تولید «نانوپوشش»‌ها در یک شرکت دانش‌بنیان داخلی

تولیدات جدید پوششی نانویی در راه است

محسن معصومی: امروزه پوشش‌ها نقش قابل‌توجهی در صنعت ایفا می‌کنند.

از کاربرد عمده آنها می‌توان به صنایع رنگ و صنایع مرتبط اشاره کرد. در خطوط رنگ و زیرسازی‌های مربوط به آن برای دستیابی به رنگ مطلوب‌تر، مقاومت بیشتر در مقابل خوردگی و چسبندگی مناسب رنگ روی فلز از انواع پوشش‌ها استفاده می‌شود. درحال‌حاضر از فسفاته‌ها در این زمینه استفاده می‌شود. فسفاته‌ها بر پایه اسید فسفریک و نمک‌های آن ساخته می‌شود. عمر استفاده از این روش به ۱۷۰ سال می‌رسد. با پیشرفت فناوری نانو، روش جدیدی که عمر آن به ۱۵ حدود سال می‌رسد مورد استفاده قرار گرفته است. در این روش که به‌اصطلاح در صنعت به آن بدون فسفات گفته می‌شود پوشش‌ها بر پایه اسید زیرکونیوم و نمک‌های آن تولید می‌شود که این تغییر پایه مزیت‌های نسبی زیادی را به وجود آورده است. از مهم‌ترین این مزیت‌ها می‌توان به دوستدار محیط‌زیست بودن آن اشاره کرد چراکه در فسفاته‌ها از فلزات سنگینی مانند روی، نیکل و منگنز استفاده می‌شود در حالی که در ترکیبات نانویی این ترکیبات وجود ندارد و زیرکونیوم جزو فلزات سنگین به شمار نمی‌آیند. نکته قابل‌توجه در این زمینه دانسیته‌های متفاوت این دو روش است. دانسیته‌های روی حدود ۴.۱ تا ۶.۱ گرم بر سانتی‌متر مکعب است در صورتی‌که در روش نانویی به دانسیته ۰۱.۱ تا ۰۲.۱ رسیده می‌شود. از مزیت‌های دیگر نانوپوشش‌های بر پایه اسید زیرکونیوم این است که آنها قابلیت اعمال روی زیرلایه‌های مختلف ازجمله آهن، آلومینیوم و گالوانیزه را دارند، شرایطی که تا پیش از این وجود نداشته است. این روش به لحاظ اقتصادی از روش‌های مرسوم پیشین به صرفه‌تر است و با توجه به اینکه این روش را می‌توان در دمای محیط به کار برد، نیازی به انرژی هم ندارد. شرکت شیلر فرآیند پارس یک شرکت دانش‌بنیان داخلی است که با استفاده از فناوری نانو در همین زمینه مشغول به فعالیت است. صمت با فرهنگ آزاد مدیر مهندسی فروش این شرکت گفت‌وگویی انجام داده است که در ادامه می‌خوانید:


شرکت دانش‌بنیان شما از چه سالی و با چه اهدافی شروع به کار کرد؟
شرکت شیلر فرآیند پارس در سال ۱۳۸۸، با تشکیل گروهی از نیروهای باسابقه در زمینه آماده‌سازی سطوح فلزی فعالیت خود را آغاز کرد. شرکت ما با توجه به گروه موسس و روش کار یک شرکت دانش‌بنیان است. ما در طول فعالیت خود موفق به کسب تضمین کیفیت ایزو و تقدیر از سوی محیط‌زیست شده‌ایم.


مجموعه شما شامل چه تخصص‌هایی است؟
مجموعه ما از نیروهای زبده با سابقه در حوزه صنایع شیمیایی و بازرگانی که تجربه درخشانی داشتند تشکیل شده است و همگی دارای تحصیلات کارشناسی ارشد به بالا هستند.


 برگردیم به فناوری به کار گرفته شده در شرکت شما. این فناوری چه کاربردی در صنعت دارد؟
کاربرد اصلی این فناوری در زمینه محافظت خوردگی و افزایش چسبندگی رنگ، به عنوان یک لایه پیش‌رنگ است و در حقیقت این فناوری جدید ما یک اصلاحیه است بر فناوری قدیمی. پوشش‌های تبدیلی در سال ۱۸۵۰ از سوی یک دانشمند آلمانی که بر حسب کنجکاوی یک قطعه فلزی را در اسید فسفریک داغ فرو می‌برد و متوجه می‌شود یک واکنشی روی سطح ایجاد می‌شود که می‌تواند برای فلز مزایایی را ایجاد کند، کشف شد.
از آن تاریخ تا الان بحث فسفاته‌ها توانستند ارتقا پیدا کنند و به سطحی پیشرفته‌تری برسند. علت این ارتقا به تاریخ فاصله جنگ جهانی اول و دوم بازمی‌گردد. در آن زمان با توجه به استفاده از سلاح گرم، به علت رطوبت بالا، با زنگ زدگی شدید سلاح‌ها و غیرقابل استفاده بودن آنها روبه‌رو شدند. برای رفع مشکل به سراغ مجموعه فلزهای جایگزین مانند مس و قلع و.. رفتند. ولی وقتی صنعت پوشش‌های تبدیلی به‌دست آمد به این نتیجه رسیدند که سطح قطعات آهنی یا آلومینیومی را بر برابر موارد مخرب محافظت کنند تا این مشکل زنگ‌زدگی اتفاق نیفتد. در نتیجه پایه این صنعت از اینجا شد و بعد از جنگ جهانی دوم تا الان به کمال خود رسیده است.


نقش نانو در این فناوری چیست؟
همانطور که می‌دانید، استفاده از پوشش‌های فسفاته، مشکلات محیط‌زیستی، مشکلات انباشت فلزات سنگین و سرعت و زمان واکنش هزینه و.... خود را نشان می‌دهد. بعد از اوج پیشرفت فسفات‌ها، یک اصلاحیه در این فرآیندها به منظور حذف مضرات انجام شد و پوشش‌های نانوزیرکونیا ایجاد شد و توسعه یافت. این پوشش تنها در اندازه‌های نانومتری تولید می‌شود، این اصلاحیه در نسل چهارم فناوری قرار می‌گیرد و از سال ۲۰۰۰ مدنظر قرار گرفته است و جایگزین مناسب فسفات‌ها شده‌اند.
با توجه به اینکه نانوزیرکونیا در دمای محیط کار می‌شود، با غلظت و درصد بسیار پایین‌تر آلودگی محلول و پساب به حداقل می‌رسد، مانیتورینگ راحت‌تری دارد و توانسته است هزینه‌های مستقیم وغیرمستقیم را کاهش دهد. این فناوری می‌تواند معایب پوشش‌های فسفات مانند رسوب و لجن‌های ایجاد شده، زمان واکنش، استفاده و اپراتوری سخت و پیچیده و هزینه‌های مستقیم و غیرمستقیم را رفع کند.
با جایگزینی نانوزیرکونیا به جای فسفات تضمین حداقل کاهش هزینه ۲۰ تا ۲۵ درصد داده می‌شود که با توجه به فناوری نسل چهارم با هزینه کمتر انجام می‌شود. برخلاف بعضی از فناوری‌های مدرن بسیار ارزان‌تر است.


در عرضه و معرفی این فناوری با چه مشکلاتی روبه‌رو بودید؟
در ابتدای این کار یک نکته‌ای را بیان کنم. به عنوان یک فناور که این فناوری را با اتکا به دانش خود ۳ یا ۴ سال مستمر هزینه کردیم تا به بهترین شکل برسیم و فناوری‌های مرتبط را در کانادا و امریکا رصد کردیم. این فرآیند کار بسیار سخت و مشکلی بود که با تجربه گذشته در این صنعت به آن رسیدیم.
مشکل دوم همیشه؛ در برابر یک پدیده نو واکنش منفی وجود دارد و توجیه کردن محصولات که از این ماده می‌توانند استفاده کنند بسیار سخت است چون مدیران اهل تغییر و ریسک نیستند.
مشکل دیگر این است که با توجه به جذابیت علم نانو، تحت لفظ فناوری نانو محصولات دیگری را عرضه می‌کنند و وجهه محصول را خراب می‌کنند و موجب بدنامی می‌شوند و این فرآیند را دچار مشکل می‌کنند.


با این اوصاف چگونه مشکلات را رفع کردید؟
چون پیشینه کار فسفات را داشتیم و مسلط به مشکلات بودیم، توانستیم این ماده جدید را با تنظیمات جدید پیاده‌سازی کنیم. با توجه به تجربیات در خط رنگ و محصولات مشابه توانستیم به جای فسفات این محصول را با هماهنگی صاحبان صنایع مرتبط و با آزمایش‌ در خطوط آنها به‌صورت صنعتی و نیمه‌صنعتی پیاده کنیم و در نهایت با کسب رضایت آنها توانستیم جایگزینی را انجام دهیم. با توجه به معتبر بودن برند مجموعه‌های مورد استفاده، دیگر مجموعه‌ها نیز از آنها پیروی کردند و در حال گسترش این فناوری هستیم.


تا حالا با چه واحدهای صنعتی کار کرده‌اید؟
با صنایع لوازم خانگی کار و با برندهای معتبر این کار را شروع کردیم؛ شرکت‌های خودرویی، شرکت‌های تجهیزات برق و روشنایی و محصولات فلزی اعم از آلومینیوم، آهن و.. که باید در برابر خوردگی مقاوم باشد و بتواند کیفیت خود را تا سال‌ها حفظ کند. فناوری جدید نانو پوششی هم مقاومت به خوردگی را بالا برده و هم چسبندگی رنگ را افزایش می‌دهد. برخی از این کارخانجات عبارتند از: پاکشوما، آبسال، بوتان، تاکنوگاز، ایساتیس، تاش رادیاتور، پاک خزر و آبنوس. در شرکت‌های قطعه‌سازی و خودرو شرکت‌هایی مانند رویال تکوین صنعت، سندن ایرانیان و آرماشین از این فناوری استفاده کرده‌اند. در صنعت آلومینیوم آلومرول نوین، آلومینیوم پردیس اراک، آلومینیوم در رضا و در صنعت گاز نیز شرکت گازسوزان و حدید سازه پیشرو از این فناوری استفاده کردند.


برای آینده چه برنامه‌هایی دارید؟
ما متمرکز هستیم بر اینکه این فناوری را در مجموعه‌های خودروسازی گسترش دهیم و تعاملات را با خودروسازهای بزرگ پیگیری می‌کنیم و در مراحل مختلف هماهنگی هستیم.


میزان تولید شما چقدر است؟
در بحث تولید مشکلی نداریم و با توجه به نیازهای متقاضیان می‌توانیم مقدار دلخواه را تامین کنیم.


چاپ