رنگ کوره ای یا رنگ الکترواستاتیک، نوعی رنگ صنعتی است که در دو نوع رنگ های پودری و رنگ های مایع کوره ای در صنایع رنگ و پوشش تولید می شوند و کاربردهای گسترده ای در حوزه رنگ آمیزی انواع سطوح فلزی دارند. به عبارت دیگر، رنگ های پودری الکترواستاتیک، بهترین نوع رنگ صنعتی به شمار می روند که دارای کمترین آثار مخرب زیست محیطی بوده و سلامتی کارگران را تهدید نمی کنند. در حال حاضر طیف وسیعی از انواع رنگ کوره ای برای رنگ آمیزی سطوح مختلف به کار می روند.
انتخاب استفاده از رنگ الکترواستاتیک پودری یا مایع به نظر کارخانه های مصرف کننده بستگی دارد اما به نظر می رسد رنگ های پودری کوره ای، بهترین گزینه برای صنایع فلزی باشند.
همانطور از نام این رنگ مشخص است، علاوه بر سایر رنگ های معمول که به صورت مایع می باشند، این نوع رنگ ها به صورت جامد و در حالت پودری تولید و نگهداری می شوند. رنگ پودری همانند رنگ مایع شامل رزین، هاردنر(جزء خشک کننده)، پیگمنت (رنگ دهنده)، فیلر (پر کننده) و مواد افزودنی می باشند که هر کدام نقش خاص خود را در خصوصیات رنگ ایفا می کنند. تمامی مواد اولیه به صورت پودری مورد استفاده قرار می گیرند و نحوه ترکیب این مواد نیز مکانیسم خاص خود را داراست.
برای تهیه این پوشش ها ابتدا مواد اولیه به صورت مذاب با هم مخلوط می شوند، سپس مذاب بدست آمده سرد شده و طی 2 مرحله به ذراتی مطلوب تبدیل می شوند.
رنگ پودری به دلیل نحوه استفاده و پاشش به رنگ الکترواستاتیک نیز شناخته می شود. مکانیسم پاشش و نشستن بر روی سطح، بر اساس باردار نمودن سطح فلز و پودر رنگ بوده و با جاذبه مثبت و منفی بین سطح و پودر نشستن رنگ بر روی سطح انجام می گیرد.
شرایط پاشش، تجهیزات پاشش و خصوصیات رنگ پودری با رنگ مایع متفاوت بوده که در زیر به برخی از مزایا و معایب آنها اشاره شده است.
پوشش‌های پودری مرکب از پیگمنت، رزین، فیلر و مواد افزودنی هستند که ابتدا این مواد را در اکسترودر به‌صورت مذاب درمی‌آورند تا با هم مخلوط شوند که اصطلاحاً به این فرآیند «اکسترود شدن» می‌گویند. سپس ماده مذاب سرد شده را طی فرآیندی دومرحله‌ای آسیاب می‌کنند تا به ذراتی بین بیست تا هشتاد میکرون تبدیل شود و سپس پودر به‌دست آمده را از الک عبور می‌دهند و بسته‌بندی می‌نمایند.
مزیت‌های رنگ پودری الکترواستاتیک نسبت به رنگ‌های سنتیِ مایع (پایه حلال) این است که در رنگ پودری نیازی به حلال نیست، رنگ پودری آلودگی کمتری ایجاد می‌کند و دوام بیشتری دارد. باید در نظر داشت که در رنگ‌های پایه حلال استفاده از سیستم تصفیه و بازیافت و همچنین تهویه هوا ضروری است. رعایت این موارد به این خاطر است که بشود ترکیبات آلی فرار را کنترل کرد. درصورتی‌که هنگام استفاده از رنگ‌های پودری چنین محدودیت‌هایی وجود ندارد.
از جمله مزایای دیگر رنگ پودری الکترواستاتیک این است که سطح ایجادشده براق خواهد بود و پوشش رنگی نسبت به رنگ‌هایی که پایه حلال هستند، سه برابر مقاوم‌تر است. اگر بخواهیم بگوییم که مزیت دیگر رنگ پودری چیست باید به این نکته اشاره کرد که این نوع از رنگ تاثیر‌پذیر نیست؛ درواقع شرایط آب‌وهوا مثل رطوبت و دما بر روی رنگ پودری موثر نیست، روان نخواهد شد و سطح آن اصطلاحاً پوست پرتقالی نمی‌شود. همچنین کیفیت کار نقاش هم در رنگ‌های پایه حلال اثرگذار است درحالی‌که رنگ پودری از طریق باردار شدن به سطح می‌چسبد و این عامل دیگر وابستگی به شرایط آب و هوایی یا عامل انسانی ندارد. مزیت دیگر رنگ پودری علاوه بر صرفه اقتصادی این است که به دلیل عدم نیاز به حلال با محیط‌زیست نیز سازگارتر است.
امکان تغییر از رنگ به رنگی دیگر در فرآیند تولید و مصرف وجود ندارد
عدم امکان دست یابی به ضخامت های بسیار نازک
عدم امکان اعمال بر روی قطعات بزرگ مانند کشتی ها ...
نیاز به کوره جهت خشک شدن
دسته بندی رنگ پودری الکترواستاتیک از لحاظ رزین
در ادامه فرآیند رنگ‌آمیزی، این پودر میکرونیزه شده را درون «تفنگ پاشش» ریخته و با استفاده از جریان الکتریسیته، پودر را باردار می‌کنند. پودر باردار شده با کمک فشار هوا بر روی سطح پاشیده می‌شود. قطعه مورد نظر باید حتما به‌وسیله گیره مخصوص به ارت متصل شود تا رنگ دارای پوشش استاندارد و یکنواخت در سطح و لبه‌ها شود.
در شیوه استفاده از تفنگ رنگی باید در نظر داشت که پودر خارج‌شده از تفنگ الکترواستاتیکی با سرعت پایین به سطح مورد نظر می‌رسد و عامل هدایت‌کننده پودر در این روش یا هوا است یا یک نازل چرخان که پودر را به سطح مورد نظرِ متصل به زمین می‌رساند. در طی انجام این فرایند باید مراقب فشار زیاد هوا بود تا در سطح قطعه تورفتگی ایجاد نکند. با در نظر گرفتن این توضیحات و مطالبی که در ادامه متن می‌آید، می‌توان واضح‌تر توضیح داد که رنگ پودری چیست .
در ادامه و برای کامل شدن عمل رنگ‌کاری و تثبیت شدن رنگ بر روی قطعه، قطعات را درون کوره پخت رنگ قرار می‌دهند. کوره‌های پخت رنگ کوره‌هایی صنعتی هستند که رنگ در آنها با دمای ۲۰۰ درجه سانتی‌گراد به مدت ۱۳ دقیق پخته می‌شود. رنگ پخته‌شده درون کوره، رنگی ضخیم و کاملاً یکدست خواهد بود، این رنگ پوسته نمی‌شود و خراش برنمی‌دارد مگر در شرایط خاص. همچنین در برابر تغییرات شیمیایی نیز مقاوم است. همچنین باید در نظر داشت که سطح رنگی یکدست، مقاوم و ضخیمی که در سطح فلز ایجاد می‌شود به خاطر این نکته است که رزین در دمای ۲۰۰ درجه، روی سطح فلز کاملا واکنش داده و پخته می‌شود.
نکته مهمی که در این نوع از رنگ‌آمیزی باید لحاظ کرد این است که تثبیت رنگ بر روی قطعه مدت‌زمان مشخصی دارد و اگر قبل از طی شدن این زمان تماسی با سطح رنگ‌آمیزی شده ایجاد شود، رنگ آن سطح پاک خواهد شد.
پوشش‌های پودری مرکب از پیگمنت، رزین، فیلر و مواد افزودنی هستند که ابتدا این مواد را در اکسترودر به‌صورت مذاب درمی‌آورند تا با هم مخلوط شوند که اصطلاحاً به این فرآیند «اکسترود شدن» می‌گویند. سپس ماده مذاب سرد شده را طی فرآیندی دومرحله‌ای آسیاب می‌کنند تا به ذراتی بین بیست تا هشتاد میکرون تبدیل شود و سپس پودر به‌دست آمده را از الک عبور می‌دهند و بسته‌بندی می‌نمایند.
این پوشش ها بر پایه رزین پلی استر کربوکسیله می باشند و با واکنش شیمیایی بین رزین پلی استر و یک عامل پخت فعال تشکیل می شوند. این پوشش مقاومت بسیار مناسبی در برابر نور خورشید داشته و بدین منظور جهت کاربردهای بیرونی مورد استفاده قرار می گیرند. از جمله مصارف رنگ پودری پلی استر می توان در صنایع پروفیل آلومینیوم، دوچرخه و موتورسیکلت، قطعات اتومبیل، لوازم روشنایی و در پنجره آلومنیومی نام برد
این پوشش ها به دلیل دارا بودن رزین اپوکسی در پایه آنها، تمایل به گچی شدن دارند و در برابر نور خورشید (اشعه UV) مقاومت مناسبی ندارند. لذا عموماً این پوشش ها برای کاربردهای داخلی که در معرض نور خورشید نیستند، استفاده می گردند. از جمله موارد استفاده آنها عبارت است از: لوازم خانگی و آشپزخانه، قفسه های انبار، رادیاتور، بخاری، قطعات الکتریکی و ...
این پوشش ها از واکنش رزین اپوکسی و یک عامل شبکه کننده تشکیل می گردد. این پوشش ها مقاومت شیمیایی و خوردگی فوق العاده و خواص مکانیکی مناسبی دارند. اما در برابر تابش نور خورشید تمایل به گچی شدن دارند. لذا این رنگ ها در مصارف داخلی استفاده می شوند. با توجه به خواص خوب چسبندگی و خاصیت جدایش کاتدی پوشش های اپوکسی ، از این نوع رنگ ها در پوشش دهی شیرآلات، اتصالات آب، قطعات خودرو، لوله های نفت و گاز استفاده می گردد. امرزوه برای پوشش های لوله های نفت و گاز از پوشش های چند لایه استفاده می گردد که نوعی اپوکسی Fusion Bonded Epoxy می باشد.
پوشش های پودری پلی یورتان نوع دیگری از پوشش های پودری است که از ترکیب رزین های پلی استر و عامل پخت ایزوسیاناتی حاصل می شوند. از خواص این رنگ ها می توان به مقاومت آب و هوایی و خواص خوردگی مناسب و همچنین بدست آوردن طرح های ظاهری متفاوت نام برد.
یکی از مهم ترین مزیت های استفاده از انواع رنگ کوره ای برای رنگ آمیزی سطوح فلزی، راندمان بالای این نوع مواد است. رنگ های الکترواستاتیک در مقایسه با سایر انواع رنگ و پوشش های صنعتی، راندمان عملکردی بالاتری دارند. دلیل آن هم کاملاً مشخص است. ذرات رنگدانه پودری به روش الکتروشیمیایی بر روی سطوح فلزی قرار می گیرند؛ نتیجه رنگ آمیزی با رنگ کوره ای، ظرافت بالا، زمان کوتاه برای خشک شدن و ایجاد یک سطح بی عیب و نقص خواهد بود. این روش به ویژه برای رنگ آمیزی مبلمان فلزی، بدنه خودرو و لوازم خانگی به عنوان پوشش نهایی، اهمیت بیشتری دارد.
اکنون که با مزایا و معایب انواع رنگ کوره ای، استفاده از آن ها در رنگ آمیزی سطوح فلزی آشنا شدید، زمان آن رسیده است تا اطلاعات بیشتری در مورد فرآیند رنگ آمیزی با رنگ کوره ای بیاموزید. اصل کلی در روش رنگ آمیزی با رنگ کوره ای شامل سیستم اسپری الکترواستاتیک است که تحت یک میدان الکتریکی و اثرات ذرات باردار کار می کند.
حتماً تا به حال شاهد آن بوده اید که لباس های پشمی یا سطوح پلاستیک قادرند پُرزها یا موها را به خود جذب کنند؛ این دقیقاً به خاطر وجود ذرات باردار بر روی سطح پلاستیکی یا پشمی است که می تواند ذرات دیگر را جذب کند. این پدیده درست همان چیزی است که در روش رنگ آمیزی با رنگ کوره ای رخ می دهد. به این ترتیب، اساس روش رنگ آمیزی الکترواستاتیکی را می توان اِعمال یک پوشش مناسب رنگ بر روی سطوح فلزی دانست که ناشی از قانون جذب میان ذرات باردار مثبت و منفی است.
اصول رنگ آمیزی با رنگ های کوره ای به این شرح است؛ ذرات رنگ کوره ای پودری به صورت آئروسل (ذرات جامد به شکل غبار)، از انتهای نازل تفنگ اسپری رنگ آمیزی خارج می شوند؛ این فرآیند با استفاده از فشار کمپرسور انجام می گیرد. در این حالت اگر رنگ آمیزی یک سطح وسیع، مورد نظر باشد نقاش می تواند با حرکت تفنگ اسپری، ذرات خروجی از نازل را به سایر قسمت ها هدایت کند اما اگر رنگ آمیزی نقطه ای، مورد نظر باشد، سر نازل در منطقه معین شده تنظیم می گردد.
درست زمانی که ذرات رنگ کوره ای از درون نازل تفنگ، خارج شوند بار مثبت پیدا می کنند. این ذرات باردار قادر هستند نیروهای تحت میدان الکتریکی را توصیف کنند. ذرات مایع رنگ های الکترواستاتیک با بار مثبت به سمت سطوح فلزی با بار منفی جذب می شوند، مانند همان چیزی که برای آهنربا رخ می دهد. قانون کولمب برای بارهای الکتریکی در این روش صادق است.
قانون تخلیه کرونا (Corona Discharge) برای رنگ آمیزی با رنگ کوره ای پودری به کار می رود. طبق این قانون، ذرات رنگدانه جامد در اثر میدان الکتریکی، یونیزه می شوند و به صورت ذرات باردار با بار مثبت از نازل خارج شده و به سمت سطوح فلزی حرکت می کنند. میدان الکتریکی در این روش به عنوان عامل مؤثر در نیروهای جذب رنگ به سمت سطح مورد نظر عمل می کند.
روش های فوق در حوزه رنگ آمیزی صنعتی جزو بهترین و کارآمدترین روش های رنگ کاری سطوح فلزی شناخته می شوند. با این روش ها می توان سطوحی را ایجاد کرد که دارای ضخامت رنگ مناسب، ظاهری زیبا و صیقلی و سطح یکنواخت و بی عیب و نقص باشند. روش های رنگ آمیزی با رنگ کوره ای پودری، زمانی موفقیت آمیز خواهد بود که اصول مناسب برای زیرسازی و آماده سازی سطح مورد نظر برای رنگ آمیزی به طور دقیق اجرا شده باشد.
زیرسازی سطح یا آماده سازی سطح، مهم ترین مرحله برای اجرای رنگ کاری روی سطوح مختلف است. زیرسازی سطح نه تنها برای سطوح فلزی و رنگ آمیزی با رنگ کوره ای، بلکه برای تمام روش های رنگ آمیزی کاربرد دارد. تکنیک های آماده سازی سطوح، قبل از اِعمال رنگ، مهم ترین مرحله رنگ آمیزی است که دوام و طول عمر رنگ بر روی سطح را تضمین می کند. زیرسازی سطح شامل مراحلی است که یک سطح خاص را برای چسبندگی رنگ به آن آماده می کند. چسبندگی خوب به زیرسازی قوی نیاز دارد.
چسبندگی رنگ کوره ای به سطوح فلزی به کیفیت زیرسازی سطح بستگی دارد. انسجام و چسبندگی مناسب یک سطح می تواند بر روی نیروهای مولکولی رنگ و سطح تأثیر گذاشته و کیفیت رنگ آمیزی را تحت تأثیر قرار دهد. بسته به اینکه از رنگ کوره ای پودری یا مایع برای رنگ آمیزی سطوح فلزی استفاده می شود، روش های زیرسازی متفاوت خواهد بود. آنچه اهمیت دارد این است که تمام مراحل فوق باید مطابق با استانداردهای رنگ و پوشش اجرا شوند.
نمونه هایی از روش های زیرسازی سطح شامل استفاده از شستشو را با مواد شیمیایی، سند بلاست ، تمیز کاری با گریس و روغن های صنعتی، شویش با اسیدها، تثبیت فیلم های پلیمری بر روی سطح، زیرسازی با حرارت بالا و شعله و … می باشند. هر یک از روش های فوق نیازمند استانداردها و دستورالعمل های خاص است که توسط مهندسان و کارشناسان رنگ و پوشش تعیین می شوند.
