آماده سازی سطوح قبل از رنگ آمیزی
قبل از رنگ آمیزی نکاتی برای آماده سازی سطح رنگ آمیزی شونده به طور خلاصه اشاره میشود.
- زدودن زوائدی که احتمالاً به سطح چسبیده‌اند ( موم، زنگ، سوخته براده‌های نورد فلزات)
- زدودن گرد و غبار، دوده و غیره
- چربی زدائی به کمک مواد شیمیایی
- سمباده کاری و در صورت لزوم سندبلاست کردن
- خنثی سازی سطح Passivation
مراحل رنگ آمیزی
با توجه به این نکته که وظیفه رنگ حفاظت و زیبائی دادن به سطح است، بعضاً یک مرحله رنگ آمیزی بخصوص برای حفظ سطح از عوامل جوی و مکانیکی کفایت نمی‌کند و لازم است چند مرحله پیاپی رنگ آمیزی صورت گیرد تا کیفیت مطلوب حاصل شود. تعداد این مراحل بستگی به موارد زیر دارد.
- نوع و جنس سطح رنگ آمیزی شونده
- نوع رنگی که بکار می‌رود
- طرحی که رنگ به سطح می‌دهد
- مقاومت‌های مورد نظر
قاعده سیستم‌های چند مرحله‌ای رنگ آمیزی
با توجه به نقش رزین در رنگ به لحاظ تامین کننده اصلی خواص حفاظتی و مقاومتی در برابر عوامل مختلف قاعده کلی از کم به زیاد باید در مورد مقدار رزین رنگ لایه‌های مختلف از زیر به رو رعایت شود بدین نحو که به ترتیب از لایه‌های زیر مقدار پیگمنت به تدریج کاسته و به مقدار رزین افزوده میشود. از این رو می‌توان نسبت رزین به پیگمنت و پر کننده‌ها را در لایه‌های زیر و رو در جهت عکس یکدیگر در نظر گرفت. عدم رعایت این نسبت باعث ترك خوردگی در رنگ پساز خشک شدن میشود.
رنگ آمیزی به توسط قلم مو
یکی از قدیمی‌ترین شیوه‌های رنگ آمیزی کماکان همان رنگ آمیزی توسط قلم مو است. کیفیت قلم موها عموماً به نوع مو یا الیاف بکار رفته در آن بستگی دارد و از این لحاظ به دو دسته کلی زیر تقسیم میشوند.
- قلم موهای مرغوب و عالی ساخته شده از موهای طبیعی حیوانات نظیر اسبی، خوك و غیره
- قلم موهای معمولی ساخته شده از الیاف مصنوعی به تنهایی و یا به همراه موهای طبیعی حیوانات
انواع قلم مو
قلم موی گرزی
برای رنگ پلاستیک، لعابی (موهای قلم مو توسط قیر یا مواد مشابه در فرو رفتگی دسته محکم شده، روی آن نیز برای استحکام بیشتر با نخ بسته میشود).
قلم موی گرد
برای انواع رنگ آمیزی (همه نوع رنگ) استفاده میشود. موهای قلم در محفظه تراشیده شده در دسته فرو رفته و با نخ محکم بسته میشود. این نوع بستن قابل تغییر است و با کم و زیاد کردن آن بلندی موی قلم تغییر یافته، انعطاف موها نیز متعاقباً متغیر میشوند. قلم موی گرد برای سطوح نا‌مسطح و طرح‌دار نوع مناسبی است.
قلم موی کپسولی
این قلم مو اغلب برای رنگ‌های روغنی و صنعتی بکار می‌رود. موهای این قلم مو توسط حفاظ فلزی کپسول مانندی به دسته قلم متصل شده است. این قل مو بدو شکل گرد و بیضوی ساخته میشود که نوع بیضی شکل آن کاربرد بیشتری دارد.
قلم موی مخصوص لاك
این قلم بسیار شبیه قلم کپسولی است با این تفاوت که اولاً فقط به صورت گرد ساخته میشود و ثانیاً برای استحکام بیشتر اتصال مو به دسته با نخ بسته شده است.
قلم موی تخت یا پهن
موهای این قلم مو پهن و مستطیلی شکل بوده و توسط حفاظ فلزی به دسته متصل میشود. این قلم در اندازه‌های مختلف، از لحاظ پهنی ساخته میشود.
قلم موی مخصوص رادیاتور شوفاژ و نرده
این قلم مو به صورت گرد یا تخت با دسته‌ای بلند و زاویه‌دار نسبت به موهای قلم ساخته میشود. با خمیدگی یا زاویه‌ای که دسته نسبت به موهای قلم دارد می‌توان قسمت‌های غیر قابل دسترسی با قلم معمولی را رنگ آمیزی کرد.
قلم موی مخصوص رنگ نما و سطوح بزرگ
این قلم مو اغلب به شکل مکعب مستطیل ساخته میشود که موهای آن بلندتر از قلم‌های دیگر است. به وسیله این قلم مو دیوارهای ساختمان و بدنه تانک‌های نگهداری آب یا مواد نفتی و شیمیایی و کلاً سطوح بزرگ را می‌توان رنگ آمیزی کرد.
رنگ آمیزی توسط غلطک
برای انجام سریعتر و همچنین یکنواختی بهتر از غلطک یا رولر‌های مخصوص جهت رنگ آمیزی استفاده می‌نمایند. غلطک معمولاً برای رنگ آمیزی سطوح بزرگ مانند دیوار و سقف بکار می‌رود. یکی دیگر از مزیت‌های غلطک امکان ایجاد طرح‌های متنوع در سطح رنگ شونده است. حتی غلطک‌های بدون طرح و ساده نیز از خود اثری شبیه دان دان شدن بر روی سطح باقی می‌گذارند که پس از خشک شدن در مقایسه با سطح رنگ آمیزی شده توسط قلم مو تفاوت محسوسی خواهد داشت.
یکی از شرایط لازم برای مطلوب بودن رنگ آمیزی، غلظت مناسب رنگ است. و باید توجه داشت غلظت رنگی که با غلطک رنگ آمیزی میشود اندکی غلیظتر از رنگی باشد که توسط قلم رنگ آمیزی میشود. بدین ترتیب هم رنگ از غلطک چکه نمی‌کند و هم به علت غلظت قدرت پوشش آن بالا می‌رود.
رنگ آمیزی توسط پیستوله
با توجه به متداول بودن این سیستم در بسیاری از کارگاه‌ها و کارخانجات بزرگ و کوچک، تنوع شیوه‌های مختلف این سیستم بیشتر از دیگر روش‌ها رنگ آمیزی هستند.
این روش برای رنگ آمیزی انواع مختلف رنگ پلاستیک، روغنی، صنعتی و حتی روکش مذاب دادن به اشیاء (روش ترمیک) به کار می‌رود. رنگ آمیزی به این روش مقرون به صرفه‌تر بوده و برای مواردی که تعداد قطعات یا سطح رنگ آمیزی شونده زیاد است، انجام میشود.
در این سیستم رنگ آماده شده در مخزنی که تحت فشار قرار دارد ریخته شده و درب این مخزن کاملاً مسدود میشود به نحوی که هیچ منفذ خروجی نداشته باشد.
مزیت‌های این روش
- مانند پیستوله‌های کاسه دار نیازی به پر کردن مکرر ندارد.
- با توجه به مسدود بودن مخزن رنگ، تغییرات غلظت که در اثر بخیر حلال موجود در رنگ حلال حاصل میشود پدیده نمی‌آید.
- حرکت پیستوله بدون کاسه در تمام جهات به راحتی انجام پذیر است.
- برای جلوگیری از ته نشین شدن رنگ می‌توان همزم مناسبی در مخزن رنگ نصب نمود، که بطور دائم یا در فواصل معین زمانی محتوی مخزن را هم بزند.
رنگ آمیزی با پیستوله بدون کمک هوای فشرده Airless
در مقایسه با دیگر روش‌های رنگ آمیزی با پیستوله این روش یکی از اقتصادیترین روش‌های رنگ آمیزی بحساب می‌آید. چون غلظت رنگ آماده برای رنگ آمیزی به مراتب بیشتر از دیگر روش‌های ذکر شده است، سرعت و کیفیت کار نیز بهتر خواهد بود.
مکانیزم سیستم ایرلس
مکانیزم کار شبیه پاشیدن با شیلنگ آب‌پاشی است. یعنی با تحت فشار قرار دادن رنگ در مخزن، مقداری انرژی در ذرات آن ذخیره میشود. این انرژی پس از عبور یا خروج رنگ از سوراخ پیستوله به انرژی جنبشی تبدیل شده، رنگ را به صورت پودر به شیی مربوطه می‌پاشد.
مزیت‌های سیستم ایرلس
- به علت مخلوط نبودن هوا و رنگ، ذراتی که بر سطح شیی می‌نشیند رنگ خالص بوده، در نتیجه حباب هوا در سطح رنگ آمیزی شده پدیدار نمیشود.
- به هنگام رنگ آمیزی با پیستوله‌های معمولی قسمتی از رنگ خارج شده از پیستوله بصورت ابر رنگ که متشکل از هوا (به مقدار زیاد) و ذرات رنگ (به مقدار کم) است، در اطراف پیستوله پراکنده میشود. حال آنکه در سیستم ایرلس تشکیل ابر رنگ بسیار اندك بوده و نتیجتاً از آلودگی محیط کار و همچنین به هدر رفتن رنگ به مقدار قابل توجهی می‌کاهد.
- چون رنگ پراکندگی در این سیستم به علت غلظت زیاد رنگ نسبت به سیستم پیستوله با هوای فشرده کمتر است محیط کار تمیزتر و در همین رابطه سیستم تهویه برای مکیدن هوای آلوده با قدرت کمتری نیز می‌توان بکار برد.
- به علت غلیظتر بودن رنگ مصرفی در این سیستم، لایه‌های رنگ ضخیمتر در نتیجه از تعداد دفعات رنگ آمیزی کاسته خواهد شد.
- پیستوله‌های مخصوص این سیستم از نوع کاسه‌ای نبوده و از منبع رنگ تغذیه میشوند. به همین دلیل امکان مانور دست به هنگام رنگ پاشیدن به مراتب نسبت به پیستوله‌های کاسه‌ای بیشتر است.
رنگ آمیزی ایرلس– سرد
این روش برای رنگ آمیزي همه نوع رنگ در کارگاه‌های کوچک و بزرگ در کارخانجات ماشین سازی، و همچنین در فضای باز و بسته برای هر نوع سطح رنگ پذیری نظیر درب، پنجره، نما، قطعات مختلف ماشین‌های صنعتی، اتومبیل، مبل و غیره بکار می‌رود.
رنگ آمیزی با ایرلس– گرم
با گرم کردن رنگ مصرفی غلظت آن تقلیل یافته نتیجتاً فشار کمتری برای به جریان انداختن آن در سیستم مورد نیاز خواهد بود . از این رو فشار ۴۰ الی ۸۰ بار برای روش ایرلس گرم کافی است. مکانیزم کار در این سیستم بدین نحو است که رنگ آماده قبل از پاشیدن توسط حرارت غیر مستقیم در حدود ۹۰ الی ۹۵ درجه سانتیگراد گرم میشود. در اثر این افزایش حرارت در رنگ، قسمتی از حلال موجود در آن بخار شده ایجاد فشار می‌کند. همزمان با این امر غلظت رنگ نیز کاهش می‌یابد. لازم به تذکر است که دمای رنگ باید ثابت نگاهداشته شود و به همین منظور نصب ترموستات در سیستم گرم کننده دستگاه ضروریست.
ایرلس گرم مناسبترین روش رنگ آمیزی برای قطعات بزرگ و سنگین است.
رنگ آمیزی رنگ‌های دو جزئی (اپوکسی)
با کوشش و پیگیری که در صنعت رنگ سازی جهت ساختن رنگ‌های مقاوم در برابر تاثیر عوامل مکانیکی و جوی و همچنین تقلیل هر چه بیشتر زمان خشک شدن انجام گرفته، ساخت رنگ‌های دو جزئی افزایش روز افزونی پیدا کرده است.
برای رنگ‌های دو جزئی که عمر نگاهداری آنها پس از مخلوط کردن دو جزء بیش از یک ساعت است، استفاده از سیستم سرد ایرلس امکان پذیر است. برای آن دسته از رنگ‌های دوجزئی که عمر مخلوط شده آنها کمتر از یک ساعت است باید از سیستم گرم استفاده شود. پیستوله‌های مخصوص رنگ آمیزی رنگ‌های دو جزئی اعم از ایرلس یا ساده، باید دارای سه شیلنگ باشند.
- برای رنگ اصلی
- برای جزئ سخت کننده
- برای حلال شستشو دهنده
نحوه کار پستوله بدین صورت است که دو جزء رنگ به طور مجزا به سر پیستوله هدایت شده و در آنجا قبل از خروج با یکدیگر ممزوج شده و از سوراخ پیستوله بیرون پاشیده میشوند. پس از اتمام رنگ آمیزی باید بلافاصله حلال را در سیستم به جریان انداخت در غیر این صورت رنگ خشک شده و خسارت فراوانی بوجود خواهد آورد.
اجزای تشکیل دهنده رنگ
رنگ‌ها و یا پوشش‌ها ممکن است به حالت مایع و یا به حالت پودر باشند و هنگامی که روی سطح به کار برده میشوند جنبه حفاظتی یا تزئینی یا خواص دیگر را از خود نشان می‌دهند. اجزاء تشکیل دهنده یک پوشش به صورت زیر تقسیم بندی میشود. به طور کلی انواع و اقسام رنگ‌های مورد استفاده در صنایع و پوشش‌های تزیینی از اجزاء زیر تشکیل یافته‌اند.
- بیندر یا رزین
- حلال
- پیگمنت
- مواد افزودنی
رزین (بیندر)
اصلی ترین جزء رنگ را بیندر تشکیل می‌دهد که ترکیبات پلیمری هستند که به عنوان چسب به کار برده شده و باعث تشکیل فیلم پیوسته روی سطح میشوند. که انواع و اقسام زیادی دارند شامل اپوکسی‌ها، وینیلی‌ها، کلرینتدرابر (کلر و کائوچو)، الکیدها آمینوها، پلی یورتان‌ها، اتیل سیلیکات‌ها و… هستند.
اجزاء تشکیل دهنده رنگ
- پیگمنت‌های باز دارنده
- پیگمنت‌های تقویت کننده
- پیگمنت‌های رنگی
- رزین اولیه
- رزین ثانویه
- حلال‌ها
- مواد افزودنی
انواع پیگمنت‌ها از نظر کاربرد
- پیگمنت‌های رنگی
- پیگمنت تقویت کننده
- پیگمنت‌های باز دارنده
- پیگمنت‌های فلزی
پیگمنت رنگی
این نوع پیگمنت‌ها تقریباً در تمام رنگ‌ها برای رسیدن به فام مورد دلخواه به کار می‌رود. این نوع پیگمنت‌ها اغلب به عنوان پیگمنت‌های ضد خورنده به کار نمی‌روند. یکی از انواع آنها پیگمنت‌های سفید تیتان دی اکسید است که قدرت پوشی بالایی دارد و دارای مقاومت‌های شیمیایی و گرمایی (پایداری در برابر دما) خوبی است.
پیگمنت‌های تقویت کننده
پیگمنت‌های تقویت کننده اغلب به عنوان پر کننده در رنگ‌ها استفاده شده و باعث کاهش قیمت رنگ میشوند و نسبت به پیگمنت‌های رنگی بیشتر در رنگ‌های ضد خوردگی به کار می‌روند به دلیل اینکه اغلب از نوع معدنی بوده و مقاومت‌های بالایی در برابر مواد خورنده دارند. به استثنای کربنات کلسیم که در رنگ‌های ضد خورنده کمتر استفاده میشود.
پیگمنت‌های باز دارنده
اساساً این نوع پیگمنت‌ها در لایه زیرین با اولین لایه به کار می‌روند. این پیگمنت‌ها با رطوبت جذب شده توسط پوشش واکنش کرده و تشکیل یون داده و یون مربوطه با سطح فلز واکنش داده و سطح را خنثی می‌کند. اما این نوع پیگمنت‌ها عمدتاً برای پوشش‌های اتمسفری به کار می‌رود و برای شرایط غوطه وری یا رطوبت ثابت مناسب نیستند. چون اکثراً قابل حل هستند و به روش اسمز آب را جذب کرده و باعث تاول زدگی رنگ میشوند. از انواع پیگمنت‌هايی باز دارنده می‌توان به کرومات روی اشاره کرد.
پیگمنت‌های فلزی
پیگمنت‌های فلزي به علت داشتن خاصیت گالوانیک نسبت به فولاد، قابلیت ضد خوردگی مناسب داشته که برای لایه آستری به کار می‌روند. و به علت پرك بودن، خاصیت انعکاس نور داشته که می‌توانند برای لایه رویه نیز به کار روند. از انواع پیگمنت‌های فلزی می‌توان به پودر روی اشاره کرد.
حلال‌ها
عمدتاً برای کاهش گرانروی رنگ به آن افزوده میشوند. گرچه حلال‌ها در فیلم رنگ باقی نمی‌مانند اما می‌توانند باعث اثراتی چون حفره دار کردن، رنگ پریدگی، کاهش براقیت، شناور کردن پیگمنت و کاهش چسبندگی و اثراتی دیگر برای فیلم رنگ شوند. با توجه به اینکه هر نوع رزین، حلال خاصی دارد بنابراین یک نوع حلال برای تمام آنها به کار نمی‌رود.
مواد افزودنی
واژه مواد افزودنی به یک سری از مواد با غلظت کم اتلاق میشود که باعث بهتر شدن برخی خواص رنگ یا فیلم آن شده و عمده‌ترین آنها به شرح زیر است.
- خشک کن‌ها
- مواد ضد پوسته
- عوامل پخت در سیستم‌های دو جزئی
- همتراز کننده
- مواد ضد باکتری
- پخش کننده
- مات کننده
تقسیم بندی رنگ‌ها بر اساس نوع رزین
رنگ‌ها بر اساس نوع رزین به شرح زیر تقسیم بندی میشوند.
- رنگ بر پایه اپوکسی
- رنگ بر پایه الکید
- رنگ بر پایه کلروکائوچو
- رنگ بر پایه سیلیکون
- رنگ بر پایه ملامین- الکید ( آمینو – الکید)
- رنگ بر پایه فنولیک
- رنگ بر پایه اتیل سیلیکات
- رنگ بر پایه پلی یورتان
- رنگ بر پایه وینیلی
- رنگ بر پایه اپوکسی استر
تقسیم بندی رنگ‌ها بر اساس نوع لایه
به طور کلی سه نوع لایه رنگ موجود است.
رنگ آستری
به ویژه در پوشش‌های مقاوم در برابر خوردگی اهمیت خاص دارد ، موارد مهم برای یکپرایمر شامل موارد زیر است.
- چسبندگی یا پیوند قوی بر سطح
- پیوستگی یا اتصال بین مولکولی قوی
- مقاومت قوی در برابر خوردگی مواد شیمیایی
- پیوند قوی با لایه بعد
- انعطاف پذیری
رنگ میانی
موارد مهم برای یک پوشش میانی به شرح زیر است.
- مقاومت شیمیایی بالا
- مقاومت در برابر انتقال رطوبت
- بالا بردن مقاومت الکتریکی پوشش
- پیوستگی بالا
- ایجاد ضخامت براي پوشش نهایی
- داشتن پیوند قوی با لایه زیرین و رویه
برای دو پوشش آستری یا میانه، نسبت پیگمنت به محمل (ترکیب رزین و حلال و مواد افزودنی) بالاتر از پوشش رویه است.
رنگ رویه
نسبت پیگمنت – محمل برای این نوع رنگ‌ها به دو دسته قبلی کمتر است و عملکرد اصلی آنها به شرح زیر است.
- به وجود آوردن یک لایه غیر قابل نفوذ
- ایجاد مقاومت در برابر مواد شیمیایی و شرایط جوی
- ایجاد سطح محکم
- ایجاد ظاهر مطلوب
تقسیم بندی رنگ‌ها بر اساس نحوه خشک شدن
رنگ‌های هوا خشک
انواع رنگ‌های هوا خشک شامل رنگ‌های زیر هستند.
رنگ‌های اپوکسی، پلی آمین اپوکسی، اپوکسی پلی آمید، کلرینیتدرابر (کلروکائوچو) ، الکیدي ، پلی یورتان ، اپوکسی استر و وینیلی. البته لازم به ذکر است که رنگ اپوکسی استر در دسته رنگ‌های کوره‌ای هم می‌تواند قرار گیرد.
رنگ‌های کوره‌ای
رنگ‌های کوره‌ای شامل رنگ‌های زیر هستند.
اپوکسی، فنلیک (به علت زرد گرایی کمتر مصرف میشود)، سیلیکونی، آلکید، ملامین (الکید – آمینو) و پلی اورتان آلکید.
