اختصاصی بسپار/ بهترین روشها برای رنگ آمیزی قطعات پلاستیکی
بسپار/ایران پلیمر پلاستیکها میتوانند مواد چالشبرانگیزی برای زیباسازی باشند. ویژگیهای سطحی مختلف، انرژی سطحی و قطبیت کمتر تنها برخی از خصوصیات چالشبرانگیز آنها هستند که در فلزات دیده نمیشوند. نهتنها قابلیت پوشرنگزنی پلاستیکها با سایر کارپایهها (substrates) متفاوت است، بلکه حتی میان انواع مختلف پلاستیک نیز تفاوتهایی وجود دارد. مواد گوناگونی به پلاستیکها اضافه میشوند تا خواص فیزیکی و شیمیایی مطلوبی ایجاد کنند. مشکل اینجاست که ماهیت این افزودنیها قابلیت پوشرنگپذیری قطعه را تغییر میدهد. مشکلات پوشرنگپذیری تنها به ترکیب پلاستیک محدود نمیشود. عوامل رهایش قالب (molding release agents) و سایر محصولات مورد استفاده در فرایند شکلدهی نیز میتوانند پوشرنگزنی پلاستیکها را دشوار کنند.
چالشهای چسبندگی
ترکیب شیمیایی پلاستیک تا حد زیادی انرژی سطحی آن را تعیین میکند. بهطور کلی، یک سطح با انرژی سطحی بالاتر راحتتر توسط پوشرنگ (paint) خیس میشود و پوشرنگپذیرتر است. این موضوع همچنین به معنای چسبندگی بهتر پوشش خواهد بود. قطبیت پایین مولکولهای موجود در پلاستیکهایی مانند پلیاتیلن و پلیپروپیلن دلیل اصلی انرژی سطحی کم و چسبندگی ضعیف پوشرنگ است. افزایش انرژی سطحی و در نتیجه، چسبندگی بهتر پوشرنگ یکی از اهداف اصلی پیشآمایش (pretreatment) پلاستیکها محسوب میشود.
انرژی سطحی با تحلیل “خیسشوندگی” کارپایه (substrate) اندازهگیری میشود. آزمایش خیسشوندگی سطح شامل اندازهگیری زاویهی تماس قطرات پوشرنگ روی قطعه است. زمانی که یک مایع کاملا سطح را خیس نمیکند، به دلیل کشش سطحی زاویهی تماسی تشکیل میشود. کشش سطحی مانع از پخش شدن قطرهی پوشرنگ روی سطح میگردد و درعوض باعث میشود قطره، شکل خود را حفظ کرده و روی قطعه باقی بماند. به قطرات بارانی فکر کنید که روی یک عرشهی تازه رنگشده یا روی کاپوت خودرویی که بهتازگی واکس زده شده است، مینشینند. قطرات بهصورت برجسته و گرد روی سطح قرار میگیرند. این دقیقا همان چیزی است که در پوشرنگزنی پلاستیکها نباید رخ دهد. بنابراین، چه کاری میتوان انجام داد؟
در بیشتر موارد، تمیزکاری را میتوان با یک شستوشوی پرقدرت و سپس پاکسازی با یک حلال انجام داد. با اینحال، این فرایند باید بهطور منظم بررسی شود. زیرا بقایای مواد شوینده ممکن است چسبندگی را بکاهند و منجر به ایجاد لکههای آب یا دیگر مشکلات ظاهری شوند.
یک جایگزین نوآورانه برای روشهای سنتی تمیزکاری پلاستیکها، استفاده از افشانش CO2 است که شامل یک جریان جت از ذرات CO2 و یک گاز پیشران است که روی سطح متمرکز میشود.
شرکت Cool Clean Technologies، پیشرو جهانی در فناوری تمیزکاری مبتنی بر CO2، تاکنون بیش از ۵۰ سامانه برای تمیزکاری پلاستیکهای خودرویی نصب و اجرا کرده است. تمیزکاری با افشانهی CO2 برای پوشرنگزنی قطعات داخلی پلاستیکی توسط BMW و سایر تولیدکنندگان آلمانی اعمال شده است. همچنین، مشتریان دریافتند که این فناوری نتایجی برابر یا بهتر از سامانههای آبپایه ارائه داده و باعث کاهش هزینههای عملیاتی تا ۸۰ درصد و کاهش فضای کارخانهای موردنیاز تا کمتر از ۲۰ درصد یک سامانهی شستوشو شده است.
افشانهی تمیزکاری CO2 یک فناوری خشک، غیرچگالشی و بدون نیاز به آب است که هیچگونه باقیماندگی پس از تمیزکاری بر جای نمیگذارد. از ایجاد میعان سطحی با استفاده از جریان هوای گرم بهعنوان پیشران برای ذرات CO2 جلوگیری میشود. در نتیجه افشانهی CO2 یک روش تمیزکاری خشک، بدون تماس و قابلاستفاده در هر خط تولیدی را ارائه میدهد. خودکارسازی افشانهی CO2 موجب بهبود و یکنواختی در تمیزکاری شده و هزینههای ضایعات را کاهش میدهد.
به گفتهی شرکت Cool Clean Technologies کاهش ضایعات و دوبارهکاری با این روش میتواند قابلتوجه باشد. برای مثال، یکی از مشتریان تامینکنندهی قطعات اصلی با نرخ ۴۰ درصد دوبارهکاری یک قطعهی پلاستیکی بزرگ مواجه بود، اما پس از اجرای یک سامانهی خودکار چهاررباته برای تمیزکاری CO2، این نرخ بیش از ۶۰ درصد کاهش یافت. با اجرای تمیزکاری CO2، آنها توانستند چهار ایستگاه از شش ایستگاه دوبارهکاری خود را حذف کنند.
پلاستیکها همچنین تمایل دارند بارهای الکترواستاتیکی ایجاد کنند که ذرات پرز و گردوغبار را جذب میکند. استاتیک میتواند حتی پس از بهترین شستوشو با شویندهها مشکلساز باشد، زیرا بیشتر آلودگیهای باقیمانده پس از چرخهی شستوشو به قطعه جذب میشود. برای بهترین نتیجه، اتاق پوشرنگ باید در رطوبت نسبی حدود ۵۰ درصد حفظ شود و هوای تصفیهشده به آن تامین گردد. همچنین، هر کسی که وارد اتاق میشود باید لباسهای بدون پرز، روکش مو و پوشش کفش بپوشد. اگر مشکل جذب استاتیکی همچنان ادامه داشته باشد، میتوان از تجهیزات خنثیکنندهی بار استاتیکی یا تفنگ هوای یونیده استفاده کرد. این محصولات هوای ورودی را تصفیه کرده و هوای یونیده را به سطح میدمند تا یونهای مثبت و منفی تمام بارهای استاتیکی را خنثی کنند.
طبق گفتهی شرکت Hildebrand Technologies اعمال هوای یونیده به قطعهی پلاستیکی قبل از پوشرنگزنی نهتنها آلودگی را از قطعه حذف میکند، بلکه قطعه و ذرات آلودگی را خنثی میکند تا از چسبیدن دوبارهی آنها قبل از رسیدن به صافی هوای اتاق جلوگیری شود” تمیزکاری با هوای یونیده باید دقیقا پیش از پوشرنگزنی انجام شود تا حداکثر پاکیزگی و جلوگیری از هرگونه آلودگی دوباره تضمین شود.
یکی دیگر از عوامل رایج در ضعف قابلیت پوشرنگزنی پلاستیک، عوامل رهایش قالب (mold release agents) هستند که برای تسهیل جداسازی قطعات پلاستیکی از قالبها استفاده میشوند. انواع مختلفی از این عوامل رهایش وجود دارند و برخی از آنها ممکن است مشکلات عمدهای در چسبندگی پوشرنگ ایجاد کنند. عوامل رهایش قالب که در آب حلپذیر هستند، گزینههای مطلوبتری محسوب میشوند، زیرا میتوان آنها را بهسادگی با شستوشو توسط مواد شوینده حذف کرد. عوامل رهایش از نوع مومی (wax-type mold releases) گاهی با استفاده از حلالها پاکسازی میشوند، اما این روش هزینهبر است و اثرات منفی زیستمحیطی دارد.
(ادامه دارد …)
مترجم: مهندس زهرا آهنگ
Ahang.zahraa@gmail.com
متن کامل این مقاله را در شماره 274 ماهنامه بسپار که در نیمه مردادماه 1404 منتشر شده است، می خوانید.
در صورت تمایل به دریافت نسخه نمونه رایگان و یا دریافت اشتراک با شماره های ۰۲۱۷۷۵۲۳۵۵۳ و ۰۲۱۷۷۵۳۳۱۵۸ داخلی ۳ سرکار خانم ارشاد تماس بگیرید. نسخه الکترونیک این شماره از طریق طاقچه و فیدیبو قابل دسترسی است
