مواد فصل القوالب للبولي يوريثان: أنواعها واختيارها وطرق استخدامها

تشكّل مادة فصل القوالب طبقة رقيقة جدًّا بين القالب والبولي يوريثان (PU)، فتنفصل القطعة بعد معالجتها عن القالب انفصالًا نظيفًا. وهي إما أن تُطبَّق على القالب وإما أن تُمزج في نظام البولي يوريثان. وفي رغوة البولي يوريثان والقطع المقولبة تتمثل الخيارات الرئيسية في مواد الفصل ذات الأساس المائي أو ذات الأساس المذيب، والطلاءات شبه الدائمة، ومضافات الفصل الداخلية. ويتوقف الاختيار الصحيح على القطعة والقالب وعملية الإنتاج، وعلى ما إذا كانت القطعة ستُدهن أو تُلصق لاحقًا.

1. ما هي مادة فصل القوالب وكيف تعمل؟

يُستخدم البولي يوريثان أيضًا مادةً لاصقة، والبولي يوريثان السائل الذي يتصلّب على قالب عارٍ يميل إلى الالتصاق به. وبلا حاجز تلتصق القطعة وتتعرض للخدش أو التمزق عند إخراجها. ومادة فصل القوالب هي هذا الحاجز: طبقة رقيقة بين سطح القالب والبولي يوريثان، فتنفصل القطعة عند هذه الطبقة بدلًا من أن تتمزق هي أو يتضرر القالب. وتُشرح كيمياء المادة نفسها في دليلنا ما هو البولي يوريثان؟

لا يقتصر دور مادة الفصل على إخراج القطعة. فاختيار المادة وطريقة تطبيقها يؤثران في جودة القطعة النهائية وثبات مواصفاتها من قطعة إلى أخرى وفي عدد مرات تنظيف القالب. كما أنهما يحددان إمكانية لصق القطعة أو طلائها لاحقًا.

يتناول هذا الدليل قولبة البولي يوريثان: الإسفنج المرن المقولب، والجلد المتكامل، وRIM (القولبة بالحقن التفاعلي)، والقطع الصلبة والزخرفية، والألواح المنتجة على خطوط الكبس غير المستمرة. أما زيوت قوالب الخرسانة ومواد الفصل المخصصة للمواد الأخرى فهي خارج نطاقه.

2. أنواع مواد فصل القوالب للبولي يوريثان

تُصنَّف مواد الفصل بحسب الوسط الحامل (مذيب أو ماء) وبحسب مدة بقاء الطبقة: طبقة تُستهلك في كل دورة، أو شبه دائمة، أو مدمجة في البولي يوريثان نفسه.

3. مواد فصل شمعية أو سيليكونية أو خالية من السيليكون: دهان القطعة ولصقها

مهما كان الوسط الحامل، فإن المكوّن الفعّال هو الذي يؤدي الفصل، والعائلات المعتادة منه هي الشموع وإسترات الأحماض الدهنية والسيليكونات والصابون المعدني. وتختلف هذه العائلات فيما تتركه على القطعة.

• السيليكون: مكوّن فصل واسع الاستخدام، لكنه سبب معروف لعيوب الدهان. فهو ينتشر بسهولة عبر الهواء أو باللمس، وقد تسبب كميات ضئيلة جدًّا منه فوهات في الدهان (عيوب «عين السمكة»). ولذلك قد يصعب دهان قطعة تحمل السيليكون أو لصقها.
• الشمع والصابون وسائر الطبقات التي تُستهلك في كل دورة: ينتقل جزء من الطبقة إلى القطعة، وقد يؤثر ذلك في الدهان والالتصاق. وقد تحتاج القطعة إلى تنظيف قبل الطلاء؛ فاتبعوا تعليمات مصنّع الدهان.
• الأنواع الخالية من السيليكون المعروضة على أنها قابلة للدهان: الغرض منها ألا تترك على القطعة ما يعيق الطلاءات واللواصق. وينبغي أن تنص نشرة البيانات على ذلك؛ وتحققوا دائمًا بالاختبار على الدهان والقطع الخاصة بكم.

الاختيار مع وضع الدهان في الحسبان. إن ملاءمة مادة الفصل للدهان أو المادة اللاصقة التي تستخدمونها تُؤكَّد باختبارها على قطعكم الخاصة. وإذا كنتم تدهنون داخل القالب فإن الدهان يوضع فوق مادة الفصل، ولذلك ينبغي اختيار مادة الفصل وأي مادة مضافة داخلية والدهان معًا.

4. كيف تختار مادة فصل القوالب بحسب العملية

ابدؤوا من أربع معطيات: القطعة وسطحها، ومادة القالب، ونظام البولي يوريثان (صلب أم مرن)، وما سيحدث للقطعة بعد ذلك. ويبيّن الجدول بوجه عام أهم ما يُنظر إليه في كل عملية.

قد تتطلب العملية نفسها مواد فصل مختلفة على خطوط مختلفة، ولذلك يُفضَّل حسم الاختيار النهائي بالتشاور مع المورّد.

5. كيف تُطبَّق مادة فصل القوالب

تُطبَّق مواد الفصل الخارجية على سطح القالب قبل صبّ البولي يوريثان أو حقنه، مثلًا بالرش. وبوجه عام هناك ثلاثة أمور مهمة: قالب نظيف وجاف عند درجة حرارة تشغيله، وطبقة رقيقة ومتجانسة (فإذا قلّت كمية المادة التصقت القطعة، وإذا زادت تراكم الفائض)، وطبقة جفّت قبل الصب (فالماء المتبقي فيها يتفاعل مع الإيزوسيانات وقد يسبب فقاعات وفراغات).

تتوقف تفاصيل ذلك على نوع مادة الفصل والقالب والعملية، ولذلك اتبعوا نشرة البيانات الفنية الخاصة بالمادة التي تستخدمونها. ويساعدكم فريقنا الفني على اختيار مادة الفصل المناسبة وتطبيقها على خطكم؛ راجعوا صفحة مواد فصل القوالب لدينا.

6. كم مرة تُطبَّق وكيف يُنظَّف التراكم

كم مرة؟ يتوقف ذلك أساسًا على نوع المادة. فالطبقة التي تُستهلك في كل دورة (الشمع أو الصابون أو ما شابههما) تُجدَّد في كل دورة أو كل بضع دورات، بحسب المنتج والقطعة والقالب. أما الطلاء شبه الدائم فيدوم مدة أطول.

ما التراكم؟ تنتقل مادة الفصل إلى القطعة وإلى القالب. ويصف باحثون في IKV Aachen وFraunhofer IFAM تراكم القالب بأنه خليط من البولي يوريثان وبقايا مادة الفصل يتجمع على القالب على مدى عدة دورات، ويفرض تنظيفًا منتظمًا ومكلفًا للقالب، ولا سيما في الأسطح الظاهرة.

التنظيف. يتوقف اختيار المنظِّف المناسب والفاصل الزمني المناسب للتنظيف على مادة الفصل ومادة القالب والعملية، ولذلك اتبعوا توصيات المورّد.

7. المشكلات الشائعة وأسبابها المعتادة

تتمثل المشكلات المعتادة في التصاق القطع أو تمزقها، وعيوب السطح مثل الفقاعات والفراغات والتبقّع، وتراكم المواد على القالب، وعدم التصاق الدهان أو الغراء، وتفاوت اللمعان أو الملمس من قطعة إلى أخرى. وتكمن أسبابها المعتادة في عدد قليل من المواضع: مادة الفصل وطبقتها، وطريقة تطبيقها، وحالة القالب، أو موضع آخر في العملية، مثل درجة حرارة القالب أو تنفيس الهواء أو الخلط.

للكثير من العيوب أسباب لا علاقة لها بمادة الفصل، وقد ينتج العَرَض نفسه عن أسباب مختلفة، ولذلك يُفضَّل البحث عن السبب على الخط نفسه. ويمكن لفريقنا الفني أن يدرس معكم مادة الفصل وطريقة تطبيقها والقالب والنظام.

8. السلامة وVOC والبيئة

معظم المذيبات المستخدمة في مواد الفصل ذات الأساس المذيب قابلة للاشتعال، وتُطلق هذه المواد مركّبات VOC أكثر من المواد ذات الأساس المائي. والمركّبات العضوية المتطايرة (VOC) مركّبات عضوية تتبخر بسهولة، ويعرّفها توجيه الانبعاثات الصناعية في الاتحاد الأوروبي بحسب قابليتها للتطاير. وتحتاج مناطق الرش إلى تهوية جيدة وإلى غياب مصادر الإشعال وإلى معدات تناسب تصنيف المنطقة. أما المواد ذات الأساس المائي فوسطها الحامل غير قابل للاشتعال ومركّبات VOC فيها أقل عمومًا، لكن صحيفة بيانات السلامة (SDS) الخاصة بكل منتج تظل سارية.

حماية العاملين. يضع التوجيه الأوروبي ‎98/24/EC الاستبدال أولًا، ثم الضوابط الهندسية والتدابير الجماعية مثل التهوية الكافية، ثم معدات الوقاية الشخصية حيث يتعذر منع التعرض بوسائل أخرى. وتتبع اللائحة التركية الصادرة عام 2013 بشأن العمل بالمواد الكيميائية الترتيب نفسه، وتطلب أن يأخذ تقييم المخاطر في الحسبان صحيفة بيانات السلامة (SDS) التركية التي يقدّمها المورّد. وحيث يمكن أن تشكّل الأبخرة القابلة للاشتعال جوًّا قابلًا للانفجار، يشترط التوجيه ‎1999/92/EC (توجيه ATEX الخاص بأماكن العمل) تصنيف المناطق ووضع وثيقة للحماية من الانفجار، ولدى تركيا لائحة صدرت عام 2013 بهذا الشأن أيضًا.

قواعد الانبعاثات والتوجه نحو المواد ذات الأساس المائي. يضع التوجيه ‎2010/75/EU (الملحق VII) حدودًا لانبعاثات المذيبات في أنشطة مدرجة، مثل الطلاء وتنظيف الأسطح، عند تجاوز حدود معينة لاستخدام المذيبات؛ وكون المنشأة مشمولة أم لا يتوقف على أنشطتها وعلى القانون الوطني. ويُعدّ القلق من انبعاثات المذيبات أحد أسباب تطوير مواد الفصل ذات الأساس المائي للإسفنج المقولب؛ أما النوع الذي يناسب خطًّا بعينه فيتوقف على العملية.

البولي يوريثان نفسه. تحتوي أنظمة البولي يوريثان على إيزوسيانات. وفي الاتحاد الأوروبي تُلزم اللائحة (EU) 2020/1149 المستخدمين الصناعيين والمهنيين للمنتجات التي تحتوي على 0.1% أو أكثر بالوزن من ثنائيات الإيزوسيانات بإتمام تدريب قبل الاستخدام؛ وهي سارية منذ 24 أغسطس/آب 2023، ويجب تجديد التدريب مرة كل خمس سنوات على الأقل. وللاطلاع على الجانب الصحي، راجعوا ما هو البولي يوريثان؟

9. مواد فصل القوالب من JiTPOL

JiTPOL شركة متخصصة في أنظمة البولي يوريثان مقرها بورصة في تركيا، وننتج مواد فصل القوالب الخاصة بنا بنوعين: ذات أساس مائي وذات أساس مذيب. وهي تخدم مصنّعي ألواح غرف التبريد وألواح الساندوتش بانل على خطوط الكبس غير المستمرة، والثلاجات وخزانات المياه الساخنة، وصناديق الشاحنات المبردة، والمقاعد المقولبة والميموري فوم، وقطع الجلد المتكامل وRIM، والقطع الزخرفية والقطع ذات المظهر الخشبي.

يتوقف النوع المناسب لكم على القطعة والقالب وطريقة تطبيقكم للمادة، ولذلك نبدأ من هنا ونساعدكم على اختيار مادة الفصل المناسبة وتطبيقها على خطكم. وإذا كنتم تدهنون داخل القالب أو بعد فكّ القطعة منه فأخبرونا بذلك: فتشكيلتنا من الكيماويات المساعدة تشمل أيضًا دهانات البولي يوريثان داخل القالب والدهانات المباشرة. ويمكن طلب عرض سعر لمواد الفصل بمفردها أو مع نظام ثنائي المكوّن من JiTPOL، وللمشاريع المناسبة يمكن لفريقنا الفني أن يزور خطكم ويجري معكم تجارب إنتاجية. وتجدون التفاصيل ونموذج طلب عرض السعر في صفحة مواد فصل القوالب لدينا؛ ونرسل عند الطلب نشرة البيانات الفنية لمادة الفصل المقترحة لخطكم.

الأسئلة الشائعة

المصادر

1. ويكيبيديا: مادة الفصل (بالإنجليزية)
2. ويكيبيديا: البولي يوريثان (بالإنجليزية)
3. Hopmann وآخرون، PU Magazine 6/2020 (IKV Aachen, Fraunhofer IFAM) (بالإنجليزية)
4. Schöldgen وآخرون، European Polyurethane Journal، سبتمبر/أيلول 2014 (IKV Aachen, Fraunhofer IFAM) (بالإنجليزية)
5. Hutchinson (1987): مادة الفصل الداخلية في PU-RIM، وترطيب البرايمر، والانتقال إلى السطح بتأثير الحرارة (بالإنجليزية)
6. Thompson وSuddaby، SAE 1991: مادة الفصل الداخلية في بولي يوريثان RIM (بالإنجليزية)
7. براءة الاختراع الأمريكية 5,028,366 (Air Products، 1991): مادة فصل ذات أساس مائي للإسفنج المقولب (بالإنجليزية)
8. Abdul-Rani وآخرون (2005): درجة حرارة القالب وملمس سطح الرغوة (بالإنجليزية)
9. Lee وPark وWhitesides (2003): المذيبات تسبب انتفاخ مطاط السيليكون (PDMS) (بالإنجليزية)
10. National Collision Repairer (2021): التلوث بالسيليكون في ورشة الدهان (بالإنجليزية)
11. HMG Paints: الفوهات وعيوب «عين السمكة» (بالإنجليزية)
12. التوجيه ‎2010/75/EU: تعريف VOC، الملحق VII (بالإنجليزية)
13. التوجيه ‎98/24/EC، المادة 6: العوامل الكيميائية في مكان العمل (بالإنجليزية)
14. EU-OSHA: التوجيه ‎1999/92/EC، الأجواء المتفجرة (بالإنجليزية)
15. الجريدة الرسمية التركية رقم 28733 (2013): لائحة العمل بالمواد الكيميائية (بالتركية)
16. الجريدة الرسمية التركية رقم 28633 (2013): لائحة حماية العاملين من الأجواء المتفجرة (بالتركية)
17. لائحة المفوضية الأوروبية (EU) 2020/1149 (ثنائيات الإيزوسيانات، الملحق XVII من REACH) (بالإنجليزية)