مصنع الدهانات

يستخدم الطلاء لتزيين وحماية المباني والقوارب والسيارات والطائرات والأجهزة. تشتمل مكوناته على أصباغ لتوفير اللون، ومذيبات لمساعدته على الانتشار والتجفيف، وراتنجات لربط المادة، ومواد مضافة لتعزيز خصائصها.

يتطلب تصنيع الطلاء مراقبة الجودة والاختبارات الصارمة. المختبر مسؤول عن فحص المواد الخام ومراقبة المنتج طوال فترة الإنتاج.

الإعداد

تبدأ عملية التحضير في مصنع الدهانات بقياس وتقسيم المواد الخام المستخدمة في صنع قاعدة الطلاء. ويتم ذلك باستخدام موازين صناعية كبيرة لضمان النسب الدقيقة.

يتم بعد ذلك دمج الأصباغ والراتنجات والمذيبات والمواد المضافة بالكميات الصحيحة لتكوين معجون. بالنسبة لمعظم الدهانات الصناعية والعديد من الدهانات الاستهلاكية، يتم استخدام مطحنة رمل كبيرة لطحن جزيئات الصبغة بحيث يتم تفريقها بسهولة في الخليط. بمجرد اكتمال هذه الخطوة، تتم تصفية الطلاء لإزالة أي جزيئات متبقية يمكن أن تتداخل مع الأداء المطلوب للمنتج النهائي.

خلال هذه المرحلة، يتم أيضًا اختبار الطلاء للتأكد من أنه يلبي معايير التسليم المحددة. يتضمن ذلك التحقق من درجة اللون وقوة الصبغة، بالإضافة إلى ضبط خصائص التوصيل المهمة مثل الموصلية وقيمة الرقم الهيدروجيني واللزوجة والمزيد.

بمجرد اختبار الطلاء وتعديله بشكل كامل، يمكن إنتاجه للاستخدام من قبل العميل. اعتمادًا على نوع الطلاء، يمكن تخفيفه أو تغليظه لضبط خصائصه.

على سبيل المثال، سيكون الطلاء السميك أقل لزوجة من الطلاء المخفف. يساعد ذلك على ضمان إمكانية تطبيقه بسهولة وسيغطي السطح جيدًا. كما أن الطلاء السميك أكثر استقرارًا، مما يسمح له بالصمود بشكل أفضل ضد المواد الكيميائية والعوامل الجوية. بالإضافة إلى ذلك، غالبًا ما تكون الدهانات السميكة أكثر صديقة للبيئة، لأنها تحتوي على عدد أقل من المركبات العضوية المتطايرة مقارنة بنظيراتها المخففة.

الطحن

يتطلب مصنع الدهانات الدقة لإنتاج طلاء عالي الجودة يدوم ويؤدي أداءً جيدًا. يجب التحكم بعناية في العملية برمتها، من البداية إلى النهاية، للتأكد من أن المنتج النهائي يتمتع بأعلى جودة ممكنة. ولهذا السبب يتم استخدام أنظمة الأتمتة والمراقبة طوال عملية الإنتاج.

تصل أكياس الأصباغ الثقيلة إلى المصنع بالشاحنات. يتم قياس كل صبغة ووزنها بعناية لتتناسب مع التركيبة الدقيقة التي تم تطويرها في المختبر لكل لون. يتم بعد ذلك خلط المواد الخام المسحوقة مع الماء والمواد الرابطة لتكوين مكونات الطلاء السائل.

بعد ذلك، يتم خلط المواد الخام السائلة مع المكثفات والمواد المضافة لإنشاء قاعدة الطلاء. يتم بعد ذلك إخضاع الخليط الناتج لسلسلة من الاختبارات لتحديد قوة الصبغة وخصائصها.

تأخذ عملية الطحن عملية التشتيت خطوة أخرى إلى الأمام عن طريق تقليل حجم الجسيمات. وهذا يقلل من كمية الهواء المحبوس في التغذية، مما قد يؤثر على تدفق المنتج وقوة اللون واللمعان. يقدم Oliver Batlle أنواعًا مختلفة من المطاحن، بما في ذلك المطاحن الغاطسة والمطاحن المستمرة ومطاحن إعادة التدوير لضمان تفتيت الكتل بشكل كامل.

أحد العناصر الأساسية لمشروع الطلاء الناجح هو التواصل الواضح بين جميع الأطراف المشاركة في العملية. ويشمل ذلك مديري المرافق وفرق السلامة والامتثال والمقاولين. على سبيل المثال، يجب على مديري المنشأة إبلاغ درجات حرارة العمل اللازمة لكل نوع من أنواع الطلاء لتجنب مخاطر تعطل المعدات وفشلها بسبب ظروف التشغيل غير المناسبة.

تشتيت

أثناء عملية التشتيت، يتم إدخال العناصر الصلبة المسحوقة مثل الأصباغ والمواد المالئة إلى السوائل الأساسية. هذه مرحلة حرجة للغاية نظرًا لأن غالبية هذه المكونات المسحوقة غير قابلة للذوبان. الهدف من عملية التشتيت هو التأكد من فصل جميع جزيئات المسحوق غير القابلة للذوبان، وترطيبها بالكامل، وإلغاء تكتلها، وتوزيعها بشكل متجانس في السائل. يعتمد اختيار المواد المضافة المشتتة على التطبيق النهائي للطلاء وسوقه واستخدامه.

يؤدي استخدام إضافات التشتيت المناسبة إلى نتيجة ترطيب وتشتت جيدة جدًا. يتم تدمير التكتلات الجافة الموجودة للأصباغ ولن يحدث أي تكتل آخر أثناء اكتمال التركيبة. هذه خطوة مهمة جدًا، وإذا تم تنفيذها بشكل غير صحيح، فقد تؤدي إلى الإضرار بنتائج التشتيت الممتازة التي تم تحقيقها حتى الآن.

في الدهانات المعمارية غالبًا ما يتم استخدام مركزات الأصباغ لتلوين الأنظمة المائية والمذيبات. الهدف هو صياغة هذه الصبغات "العالمية" بطريقة فعالة من حيث التكلفة وعالمية قدر الإمكان. ويتم ذلك عادة باستخدام الوزن الجزيئي المنخفض و/أو عوامل تشتيت قليلة القسيمات (مثل أنواع Efka(r) PU و/أو PX). بالإضافة إلى ذلك، يمكن لمجموعة Xfast(r) من أصباغ التحريك المبتكرة أن تلغي الحاجة إلى التشتيت تمامًا حيث يتم توفيرها على شكل حبيبات جافة ويمكن إضافتها مباشرة إلى تركيبة التحريك. وهذا يسمح بتقليل كبير في كمية المادة الخافضة للتوتر السطحي المطلوبة في التركيبة.

خلط

في عملية الخلط، يتم ترطيب الأصباغ ذات الحبوب الدقيقة بالراتنج والمذيبات قبل إضافة مكونات إضافية لتشكيل الطلاء. ثم يتم تحريك المزيج لتوزيع مكونات الطلاء والتأكد من توزيع جميع المكونات بالتساوي في جميع أنحاء الخليط. هذه خطوة مهمة، ويمكن أن تؤثر بشكل كبير على جودة الطلاء ووقت الإنتاج.

في الواقع، لقد وجد أن تقليل عدد الخطوات في هذه العملية يمكن أن يقلل من إعادة العمل بنسبة تصل إلى 20%. ولهذا السبب يستثمر مصنعو الطلاء في التكنولوجيا الذكية التي يمكنها أتمتة هذه العملية.

يمكن لهذه الأنظمة القيام بذلك عن طريق مراقبة وتحليل نقاط بيانات متعددة لاتخاذ قرارات مستنيرة في الوقت الفعلي. على سبيل المثال، يمكن لجهاز الاستشعار تتبع حالة كل قطعة عمل أثناء تحركها خلال عملية الطلاء. ويمكنه أيضًا تنبيه الموظفين إلى أي مشكلات تتعلق بالمعدات أو نظام الطلاء.

ونتيجة لذلك، يتم تقليل كمية نفايات الطلاء. وبالمثل، يتم تقليل الوقت المستغرق لإكمال العملية برمتها.

يساعد هذا النهج في الأتمتة أيضًا في حل المخاوف المتعلقة بالسلامة، حيث أنه يلغي المهام اليدوية والخطيرة ويقلل من خطر التعرض لأبخرة الطلاء. وفي نهاية المطاف، يمكن أن يساعد المصنعين على تركيز المزيد من الطاقة على تحسين عمليات الإنتاج وتحسين جودة الطلاء.

رقيق

بعد المرور عبر مطحنة الرمل أو خزان التشتيت، تنتقل صبغة المعجون إلى غلايات كبيرة حيث يتم تقليبها بكمية مناسبة من المذيب لإنشاء قوامها النهائي. ومن ثم، يتم الانتقال إلى مراقبة الجودة للفحص والاختبار.

سواء كان الطلاء زيتيًا أو مائيًا، فإنه يحتاج إلى تخفيفه حتى يتم رشه جيدًا ولتقليل السحب عند تنظيفه بالفرشاة أو دحرجته على الأسطح. يسمح الطلاء الرقيق أيضًا بامتصاص المزيد من الطبقات ويوفر تشطيبًا أفضل. هناك العديد من الطرق لتخفيف الطلاء، ومن المهم معرفة أي مخفف هو الأفضل لنوع الطلاء المستخدم.

اختبار بسيط لتحديد ما إذا كان الطلاء يحتاج إلى تخفيفه هو وضع كمية صغيرة على قطعة من ورق الصحف ومعرفة مدى سرعة سماكته. بدلًا من ذلك، استخدم كوب اللزوجة (جهاز قياس مدبب مزود بفتحة معايرة في الأسفل) وساعة توقيت لتحديد الوقت الذي يستغرقه تصريف السائل.

إذا ظل الطلاء سميكًا بعد ذلك، فيجب تخفيفه باستخدام المشروبات الروحية البيضاء أو المشروبات الروحية المعدنية أو زيت اللفت أو مخففات زيتية معينة اعتمادًا على نوع الطلاء. تأكد من تحريك الطلاء قبل إضافة المخففات، وأضف كمية صغيرة فقط في كل مرة، واحكم عليها من خلال مدى تأثيرها على الاتساق. إذا أفرطت في إضافة مخفف الطلاء، سيكون الطلاء رقيقًا جدًا وقد يسد الفرش أو يتسرب من الحاوية.

الاختبار

تتمتع الدهانات بمجموعة واسعة من الخصائص التي تجعلها مناسبة لمختلف الظروف. غالبًا ما يكون من الصعب قياس هذه الخصائص، لأن تطبيق الطلاء وعلاجه يحدث في ظل مجموعة متنوعة من الظروف المناخية وظروف المصنع. لتقييم واختبار هذه الخصائص، يرسل المصنعون عينات إلى مختبرات مثل الخدمات الفنية التطبيقية (ATS) للاختبار.

يتم إجراء هذه الاختبارات على الدهانات السائلة والمعالجة. تعتمد بعض الاختبارات على مكونات الطلاء، بينما يعتمد البعض الآخر على الأداء. على سبيل المثال، يقوم اختبار Holiday بالتحقق من وجود ثقوب صغيرة في الطلاء يمكن أن تسبب في النهاية تآكل الركيزة. اختبار آخر يحدد مقاومة السطح للتآكل الميكانيكي، حيث يقوم جهاز الاختبار بفرك نقطة واحدة ذهابًا وإيابًا على سطح الطلاء عشر مرات باستخدام وسادة قطنية جافة. تظهر العلامة السوداء التي يتركها القطن الزيوت والأوساخ التي يمكن أن تلوث الطلاء.

وتشمل الاختبارات الأخرى اللزوجة، التي تحدد ما إذا كان الطلاء مناسبًا للرش أو الدرفلة أو التنظيف بالفرشاة. يمكن أيضًا اختبار اللزوجة باستخدام مقياس اللزوجة، الذي يستخدم إبرة أو قضيبًا لقياس مقدار الحركة المطلوبة للعينة للانتقال عبرها. يقيس الاختبار أيضًا الكثافة أو الثقل النوعي للطلاء، والذي يتم حسابه عن طريق وزن البقايا غير المتطايرة بعد تبخير المذيب وقياسه وزنيًا.

يساعد التحليل الطيفي للأشعة تحت الحمراء لتحويل فورييه في تحديد التركيب الكيميائي للدهانات والطلاءات من خلال مقارنة طيف امتصاص الأشعة تحت الحمراء للمادة غير المعروفة مع الأطياف المعروفة للمواد الأخرى. يمكن لتحليل FTIR أيضًا اكتشاف العناصر الخطرة في الدهانات، مثل الرصاص أو الكادميوم أو الزئبق أو الكروم أو PBB أو PBDE.