เมื่อพูดถึงการลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม ระบบการพ่นสีผง (powder coating) มีความโดดเด่น เนื่องจากไม่ต้องใช้ตัวทำละลายเลย ต่างจากระบบสีแบบน้ำทั่วไปที่มีการปล่อยสารประกอบอินทรีย์ระเหยง่าย (VOCs) มากกว่า 95% ตามข้อมูลของ EPA ในปี 2024 ความแตกต่างหลักอยู่ที่หลักการทำงาน สีแบบน้ำจะปล่อย VOCs ที่เป็นอันตรายออกมาเมื่อตัวทำละลายระเหย แต่ในกรณีของสีผงนั้นจะใช้หลักการพ่นอนุภาคแห้งด้วยประจุไฟฟ้าสถิต ทำให้มีสารเคมีลอยอยู่ในอากาศน้อยมาก สำหรับพนักงานที่ทำงานในพื้นที่จริง หมายถึงสภาพแวดล้อมการทำงานที่ปลอดภัยมากขึ้นในทุกๆ วัน นอกจากนี้ บริษัทต่างๆ ยังสามารถปฏิบัติตามข้อกำหนดด้านคุณภาพอากาศตามกฎหมาย เช่น มาตรฐานที่กำหนดไว้ใน Clean Air Act อีกด้วย ผู้ผลิตหลายรายพบว่า การเปลี่ยนมาใช้ระบบพ่นสีผงนี้ไม่เพียงแค่ดีต่อสิ่งแวดล้อม แต่ยังช่วยลดต้นทุนในระยะยาวอีกด้วย
การเปลี่ยนจากการใช้ตัวทำละลายมาใช้โพลิเมอร์ที่แข็งตัวด้วยความร้อน หมายความว่าคุณจะไม่ต้องเผชิญกับปัญหาการกำจัดขยะอันตรายที่มีค่าใช้จ่ายสูงอีกต่อไป ในปี 2023 ตามข้อมูลจาก EPA ระบุว่า โรงงานต่างๆ มีแนวโน้มประหยัดเงินได้ประมาณ 740,000 ดอลลาร์สหรัฐต่อปี นอกจากนี้ ระบบการกู้คืนส่วนเกินจากการพ่นฝุ่นยังน่าทึ่งไม่แพ้กัน เพราะสามารถนำวัสดุผงที่ไม่ได้ใช้กลับมาใช้ใหม่เกือบทั้งหมด เราพูดถึงอัตราการรีไซเคิลที่สูงถึง 98% เลยทีเดียว ซึ่งสูงกว่าที่โรงงานสีแบบน้ำทั่วไปสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ ซึ่งอยู่ที่ประมาณ 60% เท่านั้น เมืองต่างๆ ที่ตั้งอยู่ใกล้กับโรงงานที่เปลี่ยนมาใช้เทคโนโลยีเคลือบผง ต่างก็สังเกตเห็นสิ่งที่น่าสนใจเกิดขึ้น โดยรายงานคุณภาพอากาศในพื้นที่ท้องถิ่นแสดงให้เห็นว่า จำนวนวันที่มีการแจ้งเตือนหมอกควันลดลงระหว่าง 20% ถึง 35% เมื่อเทียบกับช่วงก่อนหน้านี้ ความแตกต่างในระดับนี้แสดงให้เห็นอย่างชัดเจนว่าอากาศมีความสะอาดมากขึ้นเพียงใด เมื่อผู้ผลิตเลือกใช้เทคโนโลยีการเคลือบแบบใหม่เหล่านี้
ข้อบังคับจากสำนักงานปกป้องสิ่งแวดล้อม (EPA) ที่กำหนดขีดจำกัดการปล่อย VOC ในสีอุตสาหกรรมไว้ที่ 2.8 ปอนด์ต่อแกลลอน กำลังผลักดันให้ผู้ผลิตจำนวนมากต้องหันมาพิจารณาวิธีการที่ปราศจากตัวทำละลายแทน สถานการณ์ในยุโรปยิ่งเข้มงวดมากขึ้นภายใต้กฎระเบียบ REACH ซึ่งบริษัทต่าง ๆ อาจต้องเผชิญกับค่าปรับสูงถึง 50,000 ยูโรต่อการปล่อย VOC ทุกตัน นี่จึงเป็นเหตุผลว่าทำไมธุรกิจจำนวนมากจึงเปลี่ยนมาใช้ระบบผงเคลือบ (powder systems) ที่เป็นไปตามมาตรฐานความสอดคล้อง (compliance standards) (ตามที่รายงานโดยหน่วยงานเคมีภัณฑ์แห่งสหภาพยุโรปในปี 2024) แรงกดดันจากข้อบังคับต่าง ๆ เหล่านี้ ได้สร้างการเติบโตอย่างมากในตลาดของทางแก้ปัญหาการเคลือบที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ซึ่งปัจจุบันมีมูลค่าอยู่ที่ประมาณ 3.2 พันล้านดอลลาร์สหรัฐต่อปี ขณะที่ส่วนแบ่งของผงเคลือบ (powder coatings) นั้นคิดเป็นสัดส่วนราว 68 เปอร์เซ็นต์ของโครงการติดตั้งใหม่ทั้งหมดในภาคอุตสาหกรรม ตามรายงานล่าสุดจาก Frost & Sullivan ในปี 2024
เตาอบสำหรับการบ่มแบบดั้งเดิมทำงานที่อุณหภูมิสูงกว่า 350°F (177°C) และใช้พลังงานมากกว่าทางเลือกสมัยใหม่ถึง 25–40% เนื่องจากวงจรการให้ความร้อนที่ยาวนาน ตามรายงานของ European Coatings Federation ในปี 2022 พบว่า 68% ของผู้ผลิตยังคงใช้เตาอบคอนเวคชันที่เผาด้วยแก๊ส ซึ่งมีส่วนทำให้เกิดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในอุตสาหกรรมรวมกันถึง 2.1 ล้านตันเมตริกต่อปี
ระบบที่ใช้แสง UV-LED แบบไฮบริดรุ่นล่าสุด ช่วยลดการใช้พลังงานลงได้ราวครึ่งหนึ่งของระบบทั่วไป โดยสามารถใช้งานได้ดีในช่วงอุณหภูมิประมาณ 250 ถึง 300 องศาฟาเรนไฮต์ (ประมาณ 121 ถึง 149 องศาเซลเซียส) สิ่งที่ทำให้ระบบนี้โดดเด่นคือการผสมผสานการให้ความร้อนด้วยรังสีอินฟราเรดกับแสงอัลตราไวโอเลตในการอบแห้ง ทำให้วัสดุแข็งตัวสมบูรณ์ภายในเวลาทั้งหมดเพียง 8 ถึง 12 นาทีเท่านั้น ซึ่งเร็วขึ้นราว 35 เปอร์เซ็นต์เมื่อเปรียบเทียบกับวิธีการเดิมที่ยังคงใช้อยู่ในปัจจุบัน จากข้อมูลที่นำเสนอในการประชุม EC เมื่อปีที่แล้วที่เน้นเรื่องการใช้งานอุณหภูมิต่ำ ผู้ผลิตยังได้รายงานผลลัพธ์ที่น่าประทับใจอีกด้วย โดยสารเคลือบที่ผลิตออกมามีค่าความแข็งแรงระดับ 3H ตามการทดสอบด้วยดินสอ และยังคงมีคุณสมบัติในการต้านทานสารเคมีได้ดี ซึ่งการพัฒนาเหล่านี้กำลังสร้างผลกระทบเชิงบวกในหลากหลายอุตสาหกรรมที่มุ่งลดต้นทุนและเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานไปพร้อมกัน
ผู้ผลิตกำลังจัดสรร 18–22% ของงบประมาณการวิจัยและพัฒนาเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการบำบัด (Curing) โดยเน้นประเด็นดังต่อไปนี้:
ระบบอุณหภูมิต่ำสามารถประหยัดค่าพลังงานได้ประมาณ 18 ถึง 22 ดอลลาร์ต่อปีต่อตารางฟุต แต่ผู้ใช้งานต้องลงทุนเพิ่มขึ้นประมาณ 6 ถึง 8 เปอร์เซ็นต์ในช่วงเริ่มต้นเมื่อติดตั้ง อย่างไรก็ตามมหาวิทยาลัยสตุตการ์ตได้ทำการทดสอบในปี 2023 ซึ่งให้ผลลัพธ์ที่น่าสนใจ พวกเขาพบว่าระบบไฮบริดเหล่านี้ทำงานได้ดีมากเช่นกัน โดยสามารถบรรลุการบ่มเต็มประสิทธิภาพที่อุณหภูมิเพียง 285 องศาฟาเรนไฮต์ (เท่ากับ 141 องศาเซลเซียส) ด้วยประสิทธิภาพ 98.5 เปอร์เซ็นต์ ในขณะที่เตาอบแบบดั้งเดิมที่ใช้งานที่อุณหภูมิสูงกว่า 375 องศาฟาเรนไฮต์ (หรือ 191 องศาเซลเซียส) มีประสิทธิภาพอยู่ที่ 99.2 เปอร์เซ็นต์ ดังนั้นความแตกต่างของประสิทธิภาพระหว่างทั้งสองระบบจึงมีเพียงประมาณ 0.7 เปอร์เซ็นต์ และคุณรู้ไหม? ช่องว่างนี้ยิ่งแคบลงเรื่อยๆ ตามการพัฒนาเรซินรุ่นใหม่ที่ทยอยออกสู่ตลาด ผู้ผลิตกำลังมีความก้าวหน้าอย่างแท้จริงในส่วนนี้
ในปัจจุบัน ในการดำเนินงานพาวเดอร์โค้ตติ้ง โรงงานส่วนใหญ่สามารถใช้วัสดุได้เกือบหมดด้วยระบบวงจรปิดที่ช่วยกักเก็บผงที่อาจสูญเสียไป ระบบที่ใช้โดยทั่วไปมักประกอบด้วยเครื่องแยกแบบไซโคลนร่วมกับตัวกรองแบบคาร์ทริดจ์ ซึ่งสามารถจับผงที่ไม่ได้ใช้จากการพ่นได้ประมาณ 95 ถึง 99 เปอร์เซ็นต์ หลังจากกรองสิ่งเจือปนแล้ว ผงที่ถูกเก็บรวบรวมนี้จะถูกนำกลับเข้าสู่ระบบเพื่อใช้ซ้ำ อุตสาหกรรมต่างรายงานว่าสามารถประหยัดวัตถุดิบได้ตั้งแต่ 30 เปอร์เซ็นต์ ไปจนถึงบางครั้งเกือบ 40 เปอร์เซ็นต์ ขึ้นอยู่กับการบำรุงรักษาอุปกรณ์เป็นประจำ แนวทางการจัดการทรัพยากรเช่นนี้ยังสอดคล้องกับหลักการเศรษฐกิจหมุนเวียนอีกด้วย ในปีที่แล้ว เรามีโอกาสเห็นตัวอย่างที่ยอดเยี่ยมเกี่ยวกับความสำเร็จของวิธีการนี้ เมื่อผู้ผลิตหลายรายในรัฐมินนิโซตาได้แบ่งปันประสบการณ์ผ่านรายงานการปฏิบัติงานด้านความยั่งยืนประจำปีที่จัดทำโดยกลุ่มอุตสาหกรรมท้องถิ่น
กระบวนการคัดแยกทางกลร่วมกับการแยกด้วยไฟฟ้าสถิตช่วยให้แน่ใจได้ว่าผงที่นำกลับมาใช้ใหม่นั้นยังคงมีคุณภาพตามมาตรฐานเดิม สำหรับอนุภาคที่มีขนาดใหญ่เกินไป จะถูกนำไปใช้ในส่วนที่ไม่ต้องการความแม่นยำสูง ส่วนผงที่เริ่มมีอาการออกซิเดชันเล็กน้อยนั้น เราจะนำมันผ่านกระบวนการบำบัดด้วยไฟฟ้าสถิตเพื่อฟื้นฟูสภาพให้กลับมาใช้งานได้อีก วิธีการเหล่านี้ช่วยลดปริมาณของเสียที่จะถูกนำไปทิ้งในหลุมฝังกลบ และลดความเสี่ยงที่จะทำให้ดินและน้ำใต้ดินเสียหาย ซึ่งเป็นเรื่องสำคัญมาก โดยเฉพาะเมื่อพิจารณาว่าตามรายงานของ EPA ปี 2023 ระบุว่ากิจกรรมการเคลือบผิวเคยคิดเป็นสัดส่วนประมาณ 18% ของขยะอุตสาหกรรมทั้งหมด
การนำผงกลับมาใช้ใหม่ 1 ตัน ช่วยป้องกันการปล่อยก๊าซเรือนกระจกได้ 2.3 ตันเทียบเท่า CO₂ เมื่อเทียบกับการผลิตวัสดุใหม่ โรงงานที่ใช้ระบบการนำกลับมาใช้ใหม่อย่างมีประสิทธิภาพ รายงานว่ามีการสร้างของเสียอันตรายลดลง 65–70% ซึ่งช่วยลดค่าใช้จ่ายในการกำจัดของเสียและลดความเสี่ยงด้านการปฏิบัติตามข้อกำหนด
วิธีการแบบอิเล็กโทรสแตติกที่ใช้ในกระบวนการเคลือบผงในปัจจุบันสามารถทำให้เกิดประสิทธิภาพการถ่ายโอนวัสดุได้ประมาณ 60 ถึงแม้กระทั่ง 90 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งดีกว่าระบบพ่นแบบเก่าที่สามารถทำได้เพียง 30 ถึง 40 เปอร์เซ็นต์เท่านั้น ซึ่งในทางปฏิบัตินั้นหมายความว่ามีของเสียจากฝุ่นละอองฟุ้งกระจายลดลงอย่างมาก บางครั้งสามารถลดได้ถึงเกือบ 95% และส่วนประกอบอุตสาหกรรมส่วนใหญ่สามารถเคลือบได้ดีในครั้งเดียว แทนที่จะต้องเคลือบหลายชั้นเช่นเคย ตัวอย่างที่ดีคืออุตสาหกรรมยานยนต์ ซึ่งเห็นได้ว่าค่าใช้จ่ายด้านวัตถุดิบลดลงประมาณ 17% ตามรายงานการเตรียมพื้นผิว (Surface Treatment Report) ล่าสุดในปี 2024 หลังจากนำระบบการกู้คืนแบบวงจรปิดมาใช้ ซึ่งสามารถจับผงส่วนเกินและนำกลับมาใช้ใหม่เกือบทั้งหมด นอกจากนี้ ข้อดียังไม่ได้มีเพียงแค่การประหยัดค่าใช้จ่ายเท่านั้น แต่การปรับปรุงดังกล่าวช่วยเพิ่มความเร็วกระบวนการผลิตและใช้พลังงานต่อชิ้นงานน้อยลง เนื่องจากไม่จำเป็นต้องเคลือบซ้ำหลายครั้งอีกต่อไป
การเปลี่ยนไปใช้ระบบประสิทธิภาพสูงสามารถลดต้นทุนการกำจัดของเสียอันตรายได้จริง อยู่ในช่วงประมาณ 18 ถึง 42 ดอลลาร์ต่อวัตถุดิบที่เคลือบหนักหนึ่งตัน จากการสำรวจการดำเนินงานการผลิตเมื่อปีที่แล้ว ระบบที่อัปเกรดมักจะช่วยลดค่าใช้จ่ายประจำปีด้านของเสียลงได้ประมาณ 740,000 ดอลลาร์ต่อปี และยังช่วยลดการปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์ลงได้ประมาณร้อยละ 12 อีกด้วย สิ่งที่ทำให้เรื่องนี้มีคุณค่าคือ ธุรกิจสามารถปฏิบัติตามข้อกำหนดของ EPA และ REACH โดยไม่กระทบต่อกำไร ยิ่งไปกว่านั้น ความยั่งยืนไม่ใช่แค่เพียงดีต่อโลกอีกต่อไปแล้ว เพราะมีผู้ซื้อในอุตสาหกรรมเกือบ 4 ใน 5 ราย ที่มองหานายหน้าที่สามารถแสดงหลักฐานการเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมได้ การมีประสิทธิภาพเช่นนี้อยู่ในเอกสารจึงมีความสำคัญมากกว่าที่เคย
สารประกอบอินทรีย์ระเหยง่าย (VOCs) เป็นสารเคมีที่ปล่อยก๊าซออกมาสู่อากาศ สารดังกล่าวเป็นอันตรายเนื่องจากมีส่วนทำให้เกิดมลพิษทางอากาศและอาจก่อให้เกิดปัญหาสุขภาพในมนุษย์ เช่น ปัญหาระบบทางเดินหายใจ อาการปวดศีรษะ และการระคายเคืองดวงตา
การเคลือบผงเป็นกระบวนการที่ไม่ใช้ตัวทำละลาย โดยใช้อนุภาคผงแห้งที่เคลือบด้วยประจุไฟฟ้าสถิต ในขณะที่สีแบบน้ำใช้ตัวทำละลายที่ปล่อย VOCs ออกมาเมื่อระเหย
การเคลือบผงช่วยลดการปล่อย VOCs ลดค่าใช้จ่ายในการกำจัดของเสียอันตราย และปรับปรุงคุณภาพอากาศโดยการลดปัญหาหมอกควันและมลพิษ
ระบบแข็งตัวด้วยแสงอัลตราไวโอเลตแบบ LED ใช้พลังงานน้อยกว่า เนื่องจากทำงานที่อุณหภูมิต่ำกว่าและใช้การให้ความร้อนด้วยคลื่นอินฟราเรดร่วมกับแสงอัลตราไวโอเลต ทำให้กระบวนการแข็งตัวเร็วและมีประสิทธิภาพมากขึ้น
ระบบการกู้คืนผงแบบปิดทำให้การใช้ทรัพยากรเกิดประสิทธิภาพสูงสุด โดยสามารถนำผงที่พ่นกลับมาใช้ซ้ำเกือบทั้งหมด สอดคล้องกับหลักการเศรษฐกิจหมุนเวียน และช่วยลดการเกิดของเสียได้อย่างมาก
EN
