EN
Quick Links
من حيث تقليل الأثر البيئي، يتميز طلاء المسحوق بأنه لا يتطلب استخدام المذيبات إطلاقًا. وهذا يختلف تمامًا عن أنظمة الدهانات السائلة التقليدية، التي تطلق وفقًا لبيانات وكالة حماية البيئة لعام 2024 ما يقارب 95% أكثر من المركبات العضوية المتطايرة. تكمن الاختلافات الرئيسية في طريقة العمل. حيث تطلق الدهانات السائلة تلك المركبات الضارة (VOCs) عندما تتبخر المذيبات، بينما يُطبّق طلاء المسحوق باستخدام جسيمات جافة مشحّعة كهروستاتيكيًا، وبالتالي يقلّل بشكل كبير من المواد الملوثة العالقة في الجو. بالنسبة للعاملين في الموقع، هذا يعني ظروف عمل أكثر أمانًا يومًا بعد يوم. بالإضافة إلى ذلك، تبقى الشركات ضمن الحدود القانونية فيما يتعلق بمعايير جودة الهواء مثل تلك المحددة في متطلبات قانون الهواء النظيف. ووجد العديد من المصنّعين أن هذا التحوّل مفيد للبيئة، كما أنه يحقق فائدة اقتصادية على المدى الطويل.
يعني التحول من المذيبات إلى البوليمرات المعالجة حرارياً عدم الاضطرار إلى التعامل مع مشاكل التخلص من النفايات الخطرة المكلفة هذه بعد الآن. ووفقاً لنتائج وكالة حماية البيئة لعام 2023، فإن المنشآت توفر عادة حوالي 740,000 دولار سنوياً. أنظمة استعادة الرشوش الزائدة رائعة أيضاً، حيث تستعيد ما يقرب من كل مادة المسحوق غير المستخدمة. نحن نتحدث عن معدلات إعادة تدوير تصل إلى 98%، وهو ما يتفوق على ما يعادل 60% تقريباً من إعادة الاستخدام التي تحققها معظم عمليات طلاء السوائل. وقد لاحظت المدن القريبة من المصانع التي اتخذت قرار التحول إلى طلاء المسحوق حدوث شيء مثير للاهتمام. إذ تظهر التقارير المتعلقة بنوعية الهواء في مناطقها المحلية انخفاضاً في الإنذارات المتعلقة بالضباب الدخاني تتراوح نسبته بين 20% و35% مقارنة بما كان عليه الوضع من قبل. وهذا النوع من الاختلاف يظهر بوضوح مدى نظافة الهواء عندما يعتمد المصنعون هذه التقنيات الحديثة في الطلاء.
تجعل لوائح وكالة حماية البيئة (EPA) التي تحدد حدًا أقصى قدره 2.8 رطلاً لكل غالون لانبعاثات المركبات العضوية المتطايرة (VOC) في الطلاءات الصناعية، العديد من الشركات المصنعة تتجه نحو الخيارات الخالية من المذيبات. وفي أوروبا، تصبح الأمور أكثر صرامة بموجب قواعد REACH، حيث يمكن أن تواجه الشركات غرامات تصل إلى 50 ألف يورو عن كل طن من الانبعاثات الملوثة، وهو ما يفسر سبب انتقال العديد من الشركات إلى أنظمة المسحوق التي تتوافق مع المعايير (كما ذكرته وكالة الكيماويات الأوروبية في عام 2024). وقد أدى كل هذا الضغط التنظيمي إلى ازدهار كبير في سوق حلول الطلاء الصديقة للبيئة، لتصل قيمتها السنوية إلى نحو 3.2 مليار دولار الآن. وحصة طلاءات المسحوق وحدها تصل إلى نحو 68 بالمئة من جميع مشاريع التركيبات الصناعية الجديدة وفقًا لأحدث نتائج شركة فروست آند سوليفان لعام 2024.
تعمل أفران التصلب التقليدية بدرجات حرارة تتجاوز 350 درجة فهرنهايت (177 درجة مئوية) و تستهلك طاقة أكثر بنسبة 25-40% مقارنة بالبدائل الحديثة بسبب دورات التسخين الطويلة. وبحسب دراسة أجرتها الجمعية الأوروبية للطلاءات في عام 2022، فإن 68% من الشركات المصنعة لا تزال تستخدم أفران الحمل الحراري التي تعمل بالغاز، مما يسهم في انبعاث 2.1 مليون طن متري من ثاني أكسيد الكربون سنويًا في قطاع الصناعة بأكمله.
تقلل أنظمة التصلب الهجينة الأحدث باستخدام مصابيح الأشعة فوق البنفسجية (UV-LED) من استهلاك الطاقة إلى نحو نصف ما تتطلبه الأنظمة التقليدية، وهي تعمل بكفاءة ضمن نطاق حراري يتراوح تقريبًا بين 250 إلى 300 درجة فهرنهايت (أي ما يعادل 121 إلى 149 درجة مئوية). ما يميز هذه الأنظمة هو دمجها بين التسخين بالأشعة تحت الحمراء والضوء فوق البنفسجي في عملية التصلب، مما يؤدي إلى تصلب المواد بالكامل خلال 8 إلى 12 دقيقة فقط. وهذا يمثل في الواقع سرعة تزيد بنسبة 35 بالمئة تقريبًا مقارنةً بالتقنيات الأقدم التي ما زالت تُستخدم حاليًا. وبحسب ما تم تقديمه في مؤتمر EC العام الماضي والمخصص للتطبيقات منخفضة الحرارة، فقد حقق المصنعون نتائج ملحوظة أيضًا. إذ تصل مقاومة طلاءات المنتجة إلى مستوى 3H عند اختبارها باستخدام الأقلام، مع الحفاظ على خصائص مقاومة كيميائية جيدة. هذه التحسينات تُحدث تأثيرًا ملموسًا عبر مختلف الصناعات التي تسعى إلى خفض التكاليف وتحسين الكفاءة في آنٍ واحد.
تُخصص الشركات المصنعة 18–22% من ميزانيات البحث والتطوير لتحسين عملية العلاج (Curing)، مع التركيز على:
يمكن أن توفر الأنظمة ذات درجة الحرارة المنخفضة حوالي 18 إلى 22 دولاراً سنوياً على فاتورة الطاقة لكل قدم مربع، ولكن يجب على الأشخاص إنفاق ما يقارب 6 إلى 8 بالمائة أكثر مقدماً عند تركيبها. لقد قام جامعة شتوتغارت بإجراء بعض الاختبارات في عام 2023 والتي بدت واعدة إلى حد كبير. ووجدوا أن هذه الأنظمة الهجينة تعمل بشكل جيد أيضاً، حيث تصل إلى التصلب الكامل تقريباً عند 285 درجة فهرنهايت (أي 141 درجة مئوية) بكفاءة تبلغ 98.5%. أما الأفران التقليدية التي تعمل بدرجة حرارة أعلى عند 375 فهرنهايت (أو 191 مئوية) فتصل كفاءتها إلى 99.2%. إذن هناك فرق يقدر بحوالي 0.7% بينهما. وبالمناسبة، يستمر هذا الفرق في التقلص مع ظهور صمغيات جديدة في السوق. والشركات المصنعة تحقق تقدماً حقيقياً في هذا المجال.
في عمليات الطلاء بالبودرة اليوم، تنجح معظم المنشآت في استخدام ما يقرب من كل موادها بفضل هذه الأنظمة المغلقة التي تلتقط ما يُهدر. وعادةً ما يتضمن الإعداد فواصل دوامية إلى جانب مرشحات كرتونية تحتجز ما يقارب من 95 إلى 99 بالمائة من البودرة التي تفوتها الهدف أثناء الرش. وبعد تصفية الشوائب، يعاد استخدام البودرة المجمعة مرة أخرى داخل النظام. وتُبلغ الشركات عن وفورات في المواد الخام تتراوح بين 30% وأحيانًا تصل إلى 40%، ويعتمد ذلك على مدى الحفاظ على حالة المعدات. كما يتوافق هذا النوع من إدارة الموارد مع مبادئ الاقتصاد الدائري أيضًا. لقد شهدنا أمثلة رائعة على نجاح هذا النظام العام الماضي عندما شارك عدد من المصنعين في مينيسوتا تجاربهم من خلال تقرير الممارسات المستدامة السنوي الذي أعدته المجموعات الصناعية المحلية.
يساعد عملية الغربلة الميكانيكية جنبًا إلى جنب مع الفصل الكهروستاتيكي في التأكد من أن المسحوق المسترد لا يزال يلبي تلك المعايير الجودة الأصلية. وفيما يتعلق بالجسيمات الكبيرة الحجم، يتم استخدامها في أجزاء لا تعتبر الدقة فيها مهمة للغاية. أما بالنسبة للمسحوق الذي يظهر عليه علامات أكسدة خفيفة، فإننا نمرره عبر بعض المعالجات الكهروستاتيكية لإعادته إلى حالة قابلة للاستخدام. تساعد هذه الأساليب في تقليل ما ينتهي به المط في المكبات، كما تساهم أيضًا في خفض احتمالات تلويث التربة والمياه الجوفية. وهو أمر بالغ الأهمية، خاصةً إذا أخذنا بعين الاعتبار أن عمليات الطلاء كانت تُسهم بحوالي 18% من إجمالي النفايات الصناعية وفقًا لتقرير وكالة حماية البيئة لعام 2023.
كل طن من مسحوق معاد تدويره يمنع 2.3 طن من انبعاثات ما يعادل ثاني أكسيد الكربون مقارنة بإنتاج مواد جديدة. تشير التقارير من المنشآت التي تستخدم أنظمة إعادة استخدام فعالة إلى انخفاض بنسبة 65-70٪ في إنتاج النفايات الخطرة، مما يقلل بشكل كبير من تكاليف التخلص منها ومخاطر الامتثال.
الطريقة الكهروستاتيكية المستخدمة في عمليات الطلاء بالمسحوق في الوقت الحالي تحقق كفاءة انتقال للمواد تصل إلى 60 بالمئة وحتى 90 بالمئة في بعض الأحيان، وهي نسبة أفضل بكثير من أنظمة الرش القديمة التي كانت تحقق فقط 30 إلى 40 بالمئة. ما يعنيه هذا في الممارسة العملية هو تقليل كبير في هدر الطلاء الناتج عن الرش الزائد، أحيانًا بنسبة تصل إلى 95 بالمئة، بالإضافة إلى إمكانية طلاء معظم المكونات الصناعية بشكل صحيح في تمريرة واحدة فقط بدلًا من الحاجة إلى طبقات متعددة. خذ قطاع صناعة السيارات مثالًا جيدًا على ذلك، حيث لاحظ انخفاضًا في تكاليف المواد الخام بنسبة تقارب 17 بالمئة وفقًا لتقرير المعالجة السطحية الأحدث لعام 2024 بعد تبني أنظمة استعادة مغلقة تتيح استرجاع ما يقارب كامل المسحوق الزائد وإعادة استخدامه. لا تتوقف الفوائد عند حد الادخار في التكاليف فحسب، بل تمتد أيضًا إلى تسريع عمليات التصنيع مع استهلاك طاقة أقل لكل وحدة منتجة، إذ لم تعد هناك حاجة لتلك التمريرات الإضافية في الطلاء.
يمكن أن يؤدي التحول إلى أنظمة كفاءة عالية إلى خفض تكاليف التخلص من النفايات الخطرة بما يتراوح بين 18 دولارًا إلى 42 دولارًا لكل طن من المواد التي يتم طلاؤها. وبحسب تحليل حديث لعمليات التصنيع من العام الماضي، فإن هذه الأنظمة المُحسّنة تقلل عادةً من المصروفات السنوية على النفايات بمقدار 740 ألف دولار. كما أنها تنجح أيضًا في خفض الانبعاثات الكربونية بنسبة 12 في المائة تقريبًا. ما يجعل هذا الأمر ذا قيمة كبيرة هو أن الشركات تستطيع الامتثال لجميع متطلبات وكالة حماية البيئة (EPA) ومنظمة REACH دون التأثير سلبًا على أرباحها. وبالمناسبة، لم يعد الاستدامة مفيدة لكوكب الأرض فقط. فمع بحث أربعة من كل خمسة مشترين صناعيين بنشاط عن موردين قادرين على إظهار مؤهلات حقيقية في الجانب البيئي، فإن وجود هذا النوع من الكفاءات مثبتًا على الورق أصبح أكثر أهمية من أي وقت مضى.
المذيبات العضوية المتطايرة (VOCs) هي مواد كيميائية تطلق غازات في الهواء. وهي ضارة لأنها تساهم في تلوث الهواء ويمكن أن تسبب مشاكل صحية لدى البشر، مثل اضطرابات الجهاز التنفسي والصداع وت irritation العين.
يُعتبر طلاء المساحيق وسيلة خالية من المذيبات، حيث تُستخدم جزيئات مسحوق جافة تُطبق باستخدام شحنة كهروستاتيكية. أما الطلاء السائل التقليدي فيستخدم مذيبات تطلق مذيبات عضوية متطايرة (VOCs) عندما تتبخر.
يُقلل طلاء المساحيق من انبعاثات المذيبات العضوية المتطايرة (VOCs)، ويُخفض تكاليف التخلص من النفايات الخطرة، ويُحسّن جودة الهواء من خلال تقليل الإنذارات المتعلقة بالضباب الدخاني والتلوث.
تستهلك أنظمة إزالة التلوين بالأشعة فوق البنفسجية (UV-LED) طاقة أقل لأنها تعمل على درجات حرارة أقل وتستخدم مزيجًا من التسخين بالأشعة تحت الحمراء والضوء فوق البنفسجي، مما يجعل عملية الإزالة أسرع وأكثر كفاءة.
تُحسّن أنظمة استعادة المسحوق المغلقة من كفاءة استخدام الموارد عن طريق إعادة استخدام ما يقرب من كل المسحوق المُرشوش، بما يتماشى مع مبادئ الاقتصاد الدائري وتقليل إنتاج النفايات بشكل كبير.
