رنگ آمیزی پلی اتیلن

رنگ آمیزی پلی اتیلنReviewed by M.hoseini on May 23Rating:

رنگ آمیزی پلی اتیلن : فرآیند افشانش رنگدانه بر روی کالاهای پلاستیکی

توضیحات فنی 
پیش زمینه 
در روش های معمول رنگ آمیزی پلاستیک ها ، رنگدانه در زمان شکل دهی پلاستیک وارد پلیمر می شود و در فضاهای خالی بین مولکول های پلیمری قرار می گیرد و کل ماده پلاستیکی رنگی می شود. معایب این روش این است که یک مرحله در حین تولید پلاستیک اضافه می شود ، تنها یک فام می توان ایجاد کرد و فرآیند برگشت ناپذیر است. همچنین مقادیر زیادی رنگدانه جهت رنگی کردن تمام پلاستیک مورد نیاز است زیرا بجای آنکه رنگدانه بصورت یک لایه بر روی سطح قطعه قرار بگیرد در حین تولید قطعه وارد آن می شود. به علاوه افزودن رنگدانه در مرحله تولید پلاستیک باعث تغییر خواص فیزیکی از جمله قدرت رنگدهی می شود که این مطلوب نمی باشد. این فناوری جدید برای غلبه بر مشکلات مذکور و ایجاد یک فرآیند ارزانتر و چند منظوره برای پوشش دهی سطوح مختلف شامل مواد پلاستیکی توسعه داده شده است. 
شرح 
دانشگاه Alicant اسپانیا با مشارکت Queen’s University در بلفاست ، فرآیندی برای پوشش اشیاء پلاستیکی بوسیله پودر رنگدانه و پلیمر فنری توسعه داده اند. این فنآوری بطور ویژه برای رنگی کردن پلی اتیلن مناسب می باشد. این فرآیند بر اساس ذوب پودر پلیمر ترکیب شده با رنگدانه در روی سطح قطعه شکل گرفته ، می باشد. دمای سطح قطعه و همچنین مدت تماس ماده رنگی (در حالت مذاب) با قطعه باید کنترل شود. پودری که باید ذوب شود می تواند مخلوط خشکی از ذرات پلیمر و ذرات رنگدانه یا مستربچ غلیظ رنگدانه که قبلاً تهیه شده است ، باشد. اندازه ذرات این پودرها باید به اندازه کافی ریز باشد و به منظور جلوگیری از تشکیل تجمعات باید در یک بستر سیال یا یک بستری که گاز بر روی آن دمیده می شود ، به سامانه تغذیه شود. باید دقت شود که قطعه برای مدت طولانی در در معرض افشانش پوشرنگ نباشد زیرا ممکن است دچار تغییر شکل شود. در نتیجه زمان اقامت قطعات در اتاق رنگ آمیزی یا تزیین باید کنترل گردد. همچنین ایمنی فرآیندها باید در نظر گرفته شود زیرا افشانش در دمای بالا انجام می شود. 
فرآیند 
فرآیند شامل مراحل زیر می باشد: 
1- اختلاط یک پلیمر پلاستیکی در شکل پودر با یک رنگدانه برای تشکیل ماده ایجاد کننده رنگ: 
معمولاً پلاستیک پودری دارای اندازه ذرات کوچکی می باشدکه می تواند از طریق فرآیندهای متداول مثل آسیاب برودتی یا مکانیکی بدست آید. بهتر است که قطر ذرات پلاستیک پودری کمتر ازmm 01/0 باشد. چنین پودرهایی یک سطح رنگی با کیفیت بالا تولید می کنند. در مواردیکه سطح رنگی با کیفیت متوسط لازم است ، می توان از ذرات درشت تر استفاده کرد. 
2- ذوب پوشرنگ(paint) اولیه برای تشکیل پوشرنگ مایع 
پوشرنگ اولیه ای که باید ذوب شود ، می تواند مخلوط خشکی از پلاستیک پودری و رنگدانه یا مستربچ حاوی این اجزا باشد. ترجیح داده می شود که نسبت پلاستیک پودری به رنگدانه در محدوده 4 به 1 و 9 به 1 باشد. به هر حال نسبت انتخاب شده پلاستیک پودری به رنگدانه به عوامل مختلفی از جمله به جلوه مورد نیاز ، ضخامت لایه پوشرنگ ،قدرت پشت پوشی رنگدانه ، اثر رنگدانه برغلظت مایع پوشرنگ و استحکام فیزیکی مورد نیاز پوشش بستگی دارد. با تغییر غلظت و / یا قدرت پشت پوشی رنگدانه می توان پوشش های مختلفی از نیمه شفاف تا پشت پوش بدست آورد. اجزای سازنده پوشرنگ با اندازه ذرات یکنواخت ، قبل از ذوب شدن در یک ستون سیال متداول بطور کامل با هم مخلوط می شوند. این کار به ایجاد خواص یکنواخت و رنگ یکسان در سراسر قطعه کمک می کند و همچنین مانع تشکیل تجمعات می شود. 
3- اعمال پوشرنگ مایع بر روی سطحی که باید پوشش داده شود. 
سپس اجزای سازنده پوشرنگ ذوب می شوند تا پراکنه ای از قطرات پوشرنگ مایع تشکیل شود. این کار در یک مبدل حرارتی با استفاده از هوای داغ انجام می شود. مبدل حرارتی می تواند به عنوان دستگاه افشانش نیز عمل کند. در این صورت هوای داغ به عنوان گاز پیشران برای اعمال پوشرنگ مایع به سطحی که باید پوشش داده شود ، عمل می کند. می توان پوشرنگ را قبل از ذوب کردن ( برای مثال بوسیله گرم کردن جریان هوای ستون سیال) گرم کرد. ترجیحاً قطعه پلاستیکی که باید پوشش داده شود ، قبل از پوشش دهی آماده سازی می شود. این آماده سازی شامل گرم کردن سطح قطعه پلاستیکی ترجیحاً تا دمایی که سطح را ذوب خواهد کرد ، می باشد. این کار چسبندگی پوشرنگ مایع به قطعه پلاستیکی را افزایش می دهد. در واقع هر دمایی کمتر از دمای ذوب ماده پلاستیکی ممکن است استفاده شود ، اما دما و زمان آماده سازی باید به گونه ای باشد که این اطمینان حاصل شود که ماده پلاستیکی دچار تغییر شکل نخواهد شد. آماده سازی مواد پلاستیکی می تواند شامل شعله ، پلاسما ، کرونا و / یا حکاکی شیمیایی سطح قطعه پلاستیکی نیز باشد. این آماده سازی سطحی قطعه پلاستیکی بویژه زمانی سودمند خواهد بود که پلاستیک پودری پوشرنگ اولیه مشابه پلیمر قطعه ای که باید رنگ شود نباشد یا با آن سازگار نباشد. آماده سازی قطعه پلاستیکی قبل از پوشش آن ، سازگاری و چسبندگی پوشرنگ مایع به قطعه پلاستیکی را بهبود می دهد و باعث ایجاد پوشش مقاومتری می شود. بطور کلی رنگدانه بکار رفته در پوشرنگ می تواند از هر نوعی باشد. ترجیحاً رنگدانه باید با پلاستیک پودری تشکیل دهنده پوشرنگ سازگار باشد. رنگدانه ممکن است از نوعی انتخاب شود که پوشرنگ مایعی با جلوه های ویژه مثل آثار صدفی یا فلزی ایجاد شود. 
شکل 1 نمای فرآیند را نشان می دهد که اجزای نشان داده شده در این شکل عبارتند از: 
1- پوشرنگ 
2-ستون تغذیه کننده 
3- ستون بستر سیال 
4- لوله ورودی پوشرنگ 
5- لوله ورودی هوا 
6- صفحه مشبک 
7- لوله خروجی هوا 
8- لوله حمل پوشرنگ 
9- گرم کن 
10- ورودی هوای داغ 
11- قطرات پوشرنگ مایع 
12- خروجی 
13- قطعه پلی اتیلنی که باید پوشش داده شود 
جنبه های نوآورانه 
– فناوری توسعه داده شده بر مشکلات روش های متداول پوشش قطعات پلاستیکی از جمله افزوده شدن یک مرحله به فرآیند تولید پلاستیک ، تک رنگی بودن ، برگشت ناپذیری ، مصرف بالای رنگدانه ، هزینه بالا و غیره غلبه می کند. 
– کیفیت سطح نهایی به میزان قابل توجهی افزایش می یابد زیرا براقیت این پوشرنگ نسبت به روش های متداول بیشتر است. 
– این روش می تواند برای رنگی کردن پلی اتیلن که یک پلاستیک پر مصرف است ، استفاده گردد. 
مزایای اصلی 
بعضی از مزایای این سامانه عبارتند از: 
– میزان مصرف رنگدانه به میزان قابل توجهی کاهش می یابد زیرا رنگدانه تنها برای پوشش سطح قطعه استفاده می شود. 
– خواص پلیمر تشکیل دهنده بدنه قطعه بدون تغییر باقی می ماند. 
– قطعات را می توان با یک روش ساده با رنگ های مختلفی تزیین کرد. 
– سازگاری پوشرنگ با پلیمر کامل است زیرا پوشرنگ عمدتاً حاوی پلیمر مشابه قطعه می باشد. 

وضعیت کنونی این فناوری 
در دو سال اخیر دو دستگاه آزمایشی در دانشگاه Queen’s بلفاست و در دانشگاه Alicant اسپانیا توسعه داده شده اند و نمونه های رنگی با موفقیت تولید شده اند. اما هنوز نیاز است که دستگاه و فرآیند برای تجاری شدن بهینه سازی شوند. چند مثال را می توان در تصاویر زیر مشاهده کرد. 
شکل 2 
بازار مصرف 
این فرآیند می تواند برای رنگی کردن هر سطحی مثل پلاستیک ، شیشه ، فلز ، سرامیک و غیره مناسبی و برای ایجاد پوشش موقتی یا دائمی استفاده شود. بسیاری از پلیمرها از جمله پلی اتیلن ، پلی پروپیلن ، نایلون ، EVA اسفنجی و غیره برای این فرآیند مناسب می باشند.یکی از کاربردها پوشش فلزات برای مثال داخل یک پوسته فلزی یا قالب و پیش قالب می باشد. در پوشش دهی پلاستیک ها ، ماده پلاستیکی می تواند ماده گرمانرم باشد. بهتر است پلاستیک پودری بکار رفته در پوشرنگ ، مشابه پلیمری باشد که قرار است سطح آن پوشش داده شود. اما ممکن است نوع پلاستیک پودری پوشرنگ و پلیمر قطعه یکسان نباشد ولی باید با هم سازگار باشند. در بعضی از کاربردها پوشش به عنوان چسب جهت چسباندن دو سطح مثل دو قطعه پلاستیکی یا دو صفحه قابل استفاده است. گاهی اوقات پوشرنگ حاوی یک یا چند ماده افزودنی یا پرکننده از قبیل جاذب UV ، جاذب امواج میکرو ، گوی های شیشه ای ریز ، مواد ضد باکتری و غیره می باشد. این مواد شناخته شده می باشند و خواص پوشش را بهبود می دهند. 

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *