی باشند که دراینجا با هر دو مورد آشنا می شویم
مقدمه
هنوز هم در بازار پوشش حفاظت از فلزات در اروپا فناوری مربوط به یورتان های دو جزئی پایه حلال با آلکید ها ی پایه حلال تک جزئی جزو برترین های مورد مصرف قرار داردو در مواجه با قوانین و مقررات منع استفاده از ترکیبات آلی فرار در کشورهای اروپایی، تولید کنندگان رنگ مجبور شده اند از پوشش پایه حلال متداول به سوی فناوری های تابع روش های منع ترکیبات آلی فرار گام بردارند. از همین روست که فناوری رزین های پایه آب به عنوان جایگزین پوشش های پایه حلال نقش مهمی را در صنایع کنونی رنگ به عهده دارند.
وقتی برای اولین بار این نوع پوشش ها وارد بازار شدند، فرمول سازان رنگ و تولید کنندگان آن ها به سختی توانستند قبول کنند که چگونه امکان دارد که رنگ حاوی آب بتواند از فولاد حفاظت کند.البته پیشرفت های انجام شده در سال های اخیر به منظور تهیه پلیمرهای بر پایه آب ،تولید کنندگان را قادر ساخت تا بر مشکلات مربوط به نسل اول محمل های پایه آب فائق آیند. علاوه بر کاهش در میزان نشر ترکیبات آلی فرار در حین کاربرد، پوشش های پایه آب باعث می شوند تا خطر آتش سوزی کمتر شده، تمیز کاری راحت تر شود ، کارگران کمتر در معرض بخارات حاصل از ترکیبات آلی قرار گیرند و بالاخره آنکه هزینه های کلی فرایند پوشش دهی کاهش یابد.
فناوری رزین های پایه آب سامانه های پلی یورتان 2K (دو جزئی)
هر زمان که لازم باشد خواص مکانیکی و حفاظتی خوب با همواری سطح، قابلیت پخش شدن و براقیت خوب تلفیق گردد، سامانه های 2K در اولویت قرار خواهند گرفت.سامانه های پلی یورتان دو جزئی به عنوان فناوری منتخب برای تبدیل پوشش های رویه دو جزئی به محصولات پایه آب بررسی شده است.
پلی ال های آکریلیک مورد استفاده در پلی یورتان های 2K پایه آب را می توان یا از طریق فنون پلیمر کردن معمولی و به دنبالش امولسیون کردن، یا از طریق پلیمر کردن امولسیونی تهیه کرد.قبل از کاربرد، امولسیون پلی ال با آمیخته ای از یک سخت کننده پلی ایزوسیاناتی آبدوست و آبگریز مخلوط می شود. به خاطر واکنش بین هیدروکسیل و ایزوسیانات ، اتصلات عرضی شروع به تشکیل می کنند و به واسطه آن ها پیوندهای یورتان شکل می گیرد. با این حال، در سامانه های پایه آب ، واکنش های جانبی که تشکیل پیوند اوره را به دنبال دارد نقش بسیار مهمی را ایفا می کند.عیب سامانه 2K آن است که عمر نگه داری مخلوط پلی ال –ایزوسیانات بسیار محدود است.
سامانه های 1K شامل پراکنش های آکریلیکی و امولسیون های آلکیدی می شوند. این محمل ها جایگزینی مناسب برای پوشش ها ی آلکید پایه حلال به حساب می آیند.در سال های اخیر پراکنش های آکریلیکی گرمانرم بسیار فراوان در پوشش های ویژه فلزات استفاده شده اند.این رزین ها به صورت فیزیکی خشک می شوند، به همین خاطر خواص و مقاومت شیمیایی سامانه های اتصال عرضی ندارند. به این ترتیب ، از لحاظ کاربردی عمدتاً به آستری ها محدود می شوند.زمانیکه به خواص مقاومتی و سختی خوب نیاز باشد، همانطور که در مورد پوشش رویه چنین است، محمل های 1K خود اتصال عرضی شونده ترجیح داده می شوند.در این سامانه واکنش بین کتون های متصل به پلیمر و پلی هیدرازید های محلول در آب مسئول تشکیل اتصلات عرضی اند ولی حضور آب مانع از انجام واکنش می شود و به همین خاطر زمانی اتصال عرضی بوجود می آید که، فیلم کاملاً خشک شده باشد.
نوع دیگری از فناوری 1K پایه آب بر امولسیون های آلکید اصلاح شده با یورتان بنا نهاده شده است.امولسیون های آلکید برخی از مزایای آلکید های پایه حلال را که از لحاظ زیست محیطی مورد قبول اند دارا هستند.این محمل ها به صورت ترکیبی عمل می کنند یعنی هم به طریق فیزیکی و هم خود اکسایشی به سختی و خواص مقاومتی مورد نیاز می رسند.عیب عمومی امولسیون های آلکیدی، کند خشک شدن آنهاست و اما این عیب از طریق اصلاح با یورتان برطرف می شود ضمن آنکه سختی پوشش نیز افزایش می یابد. سامانه های پوشش دهنده از آنجاییکه کارایی پوشش ناشی از سامانه های متشکل از آستری و رویه است، تاثیر فناوری رزین بر روی کارایی هر دو لایه پوشش دهنده بررسی می شود.اثر ترکیب فناوری های پایه آب مختلف را در یک سامانه برای مثال یک آستر دوجزئی و یک رویه تک جزئی بررسی می کنیم.
آستری ها چسبندگی و حفاظت از خوردگی ضروری ترین نیازمندی در آستر ها محسوب می شود.برای آنکه حداکثر میزان حفاظت در برابر خوردگی به دست آید لازم است فیلمی یکنواخت، کاملاً پیوسته و آبگریز بوجود آید.در داخل فیلم نباید کانال های ریز میکروسکوپی باشد چراکه در غیر اینصورت رطوبت و اکسیژن که باعث زنگ زدن سطح فلز می شوند اجازه عبور خواهند داشت. آستری ها بر پایه سه سامانه رزین بررسی شده است.
-(AE) اصلاح شده با یورتان آروماتیک.
-پراکنش پلی ال اکریلیک (PUR).
-TPAD.
پوشش های رویه
خصوصیاتی که برای پوشش های رویه از اهمیت خاصی برخوردارند عبارتند از: دوام و پایداری در محیط های باز، قابلیت جلوگیری از پخش شدن آلودگی های سطح، مقاومت شیمیایی و براقیت. با در نظر گرفتن این خصوصیات در ذهن، رزین های زیر را بر می گزینیم:
-AE اصلاح شده با یورتان آلیفاتیک.
-ترکیبی از امولسیون پلی ال آکریلیک و پراکنش پلی ال اکریلیک (PUR) .
-پراکنش SXL.
آزمون
آستری ها و پوشش های رویه توضیح داده شده در قسمت قبل را روی سطوح کاربرد آن اعمال کردیم تا بدین ترتیب مقاومت آن ها در آب، چسبندگی در حالات تر و خشک و خواص مکانیکی آزموده شود.نمونه های ایجاد شده به روش فوق برای ارزیابی ظاهر، براقیت، آزمون های غوطه وری و مقاومت در برابر خوردگی مورد استفاده قرار گرفتند. ضخامت فیلم خشک برای هر دو آستری و رویه تقریباً 50 میکرون بود.
سرعت خشک شدن اولیه TPAD بسیار خوب بود و با آستری پلی یورتان پایه حلال قابل مقایسه است. تعجب آمیز آنکه ، سختی نهایی PUR بیشتر از پلی ال آکریلیکی پایه حلال دو جزئی بود.
در همه لایه های رویه به جز AE ، سختی آب بیش از sec100 که البته قالب قبول است رسید و انعطاف پذیری همگی نیز خوب بود.براقیت برای تمامی لایه های رویه ، به جز سامانه SXL که ارزش کمتر از 75% داشت، خوب بود. به طور عادی، در سامانه های با براقیت زیاد این عدد حدود 90% است. در مورد مقاومت در برابر آب ، کلیه آستری های و همینطور لایه های رویه پایه آب کارایی خوبی داشتند.
جنبه های اقتصادی
زمانی که فرمول سازهای رنگ توجه خود را به فناوری های سازگار با VOC معطوف نمودند، آنچه که بیش از هر چیز ذهن آن ها مشغول کرد این بود که هزینه مواد خام محمل ها از اکثر رزین های متداول بیشتر است. بالاتر بودن قیمت ناشی از گران بودن مواد مورد استفاده در تهیه پلیمرهای پایه آب، فرایند بسیار پیچیده و تحقیقات زیادیست که برای توسعه محمل ها به آن ها نیاز است.
با این حال اغلب فرمول سازهای رنگ، معتقد نیستند که هزینه کلی پوشش های پایه آب بیشتر از پوشش های پایه حلال باشد. دلیل اصلی آن ها این است که در فرایند فرمول سازی رنگ، حلال های آلی آروماتیک با قیمت 5/0 یورو به ازای هر کیلوگرم و گلیکول اترها و گلیکول استرها با قیمت یک یورو به ازای هر کیلوگرم با مقادیر زیادی آب یون زدایی شده، با قیمت 01/0 تا 02/0 یورو در هر کیلوگرم در حال جایگزین شدن هستند. به علاوه کاهش حجم ضایعات خطر ناک امکان پذیر شده که خود کاهش در هزینه ها را به دنبال دارد.سازندگان رنگ همچون کاربران رنگ از تبدیل رنگ ها پایه حلال به پایه آب بهره می جویند.
نتیجه گیری
صنعت نوین پوشش های پایه آب تک (1K) و دو جزئی (2K) در حال توسعه و کار در حدیست که با سامانه های قدیمی پایه حلال قابل رقابت است. خواص کلیدی نظیر سختی، مقاومت در برابر آب و مواد شیمیایی به حدی رسیده که متقاضیان بازارهای پوشش های صنعتی را ارضا می کند. در ضمن امکان تهیه فرمولبندی های رنگ بسیار دقیق بازهم به بالاتر رفتن کارایی پوشش های بر پایه آب کمک کرده است. از دیدگاه اقتصادی، تبدیل سامانه های پایه حلال به پایه آب هم برای تولید کنندگان رنگ و هم برای کاربرمقرون به صرفه است
آیا پوشش های پودری ، پوشش بهینه چوب تلقی می شوند؟
پوشش های پودری به عنوان جایگزین زیست محیطی پوشش های حلال پایه، مشخصاً با انتشار کمتر ترکیبات آلی فرار و مواد خطرناک آلاینده هوا شناخته می شوند.علاوه بر این، فرایندهای پوشش پودر از مصرف انرژی و تولید پسماند می کاهند. و این در حالی است که این نوع پوشش ها در بعضی بازار ها کلیدی مختص این صنعت مثل چوب، چند سازه های چوبی و پلاستیک ها عمدتاً حضور ندارند.در اوایل کاربرد این نوع فناوری، دمای آستانه پخت عامل اصلی محدود کننده در استفاده از پوشش های پودری برای زیرآیندهای حساس به دما بود. با وجود این در سال های اخیر فناوریهای نوین استفاده از پوشش های پودری برای مثال پوشش های پودری سخت شونده با UV را برای طیف گسترده ای از زیرآیندها امکان پذیر نموده است. ویژگی های سطحی اثر زیادی روی پوشش های پودری پخت شونده با UV دارند و از جمله عوامل تعیین کننده در این فناوری به حساب می آیند.شرکت Surface Specialties رزین هایی را عرضه نموده که آنها را می توان در یک دوره زمانی قابل قبول و در فرمولاسیون پوشش های پودری کم دما پخت با سخت کننده های مناسب در دمای پایین پخت کرد. در این مقاله خواص و کارایی دو سامانه پوشش پودری تجارتی یکی پودر UV و دیگری پودر کم دما پخت به کار رفته بر روی فیبر چگالی متوسط ارائه و مقایسه شود.
کاربرد پوشش پودری روی MDF: اصول کلی و منافع اقتصادی
فن آوری کاربرد پودر، روشی سریع، تمیز و از نظر اقتصادی جذاب برای به دست آوردن محصولاتی با کیفیت بالا روی MDF است. فرایند پوشش شامل مراحل زیر است:
-ابتدا قطعه آویخته و یا روی تسمه نقاله قرار داده می شود.
-در بیشتر موارد زیرآیند پیش از اعمال پودر گرم می شود.گرما دهی در محدوده دمایی 80 تا 140 درجه سانتی گراد انجام می شود.
-پودر با استفاده ار افشانه پودری معمول با الکتریسیته اصطکاکی افشانده می شود.
-سپس قطعه پوشش داده شده برای ذوب کردن پودر وارد آون می گردد.استفاده از امواج متوسط زیر قرمز همراه با گرمایش جابه جایی می تواند مزید بر علت باشند.
MIR ذره های پودر را به سرعت ذوب کرده و جابه جایی گرما، پودر روی قطعه MDF را به روشی یکنواخت گرم می کند.ضمن این مرحله، واکنش شیمیایی/شبکه سازی به فوریت در پودر روی کم دما پخت شروع می شود که باعث محدودیت جریان خروجی فیلم مذاب می گردد. برای پخت کامل به آون با زمان تنظیم با محدوده زمانی 15 تا 20 دقیقه نیاز است. در مورد پودرهای پخت شونده با پرتو UV تنها وقتی که یه فیلم مذاب نور UV تابانده شود واکنش تشکیل اتصلات عرضی میسر می سازد .چون فرایند پخت با UV تنها چند ثانیه وقت می برد، زمان کلی فرایند برای پوشاندن قطعه MDF با پودر UV بین 3 تا 6 دقیقه کاهش می یابد. هنگام استفاده از پودر UV جدایی بین مراحل جاری شدن و پخت دستیابی به محصولاتی صاف تر با روشی آسانتر را تضمین می نماید.استفاده از پوشش پودری منافع اقتصادی زیر را در بر دارد:
-تنها با یک لایه و کاهش تعداد مراحل دستی و امکان بهره وری بیشتر می توان محصولات بسیار خوبی به دست آورد.
-این روش برای بستر صاف، پروفیل شده یا شکل دار قابل کاربرد است.
-برای یک رنگ یا یک محصول به خصوص زمان کار را می توان کوتاه کرد.
-در طول فرایند تقریباً VOC یا پسماند وجود ندارد.
مزایای استفاده از پودر UV در برابر پودر کم دما پخت
-توان تولید: فناوری کاربرد پخت UV فرایند بسیار سریعی را فراهم ساخته است به طوریکه مراحل ذوب و پخت به سرعت انجام می گیرد. کل زمان فرایند بین 3 تا 6 دقیقه است.
-تنوع محصول: به دلیل مجزا شدن فرایندهای ذوب و پخت می توان محصولات نقش دار و صاف تهیه کرد.
-مقاومت شیمیایی : فناوری پودر UV محصولاتی با کیفیت بالا را در اختیار قرار می دهد و استفاده از آن ها در آشپزخانه ، درب حمام و روی میز امکان پذیر است. محصولات پودر UV جوابگوی استاندارد صنایع لوازم آشپزخانه است.
-زیرآیندها ی MDF : MDF ماده حساس به دما است و اگر در معرض دمای بالاتر از 140 درجه سانتی گراد قرار گیرد ممکن است تغییر شکل داده و لبه های آن ، ترک بردارد. به تناوب گرم کردن برای جاری شدن پودر UV بطور کلی ملایم تر از جاری شدن و پخت است. به این ترتیب انتخاب MDF مناسب، برای کاربرد پودر UV کمتر اشکال ایجاد می کند.
مزایای کاربرد پودر کم دما پخت در قیاس با پودر UV:
-در بعضی از رنگ ها برای مثال زرد مادر رنگ به سختی با UV پخت می گردد. اما محدودیتی در این مورد برای پودر کم دما پخت وجود ندارد.
-برای ضخامت بیشتر از 200 میکرومتر در پوشش های ضخیم پودر کم دما پخت مشکل پخت ندارد. ضخامت پوشش برای پودر UV بسته به تیرگی 100 تا 150 میکرومتر است.
-سطوح پنهان ، با پودر UV قابل پخت نیستند.اما در پخت شکل های بسیار پیچیده با پودر کم دما پخت مشکلی وجود ندارد.
انتخاب MDF مناسب:
برای به دست آوردن نتایج مطلوب در استفاده از پوشش های پودری بر روی MDF در نظر داشتن چند خاصیت از MDF بسیار مهم است.
-محتوای آب بر کارایی پاشش الکترواستاتیک اثر دارد و ممکن است در دماهای بالاتر از 100 درجه سانتی گراد باعث آزاد شدن گاز شود .
-پایداری ابعاد تعیین کنده دمای بیشینه گرم کردن در آون قبل از شروع تغییر شکل و خم شدن قطعه است.
-چگالی پروفیل MDF به ویژه هنگام پوشش دادن MDF نقش دار بسیار حائز اهمیت است. این پروفیل در سرتاسر ضخامت MDF تقریباً باید مسطح و تا جایی که امکان داردچگالی بیشتری داشته باشد.
اثر انتخاب MDF بر کارایی انتقال توسط افشانش الکترواستاتیک ارزیابی شد و انواع متفاوتی از MDF تجارتی موجود با استفاده از پودر UV پوشش داده شدند. در اینجا به فرمولاسیون محصول نقش دار نیز اشاره خواهیم کرد.
روش های انجام آزمایش اثر افشانش الکترواستاتیک بر MDF نگهداری شده در شرایط مختلف آب و هوایی ، آزمایش شد.قطعات در شرایطی که از پیش تعیین شده بود به مدت 14 روز در دمای 23 درجه سانتی گراد و رطوبت نسبی (RH) 40% ، در 20 درجه سانتی گراد و RH 65 % و 20 درجه سانتی گراد و RH 86% قرار گرفتند. افشانش الکترواستاتیک ابتدا روی قطعه های نگهداری شده در شرایط خشک آزمایش شد.
قطعه های از پیش گرم نشده، با ابعاد mm 404 ×414 از روی یک خط بستر مسطح و در تیررس تفنگ افشانه ابر درخش با خروجی 120 گرم در دقیقه و با فاصله تفنگ تا بستر mm 200 با سرعت خطی m/min 5/2 عبور داده شد.
-قطعه های حاوی PMDI و PF بهترین افشانش پذیری را نشان دادند. از این نوع قطعه در مواردی استفاده می شود که در آن مقاومت در برابر رطوبت الزامی است. افشانش پذیری با مقاومت الکتریکی سطحی تخته فیبر ارتباط دارد.
-افشانش پذیری قطعه نگهداری شده در رطوبت نسبی 40% را می توان با پیش گرم کردن قطعه درست قبل از کاربرد پودر بهبود داد.گرم کردن سطح ترجیحاً با پرتو طول موج متوسط زیر قرمز انجام می شود.در این موارد، قطعه ها از یک آون MIR عبور داده می شود تا دمای سطح آن ها به 120 درجه سانتی گراد برسد. سپس وقتی که دمای سطح تقریباً 70 درجه سانتی گراد است پودر اعمال می گردد.
-افشانش پذیری برای تمامی قطعه های نگهداری شده در رطوبت نسبی 65 تا 85% مشکلی نداشت. از طرف دیگر ، خطر تاول زدن ضمن تشکیل فیلم با افزایش غلظت آب افزایش می یابد.مطمئناً برای محصولات با سطح صاف، تاول زدن در محتوای آب بیش از 8 تا 9% می تواند یک مشکل باشد.
-سطح قطعه با کاغذ سنباده p240، p320،p400 سنباده زده می شود.بهتر است از سنباده p320 کمتر استفاده شود، در غیر اینصورت سنباده زدن باعث می گردد اثر سنباده از داخل پوشش دیده شود. به ویژه در مورد سطوح با نقش های ریز این مورد صدق می کند.
به دلیل چگالی سطحی زیاد ظاهر پوشش نهایی تمامی قطعه های مورد آزمایش چه نوع استاندارد و چه MDF اختلافی نداشت. -چگالی بیشتر برای تخته فیبر، ظاهر اجزای پروفیل شده را بهتر می نماید. در این موارد حداقل چگالی kgm3 800 توصیه شده است.
هنگامی بهترین نتایج به دست می آیند که سطح پروفیل ها با گرمادهی صاف شوند.تمامی آزمایش های انجام شده در بالا هم با پودر کم دما پخت و هم پودر UV بر روی MDF با چگالی خیلی زیاد انجام شدند.پروفیل ها به طریقی نگهداری شدند که محتوای آب در آنها برای افشانش پودر بدون پیش گرم کردن به قدر کافی بالا بود.

فناوری رنگ، اعمال رنگ را سرعت می بخشد
با دیدگاه هرچه اقتصادی تر نمودن فرایند رنگ آمیزی خودرو، شرکت BASF Coatings به بررسی مطالعاتی روش های بهینه کردن فرایند های استاندارد تولید رنگ پرداخت. در راستای یک مجموعه از روش های مدون تحقیق و توسعه ، این شرکت سامانه رنگی را ابداع نمود که در آن عملکرد آستر رنگ را دیگر اجزای سازنده پوشش عهده دار هستند.دیگر شرکت های تولید کننده رنگ نظیر Hemmelrath نیز اقدام به ارائه راه حل های مشابه نموده اند
مقدمه
کاهش در هزینه ها، صرفه جویی در مواد، بهینه کردن فرایند ها و افزایش حجم تولید با بهبود دائمی کیفیت همراه شده است تا تقاضا برای رنگها هر ساله فزونی یابد.البته وجود سامانه های سنتی و محدودیتهای خاص فناوری در آن ها ، روند دستیابی به این موقعیت را کند کرده است.چنین موقعیتی شرکت BASF Coatings را بر آن داشت تا تمامی فرایند استاندارد تهیه رنگ بطور کامل مورد بازنگری موشکافانه قرار دهد. در پی مطالعه دقیق فرایند، محققین نتیجه گرفتند که کلید بهینه سازی در نقش آسترها نهفته است.بطور معمول، آسترها علاوه بر تراز کردن ناهمواری های سطح و بهتر کردن مقاومت در برابر ضربه ناشی از برخورد جسم سخت و حفاظت در برابر خوردگی، عملکرد مهم دیگری نیز دارد که در واقع سپر نور خورشید برای لایه الکتروفورز محسوب می گردند. لایه الکتروفورز در برابر نور UV حساس است. اگر نور خورشید یاهمان پرتوی UV از لایه های زیرین و رویین پوشش عبور کند و به لایه الکتروفورز برسد، چسبندگی این لایه را از بین می برد و جدایش پوشش از زیرآیند رخ می دهد.
مطالعات پژوهشی BASF به این باور منجر شد که امکان حذف کامل آستر وجود دارد.البته مشروط بر آنکه عملکرد آن به عهده
دیگر اجزای سازنده پوشش واگذار شود. این کار نه تنها می تواند به حذف یک تک مرحله از فرایند پوشش دهی بیانجامد، بلکه احتمالاً مراحل فرایند پوشش دهی مرتبط به هم را نیز می تواند حذف کند.
) فرایند حذف آستر I) تنها برای تجهیزات نوین مناسب است
ثابت شد که وارد کردن و یکی کردن جاذب های UV با لایه شفاف رویین جهت ممانعت از نفوذ پرتوهای UV به داخل پوشش چندان عملی نیست. چه لایه شفاف ، بی رنگی و شفافیت خود را تحت شرایط بخصوصی از دست می دهد و ته رنگ سبز یا زرد در آن پدیدار می شود.
با داشتن این تجربه بود که BASF Coatings) فرایند حذف آستر )I را مطرح نمود که در آن لایه زیرین آب با پایه از دو لایه تشکیل شده که نقش آستر جهت محافظت پوشش در برابر پرتوهای UV را نیز به عهده دارد. با استفاده از این فرایند، دیگر نیازی به آستر و مرحله پخت در کوره نیست، اما اولین لایه از لایه زیرین هنوز هم باید مرحله خشک شدن را پشت سر گذارد تا پس از آن بتوان دومین لایه از لایه زیرین آب پایه را روی آن اعمال کرد. قبل از اعمال لایه شفاف می باید مجدداً اجازه داد تا مجموع دو لایه خشک شود. در ادامه کار، رنگ در اتاق کوره سخت خواهد شد. با این حال ، این فرایند تنها برای تجهیزات نوینی که خاص آنهاست مناسب می باشد و امکان بهره بری از تجهیزات موجود ، ممکن نیست. بدین خاطر فرایند دیگری توسعه داده شد تحت عنوان ( فرایند حذف آستر II ) . این فرایند را می توان با استفاده از واحد های موجود مورد بهره برداری قرار داد.در این فرایند به واسطه کم شدن ضخامت کل لایه رنگ، از میزان نشر VOC کاسته می شود ، بی آنکه محدودیتی روی فام رنگ بوجود آید.
لایه های زیرین آب پایه را می توان بدون نیاز به خشک شدن در مرحله میانی نیز اعمال کرد.
در این روش نیز مانند (فرایند حذف آستر I ) آستر و لایه پایه توسط دو لایه آب پایه به نام های Color Pro I و Color Pro II جایگزین می شوند.دو وظیفه Color Pro I عبارت است از جذب پرتوهای UV و کمک به خواصی که آستری مسئول آن است. وظایف اخیر را Color Pro II به انجام می رساند که عبارتند از تراز کردن سطح و مقاوم نمودن پوشش در برابر ضربه ناشی از برخورد جسم سخت. این سامانه کار لایه های زیرین مرسوم را انجام می دهند. لازم به توضیح است که لایه های زیرین مرسوم عموماً طی دو مرحله اعمال می شوند. مرحله اول اعمال بارهای الکترواستاتیکی و مرحله دوم پاشش رنگ با فشار هوا جهت رسیدن به سطحی ویژه.
Color Pro I را می توان در مرحله اول اعمال کرد و سپس بدون نیاز به صبر کردن برای خشک شدن Color Pro II را اعمال نمود. Color Pro I مانند آستر عمل می کند در حالیکه Color Pro II همچون لایه پایه عمل می کند. هر دو لایه بعد از اعمال، تنها پیش خشک می شوند و در مسیر اعمال رنگ همراه با لایه شفاف رویین وارد کوره می شوند. از مشخصه های (فرایند حذف لایه II ) کاهش ضخامت پوشش تا حدود 76 تا 90 میکرون است که در قیاس با فرایند استاندارد آن که 105 تا 108 میکرون است حدود 28% کاهش نشان می دهد.
به این ترتیب با حذف آستری و متعاقب آن حذف مرحله تبخیر ، یک کوره پخت و مراحل سمباده زنی و rectification که پیش از این ضروری بودند، صرفه جویی قابل ملاحظه ای در هزینه ها به وجود خواهد آمد.
BMW خط تولید کوچک خود را به سامانه های بدون آستری تبدیل کرده است.آیا این سامانه های بدون آستری واقعاً امکانات خاصی را برای کاربران آنها عرضه داشته اند؟
در آخرین مواردی که دیده شده آن ها تنها به تجارت محدود نمی شوند اما تولید انبوه را نیز قدری با مشکل مواجه می سازند. برخی از بازار های خودرو قبلاً تولید خود را به (فرایند حذف آستر II ) تبدیل کرده اند و برخی دیگر قصد دارند که در آینده نزدیک خط تولید بدون آستری جداگانه نیز عرضه دهند. برای مثال ، واحد تولید BMW در آکسفورد انگلستان، بخش آسترها را بطور کامل تعطیل کرده است و به تدریج سامانه های قدیمی برای فام های مختلف با فناوری نوین بدون آستری جایگزین می شوند.شرکت VW Navarra ، در پامپولنای اسپانیا از نیمه دوم سال 2006 خط تواید Polo را به سامانه های بدون آستری تغییر دهد. در سپتامبر گذشته، واحد تولیدی VW در مکزیک بخشی از خط رنگ آمیزی خود را به سامانه های نوین مبدل کرد.Seat در مارتوریل اسپانیا نیز به واسطه وارد کردن ( فرایندحذف آستر II) در پی این هدف است که 25% ظرفیت آتی خود را به سامانه بدون آستری تغییر دهد.
نتیجه گیری
-با استفاده از (فرایند حذف آستر II) امکان حذف آستری و فرایند های مرتبط با آن عملی گشته است.
-این فرایند را می توان با امکانات موجود نیز راه اندازی کرد.
-محیط کار کاملاً تمیز است چرا که مرحله سمباده زنی بعد از اعمال آستری حذف می شود و لکه گیری جوش در بخش لایه رویین نیز دیگر لازم نیست.
-مقاومت رنگ در برابر پرتوهای UV افزایش می یابد.نواحی سمباده زده شده و ساختار زیرآیند کاملاً پنهان می ماند و ظاهر رنگ بسیار جذاب می شود.
-در قیاس با فرایندهای مرسوم، هزینه ها افت می کند ضمن آنکه سرعت تولید نیز قابل قبول است.
-ضخامت لایه پوشش کمتر از سامانه های موسوم خواهد شد.
-ظاهراً این نوع رنگ ها حقیقتاً با رنگ های تولید شده به روش مرسوم قابل قیاس است.
-برای تعمیر کردن آن ها هیچ محدودیتی وجود ندارد.

فلزات جلوه می دهند:
پوشش ها با جلوه فلزی ویژه پلاستیکها ، در مقیاس انبوه به بازارها عرضه شده و رایج گشته اند.با افزایش تنوع تاثیرات بصری لازم است که تولیدکنندگان رنگدانه، با یاری گرفتن از طرح های نوین در این مسیر قرار گیرند.علاوه بر جلای فلزی ، ویژگی های فنی نیز نقش مهمی را در این فرایند ایفا می کنند.
اصولاً در صنعت الکترونیک مصرفی دو گزینه برای طراحی سطح رنگی پلاستیک ها وجود دارد.اولین و تکراری ترین روش همان رنگ کردن پلاستیک است و موثر بودن آن برای برخی سطوح به اثبات رسیده است.اما در روش دوم، سطوح پلاستیک را ابتدا رنگ کرده و سپس پوشش می دهند.دلیل آن انعطاف پذیری بیشتری است که به طرح می دهد.به منظور ارتقای ویژگی های کاربردی مانند حفاظت در برابر پرتوهای UV یا مقاومت شیمیایی و مقاومت در برابر حلال ها کاربرد یک لایه پوشش از اهمیت خاصی برخوردار است. با توجه به افزایش رقابت، شرکت های صنایع CE تلاش بیشتری می کنند تا محصولات منحصر به فردی را که با درخواست های مشتری نیز در توافق باشد ارائه دهند.کیفیت رنگ، طراحی و هماهنگی بین شکل ظاهری و رنگ، نقش قاطعی در این زمینه ایفا می کند.برای هر محصول، با توجه به هدف، ترکیبی از فام های مناسب ایجاد می شود.این فام ها با طبیعت ،کیفیت یا عمر محصول ، هماهنگی دارد.
پاسخ گویی به نیاز ها از دیدگاه فنی، به نیازهای بخش طراحی ، به دو طریق پاسخ داده می شود.اول آن که بین طرح و فناوری می باید رابطه نزدیکی برقرار باشد تا در کنار خواسته های مشتری روند پیشرفت در امور به سرعت ، شناسایی و اجرا شود. دوم آنکه ، سازندگان پوشش باید این توانایی را داشته باشند تا در شرایط مناسب ، فام مورد نظر را تهیه کنند.تحت این شرایط روند تهیه فام های جدید سرعت می گیرد.
وجود پوشش ها ضروری هستند رنگدانه ها با فام متغیر با رنگدانه های جلودار دیگر آمیخته می شوند تا ویژگی های معینی به دست آید.در این موارد نباید، زیبایی و ظرافت پوشش نادیده گرفته شود. تاثیرات کروم، به همان قشنگی و زیبایی می باشد که همیشه بوده است، البته کاربرد آن به عنوان پوشش تک لایه تا حدودی محدود می شود.به هر حال ، این بدان علت است که خصوصیات فنی سطوح ، فقط بر روی برخی زیر ساخت ها می تواند به اجرا درآید. برای اینکه به درستی به این نیاز ها پاسخ دهیم، به کارگیری پوشش های شفاف ضروریست. حسی که پوشش ها بر جای می گذارند مهم است علاوه بر ویژگی های بصری، خصوصیات لامسه ای نیز ، بسیار مهم هستند.نرم و لاستیکی بودن باعث می شود تا محبوبیت و شهرت، افزایش یابد.یکی از پیشرفت های جدید، اثر کاغذ سمباده است که می تواند به صورت درجات مختلف زبری ایجاد شود. در این حالت یک افزودنی مومی شکل یا بافت کمکی، به فرمول پوشش رنگدانه با جلوه فلزی اضافه می شود تا میزان زبری و نا همواری مورد نظر به دست آید .این بسیار مهم است که میزان زبری به ریزی و کیفیت رنگدانه جلوه دار بستگی دارد.
آخرین کارهای مربوط به سطوح با فام نقره ای ، به سمت ریز بودن، همگن بودن و یکنواختی ، تمایل دارد.در اینجا هدف ، ایجاد ویژگی های بصری می باشد که از جلای فلزی بسیار زیادی برخوردار باشند.
رنگدانه های آلومینیومی جدید و بسیار ریزی که نقره تاب نامیده می شوند، ویژگی بصری خاص را بوجود می آورند. آن ها ساختار یکدست با سطحی همگن دارند که مسئول کیفیت انعکاس درخشان هستند.علاوه بر آن، این رنگدانه آلومینیومی، یک نسبت منظر یگانه ای دارد که به جز آن فقط در رنگدانه های PVD شناخته شده است.نسبت منظر ، نسبت قطر ذره به ضخامت ذره را تعیین می کند.بالا بودن نسبت منظر موجب تغییر حالت از روشن به تاریک می شود.
طراحی جلوه از کم جامد به پر جامد، امکان پذیر است
قدرت پوشانندگی این مواد جدید تقریباً 5/2 برابر رنگدانه سکه های نقره ای مشابه است. بنابراین با وارد کردن این رنگدانه های جدید، فاصله بین رنگدانه های سکه های نقره ای مرسوم و رنگدانه های آلومینیومی که با فرایند فلزی کردن تحت خلاء تولید می شود کم خواهد شد. در مقایسه با رنگدانه های فلزی شده تحت خلاء که ضخامت ذره ای آنها mm 30 است، می توان در انواع مختلفی از سامانه های پوشش دهی از (نقره قاب) استفاده کرد.این بدان معناست که رنگدانه های تولید شده به وسیله فرایند فلزی کردن ، نیز به خوبی کاربرد داشته و می توانند در منطقه خیلی خیلی کم جامد، جایی که ضخامت لایه های پوشش حداکثر 5 میکرون است، به درجه بالایی از درخشندگی برسند. برخلاف آن، با رنگدانه های آلومینیومی جدید، در محیط و پوشش های پر جامد می توان به درخشندگی بالا دست یافت. رنگدانه های بر پایه آهن، کمک می کنند تا به جلوه 3 بعدی برسیم از طریق تهیه رنگدانه های نسل جدید با جلوه فلزی می توان به پوشش های سه بعدی تک لایه جلوه دار رسید. این مواد نوین بر پایه آهن هستند.استفاده از مواد مغناطیسی یا نوارهای مغناطیسی باعث به وجود آمدن ویژگی سه بعدی فلزی می شود. از نظر کیفیت رنگ ، این نوع رنگدانه از ظاهری فلز گونه بر خوردار است .سایه رنگ به نظر فلزی، همگن و خاکستری می رسد ولی وقتی که متمایل می شود، به سیاه متالیک تبدیل می گردد.این نوع رنگدانه های جدید، الهام بخش عقاید نوین طراحان هستند و مطمئناً در نو آوری فام های خیالی در آینده، شرکت خواهند داشت.
پوشش محافظ الکترومغناطیسی، مزایا و معایبی دارد
میزان اثر جذب کنندگی پوشش برای جذب امواج الکترو مغناطیس از آن جهت مهم است که از این نوع پوشش ها روی تلفن های باطری دار و وسایل شبکه داخلی بی سیم استفاده می شود. نظریات و عقاید متعددی در زمینه استفاده از رنگدانه های با جلوه فلزی وجود دارد. بنابراین نظریات این نوع پوشش ها می توانند یک اثر حفاظتی روی عملیات دریافت و ارسال آنتن های داخلی داشته باشند.در این نوع پوشش ها باید توان ارسال و دریافت امواج بالاتر باشد، بی شک خود موجب می گردد مصرف کننده در معرض تشعشعات الکترومغناطیس بیشتری قرار گیرد.
مقدمه ای بر پوشش های پودری
پوشش های پودری شامل رنگدانه ها و افزودنی های پخش شده در یک محمل تشکیل دهنده لایه می باشند که بصورت پودرهای ریز تولید می شوند. این پودرها با یک پاشنده الکترواستاتیک بر روی سطوح مورد نظر پاشیده می شوند.ذرات پودر در پاشنده باردار می شوند و لایه نازکی را روی سطح مورد نظر تشکیل می دهند که پس از عبور از یک کوره ، در اثر حرارت ذوب شده و پس از تشکیل پیوند عرضی ، پوششی سخت ، با دوام و غیر قابل انحلال به وجود می آورند.
تاریخچه پوشش های پودری ساخت اولین پوشش پودری گرماسخت به سال های 1950 در آمریکا باز می گردد که از اختلاط خشک و ساده رزین اپوکسی پودر شده، عامل پخت جامد و رنگدانه های آسیاب شده تهیه می شد.در آن دوره به روش بستر سیال بر روی قطعه ای از پیش گرم شده پوششی با ضخامتی حدود 200 میکرون ایجاد می نمودند. به دلیل اندازه ریز ذرات و اختلاط طبیعی اجزای مخلوط در بستر سیال شده، سیالیت موثر به سختی به دست می آمد و این امر منجر به نتایج غیر یکنواخت می شد. کاربرد پوشش های پودری در آن زمان محدود به موارد خاصی از قبیل مقاومت خورندگی و عایق الکتریکی می شد. در اواخر دهه 1950 تا اوایل 1960 یک شرکت شیمیایی در انگلستان و هلند دو روش جدید را جهت تولید پوشش های پودری ارائه نمود که عبارت بودند از روش B-Staging و روش مذاب Hot melt mixing .
در روش B-staging رزین های اپوکسی مایع و سخت کننده های مایع تا یک حالت پخت جزئی واکنش می دادند. در این روش اجزا تشکیل دهنده به مواد جامد با نقطه ذوب پایین پلیمریزه شده و سپس توسط آسیاب پودر می گردیدند.
پودر حاصل از این روش سپس می توانست بر روی یک سطح اعمال شده و در دماهای بالاتر پخت شود و پوششی کاملاً شبکه ای تشکیل دهد. مشکل این فرایند حساسیت کم به تغییرات دما و در نتیجه اشکالات به وجود آمده در یکنواختی هر بار تولید بود.
در روش اختلاط مذاب از یک مخلوط کن گرمایی برای ذوب نمودن و ترکیب مواد جامد رزین اپوکسی، عامل پخت جامد و رنگدانه ها استفاده می شد، سپس این مواد سرد شده و بصورت یک لایه نازک در می آمد که نهایتاً در آسیاب به پودر تبدیل می شد. این روش تنها به دلیل حضور یک نوع رزین اپوکسی با نقطه ذوب حدوداً 90 درجه سانتی گراد و یک عامل پخت با فعالیت میسر بود، برنامه پخت آن نیز بر اساس استاندارد روز کند بود. نتایج حاصله از محصولات بر پایه اپوکسی به برخی خواص کلیدی منجر شد که در کارهای بعدی مورد توجه قرار گرفت:
- چسبندگی فوق العاده
- جمع شوندگی کم به هنگام پخت
- مقاومت شیمیایی و خورندگی خوب
- حداقل مقدار انتشار موار فرار رزین های جایگزین در پوشش های پودری
در اولین پوشش های پودری به دلیل مصرف زیاد رزین اپوکسی دو مشکل جدی وجود داشت: پایداری در مقابل نور UV و مقاومت زردگرایی آن ها ضعیف بود. از این رو کاربردهایشان به استفاده در داخل ساختمان و مصارف غیر تزئینی محدود می شد. برای غلبه بر چنین مشکلاتی، تحقیقاتی توسط شرکت های متعدد در دهه 1970 با هدف ساخت سامانه های مقاوم تر صورت گرفت. این پژوهش ها منجر به تولید رزین های پلی استر اشباع شد که امروزه در ترکیبات مختلف رنگ های پودری مورد استفاده قرار می گیرد.
سامانه های پلی استر در ابتدا بر پایه رزین هایی با گروه فعال هیدروکسیل بودند که با هگزامتوکسی متیل ملامین شبکه ای می شدند.اما آزاد کردن الکل به هنگام پخت و پخت کند، از جمله معایبی بود که مانع از انتخاب آن ها گردید. در سال 1970 از رزین پلی استر کربوکسیلیک به همراه تری گلیسیدیل ایزوسیانات به عنوان عامل پخت استفاده شد.
یک نوآوری در سال 1971 منجر به ترکیب رزین های پلی استر کربوکسیلیک با رزین اپوکسی بیس فنول A برای تولید سامانه هیبرید یا پودر اپوکسی پلی استر شد. پیشرفت های بعدی بر پایه رزین های پلی استر هیدرو