کلیاتی راجع به ورق های رنگی

ورق‌های رنگی

فولاد اندودکاری رنگی آماده‌سازی شده ارزش افزوده بالایی دارد که بهترین خواص لایه‌ای و اندودکاری ارگانیک را داشته و علاوه بر این زیبایی ظاهری زیاد، دوام بالا و مقاومت خوبی در مقابل فرسایش به آن می‌دهد.

اصول اندودکاری کلاف

اندودکاری کلاف با اندودکاری کلاف‌های آلومینیوم و فولادها، مرحله‌ای برای تولید محصولات آلومینیومی یا فولادی نیمه نهایی صنعتی برای مصرف در نمای بیرونی ساختمان، ماشین رختشویی و دیگر لوازمات یا کالاهای خانگی است. اندودکاری یا پوشش‌دهی در برابر خوردگی یا فرسایش ایجاد مقاومت کرده، رنگ و بافت مقاوم سطحی به ورق می‌دهد. پس از آنکه تسمه فلزی اندودکاری شد، پانل‌ها برش داده، شکل‌دهی شده و اندازه می‌شود که پس از آن مرحله بسیار پیچیده‌ای مانند فرایند کشش عمیق و کلاف‌دهی آغاز می‌شود.

پوشش‌دهی سطحی باید بتواند در مقابل آسیب‌های مکانیکی، گرمایی، شیمیایی و رطوبت مقاومت باشد. بدلیل اینکه یک ساختمان باید در مقابل آثار مخرب باد، باران و نورخورشید مقاوم بوده و در بخش لوازم خانگی سطح آن در معرض انواع استفاده‌های غلط در طول مصرف آن قرار می‌گیرد، پس علاوه بر موارد فوق کلاف‌های اندودکاری شده کاربردهای متفاوت و چندگانه‌ای دارند.

برای هر ماده و در هر مرحله‌ای از مراحل مختلف تولید یک دانش فنی شناخته شده‌ای وجود دارد که نمایانگر دانش کنونی در مورد مواد مختلف و فرایند آن است.

رنگ

سال‌هاست که صنعت ساختمانی و تولیدکنندگان لوازم خانگی، روند خودروسازان یعنی کاربرد رنگ‌های متالیک را دنبال می‌کنند. با توجه به اینکه از نظر تاریخی این رنگ‌ها فقط در اندودکاری لایه بیرونی (topcoats) پلی‌استر، پلی اروتان یا پلی وینی لیدین فلوراید (PVDF) استفاده می‌شوند، یک فرایند با فرمول خاص رنگ‌های متالیک درخشانی را ایجاد می‌کند، علاوه بر این برای پلاستیسول PVC کاربرد دارد.

لایه‌های زیرین

اندودکاری رنگی روی لایه‌های متعددی انجام می‌شود که محصولات اقتصادی و کیفی تولید شود تا لایه بیرونی با شرایط محیطی تناسب داشته یا مقاومت باشد. لایه‌هایی که معمولا در روش اندودکاری استفاده شده، به شرح زیر هستند:

●فولاد گالوانیزه گرم غوطه‌ور

● فولاد الکترو گالوانیزه

● گالوالیوم

● ورق‌های گالبو

● آلومینیوم

برای انتخاب نوع درست اندودکاری لایه باید هر ماده‌ای که مصرف و در هر مرحله اتخاذ شده را در مراحل مختلف تولید بشناسیم. تولیدکننده باید دانش و آگاهی کافی در مورد ماده و فرایند آن داشته باشد.

آماده‌سازی

آماده‌سازی لایه مهم‌ترین عملیات لازم برای چسبندگی و قابلیت شکل‌پذیری ورق‌های فولادی قبل از مرحله پوشش‌دهی با رنگ است. مهم‌ترین تولیدکنندگان ورق‌های رنگی در هند به جای اندودکاری با فسفات روی ورق گالوانیزه از تکنولوژی No-Rinse (بدون شست‌وشو) استفاده می‌کنند، (چون برای نگهداری یا شست‌وشو و ساختار کاملا یکپارچه اندودکاری آن بهتر است و همچنین می‌تواند به تقاضای مصرف‌کنندگان نهایی برای قابلیت انعطاف‌پذیری بیشتر ورق اندودکاری شده پاسخ دهد.

آماده‌سازی اندودکاری No-Rinse یک لایه بسیار نازک از عملیات شیمیایی است که سطح اندودکاری فولاد را به لایه رنگ بعدی می‌چسباند تا چسبندگی مطلوب، ضدفرسایش و مقاومت یا دوام لایه فولاد افزایش پیدا کند.

زیرچسب‌ها (Primer)

پس از آماده‌سازی زیرچسب یکنواختی روی سطح آماده شده به‌کار می‌رود. زیرچسب انعطاف‌پذیری سیستم رنگ را بالا برده و موجب افزایش زیاد مقاومت در برابر فرسایش می‌شود، چون عوامل ضدفرسایشی دارد. زیرچسب در کوره‌ای که درجه حرارت آن دقیقا قابل کنترل است، پخته می‌شود.

با توجه به رزین‌های مختلف مانند اپوکسی، پلی‌استر، پلی اورتان و PVC زیرچسب‌های گوناگونی وجود دارد. زیرچسب اپوکسی برای پوشش سقف‌ها مناسب است، چون رنگدانه کرومات دارد.

اندودکاری کرومات و اندودکاری کلاف بدون کرومات

از نظر تاریخی ترکیبات کرومیوم مهم‌ترین عوامل ضدخوردگی در رنگ‌های اندودکاری کلاف و آماده‌سازی است. معمولا در یک سیستم دو لایه اندودکاری شامل یک لایه یا پوشش بیرونی و یک زیرچسب روی سطح فلز آماده شده، به‌کار گرفته می‌شود.

در گذشته اکثرا زیرچسب‌های اندودکاری کلاف ترکیبات کرومیوم مانند استرونیتوم و کرومات روی دارند تا مقاومت ضدخوردگی لازم محصول نهایی بدست اید. ترکیبات کرومیوم هگزاولنت (کرومیوم 6) بعنوان یک اتصال‌دهنده شیمیایی ـ الکترونیکی عمل می‌کند که می‌تواند مانع واکنش‌هایی روی بیشتر سطوح شود، اما ترکیبات کرومیوم هگزاولنت در اندودکاری صنعتی فلزات کاربرد وسیعی دارد که بعنوان سرطان‌زا (طبقه‌بندی یک و 2) و نیز بعنوان ماده سمی و خطرناک برای محیط‌زیست (براساس اصلاحیه نهم، بیست و هشتمین انطباقیه پیشرفت فنی دستورالعمل مواد خطرناک EEC) طبقه‌بندی شده است. در حقیقت زمانی‌که رنگدانه‌ها در غشاء نازک رنگ رسوب می‌کنند، خطراتی سلامتی انسان را به‌طور جدی تهدید نمی‌کند، اما باید خطرات مربوط به تولید این مواد در هر مرحله از عمر آن و هر فرایند مورد توجه قرار گیرد.

جایگزین‌ها

در چارچوب برنامه توسعه پایدار و مراقبت مسئولانه، در اوایل دهه 1980 اندودکاری BASF شروع به کشف گزینه‌هایی به جای رنگدانه‌های کرومات سمی کرد. از ابتدا مشخص بود که یک جایگزین برای زیرچسب‌های محتوی کرومات نه تنها بدون کرومات بود بلکه باید خود را با عملکرد رقبای حامل کرومات خود منطبق کرده یا از آن پیشی بگیرد. تا دهه 1980 این شرایط برای لوازم خانگی برقرار نبود، چون شرایط آب و هوایی متفاوت بوده و نیاز به شرایط ضدزنگ‌زدگی در داخل خانه نسبت به پانل‌هایی که خارج از فضاهای سرپوشیده استفاده می‌شوند کمتر است.

تا سال 1992، اولین نسل آسترها یا زیرچسب‌های بدون کرومات معمولی برای کاربردهای خارجی در سال 1995 به‌کار گرفته شد که یک دستاورد مهم دیگر محسوب می‌شود.

زیرچسب معمولی بدون کرومات BASF روی سطوح فولادی گالوانیزه نتایج بسیار بهتری را نسبت به اندودکاری آماده شده بدون کرومات و با کرومات نشان داد. تطابق پیوسته و بهینه‌سازی در سال‌های بعدی منتج به بهبود بیشتر شد.

سیستم رزین اصلی زیرچسب‌های بدون کرومات شامل ترکیبی از پلی‌استر با وزن مولکولی بالا و رزین‌های اپوکسی هستند که در یک سیستم براساس آمینورزین‌ها دارایی اتصال متقاطعی هستند. علاوه بر این، رنگدانه نه تنها بدون کرومات بوده بلکه همچنین عاری از هر فلز سنگین دیگری یا مواد سرطان‌زا است.

براساس نظریات کارشناسان، صنعت ساختمانی تا حدی محافظه‌کار است و باید از مزیت‌ها و مزایای عملکرد بلندمدت استفاده از اندودکاری بدون کرومات مطمئن شود. این به نفع اندودکاران کلاف خواهد بود که به سمت استفاده از اندودکاری کلاف بدون کرومات حرکت کرده و نتایج کار را پیگیری کنند.

پوشش بیرونی

پس از آماده‌سازی سطح آستر یا زیرچسب بصورت یکنواختی لایه ضخیمی را پوشش داده و سپس در کوره پخته می‌شود. لایه رویی شامل ترکیبی از رنگدانه‌های متفاوت و افزودنی‌ها است که رنگ لازم ورق‌های رنگ‌اندود را مشخص می‌کند و دیگر خواص مانند مقاومت ماوراء بنفش را بوجود می‌آورد. محصولات اندودکاری شده پس از این مرحله قبل از روشن شدن کاربردهای بیشتر دقیقا تست می‌شوند.

عمدتا بازارهای پوشش سقف‌ها و ساختمانی برای ورق‌های اندودکاری رنگی از پوشش‌های بیرونی استفاده می‌کنند که روی پلی‌استر، پلی وینیلندن فلوراید (PVDF)، پلی‌استر سیلیکون اصلاح شده (SMP) و پلاستیسول برای اقتصادی بودن و دوام پوشش داده می‌شود.

مزیت‌های پوشش رنگ روی فولاد گالوانیزه

زمانی‌که رنگ و فولاد گالوانیزه با یکدیگر استفاده می‌شوند، سیستم کنترل ضدزنگ به‌کار گرفته شده به تنهایی به هر کدام از سیستم‌های به‌کار رفته برتری دارد. اندودکاری گالوانیزه از فولاد زیرین یا پایه حفاظت می‌کند، حفاظت از کاتد یک و ماده حایل را برقرار کرده و از میزان رنگ به حدی کم می‌شود که به مصرف روی اضافه شده و به عمر فولاد گالوانیزه نیز می‌افزاید.

زمانی‌که رنگ تحت تاثیر شرایط آب و هوایی قرار گرفته و آسیب می‌بیند، روی موجود یک حفاظت کاتدی و ماده حایل را ایجاد می‌کند و پس از رفتن پوسته رنگ مانع زنگ‌زدگی فولاد می‌شود. بدلیل این اثر مکمل برای اندودکاری دوبلکس، از نظر کمی خاصیت ضدزنگ تولید شده 1.5 تا 2.5 برابر طولانی‌تر از طول عمر روی و رنگی است که مجزا استفاده می‌شود، بعنوان مثال اگر عمر اندودکاری گالوانیزه روی فولاد به حدود 15 سال برسد و طول عمر اندودکاری رنگ روی فولاد تقریبا 5 سال باشد، اگر اندودکاری گالوانیزه و رنگ هر دو همزمان استفاده شوند، عمر آن به 35 سال خواهد رسید که 1.7 برابر جمع هر سیستمی است که به تنهایی استفاده می‌شود.

انسجام سطحی

توپوگرافی اندودکاری سطحی یک عنصر طراحی بسیار مهمی است، کاربرد کلاف (Roll) اندودکاری در واقع منتج به یک سطح صافی در فرایند اندودکاری می‌شود، بنابراین در دهه 1980 زمانی‌ که تولیدکنندگان لوازم خانگی به استفاده از پانل‌های پیش‌اندودکاری شده با ترکیبی از قطعات اسپری شده روی آوردند، یک عدم تطابق در ظواهر سطحی وجود داشت. فرایند اندودکاری ضرورت داشت که نشان دهد فرایند رنگ‌کاری با استفاده از اسپری از جمله اثر پوست تمساحی یا پرتقالی انجام شده بود بنابراین با بکارگیری آستر یا زیرچسب بافت مخصوص مقابله که با یک پوشش بیرونی مطابق با زیرچسب بود از روی آن مجددا اندودکاری شد. به هرحال در ابتدا به کوشش‌های زیادی نیاز بود تا بتوان به بافتی با قابلیت تولید مجدد دست یافت، اما در اواسط دهه 1990 پس از تلاش‌های لازم ابداعات و فناوری‌های جدیدی به‌کار گرفته شد که در حال حاضر بصورت استاندارد برای اندودکاری کلاف در اروپا و کشورهای صنعتی جهان از آن استفاده می‌شود.

علاوه بر جنبه‌های طراحی آن، بافت سطح کلاف نیز در فرایند مزیت‌هایی را ارایه می‌دهد. خواص اصطکاک در قالب‌ها کمتر از اندودکاری صاف سنتی است، علاوه بر این سطح قوی‌تر است و به آسانی در فرایند مونتاژ صدمه نمی‌بیند.

نتیجه‌گیری

ورق‌های رنگی بسیار پرارزش بوده و بهترین خواص اندودکاری لایه‌ای را داشته و ظاهری زیبا و پردوام دارد که در مقابل زنگ‌زدگی مقاوم است. تولیدکنندگان هندی ورق رنگی از پیشرفته‌ترین فناوری‌ها استفاده می‌کنند.

این فناوری استفاده از فرایندهای بدون کرومات در آماده‌سازی و رنگ‌های اندودکاری کلاف است. این ورق‌ها بیشتر در صنایع ساختمانی و لوازم خانگی کاربرد پیدا می‌کند چون اقتصادی بوده و با محیط‌زیست سازگارتر است.