عصای موسی و دم مسیحا: بررسی تعدادی از کلیدی ترین آزمون های کنترل کیفی برای رنگ های اکریلیک براق و نیمه براق آب پایه ساختمانی

بسپار/ ایران پلیمر چند سالی است که به برکت توسعه فعالیت های مشاوره ای و آموزشی ؛ با خیل عظیمی از سؤالات همکاران ارجمند در صنعت رنگ بر خورد کرده ام که نگارنده را مجبور به تحقیق و پژوهش و پیگیری کردندو خود زمینه دیگری برای بروزرسانی اطلاعات قدیمی و ورود به تازه های علمی و فنی شدند.

اما تعدادی از سؤالات مطرح شده در تلگرام و جلسات کلاسها و مشاوره ها، علاوه بر تشابه، از ویژگی های خاصی برخوردارند که می توان آنها را، در قالب مجموعه هایی، آماده و جمع بندی نمود. لذا همان طور که چندین مقاله قبلی ام بر اساس سؤالات مطرح شده پر تکرار بودند،مقاله ارائه شده نیز از این قاعده مستثنی نیست. 

در میان سؤالات، به کرات پرسش هایی مطرح می شد که پاسخ آن ها ریشه در داشته های علمی و تجربی ندارد، بلکه محتاج کرامات ماورایی است. مثلا  سوال می شود: در رنگ براق یا نیمه براق… چگونه می توان مصرف تیتان ( تیتانیوم دی اکساید ) و رزینرا نصف کرد، پوشش را دو برابر و قیمت محصول گران قیمتی را مثلا 25 تا 30% کاهش داد…؟!؟!

در چنین مواردی ناچارم بگویم، اینکار عصای موسی و دم مسیحا می خواهد نه قوانین شیمی و فیزیک…!! بنده هم اگر چنین کراماتی داشتم، پیشتر ادعای پیامبری می کردم و یا حداقل خودم چنان رنگ معجزه آسایی را تولید می کردم، چرا به دیگران بدهم…!؟!؟

رنگسازی مانند همه رشته های تخصصی دیگر به شدت نیازمند دانش و تجربیات انباشته در کنار یکدیگر و بکارگیری تکنیک های خاصی است که بتوانند ما را در راه رسیدن به اهداف هدایت و راهنمایی کنند. باید از روش هایی استفاده کرد که پشتوانه علمی دارند تا بتوان داده های لازم را تولید و تحلیل کرد و در نهایت به محصولاتی رسید که برآیند خواسته های گوناگون و بعضا متناقض، با داشته های محدود باشند. چنانکه در مهندسی ساختمان، معماری، نساجی، اقتصاد و حتی سینما چنین است. همواره محصول نهایی همان خواسته ما و مواد اولیه و دانش، همان داشته های ما هستند. در هیچ رشته ای مواد اولیه و امکانات، نامحدود نیستند ولی همگی باید خواسته نهایی یا محصول با کیفیت و مورد قبول متقاضیان را تامین کنند.

 اما اگر بخواهیم قیاسی فلسفی بین علوم امروز و کرامات دیروز داشته باشیم، باید بگوییم که تولید اطلاعات دقیق، منظم و مرتبط را می توان عصای موسی و تحلیل اطلاعات و رسیدن به محصول هدف را دم مسیحا دانست. به روایتی دیگر ؛ برای رسیدن به دم مسیحایی امروز باید عصای موسیداشته باشید.

از این مقدمه برای پاسخ به یکی از رایج ترین پرسش های مدیران و کارشناسان بخش کنترل کیفیت یا  بخش تحقیق و توسعه شرکت های تولید رنگ های آب پایه اکریلیک ساختمانی استفاده خواهد شد.

از آنجا که رنگ های اکریلیک آب پایه ساختمانی هنوز فاقد استانداردهای ملی یا استانداردهای مدون روش تست مانند رنگ های پلاستیک و روغنی آلکیدی هستند،کم نیستند همکارانی که برای بررسی کیفی رنگ های اکریلیک آب پایه براق، نیمه براق تا مات – جایگزین رنگ های آلکیدی ( روغنی ) – نیازمند دستورالعمل های مشخصی هستند. شک نیست که چنین رنگ هایی باید معیارهای متفاوتی از دیگر رنگ های اکریلیک نظیر آستریهای پوششی، رنگ های نمای بیرونی یا رنگ بتن، رنگ های تکسچر، رنگ های استخری و ترافیکی و… تا رنگ های عایق داشته باشند.

1. آزمون های روتین

اغلب شرکت های رنگسازی کشور بطور معمول تعدادی از آزمون های مهم رنگ های آب پایه مندرج در استاندارد ملی 289 را به شرح زیر می گیرند که بدون شک ادامه انجام آنها اجتناب ناپذیرست. آزمون هایی نظیر درصد جامد، دانسیته، پی اچ، براقیت، ویسکوزیته، دانه بندی، شستشو، بازتاب و پشت پوشی با تباین ( نسبت بازتاب رنگ روی کارت مشکی با بازتاب همان رنگ از روی کارت سفید ضربدر 100 ) باید همچنان بعنوان آزمون های اصلی ادامه یابند. هر چند که آزمون شستشو برای رنگ های اکریلیک جایگزین روغنی، اطلاعات مفیدی به دست نمی دهد و تنها ارزش مقایسه ای دارد ولی باقی موارد را باید با دقت و حساسیت بیش از پیش و برای هر بچ تولیدی انجام داد.

در ادامه، به 3 آزمون آزمایشگاهی کلیدی که از مهمترین آزمون های، کنترل کیفی هستند را با ذکر روش اجرا و دلایل آنها خواهم پرداخت:

1. تست ماندگاری در 60 درجه سانتی گراد

بدون شک از نظر اینجانب، کلیدی ترین تست کنترل کیفی رنگ های آب پایه در آزمایشگاه کنترل کیفیت، همانا تست ماندگاری است. زیرا علاوه بر اینکه این مجموعه تست می تواند از ثبات رنگ در ظرف در بلندمدت و در بازار مصرف خبر دهد، می تواند بسیاری ازمشکلات فرمولاسیون ما را مشخص کند و جلوی بروز آسیب های احتمالی به شرکت و مشتری را بگیرد. از جمله مشکلات مختلف در دیسپرسیون رنگ و رزین پایه، فعالیت میکروارگانیسم ها و هماهنگی اجزای رنگ با یکدیگر است و…!

این تست در استاندارد ملی ایران به شماره 289 آمده ولی به اطلاعات قابل استخراج از آن و آزمون های دوره ای از رنگ داخل ظرف سخنی به میان نیامده است و در نتیجه تستی کلیدی و مهم به آزمونی بعضا بی نتیجه و فرعی تبدیل شده است. در ادامه به آزمون های تکمیلی این تست کلیدی پرداخته خواهد شد.

روش تست

الف – در تست ماندگاری ابتدا تعدادی از شاخص های کیفی رنگ ( به شرح زیر ) بررسی و مستندسازی می شوند. سپس  چند قوطی با مقداری مشخص از رنگ – حداقل 100 گرم – را داخل ظرفی در بسته و کاملاً آب بند ریخته و داخل اینکوباتور گذاشته میشود. نمونه رنگ پس از یک هفته مجددا مورد ارزیابی قرار گرفته و پارامترهای آن با اعداد روز اول مقایسه می شوند. این عمل برای چندین هفته – که در ادامه خواهید خواند – ادامه می یابد و در نهایت مجموعه اطلاعات استخراج شده را با هم مقایسه کرده و بدین ترتیب ثبات یا تغییرات احتمالی رنگ در بلند مدت ( تا 2 سال آتی ) را رصد می گردد.

ب – زمان تست ماندگاری داخل ظرف برای  رنگ های پلاستیک، قرار گرفتن در دمای60 درجه برای2 هفته مناسب و 3 هفته ایده آل است و برای رنگ اکریلیک در دمای ۵۰ درجه سانتی گراد به مدت ۶ تا ۸ هفته و در دمای ۶۰ درجه سانتی گراد، زمان ۴ تا ۶ هفته کافی است. البته استاندارد ملی289 برای رنگ پلاستیک، ماندگاری را ۱ هفته دردمای ۵۰ درجه سانتیگراد تعریف کرده که کافی نیست.در رنگ اکریلیک نیز اغلب رنگسازان به ۳ هفته یا ۲۱ روز قناعت می‌کنند که برای بررسی  های دوره ای تصادفی، حداقل خوبی است. لذا توصیه می گردد.  مدت زمان تست را در مرحله رسیدن به فرمولاسیون پایه در محدوده 4 تا 6 هفته مراعات کنید ولی بعد از اطمینان از هماهنگی سیستم و تنها جهت  کنترل دوره ای، زمان تست را  به 3 هفته تقلیل دهید.

پ – تعداد و حجم ظروف نیز وابسته به تعداد هفته ها و نوع تست هاست. زیرا در پایان هر هفته باید یکی از ظروف باز شده و مقداری از رنگ برای تست ها مصرف و از حجم ظرف کاسته میشود. بدیهی است که کاهش حجم رنگ و افزایش بخش خالی روی ظرف می تواند به تبخیر آب و حلال های موجود در رنگ و تغییرات پاره ای از پارامترها بیانجامد و لذا توصیه می کنم تا ظروفی که در هر هفته باز شدند، مجددا در اینکوباتور قرار نگیرند. از سوی دیگر حداقل میزان رنگ برای تست ویسکوزیته با دستگاه کربس، برابر 500 گرم می باشد. لذا برای تست ویسکوزیته حداقل یک ظرف بیش از 500 گرم لازم داریم و برای سایر تست ها به ازای هر هفته حداقل یک ظرف 100 تا 150 گرمی نیازست.  

ت – تغییرات مورد ارزیابی به شرح زیر می باشند:

1- کنترل PH: هرگونه افزایش و یا کاهش پی اچ نشان از عدم ثبات سیستم رنگ آب پایه دارد. خصوصا کاهش پی اچ نشانگر فعالیت میکروارگانیسم هاست که بطور معمول هدایتگر‌ ما در تعیین میزان نیاز به پرزرواتیوها ( یا نگهدارنده های داخل قوطی در برابر میکروارگانیسم ها ) هم هست. یعنی چنانچه در رنگ طی 2 هفته با افت پی اچ مواجه شویم میتوان نتیجه گرفت که در کنترل تعداد و انواع باکتری ها و میکروارگانیسم ها با کاستی مواجهیم و لاجرم باید نگران منابع ورود آلودگی و یا نوع و میزان پرزرواتیوهای محیط باشیم.

1. کنترل ویسکوزیته: ثبات ویسکوزیته در طی دوره انجام تست ماندگاری، یکی از مهمترین علائم ثبات در رنگ آب پایه است. با این وجود افزایش 3 تا ۵ واحد کربس طی یک هفته اول خصوصا در رنگ های پرجامد، اغلب بلامانع است ولی تکرار این افزایش در هفته های بعدی نشان از نقص در سیستم و اغلب نقص دیسپرسیون رنگ یا پوشش می باشد.

1. کنترل دانه بندی: افزایش دانه بندی فیلر- پیگمنت ها از دیگر مشکلات رایج در دیسپرسیون رنگ و پوشش است که همزمان آثار خود را در دانه بندی، ویسکوزیته و گاه براقیت نشان می دهد. لذا کنترل دانه بندی رنگ در هر هفته معیاری بسیار مناسب برای تعیین ثبات یا عدم ثبات رنگ و پوشش است.

 از دلایل عمده افزایش دانه بندی می توان به ناهماهنگی نوع و میزان دیسپرسورها با فیلر-پیگمنت اشاره کرد.

 تداخل عمل دیسپرسور با رزین یا یکی دیگر از اجزای رنگ نیز محتمل است. در موردی نادر، افزودن نوعی ضدکف می توانست به افزایش دانه بندی تا مرز تبدیل ذرات به دون و همزمان کاهش شدید براقیت بیانجامد.

5- کنترل بازتاب و پشت پوشی با تباین: در تکمیل تست های ماندگاری، توصیه می کنم بازتاب و پشت پوشی به روش تباین نیز که در استاندارد ملی 289 مربوط به رنگ ای پلاستیک آمده انجام گیرد. زیرا آزمون دانه بندی، از جمله آزمونهای پرخطا و وابسته به قدرت تشخیص اپراتور هستند و نوسانات خیلی کم را به سادگی نشان نمی دهند ولی آزمون بازتاب و تباین تست هایی دستگاهی با خطای کمتر و متکی به اعداد و ارقام می باشند که تحلیل داده ها را راحت تر می کند. 

1. کنترل براقیت: ثبات براقیت طی 3 تا 4 هفته پیاپی یکی از بهترین شواهد ثبات و هماهنگی اجزاء در رنگ های آب پایه است که در بند 2 و 3 بدان پرداختم. با این حال، افت براقیت تا 5 % رقم اولیه طی یک هفته اول بلامانع ولی تکرار آن طی هفته های بعدی قابل پذیرش نیست. محدوده افت براقیت در رنگ های مات حداکثر تا 10%  طی یک هفته اول بلامانع است.   

1.  همگن و هموژن بودن محیط رنگ و شکل ظاهری آن: از دیگر علائم اختلال در محیط رنگ ایجاد دون، دلمه و لخته ؛ آب انداختن، رو آمدن حلال و در نهایت دو فازی می باشد که با رسوب کردن بخشی از رنگ در پائین ظرف و بالا آمدن آب شفاف یا زرد و یا محلول شیری رنگ همراه است. در نهایت رنگ خارج شده از اینکوباتور باید موقع همزدن شبیه نمونه رنگ اولیه و بیرون از اینکوباتور باشد.

1. کنترل تغییر فام و روافتادگی پیگمنت: 2 پدیده مشهور Flooding & Floating اغلب در رنگ هایی با پیگمنت های آلی و خصوصا پیگمنت هایی با دانسیته متفاوت رخ می دهد که نشان دهنده نوعی مشکل در دیسپرسیون پیگمنت هاست. بدین ترتیب چنانچه رنگی قبل یا بعد از رقیق سازی در اینکوباتور دچار یکی از این دو پدیده شود، با مشکل دیسپرسیون پیگمنت ها مواجه است.

 برای کنترل روافتادگی و تغییر فام رنگ های آب پایه می توان رنگ را با 10 تا 20 % آب رقیق کرد و در ظرفی مستقل، تنها برای یک هفته در اینکوباتور نگه داشت و نتیجه را بررسی کرد.

1. کنترل بو: در روش های نوین کنترل مواد شیمیایی در دنیا، مشاهده می شود که توجه به بوی مواد و محصولات که اغلب نشان دهنده حضور حلالهای آلی است بشدت مورد توجه قرار گرفته است. لذا توصیه می کنم که محصولات آب پایه خود را از این جهت نیز با نمونه های مختلف موجود در بازار مقایسه نموده و سعی در کاهش بیش از پیش آن داشته باشید. خصوصاً صادرکنندگان رنگ و پوشش های آب پایه باید به این نکته توجه کنند که محموله های صادراتی آنها در مبادی گمرکی از این جهت مورد ارزیابی قرار می گیرند. لازم به ذکرست که پاره ای تصورات غلط از کاربرد موادی نظیر آمونیاک باعث شده تا در میزان و زمان افزودن این ماده به رنگ، اشتباهاتی رخ دهد. از جمله تصور غلط کاربرد آمونیاک بعنوان یک ضدکپک باعث می شود تا از این ماده در انتهای تولید به میزان زیادی استفاده شود که جز آزار مصرف کننده و رها کردن رنگ بدون مواد نگهدارنده مناسب، کمترین نتیجه ای ندارد.

1. کنترل آثار کپک روی سطح رنگ یا روی سطوح داخلی ظرف رنگ: از دیگر نکات مهم در کنترل کیفیت رنگ های آب پایه، توجه به آثار کپک و قارچ است که اهمیت آنرا هر تولیدکننده ای بخوبی در می یابد.

     یک مسوول کنترل کیفی یا فرمولاتور با تجربه از مشاهده نمونه های متعدد رنگ های مختلف داخل و خارج اینکوباتور و مقایسه آنها با نمونه اولیه، به اطلاعات ذی قیمتی می رسد که راهنمای بسیار مفیدی برای ادامه فعالیت های وی در شناسایی نقاط ضعف و قوت و یا رفع عیوب رنگ است.

1. چسبندگی به رنگ روغنی قدیمی

  دومین تست کلیدی که بطور معمول در کارخانجات رنگ ایران اعمال نمی شود ولی باید در زمره تست های کنترلی  ایشان برای رنگ های آب پایه جایگزین رنگ روغنی – آلکیدی درآید، کنترل چسبندگی رنگ اکریلیک به رنگ روغنی قدیمی است.

    زیرا بسیاری از سطوح ساختمانی موجود در کشور برای رنگ آمیزی مجدد، با رنگ آلکیدی پوشش  داده شده اند و رنگ جانشین باید روی آن اعمال گردد. دوم اینکه رایج ترین آستری ضدزنگ سطوح آهنی در کشورمان و اغلب نقاط دنیا همچنان آستریهای آلکیدی هستند که باید رنگ اکریلیک جایگزین رنگ روغنی، روی آن اعمال گردد و لذا توان چسبندگی، رنگ اکریلیک ما باید با روشی استاندارد مورد ارزیابی و کنترل قرار گیرد. این تست خصوصا در هنگام انتخاب نوع رزین مصرفی باید بسیار مورد توجه قرار گیرد.

روش آزمون:     

در این آزمون ابتدا یک لایه آستری آلکیدی و دو لایه رنگ آلکید براق بر روی ورق آهنی اعمال شود، سپس رنگ الکید را بمدت دو هفته در دمای°c 40  قرار دهید. آنگاه 2 لایه از رنگ امولسیونی را روی رنگ الکید کهنه شده اعمال کرده، اجازه دهید یک هفته در دمای°c 32  و رطوبت 50% خشک شود. سپس با یک دستگاه Cross Cut یا به کمک یک تیغ جراحی، یک برش شبکه ای ( 6 × 6 ) به طول برش mm20 ایجاد نمایید ( فاصله بین هر برش mm 2 ) خاکه ها و براده ها را با یک برس نرم پاک کنید. سپس نوار چسب نیمه شفاف را بر روی برشهای عمود بر هم بچسبانید. سطح چسب را با پشت ناخن یا پاک کن بمالید تا مطمئن شوید به خوبی به سطح چسبیده است. سپس چسب را با زاویه 180 درجه نسبت به محور نوار چسب با یک حرکت سریع بکنید و سطح را به منظور پیدا کردن تکه های کنده شده بررسی نمایید. درجه چسبندگی باید حداقل 4B باشد.

درجه بندی چسبندگی در شکل زیر آورده شده است:

[EasyDNNGallery|11804|Width|900|Height|900|position||resizecrop|False|lightbox|False|title|False|description|False|redirection|False|LinkText||]

نگارنده: مهندس شهرام یزدی

(ادامه دارد…)

متن کامل این مصاحبه را که در شماره 192ام بسپار منتشر شده است بخوانید.

در صورت تمایل به دریافت نسخه نمونه رایگان و یا دریافت اشتراک با شماره های 02177523553 و 02177533158 داخلی 3 سرکار خانم ارشاد تماس بگیرید. امکان اشتنراک آنلاین بر روی صفحه ی اصلی همین سایت وجود دارد.