نگاهي به صنعت توليد ورق‌هاي رنگي در هند

[Peyman 16150]

فولاد ماده‌اي است كه كاربردهاي مختلفي دارد. امروز موقعيت بي‌نظير فولاد همچنان بي‌رقيب و زندگي بدون آهن و فولاد تقريبا غيرقابل تصور است.

 

فولاد كاربردهاي گوناگوني از توليدات صنعتي يك قلم كوچك گرفته تا خودروسازي، راه‌آهن، صنايع هواپيمايي نظامي و غيرنظامي، پروژه‌هاي مهندسي و ساختماني، نيروگاه‌هاي هسته‌اي و برق، مسكن، ساخت بنادر، پروژه‌هاي آبياري و غيره دارد.

 

حدود سه دهه اخير دنيا شاهد ابداعات و فناوري‌هاي نويني در فرآيند فولادسازي بوده و ارتقاي فني گسترده‌اي براي رقابتي كردن فولاد صورت پذيرفته است.

 

تمامي فولادسازان در جهان سعي دارند فولادهايي بسازند كه ارزش افزوده آن بالا بوده و همچنين با كاهش هزينه توليد با محيط‌زيست سازگار باشد.

 

محصولات فولادي تخت و طويل تحت تغييرات زيادي قرار گرفته و انواع محصولاتي ساخته شده كه پاسخگوي نيازهاي مصرف‌كنندگان نهايي شده است.

 

در بخش محصولات تخت، فولاد گالوانيزه در هند كاربردهاي جديدي در صنايع ساختماني (مسكن، خودرو و كالاهاي مصرفي پردوام و غيره) دارد.

 

يكي از دستاوردهاي قابل توجه در صنعت فولاد گالوانيزه هند پيشرفت در زمينه ورق‌هاي اندودكاري رنگي است.

 

 

ورق‌هاي رنگي

 

معمولا ورق‌هاي رنگي به ورق‌هايي گفته مي‌شود كه روي ورق فولادي پس از آماده‌سازي (Pretreatment) بصورت اتوماتيك و پيوسته چندلايه رنگ مايع پاشيده مي‌شود.

 

فولاد اندودكاري رنگي آماده‌سازي شده ارزش افزوده بالايي دارد كه بهترين خواص لايه‌اي و اندودكاري ارگانيك را داشته و علاوه بر اين زيبايي ظاهري زياد، دوام بالا و مقاومت خوبي در مقابل فرسايش به آن مي‌دهد.

 

 

اصول اندودكاري كلاف

 

اندودكاري كلاف با اندودكاري كلاف‌هاي آلومينيوم و فولادها، مرحله‌اي براي توليد محصولات آلومينيومي يا فولادي نيمه نهايي صنعتي براي مصرف در نماي بيروني ساختمان، ماشين رختشويي و ديگر لوازمات يا كالاهاي خانگي است.

 

اندودكاري يا پوشش‌دهي در برابر خوردگی يا فرسايش ايجاد مقاومت كرده، رنگ و بافت مقاوم سطحي به ورق مي‌دهد.

 

پس از آنكه تسمه فلزي اندودكاري شد، پانل‌ها برش داده، شكل‌دهي شده و اندازه مي‌شود كه پس از آن مرحله بسيار پيچيده‌اي مانند فرآيند كشش عميق و كلاف‌دهي آغاز مي‌شود.

 

پوشش‌دهي سطحي بايد بتواند در مقابل آسيب‌هاي مكانيكي، گرمايي، شيميايي و رطوبت مقاومت باشد.

 

بدليل اينكه يك ساختمان بايد در مقابل آثار مخرب باد، باران و نورخورشيد مقاوم بوده و در بخش لوازم خانگي سطح آن در معرض انواع استفاده‌هاي غلط در طول مصرف آن قرار مي‌گيرد، پس علاوه بر موارد فوق كلاف‌هاي اندودكاري شده كاربردهاي متفاوت و چندگانه‌اي دارند.

 

براي هر ماده و در هر مرحله‌اي از مراحل مختلف توليد يك دانش فني شناخته شده‌اي وجود دارد كه نمايانگر دانش كنوني در مورد مواد مختلف و فرآيند آن است.

 

 

رنگ

 

سال‌هاست كه صنعت ساختماني و توليدكنندگان لوازم خانگي، روند خودروسازان يعني كاربرد رنگ‌هاي متاليك را دنبال مي‌كنند.

 

با توجه به اينكه از نظر تاريخي اين رنگ‌ها فقط در اندودكاري لايه بيروني (topcoats) پلي‌استر، پلي اروتان يا پلي ويني ليدين فلورايد (PVDF) استفاده مي‌شوند، يك فرآيند با فرمول خاص رنگ‌هاي متاليك درخشاني را ايجاد مي‌كند، علاوه بر اين براي پلاستيسول PVC كاربرد دارد.

 

 

لايه‌هاي زيرين

 

اندودكاري رنگي روي لايه‌هاي متعددي انجام مي‌شود كه محصولات اقتصادي و كيفي توليد شود تا لايه بيروني با شرايط محيطي تناسب داشته يا مقاومت باشد. لايه‌هايي كه معمولا در روش اندودكاري استفاده شده، به شرح زير هستند:

 

ـ فولاد گالوانيزه گرم غوطه‌ور

 

ـ فولاد الكترو گالوانيزه

 

ـ گالواليوم

 

ـ ورق‌هاي گالبو

 

ـ آلومينيوم

 

براي انتخاب نوع درست اندودكاري لايه بايد هر ماده‌اي كه مصرف و در هر مرحله اتخاذ شده را در مراحل مختلف توليد بشناسيم.

 

توليدكننده بايد دانش و آگاهي كافي در مورد ماده و فرآيند آن داشته باشد.

 

 

آماده‌سازي

 

آماده‌سازي لايه مهم‌ترين عمليات لازم براي چسبندگي و قابليت شكل‌پذيري ورق‌هاي فولادي قبل از مرحله پوشش‌دهي با رنگ است.

 

مهم‌ترين توليدكنندگان ورق‌هاي رنگي در هند به جاي اندودكاري با فسفات روي ورق گالوانيزه از تكنولوژي No-Rinse (بدون شست‌وشو) استفاده مي‌كنند، (چون براي نگهداري يا شست‌وشو و ساختار كاملا يكپارچه اندودكاري آن بهتر است و همچنين مي‌تواند به تقاضاي مصرف‌كنندگان نهايي براي قابليت انعطاف‌پذيري بيشتر ورق اندودكاري شده پاسخ دهد.

 

آماده‌سازي اندودكاري No-Rinse يك لايه بسيار نازك از عمليات شيميايي است كه سطح اندودكاري فولاد را به لايه رنگ بعدي مي‌چسباند تا چسبندگي مطلوب، ضدفرسايش و مقاومت يا دوام لايه فولاد افزايش پيدا كند.

 

 

زيرچسب‌ها (Primer)

 

پس از آماده‌سازي زيرچسب يكنواختي روي سطح آماده شده به‌كار مي‌رود. زيرچسب انعطاف‌پذيري سيستم رنگ را بالا برده و موجب افزايش زياد مقاومت در برابر فرسايش مي‌شود، چون عوامل ضدفرسايشي دارد. زيرچسب در كوره‌اي كه درجه حرارت آن دقيقا قابل كنترل است، پخته مي‌شود.

 

با توجه به رزين‌هاي مختلف مانند اپوكسي، پلي‌استر، پلي اورتان و PVC زيرچسب‌هاي گوناگوني وجود دارد. زيرچسب اپوكسي براي پوشش سقف‌ها مناسب است، چون رنگدانه كرومات دارد.

 

 

اندودكاري كرومات و اندودكاري كلاف بدون كرومات

 

از نظر تاريخي تركيبات كروميوم مهم‌ترين عوامل ضدخوردگي در رنگ‌هاي اندودكاري كلاف و آماده‌سازي است. معمولا در يك سيستم دو لايه اندودكاري شامل يك لايه يا پوشش بيروني و يك زيرچسب روي سطح فلز آماده شده، به‌كار گرفته مي‌شود.

 

در گذشته اكثرا زيرچسب‌هاي اندودكاري كلاف تركيبات كروميوم مانند استرونيتوم و كرومات روي دارند تا مقاومت ضدخوردگي لازم محصول نهايي بدست آيد. تركيبات كروميوم هگزاولنت (كروميوم 6) بعنوان يك اتصال‌دهنده شيميايي ـ الكترونيكي عمل مي‌كند كه مي‌تواند مانع واكنش‌هايي روي بيشتر سطوح شود، اما تركيبات كروميوم هگزاولنت در اندودكاري صنعتي فلزات كاربرد وسيعي دارد كه بعنوان سرطان‌زا (طبقه‌بندي يك و 2) و نيز بعنوان ماده سمي و خطرناك براي محيط‌زيست (براساس اصلاحيه نهم، بيست و هشتمين انطباقيه پيشرفت فني دستورالعمل مواد خطرناك EEC) طبقه‌بندي شده است. در حقيقت زماني‌كه رنگدانه‌ها در غشاء نازك رنگ رسوب مي‌كنند، خطراتي سلامتي انسان را به‌طور جدي تهديد نمي‌كند، اما بايد خطرات مربوط به توليد اين مواد در هر مرحله از عمر آن و هر فرآيند مورد توجه قرار گيرد.

 

 

جايگزين‌ها

 

در چارچوب برنامه توسعه پايدار و مراقبت مسئولانه، در اوايل دهه 1980 اندودكاري BASF شروع به كشف گزينه‌هايي به جاي رنگدانه‌هاي كرومات سمي كرد. از ابتدا مشخص بود كه يك جايگزين براي زيرچسب‌هاي محتوي كرومات نه تنها بدون كرومات بود بلكه بايد خود را با عملكرد رقباي حامل كرومات خود منطبق كرده يا از آن پيشي بگيرد. تا دهه 1980 اين شرايط براي لوازم خانگي برقرار نبود، چون شرايط آب و هوايي متفاوت بوده و نياز به شرايط ضدزنگ‌زدگي در داخل خانه نسبت به پانل‌هايي كه خارج از فضاهاي سرپوشيده استفاده مي‌شوند كمتر است.

 

تا سال 1992، اولين نسل آسترها يا زيرچسب‌هاي بدون كرومات معمولي براي كاربردهاي خارجي در سال 1995 به‌كار گرفته شد كه يك دستاورد مهم ديگر محسوب مي‌شود.

 

زيرچسب معمولي بدون كرومات BASF روي سطوح فولادي گالوانيزه نتايج بسيار بهتري را نسبت به اندودكاري آماده شده بدون كرومات و با كرومات نشان داد. تطابق پيوسته و بهينه‌سازي در سال‌هاي بعدي منتج به بهبود بيشتر شد.

 

سيستم رزين اصلي زيرچسب‌هاي بدون كرومات شامل تركيبي از پلي‌استر با وزن مولكولي بالا و رزين‌هاي اپوكسي هستند كه در يك سيستم براساس آمينورزين‌ها داراي اتصال متقاطعي هستند. علاوه بر اين، رنگدانه نه تنها بدون كرومات بوده بلكه همچنين عاري از هر فلز سنگين ديگري يا مواد سرطان‌زا است.

 

براساس نظريات كارشناسان، صنعت ساختماني تا حدي محافظه‌كار است و بايد از مزيت‌ها و مزاياي عملكرد بلندمدت استفاده از اندودكاري بدون كرومات مطمئن شود. اين به نفع اندودكاران كلاف خواهد بود كه به سمت استفاده از اندودكاري كلاف بدون كرومات حركت كرده و نتايج كار را پيگيري كنند.

 

 

پوشش بيروني

 

پس از آماده‌سازي سطح آستر يا زيرچسب بصورت يكنواختي لايه ضخيمي را پوشش داده و سپس در كوره پخته مي‌شود.

 

لايه رويي شامل تركيبي از رنگدانه‌هاي متفاوت و افزودني‌ها است كه رنگ لازم ورق‌هاي رنگ‌اندود را مشخص مي‌كند و ديگر خواص مانند مقاومت ماوراء بنفش را بوجود مي‌آورد. محصولات اندودكاري شده پس از اين مرحله قبل از روشن شدن كاربردهاي بيشتر دقيقا تست مي‌شوند.

 

عمدتا بازارهاي پوشش سقف‌ها و ساختماني براي ورق‌هاي اندودكاري رنگي از پوشش‌هاي بيروني استفاده مي‌كنند كه روي پلي‌استر، پلي وينيلندن فلورايد (PVDF)، پلي‌استر سيليكون اصلاح شده (SMP) و پلاستيسول براي اقتصادي بودن و دوام پوشش داده مي‌شود.

 

 

مزيت‌هاي پوشش رنگ روي فولاد گالوانيزه

 

زماني‌كه رنگ و فولاد گالوانيزه با يكديگر استفاده مي‌شوند، سيستم كنترل ضدزنگ به‌كار گرفته شده به تنهايي به هر كدام از سيستم‌هاي به‌كار رفته برتري دارد. اندودكاري گالوانيزه از فولاد زيرين يا پايه حفاظت مي‌كند، حفاظت از كاتد يك و ماده حايل را برقرار كرده و از ميزان رنگ به حدي كم مي‌شود كه به مصرف روي اضافه شده و به عمر فولاد گالوانيزه نيز مي‌افزايد.

 

زماني‌كه رنگ تحت تاثير شرايط آب و هوايي قرار گرفته و آسيب مي‌بيند، روي موجود يك حفاظت كاتدي و ماده حايل را ايجاد مي‌كند و پس از رفتن پوسته رنگ مانع زنگ‌زدگي فولاد مي‌شود. بدليل اين اثر مكمل براي اندودكاري دوبلكس، از نظر كمي خاصيت ضدزنگ توليد شده 5/1 تا 5/2 برابر طولاني‌تر از طول عمر روي و رنگي است كه مجزا استفاده مي‌شود، بعنوان مثال اگر عمر اندودكاري گالوانيزه روي فولاد به حدود 15 سال برسد و طول عمر اندودكاري رنگ روي فولاد تقريبا 5 سال باشد، اگر اندودكاري گالوانيزه و رنگ هر دو همزمان استفاده شوند، عمر آن به 35 سال خواهد رسيد كه 7/1 برابر جمع هر سيستمي است كه به تنهايي استفاده مي‌شود.

 

 

انسجام سطحي

 

توپوگرافي اندودكاري سطحي يك عنصر طراحي بسيار مهمي است، كاربرد كلاف (Roll) اندودكاري در واقع منتج به يك سطح صافي در فرآيند اندودكاري مي‌شود، بنابراين در دهه 1980 زماني‌كه توليدكنندگان لوازم خانگي به استفاده از پانل‌هاي پيش‌اندودكاري شده با تركيبي از قطعات اسپري شده روي آوردند، يك عدم تطابق در ظواهر سطحي وجود داشت. فرآيند اندودكاري ضرورت داشت كه نشان دهد فرآيند رنگ‌كاري با استفاده از اسپري از جمله اثر پوست تمساحي يا پرتقالي انجام شده بود بنابراين با بكارگيري آستر يا زيرچسب بافت مخصوص مقابله كه با يك پوشش بيروني مطابق با زيرچسب بود از روي آن مجددا اندودكاري شد. به هرحال در ابتدا به كوشش‌هاي زيادي نياز بود تا بتوان به بافتي با قابليت توليد مجدد دست يافت، اما در اواسط دهه 1990 پس از تلاش‌هاي لازم ابداعات و فناوري‌هاي جديدي به‌كار گرفته شد كه در حال حاضر بصورت استاندارد براي اندودكاري كلاف در اروپا و كشورهاي صنعتي جهان از آن استفاده مي‌شود.

 

علاوه بر جنبه‌هاي طراحي آن، بافت سطح كلاف نيز در فرآيند مزيت‌هايي را ارايه مي‌دهد. خواص اصطكاك در قالب‌ها كمتر از اندودكاري صاف سنتي است، علاوه بر اين سطح قوي‌تر است و به آساني در فرآيند مونتاژ صدمه نمي‌بيند.

 

نتيجه‌گيري

 

ورق‌هاي رنگي بسيار پرارزش بوده و بهترين خواص اندودكاري لايه‌اي را داشته و ظاهري زيبا و پردوام دارد كه در مقابل زنگ‌زدگي مقاوم است. توليدكنندگان هندي ورق رنگي از پيشرفته‌ترين فناوري‌ها استفاده مي‌كنند.

 

اين فناوري استفاده از فرآيندهاي بدون كرومات در آماده‌سازي و رنگ‌هاي اندودكاري كلاف است. اين ورق‌ها بيشتر در صنايع ساختماني و لوازم خانگي كاربرد پيدا مي‌كند چون اقتصادي بوده و با محيط‌زيست سازگارتر است.

 

 

 

كمال‌الدين غفوري