رنگ پودری

پوشش‌های پودری و رنگ پودری به گروهی از پوشش ها القا می‌شوند كه از مخلوط رزین ، عامل شبكه ای كننده ، پیگمنت‌ها و سایر افزودنی‌ها بدست‌آمده‌است . برای تولید این پوشش‌ها ابتدا مواد اولیه به شکل مذاب با یکدیگر مخلوط می‌شوند سپس مذاب حاصل سرد می گردد و طی دو مرحله به ذراتی با اندازه بین ده تا صد میكرون تبدیل می‌شوند.

این پوشش‌ها برای اولین بار در دهه‌ی 1950 به عنوان پوشش‌های نوین وارد بازار شدند و تولید آنها روز به روز گسترش یافت .

این پوشش‌ها عمدتاً با استفاده از روش‌های الكتروستاتیك اعمال می‌گردند.

حالا در زیر توضیح بیشتری در مورد رنگ پودری از نوع الکترواستاتیک داده شده است:

رنگ پودری متشکل از ذرات ریز و خشک رزین به علاوه رنگدانه انتخابی شماست. پودر رزین از طریق تپانچه پاششی شبیه پیستوله پاشش رنگ مایع اعمال می‌شود با تفاوت اینکه ، تپانچه پاشش و ذرات رزین حاوی شارژ الکترواستاتیکی می‌باشند. زمانی که ذرات رزین به قطعه کار پاشش می‌شود ، ذرات به سطح فلز می‌چسبند . این به خاطر این است که قطعه کار به ارت زمین وصل شده است و ذرات را مثل آهن ربا به خود جذب می‌کند . ذرات چسبیده به سطح فلز ، در کوره‌های صنعتی مخصوص تا 200 درجه سانتیگراد پخت می‌شود . رزین ذوب شده در سطح فلز همجوش شده و ایجاد سطحی یکدست ، ضخیم و مقاوم می‌کند. نتیجه کار سطحی زیبا و براق با مقاومتی بسیار عالی در مقابل مواد شیمیائی ، خراش و پوسته شدن و سه برابر مقاوم تر از رنگ های پایه حلال می‌باشد. رنگ مایع پایه حلال می‌تواند تحت تاثیر شرایط آب و هوائی مثل دما و رطوبت قرار گرفته و نتیجه کار کیفیت پایین تر ، روان شدن و یا سطح پوست پرتقالی باشد. علاوه بر شرایط جوی ، مهارت نقاش نیز تاثیر مستقیم در کیفیت خواهد داشت . از آنجائی که رنگ پودری از طریق بارداری الکترواستاتیکی به قطعه کار می‌چسبد ، بدست آوردن یک سطح یکدست و با کیفیت بالا در هر شرایط جوی ممکن می‌باشد .

موارد استفاده رنگ پودری

اعمال رنگ پودری (الکترواستاتیک)بر روی انواع قطعات فلزی امکان پذیر است،بطوریکه امروزه انواع صنایع دنیا از پوشش رنگ پودری بدلیل سرعت،کیفیت و مقرون به صرفه بودن آن استفاده می کنند که شامل پنج گروه به شرح ذیل می باشد.

اول- لوازم خانگی با ابعاد بزرگ مانند یخچال های صنعتی و خانگی، فریزر ها ،ماشین لباسشویی،خشک کن های دوار، کولرها و خنک سازها، هواکش و هود، رادیاتورها، اجاق گاز و ... در اغلب این مصنوعات از رنگ اپوکسی –پلی استر بصورت هیبرید برای پوشش استفاده شده است. این نوع پوشش پایداری خوب و براقیت قابل قبولی دارد.

دوم- مبلمان فلزی،قفسه بندی، پایه های تختخواب فلزی، تابلو ابزار، تابلوهای کنترل، تجهیزات آتش نشانی،تجهیزات بیمارستانی،دیوارها و جدا کننده های فلزی.این گروه از نظر میزان مصرف رنگ پودری در رتبه دوم می باشند.

سوم- قطعات خودرو

چهارم- ماشین آلات صنعتی و کشاورزی

پنجم- صنایع تولیدی محصولات فلزی متفرقه:تولیدات این گروه عبارتند از تجهیزات معماری، مبلمان باغ، نرده باغ، درب گاراژ، پایه لوستر و لامپ

مزایای استفاده از رنگهای پودری

امروزه رنگ پودری  برای حفاظت و زیباسازی بسیاری از سطوح فلزی  وغیر فلزی مورد استفاده قرار میگیرند. این رشد نتیجه ترکیب فواید زیست محیطی، اقتصادی وفنی این پوشش ها می باشد.بطور کلی مزایای پوششهای پودری عبارتند از:

مزایای زیست محیطی

پوشش های پودری بدلیل اینکه صد در صد جامد هستند و شامل هیچگونه حلالی نیستند و از این بابت یک فنآوری سازگار با محیط زیست می باشد. مراحل تولید رنگ پودری کاملاً خودکار و بسته بوده و مواد بسیار کمی از بین می رود. هنگام اعمال نیز مواد پاشیده شده اضافه قابل بازیافت می باشد. این سیستم ها با کاهش تلفات و ضایعات ، الودگی هوا را به کمترین مقدار می رساند .

مزایای اقتصادی

از آنجائیکه بازده استفاده از رنگ پودری می تواند نزدیک به ۱۰۰ درصد باشد اتلاف مواد گران قیمت بسیار ناچیز است .

خواص عالی پوشش نهایی

پوششهای پودری در دمای بالاتر نسبت به انواع مایع پخت میشوند و به همین دلیل، فیلم نهایی ایجاد شده با آنها از مقاومت های مکانیکی و شیمیایی به مراتب بالاتری  در مقایسه با بسیاری از گروه های پوششهای مایع برخوردار است.

رنگ پودری کوره ای پوششی مناسبی برای حفاظ روی دیوار است که به صورت پودر ساخته میشود و پس از پاشش به وسیله دستگاه مخصوص، طی زمانی تعیین شده وبا دمایی تعیین شده تحت حرارت قرار می گیرد ذوب و سخت شده و پس از سرد شدن عایقی بسیار مقاوم وبا کیفییت بدست میاید، زمان ودمای پخت رنگهای پودر هم متفاوت است وباید طبق دستور کارخانه سازنده باشد که معمولا 10 تا 18 دقیقه، ودما از 185 تا 230 درجه سانتیگراد متغییر ست و در رنگهای روشن دمای پایین با زمان بالا (برای جلوگیری از زرد شدن) و رنگهای تیرهدمای بالا و زمان کمتری نیاز میباشد.

رنگ های مایع به دلیل استفاده از حلال ها ضرورت استفاده از سیستم های تهویه هوا و تصفیه و بازیافت حلال را برای کنترل ترکیبات آلی فرار را بیش از پیش ضروری تر می سازد. البته این مورد از معایب رنگ مایع میباشد زیرا باعث شده تا انرژی بیشتری صرف عمل رنگ کاری گردد؛ اما در استفاده از رنگ پودری یا همان رنگ الکترواستاتیک به دلیل اینکه این نوع رنگ از ترکیب و نوعی فرآیند رنگ خشک به عمل می آید در هیچ مرحله ای از رنگ کاری نیازی به ترکیبات آلی پیدا نخواهد کرد و این نتیجه را میگیریم که از نظر اقتصادی و زیست محیطی هزینه به کارگیری و استفاده از رنگ های پودری الکترواستاتیک به صرفه تر از رنگ های مایع بوده است.

درساختار رنگ پودری از رزینهای جامد که خاصیت القاء یا همان باردار شدن را دارد استفاده می شود به اضافه پیگمنتها و مواد افزودنی که تمام این مواد طی فرایند تولید بعد از میکس شدن اکسترود شده و آسیاب میشود، محصول نهایی نیز به صورت پودر میکرونیزه به ضخامت 50 تا 100 میکرون است.

درروش رنگ آمیزی رنگ پودری ابتدا پودر میکرونیزه را داخل گان پاشش ریخته و این پودر تحت ولتاژ بالا باردار شده (بارمثبت) و بعد از عبور از لوله گان به وسیله فشار باد پاشیده می شود و قطعه که دارای بار منفی (اتصال ارت) می باشد پودر دارای بار مثبت را به خود جذب می کند، پودر به صورت یکنواخت کل سطح قطعه با هر ابعاد و زاویه ای را می پوشاند و هیچ اثر رنگ نشدگی بر روی قطعه باقی نمی گذارد.

رنگ پودری شامل رنگدانه ها و افزودنی های پخش شده در یک بایندر تشکیل دهنده فیلم ( رزین و عامل پخت) می باشند که بصورت پودرهای ریز تولید می شوند . چنین پودرهایی با یک تفنگ الکترواستاتیک بر روی سطوح مورد نظر پاشش می‌گردند. ذرات پودر در تفنگ باردار شده و لایه نازک چسبناکی را روی سطح مورد نظر تشکیل می‌دهند و پس از عبور از یک کوره در اثر حرارت ، ذرات پودری ذوب شده و پس از ایجاد چسبندگی و باند عرضی یک پوشش سخت ، بادوام و غیرقابل انحلال را ارائه می‌دهند. لغت پوشش پودری به هر دو پوشش پخت شده و حالت پودری اطلاق می‌شود و هیچ گونه ابهامی در بکار بردن آن وجود ندارد ولی ترم پودر پوششی فقط برای حالت پودری استفاده می‌شود .

مزایا و معایب پوشش‌های پودری :

آنچه که امروزه جایگزین رنگهای عادی کوره ای بر پایه حلال صنعتی بعنوان پوشش های عاری از حلال شده است ، پوشش‌های پودری می باشند که مرتبا با آنها مقایسه می شوند . با این وجود سیستمهای مناسب ” تکنولوژی پاک ” مثل پوششهای بر پایه‌آب، روکش‌های سخت شونده با اشعه و پوشش‌های با درصد جامد بالا  برای مقایسه وجود دارد .

از مزایای عمده‌ای که پوشش‌های پودری دارند به اختصار میتوان به موارد ذیل اشاره نمود :

۱- آماده برای مصرف و کاربرد

۲-سهولت استفاده

۳- کاربرد تک لایه ، لایه ای ضخیم با یکنواخت بهتر با یکبار پاشش نسبت به رنگ مایع بدست می آید.

۴- نمونه برگشتی کمتر

۵-سودمندی بالا ، بازیافت مطلوب پودرهای پاشیده شده اضافی بالای ۹۵% می باشد در حالی که برای رنگهای بر پایه حلالی کمتر از ۱۵% می باشد.

۶- رسوب یا ته نشینی ندارد .

۷- عاری از حلال می باشد .

۸- خطرات سلامتی کمتر ، بعلت عدم وجود حلال و مواد خطرناک آتشگیر و مسموم کننده .

  معایب :

۱- آلودگی ، مانند حضور ذرات خارجی که بعد از عمل پخت دیگر نمی توان از بین برد .

۲- تغییر رنگ ، دقت در تمیز کاری دستگاههای اعمال رنگ مثل کابین پاشش و مسیر بازیافت ضروریست .

۳-تنظیم مشخصات پودر در حین ساخت امکان پذیر نیست . برخلاف رنگهای مایع که اغلب به هنگام اعمال میتوان آنها را تینت نمود ، این کار برای رنگهای پودری امکان پذیر نیست .

● بازار رنگهای پودری :

مصارف رنگ پودری را می توان به دو گروه مجزا تقسیم کرد :

الف ) مصارف تزئینی :

پوشش تزئینی نهایی را در محصولات ساخته شده ایجاد می نماید مانند : لوازم خانگی ، ابزار ماشین الات و …

ب) مصارف ویژه :

در اینگونه مصارف کاربرد تزئینی نداشته و برای خواص اجرایی ویژه استفاده می‌شوند مانند: خواص حفاظت برای لوله‌ها و شیرآلات و اتصالات و …

● فرایند ساخت پوشش های پودری

روش متداول برای ساخت رنگ های پودری ، روش اختلاط مذاب مواد اولیه مورد استفاده در اکسترودر می باشد که پس از آن به ذرات ریز تبدیل می شوند .

هشت مرحله مشخص برای روش ساخت معمولی ( اختلاط مذاب) وجود دارد :

۱- وزن کردن مواد اولیه

۲- پیش اختلاط

۳-اکستروژن

۴-سرد نمودن و خرد نمودن

۵- آسیاب و کنترل اندازه ذرات

۶- فیلتر نمودن

۷- هموژنه کردن یا اختلاط خشک

۸- بسته بندی

تمامی مراحل فوق مهم است ولی سه فرایند کلیدی پیش اختلاط ، اکستروژن و آسیاب ، از مراحل اصلی تولید پوشش پودری می‌باشند .

۱- پیش اختلاط

حرارت ابتدائی اکسترودر برای اطمینان از ذوب رزین نیاز است ، ولی در خلال تولید پیوسته انرژی مکانیکی حاصل از اصطکاک مواد برای تامین حرارت کفایت می‌کند و جداره داخلی اکسترودر برای ثابت نگهداشتن دما بایستی سرد نگه‌داشته شود .

مواد خروجی از اکسترودر باید بلافاصله بصورت ورقه ای نازک سرد شده و بصورت چیپس برای استفاده در آسیاب خرد گردند .

۳- آسیاب و کنترل اندازه ذرات

رنگهای پودری الکترواستاتیک برای کاربردهای مرسوم معمولا توزیع اندازه ذراتی در محدوده ۱۰۰-۰ میکرون دارند ، ولی محدوده ای که خواص کاربردی خوبی را ارائه می دهند ۵۰-۱۰ میکرون است . مقادیر زیاد ذرات ریز زیر ۱۰ میکرون ، پودری با بارپذیری کم الکترواستاتیکی و خواص سیالیت ضعیفی ارائه می‌دهند ، همچنین وجود ذرات درشت پوشش های با ظاهر نامطلوب ارائه می دهند.

آسیاب های Pindisc معمولا برای خرد کردن رنگ های پودری مورد استفاده قرار می گیرند . آنها شامل یک کلاسیفایر داخلی برای کنترل ماکزیمم اندازه ذرات هستند و ذرات درشت خارج از اندازه دوباره به آسیاب یر می گردند . یک فن با حجم بالا، هوا را به داخل آسیاب می کشاند ، این امر سبب اتلاف حرارت ایجاد شده و همچنین انتقال ذرات پودر می‌گردد . با کنترل زمان اقامت ذره در داخل آسیاب و سرعت کلاسیفایر توزیع اندازه ذرات می تواند کنترل شود .

جمع آوری پودرهای حمل شده با جابجایی هوا توسط سیکلون انجام میشود .ذرات بالای ۱۰ میکرون و مقدار جزئی از ذرات با اندازه کمتر بسته به بازدهی سیکلون از آن خارج شده و به عنوان محصول جمع آوری می شوند .

رنگ پودری خروجی از سیکلون قبل از ورود به محل بسته بندی از میان یک الک پیوسته ، عبور داده میشوند تا ذرات بالای اندازه مورد نیاز از آن جدا گردد . جمع آوری مستقیم همه پودرها از فیلتر نیز ممکن است .