لإضفاء طابع شخصي على المنتج، تتطلب معظم عبوات المنتجات المصنعة تلوين سطحها. وتتعدد عمليات معالجة الأسطح المستخدمة في تغليف المواد الكيميائية اليومية. نستعرض هنا بشكل أساسي بعض العمليات الشائعة في صناعة تغليف مستحضرات التجميل، مثل الطلاء الفراغي، والرش، والطلاء الكهربائي، والأنودة، وغيرها.
أولاً: حول عملية الرش
يشير الرش إلى طريقة طلاء تستخدم مسدس رش أو مرذاذ قرصي لتشتيت المادة إلى قطرات دقيقة ومتجانسة باستخدام الضغط أو قوة الطرد المركزي، ثم تطبيقها على سطح الجسم المراد طلائه. ويمكن تقسيمه إلى الرش الهوائي، والرش بدون هواء، والرش الكهروستاتيكي، بالإضافة إلى طرق مشتقة مختلفة من أشكال الرش الأساسية المذكورة، مثل الرش بالرذاذ عالي التدفق منخفض الضغط، والرش الحراري، والرش الآلي، والرش متعدد المجموعات، وغيرها.
ثانيًا، خصائص عملية الرش
● التأثير الوقائي:
احمِ الأجسام المعدنية والخشبية والحجرية والبلاستيكية من التآكل الناتج عن الضوء والمطر والندى والرطوبة وغيرها من العوامل. يُعدّ طلاء هذه الأجسام من أكثر طرق الحماية ملاءمةً وموثوقيةً، إذ يحميها ويطيل عمرها الافتراضي.
●تأثير زخرفي:
يمكن للطلاء أن يضفي على الأشياء طبقة جميلة، تتألق وتشع بريقاً ونعومة. فالبيئة والأشياء المزينة تجعل الناس يشعرون بالجمال والراحة.
●وظيفة خاصة:
بعد وضع طلاء خاص على الجسم، يمكن أن يتمتع سطح الجسم بوظائف مثل مقاومة الحريق، ومقاومة الماء، ومقاومة التلوث، ومؤشر درجة الحرارة، والحفاظ على الحرارة، والتخفي، والتوصيل الكهربائي، ومكافحة الحشرات، والتعقيم، والتألق، والانعكاس.
ثالثًا، مكونات نظام عملية الرش
1. غرفة الرش
1) نظام تكييف الهواء: معدات توفر هواءً نقيًا ومنعشًا مع التحكم في درجة الحرارة والرطوبة والغبار لكابينة الرش.
2) جسم كابينة الرش: يتكون من غرفة الضغط الديناميكي، وغرفة الضغط الثابت، وغرفة عمليات الرش، واللوحة السفلية الشبكية.
3) نظام العادم وتجميع رذاذ الطلاء: يتكون من جهاز تجميع رذاذ الطلاء ومروحة العادم وقناة الهواء.
4) جهاز إزالة مخلفات الطلاء: إزالة بقايا مخلفات الطلاء في الوقت المناسب من مياه الصرف الصحي المتدفقة من جهاز غسل عادم كابينة الرش، وإعادة المياه المفلترة إلى الخندق الموجود أسفل كابينة الرش لإعادة تدويرها.
2. خط الرش
تشمل المكونات الرئيسية السبعة لخط الطلاء بشكل أساسي ما يلي: معدات المعالجة المسبقة، ونظام رش المسحوق، ومعدات رش الطلاء، والفرن، ونظام مصدر الحرارة، ونظام التحكم الإلكتروني، وسلسلة النقل المعلقة، وما إلى ذلك.
1) معدات المعالجة المسبقة
وحدة المعالجة المسبقة متعددة المحطات من نوع الرش هي جهاز شائع الاستخدام في معالجة الأسطح. يعتمد مبدأ عملها على استخدام التنظيف الميكانيكي لتسريع التفاعلات الكيميائية لإتمام عمليات إزالة الشحوم، والفوسفاتة، والغسل بالماء، وغيرها من عمليات المعالجة. تتضمن عملية المعالجة المسبقة النموذجية لقطع الصلب بالرش المراحل التالية: إزالة الشحوم المسبقة، إزالة الشحوم، الغسل بالماء، الغسل بالماء، ضبط السطح، الفوسفاتة، الغسل بالماء، الغسل بالماء النقي. كما يمكن استخدام آلة التنظيف بالرمل المضغوط للمعالجة المسبقة، وهي مناسبة لقطع الصلب ذات التركيب البسيط، والصدأ الشديد، والخالية من الزيوت أو قليلة الزيوت، والتي لا تُسبب تلوثًا مائيًا.
2) نظام رش المسحوق
يُعد جهاز استعادة المسحوق باستخدام الإعصار الصغير وعنصر الترشيح في رش المسحوق جهازًا متطورًا لاستعادة المسحوق يتميز بتغيير أسرع للألوان. يُنصح باستخدام منتجات مستوردة للأجزاء الرئيسية من نظام رش المسحوق، بينما تُصنع جميع الأجزاء الأخرى محليًا، مثل غرفة رش المسحوق والرافعة الكهربائية الميكانيكية.
3) معدات الرش
مثل غرفة رش الزيت وغرفة رش الستارة المائية، والتي تستخدم على نطاق واسع في طلاء أسطح الدراجات الهوائية ونوابض السيارات الورقية والرافعات الكبيرة.
4) الفرن
يُعد الفرن أحد أهم المعدات في خط إنتاج الطلاء، إذ يُعتبر تجانس درجة حرارته مؤشرًا هامًا لضمان جودة الطلاء. تشمل طرق تسخين الفرن الإشعاع، وتدوير الهواء الساخن، والإشعاع مع تدوير الهواء الساخن، وغيرها. وبحسب برنامج الإنتاج، يُمكن تصنيفه إلى نوعين: أحادي الحجرة، ومتصل، كما تشمل أشكاله: النوع ذو التدفق المباشر، والنوع الجسري. يتميز فرن تدوير الهواء الساخن بعزل حراري جيد، وتجانس درجة الحرارة داخله، وانخفاض فقد الحرارة. بعد الاختبار، تبين أن فرق درجة الحرارة داخل الفرن أقل من ±3 درجات مئوية، ما يُحقق مؤشرات أداء مماثلة للمنتجات في الدول المتقدمة.
5) نظام مصدر الحرارة
يُعدّ تدوير الهواء الساخن طريقة شائعة للتسخين، حيث يعتمد على مبدأ التوصيل الحراري لتسخين الفرن بهدف تجفيف ومعالجة قطعة العمل. ويمكن اختيار مصدر الحرارة وفقًا لظروف المستخدم، كالكهرباء أو البخار أو الغاز أو زيت الوقود، وغيرها. كما يُمكن تحديد مكان صندوق مصدر الحرارة بناءً على موقع الفرن، سواءً في الأعلى أو الأسفل أو الجانب. وإذا كانت مروحة التدوير المستخدمة لتوليد الحرارة من النوع المقاوم للحرارة العالية، فإنها تتميز بعمرها الطويل، واستهلاكها المنخفض للطاقة، وانخفاض مستوى الضوضاء، وصغر حجمها.
6) نظام التحكم الكهربائي
تتنوع أنظمة التحكم الكهربائي في عمليات الطلاء وخطوط الإنتاج بين التحكم المركزي والتحكم أحادي العمود. يستخدم التحكم المركزي وحدة تحكم منطقية قابلة للبرمجة (PLC) للتحكم في الوحدة الرئيسية، حيث يتم التحكم تلقائيًا في كل عملية وفقًا لبرنامج التحكم المُعدّ مسبقًا، بالإضافة إلى جمع البيانات ومراقبة الإنذارات. أما التحكم أحادي العمود فهو الطريقة الأكثر شيوعًا في خطوط إنتاج الطلاء، حيث يتم التحكم في كل عملية على حدة، ويتم وضع صندوق التحكم الكهربائي (الخزانة) بالقرب من المعدات. يتميز هذا النظام بانخفاض تكلفته وسهولة تشغيله وصيانته.
7) سلسلة ناقلة معلقة
الناقل المعلق هو نظام النقل المستخدم في خطوط التجميع الصناعية وخطوط الطلاء. يُستخدم الناقل المعلق من نوع التجميع في رفوف التخزين بطول يتراوح بين 10 و14 مترًا، وفي خطوط طلاء أنابيب الصلب السبائكي لأعمدة إنارة الشوارع ذات الأشكال الخاصة. تُرفع قطعة العمل على علاقة خاصة (بسعة تحمل تتراوح بين 500 و600 كيلوغرام)، وتتميز حركة الدخول والخروج بسلاسة. يُفتح ويُغلق هذا النظام كهربائيًا وفقًا لتعليمات العمل، مما يضمن النقل الآلي لقطعة العمل في كل محطة معالجة، حيث تُجمع وتُبرد بالتوازي في غرفة التبريد الرئيسية ومنطقة التفريغ. يوجد في منطقة التبريد الرئيسية جهاز لتحديد هوية العلاقة وجهاز إنذار لإيقاف التشغيل عند حدوث أي خلل في الجر.
3. مسدس الرش
4. الطلاء
الطلاء مادة تُستخدم لحماية وتزيين سطح الأشياء. يُطبّق الطلاء على سطح الشيء لتشكيل طبقة طلاء متصلة ذات وظائف محددة وقوة التصاق عالية، مما يُسهم في حماية الشيء وتزيينه. وتشمل وظائف الطلاء الحماية والتزيين ووظائف خاصة أخرى (مثل مقاومة التآكل، والعزل، والتعليم، والانعكاس، والتوصيل، وغيرها).
رابعًا، مخطط سير العمل الأساسي
تختلف عملية الطلاء وإجراءاته باختلاف الأهداف. سنستخدم عملية طلاء الأجزاء البلاستيكية الشائعة كمثال لشرح العملية برمتها:
1. عملية المعالجة المسبقة
لضمان توفير أساس جيد مناسب لمتطلبات الطلاء، وللتأكد من تمتع الطلاء بخصائص جيدة مضادة للتآكل وذات مظهر جمالي، يجب معالجة الأجسام الغريبة الملتصقة بسطح الجسم قبل الطلاء. يُشار إلى هذه العملية باسم المعالجة السطحية (قبل الطلاء). وتُستخدم بشكل أساسي لإزالة الملوثات من المادة أو لتخشين سطحها لزيادة التصاق طبقة الطلاء.
إزالة الشحوم المسبقة: تتمثل الوظيفة الرئيسية في إزالة الشحوم جزئياً من سطح الأجزاء البلاستيكية.
إزالة الشحوم الرئيسية: يعمل عامل التنظيف على إزالة الشحوم من سطح الأجزاء البلاستيكية.
غسل بالماء: استخدم ماء الصنبور النظيف لشطف المواد الكيميائية المتبقية على سطح الأجزاء. يُغسل مرتين بالماء، درجة حرارة الماء هي درجة حرارة الغرفة، وضغط الرش من 0.06 إلى 0.12 ميجا باسكال. غسل بالماء النقي: استخدم ماءً منزوع الأيونات حديثًا لتنظيف سطح الأجزاء جيدًا (شرط نقاء الماء منزوع الأيونات هو أن تكون موصليته ≤ 10 ميكرومتر/سم).
منطقة نفخ الهواء: تُستخدم قناة الهواء بعد غسل الأجزاء بالماء النقي في قناة الغسيل لإزالة قطرات الماء المتبقية على سطحها باستخدام هواء قوي. مع ذلك، قد لا تُزال قطرات الماء تمامًا في بعض أجزاء المنتج، وذلك بسبب تصميمه أو لأسباب أخرى، مما يؤدي إلى تراكمها على سطح الأجزاء، وبالتالي التأثير على عملية رش المنتج. لذا، يجب فحص سطح قطعة العمل بعد المعالجة باللهب. في حال حدوث ذلك، يجب مسح سطح المصد.
التجفيف: يستغرق تجفيف المنتج 20 دقيقة. يستخدم الفرن الغاز لتسخين الهواء المتداول حتى تصل درجة الحرارة في قناة التجفيف إلى القيمة المحددة. عند مرور المنتجات المغسولة والمجففة عبر قناة الفرن، يعمل الهواء الساخن على تجفيف الرطوبة على سطحها. يجب أن يراعي ضبط درجة حرارة التجفيف ليس فقط تبخر الرطوبة من سطح المنتجات، بل أيضًا اختلاف مقاومة الحرارة بين المنتجات المختلفة. حاليًا، خط الطلاء في المصنع الثاني مصنوع بشكل أساسي من مادة البولي بروبيلين، لذا فإن درجة الحرارة المضبوطة هي 95±5 درجة مئوية.
المعالجة باللهب: استخدم لهبًا مؤكسدًا قويًا لأكسدة السطح البلاستيكي، وزيادة التوتر السطحي لسطح الركيزة البلاستيكية، بحيث يمكن للطلاء أن يتحد بشكل أفضل مع سطح الركيزة لتحسين التصاق الطلاء.
الطلاء التمهيدي: للطلاء التمهيدي أغراضٌ مختلفة وأنواعٌ عديدة. ورغم أنه غير مرئي من الخارج، إلا أنه ذو تأثير كبير. وتتلخص وظائفه فيما يلي: زيادة الالتصاق، وتقليل تباين اللون، وإخفاء العيوب على قطع العمل.
الطبقة الوسطى: لون طبقة الطلاء التي تظهر بعد الطلاء، وأهم شيء هو جعل الجسم المطلي جميلاً أو أن يتمتع بخصائص فيزيائية وكيميائية جيدة.
الطبقة العلوية: الطبقة العلوية هي الطبقة الأخيرة من عملية الطلاء، والغرض منها هو إعطاء طبقة الطلاء لمعانًا عاليًا وخصائص فيزيائية وكيميائية جيدة لحماية الجسم المطلي.
خامساً: التطبيق في مجال تغليف مستحضرات التجميل
تُستخدم عملية الطلاء على نطاق واسع في تغليف مستحضرات التجميل، وهي مكون خارجي للعديد من مجموعات أحمر الشفاه.زجاجات زجاجيةرؤوس المضخات، وأغطية الزجاجات، وما إلى ذلك.
إحدى عمليات التلوين الرئيسية
تاريخ النشر: 20 يونيو 2024