بررسی پیشرفت های صورت گرفته در فرایند پوشش دهی با پلاسما

ترجمه: آزاده موحد

به گزارش سرویس اطلاع‌رسانی نساجی امروز، پلاسما حالت چهارم ماده پس از جامد، مایع و گاز است و معمولا در هنگام رعد و برق یا ظهور شفق قطبی به وجود می آید اما استفاده از فناوری های بر پایه پلاسما در زندگی روزمره مدام در حال بیشتر شدن است: تلویزیون های پلاسما، لامپ های فلورسنت و حتی فندک های قابل شارژ که در آن ها از پلاسما برای روشن کردن سیگار استفاده می شود.

تولیدکنندگان صنعت نساجی نیز  می توانند با بهره گیری از این حالت ماده و بدون استفاده از مواد شیمیایی خطرناک ویژگی های خاصی را در پارچه ایجاد کنند.

تولیدکنندگان برای انجام این کار از گاز پلاسمای یونیزه شده استفاده می کنند. در مقیاس اتمی این گاز دارای انرژی کافی برای آزادسازی الکترون از اتم های خود و ایجاد اقیانوسی از الکترون های آزاد است.

قرارگیری منسوج در معرض گاز پلاسمای یونیزه شده باعث ایجاد یک سری واکنش های شیمیایی در سطح آن و در نتیجه ایجاد خصوصیاتی می شود که پیش از این با استفاده از تکمیل های شیمیایی انجام می شد. از آن جایی که ماده مورد نظیر به داخل منسوج نفوذ نمی کند باعث آسیب رساندن به منسوج و ایجاد تغییر در آن نمی شود. 

تکمیل های پلاسمایی انواع مختلفی دارد نظیر کندکنندگی شعله، دفع آب، تر شوندگی، ضد خراش، ضد خوردگی، پوشش های نچسب، متالیزاسیون و غیره. این موضوع نشان دهنده پتانسیل بالای فناوری پلاسما برای انجام تکمیل های موثر و دوست دار محیط زیست است.

این تکمیل های پلاسمایی که جایگزینی زیست سازگار و خشک برای رنگزاها و تکمیل های شیمیایی محسوب می شوند، دارای مزایای دیگری هم هستند. کمپانی دینر الکترونیک یکی از کمپانی هایی است که به بررسی و ارایه قابلیت های فناوری پلاسما پرداخته و آن را در زمینه های مختلفی نظیر پلاسما ژنراتورها، دستگاه پلاسمای فشار پایین(تولید پلاسما در محفظه های خالی) و پلاسمای اتمسفری(خروج پلاسما از یک نازل و توسط هوای فشرده بدون نیاز به محفظه) عرضه می کند.

این کمپانی در سال 1993 توسط کریستوف دینر در شهر ناگلد(آلمان) تاسیس شده است. مدیر فروش کمپانی، آرکادی کونافکو می گوید : دینر از زمان تاسیس کمپانی بیش از 10000 سیستم را در سرتاسر جهان برای انجام آماده سازی سطحی و همچنین ایجاد پوشش های محافظ برای مشتریان خود در صنایع مختلف نصب کرده است از جمله بخش پزشکی(لنزهای تماسی، ایمپلنت ها، تجهیزات پزشکی، کاتتر)، بخش خودروسازی(ایمنی برقی، مدیریت موتور، تولید وسایل نقلیه الکتریکی)، محصولات لوکس(ساعت، جواهرات، دکوراسیون)، صنایع عام(بسته بندی مواد غذایی، صنایع سبک) و در نهایت منسوجات.

کمپانی دینر راهکارهای زیادی را برای صنایع نساجی ارایه می دهد از پوشش منسوجات ورزشی، لباس زیر، کفش و لباس شنا گرفته تا استفاده از پلاسما در شستشوی منسوجات.

کونافکو می گوید: "تکمیل پلاسمای دینر از طریق گاز یونیزه شده حاصل از تخلیه الکتریکی باعث ایجاد تغییر در خواص کارکردی منسوجات می شود. برای انجام این تکمیل به هیچ عملیات قبلی و بعدی نیاز نیست اما باز هم بستگی به محصول و کاربرد آن دارد.

گازهای مورد استفاده در فرایند پلاسمای استاندارد-هوای فشرده، اکسیژن، آرگون و غیره-هیچ تاثیر منفی بر محیط زیست ندارند و هیچ پسابی هم در این فرایند تولید نمی شود. در صورت انجام فرایند پلاسما بر روی محصولات سمی باید از پلاسمای فشار پایین استفاده کرد. در این حالت حجم مواد شیمیایی مورد استفاده بسیار پایین خواهد بود و احتمالا با استفاده از یک فیلتر کربن نیز می توان مانع از آزادسازی ضایعات سمی حاصل شد."

مصرف انرژی در این فرایند به سایز سیستم و تجهیزات مورد استفاده بستگی دارد ولی معمولا چندان بالا نیست. با توجه به مزایای زیاد فناوری پلاسما و سهولت اجرای آن، عجیب است که این فناوری آن طور که باید و شاید در بخش تکمیل منسوجات به کار گرفته نمی شود، از طرفی به نظر می رسد خرید و نصب سیستم های پلاسمایی در صنایع موازی و موسسات آکادمیک بسیار رایج باشد.

سرمایه گذاری و تحقیق و توسعه

کمپانی دینر الکترونیک که مرکز آن در شهر ابهاوزن(آلمان) واقع شده و دارای پنج شعبه در نقاط مختلف جهان از جمله شانگهای است، دارای مشتریان زیادی در آسیا و اروپا و در بخش های مختلف پزشکی، نساجی، خودروسازی و لوازم الکترونیکی مصرفی می باشد. فناوری های پلاسمای این کمپانی توسط دبیرستان ها و دانشگاه های جهان مورد تحقیق و برسی قرار می گیرند که نشان دهنده کاربردهای این فناوری در بازار آینده است.

اگرچه به نظر می رسد از تمام پتانسیل این فناوری برای پوشش دهی استفاده شده اما به کارگیری آن در صنعت همچنان کند است که نشان می دهد موانعی بر سر راه رشد آن قرار دارد. کونافکو علت آن را هزینه بالای فعالیت های مربوط به تحقیق و توسعه می داند. به گزارش سرویس اطلاع‌رسانی نساجی امروز، این هزینه ها برای موارد کاربردی دارای فناوری های سطح پایین بیش از حد بالاست. وضعیت مالی تولیدکننده ای که قصد استفاده از فناوری پلاسما را دارد نیز از اهمیت زیادی برخوردار است.

در حال حاضر تکمیل پلاسما برای منسوجات تنها برای منسوجات گران قیمت نظیر منسوجات فنی، منسوجات کارکردی، منسوجات ورزشی مخصوص فضاهای باز، منسوجات پزشکی و منسوجات هوشمند توجیه اقتصادی دارد. 

کونافکو می گوید: "پلاسما یک فناوری نسبتا گران است و این بدان معناست که نیاز به سرمایه گذاری های مشخصی از سوی مشتریان بالقوه دارد. کمپانی هایی که از این فناوری استفاده می کنند باید اطمینان حاصل کنند که بخش تحقیق و توسعه آن ها واکنش سریعی به تغییرات بازار مانند توسعه محصولات و فناوری های جدید نشان می دهد."

با استفاده از فناوری پلاسما انگیزه لازم برای توسعه محصولات کاملا جدید با خصوصیات مختلف ایجاد خواهد شد.

کونافکو عقیده دارد بررسی خواص ضدمیکروبی پوشش های پلاسمایی، افزایش مقاومت سایشی در پوشش های آب گریز پلاسمایی و استفاده از پوشش های فلزی نظیر مس و نقره از بخش های تحقیقاتی مهم و کلیدی هستند.

بخش های کلیدی کمپانی دینر برای آینده عبارت است از فعالیت در جهت تولید خودکار، ایجاد ارتباط بین تجهیزات تولیدی و صنعت 4.0. احتمال دارد به زودی از سیستم های پوشش دهی پلاسما که در شبکه اجزای متصل به کار گرفته می شود رونمایی شود. بررسی مواد شیمیایی جدید برای ایجاد خواص کارکردی در سطح پارچه به ویژه بهبود کیفیت رنگرزی و چاپ از دیگر فعالیت های این کمپانی در آینده خواهد بود. بنابراین با وجود هزینه بالای تحقیق و توسعه پیشرفت فناوری همچنان ادامه دارد.