تقنية الطلاء الإلكتروني "النووية"، لماذا هي ممتازة للغاية؟

تقنية طلاء EB "nuclear"، لماذا هي ممتازة للغاية؟

تُعدّ مجموعة قوانغدونغ تشيهوا أول شركة في الصين تُطبّق تقنية معالجة شعاع الإلكترون على مواد الأغشية الزخرفية. يُحسّن تطبيق هذه التقنية أداء الزخرفة على الألواح من جوانب عديدة، مثل مقاومة العوامل الجوية، وأشعة الشمس، والاصفرار، والتلوث، والأوساخ، وسهولة التنظيف، ومقاومة الخدوش العالية، والصلابة العالية، ومقاومة الشحوم، والمواد الكيميائية.

سنقوم اليوم بإجراء استكشاف وتحليل متعمقين لهذه العملية.

في قطاع التصنيع العالمي، توجد ظاهرةٌ تُعرف بتأثير المرحلة الأولى على المرحلة الثانية، حيث يُرجّح أن تستخدم المرحلة الثانية المنتج الذي طورته المرحلة الأولى لأغراض البحث والتطوير. ونادراً ما تُحقق إنجازاتٌ مستقلة تماماً على مستوى المرحلة الأولى.

وينطبق الأمر نفسه على صناعة الأثاث. فالخشب المُهندس، والورق المزخرف، والأغشية، والأدوات المعدنية، وغيرها مما نراه، يتم تطويره من قبل الشركات المصنعة في المراحل الأولية قبل أن تتاح للشركات المصنعة في المراحل اللاحقة فرصة استخدامه. وهذا نتاج لتقسيم العمل المختلف في التصنيع الحديث، وهو الحل الأمثل في العصر الصناعي.

 بفضل مستوى التطور التصنيعي والتاريخ الصناعي في أوروبا، فإن جودة الألواح والأجهزة المخصصة في هذه الصناعة متميزة للغاية على مستوى العالم، حيث تتلقى طلبات من جميع أنحاء العالم.

 إذا تم تقسيمها بشكل أكبر إلى فئة الألواح الزخرفية، من Alvic و Arpa و FENIX و CLEAN، فلماذا تسعى العلامات التجارية الراقية والمتوسطة إلى الحصول على العديد من العلامات التجارية في السوق الصينية؟

يتميز التصميم بالإبداع، ولدى العلامات التجارية الأوروبية المتخصصة في ألواح الديكور العديد من المنتجات الجديدة المبتكرة في تصميماتها. وقد ساهم البحث والتطوير الذي أُجري بمنظور عالمي في زيادة الطلب من شريحة قد تكون صغيرة.

 الجودة مضمونة. على سبيل المثال، تتميز بمقاومة فائقة للتآكل والاصفرار، بالإضافة إلى خاصية التثبيت الحراري. كما أن تأثير كل من اللمعان العالي والمطفأ ممتاز وثابت.

 لا يوجد تقدم ملحوظ في التصميم على المدى القريب، بينما تخضع جودة المنتجات الصينية للدراسة والبحث المستمر. فعلى سبيل المثال، في صناعة الأخشاب المُهندسة، حققنا جودة لا تقل عن المعايير الأوروبية بفضل استيراد معدات من ألمانيا وفنلندا ودول أخرى.

فيما يتعلق بتقنيات الديكور، فقد وصلنا بالفعل إلى معايير عالمية متقدمة من خلال شراء المواد الخام أو التقنيات مثل الطلاء المائي، والطلاء، والرش الكهروستاتيكي، وتقنية الإكسيمر. فلماذا لم تصل ألواح الديكور الصينية بعد إلى نفس جودة الألواح الأوروبية؟

نعتقد أن هناك عوامل حاسمة في عملية المعالجة، وكلما زادت مواصفات اللوحة الزخرفية، زادت متطلبات العملية في عملية المعالجة.

وقد تأكد هذا الرأي على المواقع الإلكترونية الرسمية للعديد من العلامات التجارية للألواح الزخرفية. فبالإضافة إلى مزاياها الراقية، أشارت هذه العلامات بشكل خاص إلى استخدام عملية معالجة شعاع الإلكترون، مما يُثبت على ما يبدو أن هذه المزايا مرتبطة ارتباطًا وثيقًا باستخدام هذه العملية.

تُعرف عملية تحويل الطلاءات من الحالة السائلة والمسحوقة وغيرها إلى الحالة الصلبة باسم المعالجة. وتُعدّ المعالجة بشعاع الإلكترون إحدى تقنيات المعالجة في عملية الطلاء، وهي تُعرف حاليًا بأنها عملية معالجة رائدة في هذا المجال.

 في الوقت الحاضر، تتضمن العديد من العمليات والمواد المستخدمة في تصنيع الألواح الزخرفية على سبيل المثال لا الحصر: الطلاء، والطلاء المائي، والرش الكهروستاتيكي للمسحوق، والإكسيمر، والفيلم الزخرفي، والبولي إيثيلين تيريفثالات، والورق الزخرفي، وما إلى ذلك.

 صلا يمكن لأي من أنواع الطلاء، بما في ذلك الطلاء المائي، ورش المساحيق الكهروستاتيكية، والإكسيمرات، تجنب عملية المعالجة، بما في ذلك الأغشية والورق المزخرف، والبولي إيثيلين تيريفثالات (PET)، وغيرها من العمليات الأساسية. وتشمل عمليات المعالجة الشائعة حاليًا: المعالجة الحرارية، والمعالجة بالأشعة فوق البنفسجية، أما العملية الناشئة فهي: المعالجة بشعاع الإلكترون.

 استنادًا إلى الأبحاث السابقة، قمنا برسم المخطط التالي.

 إذا نظرنا إلى سُمك المعالجة، فهل تبدو المعالجة الحرارية أكثر قسوة؟ في الواقع، تتطلب المعالجة الحرارية وقتًا أطول للأجزاء المعالجة ذات السُمك الأكبر، مما يؤدي إلى زيادة استهلاك الطاقة وارتفاع تكاليف التصنيع بشكل غير ملحوظ.

 مثال توضيحي للمعالجة الحرارية: هذه وعاء مطلي بالورنيش من عهد أسرة مينغ، مغطى بطبقة سميكة من الطلاء الأحمر بسمك عدة ملليمترات. تتطلب الأوعية المطلية بهذه الطريقة عمليات طلاء ومعالجة متكررة، وغالبًا ما تستغرق عملية تحويل الطلاء من الحالة السائلة إلى الحالة الصلبة للحصول على اللمسة النهائية عدة أيام.

حتى في العصر الحديث، فإن عملية التصلب الحراري هذه تستغرق وقتاً طويلاً للغاية لأنها تتطلب غرفة خبز ذات درجة حرارة عالية لمعالجتها، الأمر الذي لا يستهلك الكثير من الطاقة فحسب (عادةً ما تكون طاقة كهربائية يتم تحويلها إلى طاقة حرارية)، بل يستغرق أيضاً وقتاً طويلاً نسبياً.

 هناك أيضًا خطر المذيبات في المعالجة الحرارية، حيث أن استخدام المذيبات ينطوي على مخاطر من الإنتاج والنقل إلى الاستخدام النهائي، مثل مخاطر الاحتراق والانفجار والمواد المتطايرة وما إلى ذلك.

إذا كانت هناك بعض المشاكل المتعلقة بالمعالجة الحرارية، فماذا عن المعالجة بالأشعة فوق البنفسجية؟ تُعد عملية المعالجة هذه حاليًا هي العملية السائدة للعلامات التجارية المتوسطة إلى الراقية، وهي شائعة نظرًا لأدائها البيئي العالي وكفاءتها، بما في ذلك استخدام تقنية المعالجة بالأشعة فوق البنفسجية لألواح الإكسيمر الشائعة.

هل هذه العملية مثالية؟ في الوقت الحالي، لا. ويتجلى ذلك بشكل رئيسي في عدة جوانب.

 بسبب سمك طبقة الطلاء وتوازنها، فإن المعالجة بالأشعة فوق البنفسجية لا تُناسب إلا طبقات الطلاء ذات السماكة الميكرونية، كما هو الحال مع طلاءات الإكسيمر وطلاءات الأشعة فوق البنفسجية العادية. حتى عند سماكة ميكرومترية فقط، أظهرت الأبحاث أنه كلما زاد سمك طبقة الطلاء، زادت احتمالية حدوث عيوب في عملية المعالجة، وازدادت وضوح ظاهرة عدم انتظام المعالجة.

 لا يتطلب تطبيق المحفزات الضوئية وجود محفزات ضوئية في عملية المعالجة بالأشعة فوق البنفسجية للإكسيمرات، ولكن قد تؤدي عمليات المعالجة الأخرى بالأشعة فوق البنفسجية إلى وجود محفزات ضوئية متبقية، مما يشكل مخاطر صحية.

 تتميز هذه التقنية بمزايا واضحة في مرحلة الإنتاج، منها المعالجة بشعاع الإلكترون، وانخفاض استهلاك الطاقة، والمعالجة المتوازنة، والأداء البيئي الأفضل؛ أما من ناحية تجربة المستهلك، فتتميز بمزايا مثل مقاومة العوامل الجوية، ومقاومة أشعة الشمس، ومقاومة الاصفرار، ومقاومة الأوساخ، وسهولة التنظيف، ومقاومة عالية للخدوش، وصلابة عالية، ومقاومة للزيوت، ومقاومة للمواد الكيميائية.

 كما يتضح من الجدول أعلاه، فإن معالجة شعاع الإلكترون لا تتطلب بيئة ذات درجة حرارة عالية، أو مذيبات، أو محفزات ضوئية، واستهلاك منخفض جدًا للطاقة، وسرعة معالجة سريعة جدًا.

 لذلك، في الوقت الحاضر، تعد عملية معالجة شعاع الإلكترون عملية معالجة متميزة للغاية، كما أنها معروفة بأنها عملية معالجة متقدمة عالميًا.

تُعدّ المعالجة بالأشعة فوق البنفسجية حاليًا الطريقة السائدة في عمليات المعالجة، إلا أن المعالجة بشعاع الإلكترون الإلكتروني تتفوق عليها من الناحيتين التجريبية والتطبيقية. وفيما يلي بيانات من الدراسات المنشورة ذات الصلة.

صلابة قلم الرصاص: تتوافق قيمة الاختبار هذه مع مقاومة الخدش لطلاء المنتج، وكلما زادت الصلابة، كانت مقاومة البقع والخدوش أفضل.

وصف الدرجة: 6B، 5B، 4B، 3B، 2B، B، HB، H، 2H، 3H، 4H، 5H، 6H، 7H، 8H، 9H، من الليّن إلى الصلب، هذه هي نتيجة طريقة قياس صلابة قلم الرصاص لصلابة الفيلم.

 أظهرت النتائج أنه في الجزء المتعلق بصلابة أقلام الرصاص، كانت أقلام الرصاص المعالجة بتقنية EB في أنواع مختلفة من الراتنجات تتمتع بصلابة أعلى من تلك المعالجة بالأشعة فوق البنفسجية.

 قوة التصاق الخدوش: تُشير هذه القيمة إلى قوة التصاق الطلاء، ولها أهمية بالغة في مقاومة الخدوش والمتانة. كلما كانت القيمة أصغر (من 0 إلى 6)، كان ذلك أفضل.

وصف المستوى: المستوى 0، 1، 2، 3، 4، 5، 6، بإجمالي 6 مستويات، مقسمة حسب مؤشرات مثل تأثير حافة القطع، ونسبة انفصال الطلاء، والمنطقة المتأثرة.

 أظهرت النتائج أن المعالجة بشعاع الإلكترون كانت متفوقة أيضًا على المعالجة بالأشعة فوق البنفسجية من حيث الالتصاق بالشبكة، مما أدى إلى التصاق أفضل.

 قوة الالتصاق: تمثل هذه القيمة قوة الالتصاق بين الطلاء والسطح بعد التصلب، وهي ذات أهمية لمقاومة الخدوش والمتانة. كلما زادت القيمة، كان ذلك أفضل.

 أظهرت النتائج أنه من ناحية قوة الالتصاق، كان معالجة شعاع الإلكترون EB متفوقًا على المعالجة بالأشعة فوق البنفسجية باستثناء قيمة الراتنج الأضعف في PUA-1 مقارنة بالمعالجة بالأشعة فوق البنفسجية.

 لماذا تكون صلابة المعالجة بشعاع الإلكترون أعلى من صلابة المعالجة بالأشعة فوق البنفسجية؟

 بشكل عام، طاقة فوتون الأشعة فوق البنفسجية بطول موجي 350 نانومتر تساوي 35 كيلو إلكترون فولت، وهي تعادل طاقة الإلكترون عند جهد 110 كيلو فولت، وشرط تصلب حزمة الإلكترونات هو 220 كيلو إلكترون فولت. لذلك، من حيث الطاقة، فإن طاقة حزمة الإلكترونات أعلى من طاقة فوتونات الأشعة فوق البنفسجية.

لذلك، بعد المعالجة بشعاع الإلكترون، تزداد كثافة شبكة الترابط السطحي للطلاء، مما يُحسّن صلابة سطحه. لماذا تُعدّ المعالجة بشعاع الإلكترون أكثر التصاقًا من المعالجة بالأشعة فوق البنفسجية؟

 أظهرت نتائج اختبار الالتصاق أن التصاق الطلاءات المعالجة بشعاع الإلكترون أعلى عمومًا من التصاق الطلاءات المعالجة بالأشعة فوق البنفسجية، سواءً أكان الاختبار اختبار قطع متقاطع أم اختبار سحب. قد يُعزى ذلك إلى أن الخشب مادة بوليمرية طبيعية، حيث يخترق شعاع الإلكترون الطلاء ليغير بنيته الكيميائية السطحية، مما يُتيح للطلاء التفاعل مع الخشب الأساسي بروابط كيميائية، وبالتالي تحسين التصاق الطلاء بالخشب.

 ببساطة، يعتبر معالجة شعاع الإلكترون أكثر شمولاً من المعالجة بالأشعة فوق البنفسجية، مما يجعل مادة الطلاء أكثر صلابة، مما يؤدي إلى التصاق أقوى.

 مصطلح "الإصلاح الحراري" ليس جديدًا في مجالات أخرى. على سبيل المثال، يتميز الطلاء الشفاف للسيارة بهذه الخاصية. هذا الطلاء مصنوع من مادة TPU، ويمكن إصلاحه عند درجة حرارة معينة دون إحداث خدوش عميقة.

 المبدأ: تتميز مادة البولي يوريثين الحراري (TPU) ببنية جزيئية متقاربة، وقوة عالية، ونسبة شد عالية. عند حدوث خدوش بفعل قوى خارجية، تتمزق الجزيئات. وعند زوال هذه القوة، يحدث استطالة انشطارية في الجزيء. وبتأثير درجة الحرارة، يمكن استعادة البنية الجزيئية المتضررة تلقائيًا لإصلاح الخدوش.

 في مقارنة "Hotfix force" للمعالجة بشعاع الإلكترون EB والمعالجة بالأشعة فوق البنفسجية، نركز على بياناتين، قوة الشد ومعدل كسر الشد.

قوة الشد: مقاومة الشد للطلاء، وكلما زادت القيمة كان ذلك أفضل.

تظهر النتائج أن قوة الشد للمعالجة الإلكترونية بواسطة شعاع الإلكترون أعلى من تلك المعالجة بالأشعة فوق البنفسجية، مما يشير إلى أن مقاومة الشد للمعالجة الإلكترونية بواسطة شعاع الإلكترون أقوى، وأن قوة التثبيت الحراري أقوى.

 الاستطالة عند الكسر: تُعبّر عنها عادةً بالاستطالة النسبية عند الكسر، وهي نسبة استطالة الليف عند الكسر إلى طوله الأصلي، مُعبرًا عنها كنسبة مئوية. وهي مؤشر يُحدد نعومة ومرونة العينة، فكلما زادت الاستطالة عند الكسر، زادت نعومتها ومرونتها. أظهرت النتائج أنه باستثناء PUA-1 الذي كانت استطالته عند الكسر أقل قليلًا من المعالجة بالأشعة فوق البنفسجية، كانت المعالجة بشعاع الإلكترون أقوى من المعالجة بالأشعة فوق البنفسجية. لذلك، يتمتع الطلاء المُعالج بشعاع الإلكترون بأداء تثبيت حراري أقوى، بينما تفتقر طرق المعالجة الأخرى إلى هذه القدرة أو تكون أضعف من المعالجة بشعاع الإلكترون.

سواءً تعلق الأمر بالأثاث أو السيارات أو الملابس، فغالباً ما يُصاب الأثاث ذو الألوان الفاتحة بالاصفرار بعد الاستخدام المطوّل، ويُعدّ الأثاث الأبيض أو ذو الألوان الفاتحة والسيارات الأكثر تأثراً، مما يُسبب مشاكل للعديد من الصناعات. لذا، علينا أن نعرف كيف يحدث الاصفرار؟ تتمثل الطرق الرئيسية لتقادم الطلاء واصفراره في التحلل الحراري، والتحلل التأكسدي، والتحلل الضوئي التأكسدي لسلاسل البوليمر، أي أن هناك ثلاثة عوامل رئيسية تُسبب اصفرار الطلاء: ضوء الشمس، والأكسجين، والطاقة الحرارية.

يخضع الطلاء لتفاعلين كيميائيين لا رجعة فيهما، وهما التحلل والتشابك، في بيئة الأكسجين الضوئي والأكسجين الحراري، مما يؤدي إلى رؤية الطلاء يتحول إلى اللون الأصفر الباهت، والمعروف أيضًا باسم "yellowing".

 هل تتميز عملية المعالجة بشعاع الإلكترون بمقاومة عالية للاصفرار؟

 1. لا تستخدم عملية المعالجة بشعاع الإلكترون (EB) المحفزات الضوئية اللازمة للمعالجة بالأشعة فوق البنفسجية، ولن يتبقى أي محفزات ضوئية في المنتجات اللاحقة. كما سينخفض ​​معدل التحلل الضوئي التأكسدي تحت ضوء الشمس بشكل ملحوظ.

 2. معالجة الطلاء بشعاع الإلكترون: نظرًا لأن الطلاء يُعالج بشكل كامل، فإن بنيته الجزيئية تكون متماسكة، مما يقلل بشكل كبير من احتمالية اختراق جزيئات الأكسجين. كما أن نقص الأكسجين يحدّ بشكل كبير من التفاعل الكيميائي للأكسجين الساخن. وبناءً على هذه الأسباب، تتميز معالجة الطلاء بشعاع الإلكترون بمقاومة ممتازة للاصفرار، وتُظهر النتائج التجريبية تفوقها الواضح على طرق المعالجة الأخرى.

لنأخذ الطلاء كمثال، فهو يتكون من مواد مُكوِّنة للطبقة، وأصباغ، وتركيبات أخرى. في عملية التصلب، يكون للتصلب بالأشعة فوق البنفسجية تأثير أفضل على المواد المُكوِّنة للطبقة ذات الشفافية العالية، بينما قد لا تكتمل عملية التصلب على المواد ذات الشفافية المنخفضة.

لا تتطلب معالجة شعاع الإلكترون (EB) مراعاة شفافية المادة المُشكِّلة للطبقة، وتُجرى العملية في درجة حرارة الغرفة تقريبًا، مما يُقلل احتمالية حدوث تفاعل حراري للطلاء. ونظرًا لاستخدام الطاقة الحرارية في كلٍّ من المعالجة الحرارية والمعالجة بالأشعة فوق البنفسجية، قد تحدث تفاعلات حرارية على الأجزاء والطلاءات، مما يؤثر على لون المنتج. لذلك، تُعدّ معالجة شعاع الإلكترون أكثر استقرارًا.

 بالإضافة إلى ذلك، يمكن برمجة معالجة الطلاء بشعاع الإلكترون (EB) لمعالجة طبقات الطلاء ذات السماكات المختلفة بدقة، مما ينتج عنه نتائج معالجة غنية. وبناءً على ذلك، تتميز معالجة الطلاء بشعاع الإلكترون (EB) بتنوع أكبر في ألوان الطلاء مقارنةً بالمعالجة بالأشعة فوق البنفسجية والمعالجة الحرارية.

الآن وقد عادت المشكلة إلى سلسلة توريد المعدات الأولية، لماذا لم يختر مصنّعو الألواح الزخرفية المحليون حل معالجة شعاع الإلكترون؟ السبب هو التكلفة والتكنولوجيا والسوق. لا يوجد سوى ثلاثة موردين عالميين لمعدات معالجة شعاع الإلكترون، وجميعهم علامات تجارية أجنبية ذات تكاليف تطبيق مرتفعة. علاوة على ذلك، فإن التكنولوجيا (الحل) مقيدة أيضًا بسلسلة التوريد، مما يؤثر بشكل كبير على كفاءة الخدمة. إضافة إلى ذلك، هناك عامل السوق. قبل انتشار تقنية الوضوح العالي في الصين، ركزت صناعة التخصيص الصينية بشكل أساسي على تلبية طلب السوق. كانت متطلبات جودة المنتجات لا تزال في مستوى أساسي نسبيًا، مثل متطلبات حماية البيئة والأداء الفيزيائي، مثل محتوى الفورمالديهايد ومقاومة التشوه وأداء المعالجة. أدى إطلاق وتسليم أول مجموعة من معدات معالجة شعاع الإلكترون للصفائح المعدنية في الصين، بعد انتشار تقنية Gaoding، إلى تطوير سلسلة الصناعة بأكملها. يولي المستهلكون والعلامات التجارية اهتمامًا أكبر بجودة القشرة، من الملمس إلى أداء طبقة القشرة. لتحقيق جودة أفضل، من الضروري تطوير المعدات والعمليات. وهذا هو السبب أيضاً وراء قيام مجموعة قوانغدونغ تشيهوا بإدخال معدات وتقنية معالجة شعاع الإلكترون EB.

إن تطبيق مجموعة قوانغدونغ تشيهوا لتقنية معالجة شعاع الإلكترون على مواد الأغشية الزخرفية سيكون له تأثير كبير على صناعة الألواح الزخرفية، وخاصة تحسين أداء تطبيق الألواح الزخرفية بشكل كبير، مما يكسر قيود بعض التأثيرات اللمسية والبصرية التي لا يمكن إنتاجها إلا من قبل العلامات التجارية المستوردة، ويجعل المنتجات الزخرفية عالية الجودة تدخل المزيد من الأسر الصينية.