لمینیت ورق فولادی چیست و چگونه عملکرد آن را بهبود می‌بخشد؟

احتمالا تا به حال واژه لمینیت را شنیده‌اید. اما آیا می‌دانید این فرآیند دقیقا چیست و چه ارتباطی با ورق‌های فولادی دارد؟

در ریشه شناسی، “لمینیت” از واژه لاتین “Lamination” به معنای ایجاد چند لایه گرفته شده است. نمونه‌های آشنای این فرآیند شامل لمینیت دندان و کاغذ است. در صنعت، به ویژه هنگامی که صحبت از یک ماده خاص می‌شود، لمینیت اغلب به روکش کردن جسم با لایه‌ای از پلاستیک اشاره دارد. جالب است بدانید که این روکش‌گذاری معمولا با آماده‌سازی سطح و افزودن لایه‌های میانی پیش از لایه اصلی انجام می‌شود. امروزه، این نوع روکش‌کاری کاربردهای فراوانی یافته است و یکی از زمینه‌های مهم استفاده از آن، صنعت فولاد و به طور خاص، لمینیت ورق‌های فولادی است که موضوع اصلی بحث ما خواهد بود.

لمینیت ورق فولادی چیست؟

به طور کلی، لمینیت یک فناوری برای پوشش‌دهی سطوح مختلف از جمله ورق‌های فلزی، کاغذ، چوب و دندان است. در این فرآیند، یک لایه نازک از فیلم یا رزین‌های پلاستیکی بر روی سطح مورد نظر چسبانده می‌شود و در نهایت، یک پوشش نازک اما مقاوم را ایجاد می‌کند.

ترموپلاستیک که به آن پلیمر ترمونرم نیز گفته می‌شود، نوعی از پلاستیک‌ است که از رزین‌های پلیمری تشکیل می‌شود. ویژگی بارز این نوع پلیمر، رفتار آن در برابر حرارت است؛ به این صورت که با گرم شدن نرم و روان شده و با سرد شدن مجددا سخت می‌شود. نکته حائز اهمیت این است که این تغییر فیزیکی، ساختار شیمیایی پلیمر را تحت تاثیر قرار نمی‌دهد و خواص اولیه آن حفظ می‌گردد.

همین ویژگی منحصربه‌فرد و کاربردی، ترموپلاستیک را به ماده‌ای پرمصرف در صنایع گوناگون تبدیل کرده است. از جمله کاربردهای رایج آن می‌توان به ساخت انواع وسایل پلاستیکی، قوطی‌ها و ظروف پلاستیکی اشاره نمود. علاوه بر این، ترموپلاستیک به عنوان یک لمینیت ایده‌آل در تولید ورق‌های فولادی پوشش‌دار نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد. شایان ذکر است که برخی از انواع این پلیمر، قابلیت بازیافت نیز دارند که این امر از مزایای مهم آن‌ها به شمار می‌رود.

فرایند روکش‌دهی ورق‌های فولادی چگونه انجام می‌شود؟

به طور کلی، برای تولید ورق‌های فولادی لمینیت شده با لایه‌های پلاستیکی، دو روش اصلی وجود دارد:

۱. لمینیت حرارتی

در این روش، فیلم‌های پلاستیکی از پیش ساخته شده که به آن‌ها سلفون نیز گفته می‌شود از طریق حرارت به سطح ورق فولادی متصل می‌گردند. فرآیند کار به این صورت است که ابتدا پلیمر مورد نظر به شکل رول سلفون درآمده و سپس این رول در دستگاه لمینیت قرار می‌گیرد. دستگاه با اعمال حرارت تدریجی، لایه پلاستیکی را به آرامی بر روی سطح ورق فولادی می‌چسباند. عاملی که در قیمت و خرید ورق رنگی فولادی تاثیرگذار است.

2. لمینیت T-die

در این روش، لایه‌ای از رزین مذاب (مذاب اکستروژن) به طور مستقیم بر روی ورق فولادی ریخته می‌شود. سپس، با استفاده از غلتک‌هایی مخصوص، سطح آن صاف و یکنواخت شده و در نهایت خشک می‌گردد.

در فرآیند تولید ورق‌های فولادی رنگی با استفاده از روش T-die، پس از اعمال رنگ اولیه بر روی سطح بالایی، لایه دیگری از رنگ نیز بر روی سطح پایینی ورق اعمال می‌شود که اصطلاحا به آن پوشش پشتی (Back Coat) گفته می‌شود و به عنوان آستر نیز شناخته می‌گردد. در مرحله بعد، ورق رنگی برای تثبیت و پخت رنگ‌ها وارد کوره می‌گردد. پس از سرد شدن ورق‌های گالوانیزه رنگی، رزین‌های نهایی که می‌توانند از جنس پلی‌استر (PES، PET)، پلی وینیلیدن فلوراید (PVDF)، پلی وینیل کلراید (PVC) و سایر پلیمرها باشند توسط غلتک‌های مخصوص بر روی سطح ورق اعمال شده و مجددا فرآیند پخت در کوره انجام می‌پذیرد.

از آن‌جایی که فرآیند لمینیت مذاب اکستروژن، رزین ذوب شده را مستقیما بر روی سطح ورق فولادی اعمال می‌کند و مرحله تولید فیلم پلیمری جداگانه را حذف می‌نماید، می‌تواند به طور چشمگیری به عنوان یک روش اقتصادی مورد استفاده قرار گیرد.

روش لمینیت T-die معمولا برای تولید ورق‌های فولادی یا گالوانیزه با رزین پلی‌اتیلن (PE) یا پلی‌پروپیلن (PP) به کار می‌رود. این پلیمرها به دلیل خاصیت پوشش‌دهی مناسب و مقاومت بالا، به عنوان لایه‌های محافظ و لمینیت برای ورق‌های فولادی عمل می‌کنند. در ادامه، به معرفی بیشتر پلیمرهای ذکر شده خواهیم پرداخت.

کدام پلیمرهای ترموپلاستیک در صنعت فولاد استفاده می‌شوند؟

پیش از این به تعدادی از پلیمرهای مناسب برای لمینیت انواع ورق‌های فولادی گالوانیزه اشاره شد. در ادامه، این پلیمرها به طور کامل معرفی و ویژگی‌های هر یک بیان می‌گردد.

پلی‌وینیل کلراید (PVC)

PVC یک پوشش پلیمری مقاوم است که بر روی سطوح فلزی اعمال می‌شود. این پوشش قابلیت استفاده بر روی ورق‌های فولاد نورد سرد، ورق فولادی گالوانیزه نورد گرم، ورق فولادی الکترو گالوانیزه، ورق‌های آلومینیوم، ورق‌های ضد زنگ، ورق‌های تیتانیوم زینک (TI-ZN) و سایر ورق‌های فلزی را دارد.

همچنین، در مقایسه با ورق‌های گالوانیزه رنگی (PPGI)، پوشش PVC از نظر مقاومت در برابر خوردگی، اسید، مواد قلیایی و سایش، عملکرد بهتری ارائه می‌دهد. ضمن این که این پوشش، یک عایق حرارتی مطلوب است.

پلی اتیلن (PE)

این نوع پلیمر از پرکاربردترین پلیمرها به شمار می‌رود و به دو دسته اصلی پلی اتیلن با چگالی بالا و پلی اتیلن با چگالی کم تقسیم می‌شود. پلی اتیلن با چگالی بالا از مقاومت کششی بهتری برخوردار است، قابلیت بازیافت دارد و همچنین در برابر ضربه و رطوبت نیز مقاوم است. پس از تولید ورق رنگی، لایه‌ای از پلیمر پلی اتیلن بر روی آن اعمال می‌گردد. این کار سبب افزایش سطح مقاومت ورق در برابر خوردگی و محافظت از لایه رنگی فلز می‌شود. این نوع پلیمر می‌تواند به عنوان یک عایق الکتریکی مناسب برای ورق‌های گالوانیزه عمل کند.

پلی اُلفین (POF)

نوع دیگری از پوشش‌های پلاستیکی بر پایه پلی الفین‌ها تولید می‌شوند. این نوع پوشش برای طیف وسیعی از فلزات از جمله ورق‌های فولادی گالوانیزه، ورق‌های ضد زنگ، ورق‌های آلومینیوم آلیاژی و غیره مناسب است. همچنین، این مواد غیر سمی بوده و می‌توانند در کاربردهایی نظیر تجهیزات پزشکی مورد استفاده قرار گیرند. پلی اُلفین در برابر سایش و خوردگی مقاومت نشان می‌دهد، وزن نسبتا کمی دارد و در مقابل اسیدها، بازها و انواع حلال‌ها نیز از خود پایداری خوبی نشان می‌دهد. شایان ذکر است که این پلیمر به عنوان یکی از بازیافت‌پذیرترین انواع پلیمر شناخته می‌شود.

پلی پروپیلن (PP)

این نوع پلیمر نیز یکی از پرمصرف‌ترین پلیمرهای موجود برای استفاده به عنوان لمینیت و پوشش ورق‌های فولادی محسوب می‌شود. پلی پروپیلن عضوی از خانواده پلی الفین‌هاست. این نوع پلیمر در برابر ضربه مقاوم بوده و رزین مناسبی برای لمینیت انواع ورق‌های فولادی به شمار می‌رود. علاوه بر این، پلی پروپیلن می‌تواند به عنوان یک عایق حرارتی مناسب نیز عمل نماید.

پلی وینیلیدن فلوراید (PVDF)

این نوع پلیمر نیز از مقاومت بالایی در برابر اسیدها و حلال‌ها برخوردار است. همچنین، می‌تواند به عنوان یک عایق الکتریکی عمل کند و خاصیت ضد جرم و لکه نیز دارد. همین خواص ذکر شده سبب شده است تا این محصول نیز به عنوان یک پلیمر مطلوب برای استفاده به عنوان فیلم لمینیت مناسب ورق‌های فولادی در نظر گرفته شود.

اپوکسی یا پلی اکساید

این ماده نیز یکی از مواد پلیمری مورد استفاده برای روکش انواع ورق‌های فولادی به شمار می‌رود. اپوکسی از خاصیت چسبندگی، مقاومت در برابر گرما، مقاومت شیمیایی و الکتریکی و همچنین مقاومت در برابر ضربه و خوردگی برخوردار است. این پلیمر در تولید چسب و رنگ نیز کاربرد دارد و محصولی سازگار با محیط زیست محسوب می‌شود.

جدول مقایسه انواع پلیمرهای پوشش دهنده فولاد

نوع پلیمر	مقاوم به خوردگی، سایش، ضربه	مقاوم به اسیدها، حلال ها	مقاومت کششی	عایق حرارتی	قابلیت بازیافت	مقاوم به تغییرات جوی	وضعیت هدایت الکتریسته
پلی‌وینیل کلراید (PVC)	خوب	بالا	خوب	بالا	ندارد	بالا	نیمه هادی
پلی اتیلن (PE)	خوب	خوب	بالا	بالا	نسبتا دارد	خوب	نیمه هادی
پلی استر (PES,PET)	کم	خوب	کم	خوب	ندارد	خوب	نیمه هادی
پلی الفین (POF)	بالا	بالا	خوب	کم	دارد	خوب	عایق
پلی پروپیلن (PP)	خوب	کم	خوب	بالا	دارد	بالا	نیمه هادی
پلی وینیلیدن فلوراید  (PVDF)	خوب	بالا	خوب	بالا	نسبتا دارد	خوب	هادی
اپوکسی	بالا	بالا	خوب	خوب	نسبتا دارد	خوب	عایق

کاربردهای استفاده از لمینیت پلیمر برای ورق‌های فولادی کجاست؟

این نوع پلیمرها علاوه بر افزایش استحکام و بهبود عملکرد فلزات، در زمینه‌هایی نظیر زیباسازی، مقاومت در برابر خوردگی و شرایط جوی، سهولت در تمیزکاری و سایر ویژگی‌های مشابه نیز نقش دارند.

از جمله کاربردهای پلی وینیل کلراید (PVC) می‌توان به ساخت یخچال و فریزر، دکوراسیون داخلی اتاق عمل و هتل‌ها، و پوشش داخلی آسانسورها اشاره نمود. این پوشش تقریبا در صنایع گوناگونی از جمله نفت و گاز، پزشکی، تصفیه فاضلاب، صنایع نظامی، فرآوری‌های غذایی، معدن، داروسازی و غیره کاربرد دارد.

پلی الفین‌ها به دلیل خاصیت ضد سایش و خوردگی و مقاومت در برابر اسیدها، در مواردی مانند ساخت لوله‌ها، سقف‌ها، عایق‌کاری ورق‌های فولادی در برابر اسیدها و حلال‌ها و همچنین کف ساختمان‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند. با این حال، این پلیمر به علت عدم مقاومت در برابر نور خورشید و اشعه UV برای کاربردهای خارجی مناسب نیست. همچنین، قابلیت اشتعال دارد و گزینه مطلوبی برای عایق‌های حرارتی به شمار نمی‌رود. این نوع پوشش برای انواع کاربردهای داخلی مانند حمام، ریل‌های پرده، انواع درب‌ها و قطعات داخلی دستگاه‌ها نظیر اسپیندل‌ها مناسب است.

پلی پروپیلن‌ها نیز از قابلیت شکل‌دهی مناسب، مقاومت در برابر فرآیندهای شیمیایی، سایش و لکه، و همچنین خاصیت ضد حریق برخوردارند. علاوه بر این، این پلیمر سطح براقی دارد و برای پوشش‌های لمینیت با طرح‌های متنوع رنگی و برجسته، مانند رنگ‌های یکدست، طرح‌های چاپی و های‌گلاس‌ها، ایده‌آل است.

از دیگر کاربردهای این پلیمرها می‌توان به ساخت انواع وسایل برقی سبک مانند یخچال‌ها، تجهیزات صوتی و پزشکی، ابزار اندازه‌گیری و انواع وسایل روشنایی، آسانسورها، دکوراسیون داخلی و حتی خارجی ساختمان‌ها اشاره کرد.

چرا ورق‌های لمینیت شده؟

خرید ورق گالوانیزه به خودی خود یکی از انتخاب‌های کلیدی در صنعت به شمار می‌رود و در ساخت انواع وسایل برقی، کمد و کابینت، و پوشش کف، دیوار و سقف کاربرد فراوانی دارد. ورق‌های رنگی گالوانیزه نیز با ظاهر زیبا و جذاب خود، تحولی در تولید ورق‌های فولادی ایجاد کرده و با استقبال گسترده‌ای مواجه شده‌اند.

امروزه، تولید ورق‌های فولادی رنگی و طرح‌دار لمینیت شده، توجه و استفاده از ورق‌های فولادی را بیش از پیش افزایش داده است. ورق‌های فولادی لمینیت‌دار، گامی نوین در جهت دستیابی به کیفیت، استحکام، ماندگاری و کارایی بالاتر در این محصولات محسوب می‌شوند.

اگرچه ورق‌های رنگی در مقایسه با ورق‌های بدون رنگ از مقاومت بیشتری برخوردارند، اما لمینیت‌های پلیمری می‌توانند ورق‌های فولادی رنگی پوشش‌دار و مقاوم‌تری در برابر خش، حرارت و سایر عوامل مخرب تولید نمایند. همچنین، امکان تولید ورق‌هایی با خاصیت عایق حرارتی یا الکتریکی، و یا ورق‌های مقاوم در برابر خوردگی و حل شدن در مواد اسیدی، بازی و انواع حلال‌ها نیز فراهم می‌گردد.

علاوه بر این مزایا، پوشش پلیمری با ایجاد سطحی براق‌تر، خاصیت ضد لکه و امکان شستشوی آسان، ورق‌ها را به گزینه‌ای مناسب برای دکوراسیون‌های داخلی و محصولات الکترونیکی تبدیل می‌کند.

یکی دیگر از مزایای قابل توجه ورق‌های لمینیت پلیمری در مقایسه با سایر روکش‌های موجود برای ورق‌های فولادی، وزن سبک آن‌ها است. این نوع روکش با ضخامت بسیار کم بر روی ورق‌ها اعمال شده و تغییر چندانی در وزن نهایی محصول ایجاد نمی‌کند.

جمع‌بندی

در این مقاله، انواع لمینیت‌های پلیمری مورد استفاده در پوشش‌دهی ورق‌های فولادی رنگی مورد بررسی قرار گرفت. پلی اتیلن (PE)، پلی استر (PES، PET)، پلی پروپیلن (PP)، پلی الفین (POF)، پلی وینیلیدن فلوراید (PVDF)، اپوکسی یا پلی اکساید و پلی‌وینیل کلراید (PVC) از جمله این پلیمرها هستند. این پلیمرها به طور کلی دارای خواص متنوعی نظیر مقاومت در برابر ضربه و تغییرات جوی، مقاومت شیمیایی در برابر اسیدها و حلال‌ها، عایق حرارتی و الکتریکی می‌باشند. انتخاب پلیمر مناسب برای هر کاربرد، مستلزم شناخت دقیق ویژگی‌های هر یک است. به عنوان مثال، پلیمرهایی مانند پلی اتیلن، پلی وینیلیدن فلوراید و اپوکسی خاصیت عایق الکتریکی دارند، در حالی که پلی پروپیلن در مقایسه با پلی الفین‌ها، عایق حرارتی بهتری محسوب می‌شود. در نتیجه، این پلیمرها در صنایع مختلف و ساخت انواع محصولات برقی مانند لوازم خانگی، تجهیزات برقی صنعتی و روشنایی و محصولات فلزی مانند درب و کرکره فلزی، نرده فولادی، پوشش کف، سقف و دیوار در ساختمان‌سازی، دکوراسیون داخلی و خارجی و حتی آسانسورها) کاربرد گسترده‌ای دارند.