بقلم: جيم ديكو، مدير البحث والتطوير في Tru Vue
يحمي الأكريليك المطلِي بالترذيذ (sputter-coated) والمضاد للكهرباء الساكنة الأعمال الفنية الهشة ويعرضها. قد تكون الشحنة الساكنة للعديد من منتجات التغليف التقليدية كافية لإتلاف الوسائط القابلة للتفتت، مثل الفحم، والباستيل، والأعمال الفنية ذات الأسطح الرقيقة، والأوراق الخفيفة، والمنسوجات. تحتوي الوسائط القابلة للتفتت على حد أدنى من المواد الرابطة، وبدون حماية كافية، قد تنفصل عن دعامتها أو تتفتت إلى شكل مسحوق. وتعد الجزيئات الأصغر والأخف وزناً، مثل أصباغ مسحوق الباستيل الناعمة، أكثر عرضة للتأثر سلباً بالشحن الاستاتيكي.
لماذا يعمل؟
مع زجاج Tru Vue عالي الأداء والمضاد للكهرباء الساكنة، لا يتم تبديد الشحنة فوراً فحسب، بل تظل مبددة أيضاً. هذه الخصائص المضادة للكهرباء الساكنة متأصلة في المنتج ودائمة؛ فهي لا تزول بالتنظيف ولا تحتاج إلى إعادة وضعها. في الواقع، يقلل هذا المنتج من الحاجة إلى التنظيف، لأن المادة لا تجذب الغبار أو الوبر.
يتم ربط طلاء Tru Vue المضاد للكهرباء الساكنة بالطبقة الأساسية للأكريليك على المستوى الذري. ويتم تطبيقه تحت فراغ للتحكم في الغازات المستخدمة في عملية الطلاء. هذا الأداء المضاد للكهرباء الساكنة هو ميزة دائمة لعملية طلاء Tru Vue بالترذيذ وسيدوم طوال عمر الطبقة الأساسية.
كيفية الصنع
الخطوة الأولى في عملية الطلاء بالترذيذ هي إزالة غازات الغلاف الجوي (الهواء). طوال عملية الطلاء بالترذيذ بأكملها، يتم إخلاء الهواء باستمرار من الغرفة بواسطة مضخات توربينية مفرغة. يسمى هذا بـ "الضخ لأسفل" (pump down)، مما يسمح لشركة Tru Vue بالحفاظ على أنواع وكميات محددة من الغازات الموجودة في الغرفة.
أكسيد القصدير
تستخدم Tru Vue أكسيد القصدير كمكون في طلاء الترذيذ المضاد للانعكاس لأكثر من 10 سنوات. تعد أكاسيد القصدير معياراً في صناعة الطلاءات الموصلة الشفافة (مثل شاشات اللمس)، ولكنها لا تُستخدم على نطاق واسع في الطلاءات العاكسة منخفضة المؤشر (المضادة للانعكاس). أدركت Tru Vue الخصائص المضادة للكهرباء الساكنة لأكسيد القصدير وفائدتها في تأطير الأعمال الفنية المحفوظة. الآن، يتم استخدامه في جميع طلاءات Tru Vue المضادة للانعكاس. يختلف سمك طبقة أكسيد القصدير المترسبة من منتج لآخر، مما يجعل بعضها مضاداً للكهرباء الساكنة.
الطلاء بالترذيذ (Sputter-Coating)
يبلغ طول معدات الطلاء بالترذيذ في Tru Vue أكثر من طول ملعب كرة قدم. العملية مؤتمتة بالكامل، بدءاً من تحميل المادة وحتى الفحص. خلال عملية الطلاء بالترذيذ، تتجمع ذرات السيليكون على سطح أنابيب معدنية طويلة. تسمى هذه المجموعة من الذرات "الهدف" (target) ويبلغ سمكها ملايين أو مليارات الذرات. "الهدف" هو المادة التي تترسب على الأكريليك.
يتم وضع قضبان مغناطيسية قوية داخل الأنبوب. تُغسل الأهداف بماء التبريد وتبدأ في الدوران. تخلق المغناطيسات مجالاً مغناطيسياً عبر الأهداف. عند تطبيق جهد عالي على الأهداف، يصبح غاز الأرجون متأيناً ويشكل بلازما على طول المجال المغناطيسي. داخل البلازما، تضرب الإلكترونات الحرة ذرات الأرجون، فتصبح الذرات أيونات موجبة الشحنة وتنشأ إلكترونات ثانوية. تتسارع هذه الأيونات باستمرار نحو سطح الأهداف المشحون سلبياً.
تقصف أيونات الأرجون سطح الأهداف وتنقل طاقتها الحركية إليها. ومن خلال ذلك، يتم قذف ذرات المادة المستهدفة. يسمى قذف الذرات هذا بـ "الترذيذ". تطير الذرات المقذوفة نحو الطبقة الأساسية للأكريليك بزوايا مختلفة، وهناك تتكثف وتترسب طبقة رقيقة على الأكريليك.
(شاهد فيديو رسوم متحركة لعملية الطلاء بالرش)
طلاء موحد
من خلال تحريك الطبقة الأساسية بثبات عبر غرفة الترذيذ أثناء الترسيب، يصبح الأكريليك مطلياً بشكل موحد بالمادة المستهدفة المطبقة. تسمى الطبقات المضافة إلى الأكريليك معاً "مجموعة الطلاء" (coating stack). على سبيل المثال، تشتمل مجموعة طلاء Optium Museum® Acrylic على طبقات متعددة تضمن الاستقرار والأداء.
لقد قدمت هذه الوصفة عقودًا من الأداء المثبت لعملاء Tru Vue؛ يوفر خليط أكسيد القصدير مادة مستقرة للغاية.
أين الدليل
يؤدي استخدام أكسيد القصدير إلى خلق فجوات أكسجين تسمح للإلكترونات بالتحرك في طلاء الغشاء الرقيق. تقيس مقاومة السطح حركة الإلكترونات، ويقيس تبديد الكهرباء الساكنة الوقت المستغرق لتحييد الشحنة. يبدد منتج Optium Museum® Acrylic من Tru Vue الكهرباء الساكنة بمعدل 2,000 مرة أكثر من الأكريليك العادي، مما يجعله آمناً للمواد القابلة للتفتت ويقلل من التنظيف.
يوجد نوعان من الاختبارات لتقييم هذا الأداء: زمن تلاشي الشحنة الساكنة، ومقاومة السطح للتفريغ الكهروسكوني (ESD).
- ينص معيار طريقة الاختبار الفيدرالية رقم 101C (طريقة الاختبار رقم 4046) الخاص بتلاشي الشحنة الساكنة، على أن الجسم المشحون بجهد 5000 فولت يجب أن يفرغ هذا الجهد ليصل إلى 500 فولت في أقل من ثانيتين. بينما يستغرق أكريليك ®Optium Museum حوالي 2.0 ثانية فقط لتبديد الشحنة الساكنة، وهو ما يحدث بشكل لحظي تقريباً.
- تقيس مقاومة السطح وفقاً للمعيار ANSI/ESD S11.11 المقاومة بين نقطتين على سطح المادة، ويُعبر عنها بوحدة الأوم (Ohms). أما وفقاً للمعيار ASTM D357 (المذكور كـ DXNUMX)، فيُعبر عن المقاومية بوحدة أوم/مربع (Ohms/square). وكلما زادت المقاومية السطحية، قلّت قدرة المادة على التوصيل؛ وبناءً على ذلك، فإن القيم المنخفضة تشير إلى أداء أفضل (في تبديد الشحنات).
مراعاة الرطوبة (Accounting for Humidity)
تقوم مختبرات الاختبار المؤهلة بمراجعة أداء مادة الزجاج (أو التغليف) عند مستويات رطوبة مختلفة، تتراوح من 12% رطوبة نسبية (أجواء جافة) إلى 70% رطوبة نسبية (أجواء رطبة)؛ وذلك لأن محتوى الرطوبة يقلل من المقاومية السطحية، حيث تعمل الجزيئات الرطبة على معادلة تراكم الشحنات. وفي الظروف الأقل رطوبة والأكثر جفافاً، يزداد احتمال تراكم الشحنات الساكنة بشكل أكبر. ويجب مراجعة مستويات الرطوبة النسبية في تقارير اختبار كل من 'تلاشي الشحنة الساكنة' و'مقاومة السطح' بعناية لاتخاذ اختيار مدروس. على سبيل المثال، يمكن للزجاج المصفح المضاد للانعكاس أن يسجل مستوى توصيل يبلغ 1.0E+13 أوم/مربع، مما يُظهر مقاومية سطحية كافية؛ ولكن عند رطوبة نسبية تبلغ 12%، قد يستغرق تلاشي الشحنة الساكنة لديه 11 ثانية، وهو وقت كافٍ تماماً لوقوع أضرار بالعمل الفني. بينما يحافظ منتج Optium Museum Acrylic® من شركة Tru Vue باستمرار على زمن تلاشي استاتيكي قدره 0.01 ثانية عند اختباره في مستويات رطوبة تبلغ 12% و50% و70%.
صُمم ليدوم (Designed to Last)
لقد خضعت منتجات زجاج Optium من Tru Vue أيضاً لاختبارات لضمان ديمومة خصائصها المضادة للانعكاس، والمضادة للكهرباء الساكنة، والحماية من الأشعة فوق البنفسجية، ونفاذية الضوء. وقد أظهرت هذه الاختبارات عدم وجود أي تدهور ملحوظ في الجودة على مدى فترة زمنية ممتدة. كما أن أقدم العينات المادية التي تم إنتاجها منذ أكثر من 13 عاماً لا تظهر حالياً أي تغيير ملموس في الأداء. وتوفر اختبارات التقادم المتسارع (Accelerated age testing) دعماً إضافياً لهذه النتائج، حيث تشير إلى أن الحماية التي يوفرها زجاج Optium Acrylic تتمتع بعمر افتراضي يزيد عن 100 عام.