Keď uvidíte auto, váš prvý dojem bude pravdepodobne farba karosérie. Dnes je krásny lesklý lak jedným zo základných štandardov pre výrobu automobilov. Ale pred viac ako sto rokmi nebolo lakovanie auta jednoduchou úlohou a bolo oveľa menej krásne ako dnes. Ako sa lak auta vyvinul do takej miery, do akej je dnes? Surley vám porozpráva o histórii vývoja technológie lakovania automobilov.
Desať sekúnd na pochopenie celého textu:
1,Lakvznikla v Číne, Západ viedol po priemyselnej revolúcii.
2, Farba na báze prírodného materiálu schne pomaly, čo ovplyvňuje efektivitu procesu výroby automobilov, spoločnosť DuPont vynašla rýchloschnúci materiálnitro farba.
3, Striekacie pištoleNahrádza štetce a zabezpečuje rovnomernejší náter farby.
4, Od alkydu po akryl, úsilie o trvalosť a rozmanitosť stále pokračuje.
5, Od „striekania“ k „ponáraniu“S lakom v kúpeli sa neustále úsilie o kvalitu farby dostáva do fázy fosfátovania a elektrolytického nanášania.
6, Nahradenie zafarba na vodnej bázev snahe o ochranu životného prostredia.
7, Teraz aj v budúcnosti sa technológia maľovania stáva čoraz viac za hranicami predstavivosti,aj bez farby.
Hlavnou úlohou farby je boj proti starnutiu
Väčšina ľudí si predstavuje úlohu farby v dodávaní žiarivých farieb predmetom, ale z hľadiska priemyselnej výroby je farba v skutočnosti druhoradá potreba; hlavným účelom je hrdza a ochrana pred starnutím. Od prvých dní kombinácie železa a dreva až po dnešnú čisto bielu kovovú karosériu, karoséria auta potrebuje farbu ako ochrannú vrstvu. Výzvy, ktorým musí vrstva farby čeliť, sú prirodzené opotrebovanie, ako je slnko, piesok a dážď, fyzické poškodenie, ako je škrabanie, trenie a náraz, a erózia, ako je soľ a zvierací trus. S vývojom technológie lakovania sa proces pomaly vyvíja čoraz efektívnejšie, odolnejšie a krajšie vrstvy karosérie, aby lepšie spĺňali tieto výzvy.
Lak z Číny
Lak má veľmi dlhú históriu a, hanebne, vedúce postavenie v technológii lakov patrilo Číne pred priemyselnou revolúciou. Používanie laku siaha až do obdobia neolitu a po období bojujúcich štátov remeselníci používali tungový olej extrahovaný zo semien tungového stromu a pridávali k nemu prírodný surový lak na výrobu zmesi farieb, hoci v tom čase bol lak luxusným artiklom pre šľachtu. Po vzniku dynastie Ming začal Ču Jüan-čang zakladať štátny lakový priemysel a technológia farieb sa rýchlo rozvíjala. Prvé čínske dielo o technológii farieb, „Kniha maľby“, zostavil Huang Čcheng, výrobca lakov z dynastie Ming. Vďaka technickému rozvoju a vnútornému a zahraničnému obchodu sa v lakovníctve v dynastii Ming rozvinul vyspelý systém remeselného priemyslu.
Najsofistikovanejšia tungová olejová farba dynastie Ming bola kľúčom k výrobe lodí. Španielsky vedec zo šestnásteho storočia Mendoza v diele „Dejiny Veľkej čínskej ríše“ uviedol, že čínske lode natreté tungovým olejom mali dvakrát dlhšiu životnosť ako európske lode.
V polovici 18. storočia Európa konečne zvládla a zvládla technológiu výroby tungových olejových farieb a postupne sa formoval európsky priemysel s farbami. Surovina tungový olej sa okrem použitia na laky používala aj ako dôležitá surovina pre iné priemyselné odvetvia, ktoré stále monopolizovala Čína, a stala sa dôležitou priemyselnou surovinou pre dve priemyselné revolúcie až do začiatku 20. storočia, keď sa tungové stromy presadili v Severnej a Južnej Amerike, čím sa prelomil čínsky monopol na suroviny.
Sušenie už netrvá až 50 dní
Začiatkom 20. storočia sa automobily stále vyrábali s použitím prírodných základných farieb, ako je ľanový olej ako spojivo.
Dokonca aj Ford, ktorý bol priekopníkom vo výrobnej linke na výrobu automobilov, používal takmer do extrému iba japonskú čiernu farbu, aby dosiahol rýchlosť výroby, pretože najrýchlejšie schne, ale koniec koncov, stále ide o farbu z prírodného základného materiálu a vrstva farby stále potrebuje viac ako týždeň na schnutie.
V 20. rokoch 20. storočia spoločnosť DuPont pracovala na rýchloschnúcej nitrocelulózovej farbe (tiež známej ako nitrocelulózová farba), ktorá vyčarila úsmev na tvári výrobcom automobilov, ktorí už nemuseli pracovať na autách s tak dlhými lakovacími cyklami.
V roku 1921 už bola spoločnosť DuPont lídrom vo výrobe nitrátových filmov, keďže prešla na nevýbušné produkty na báze nitrocelulózy, aby absorbovala obrovské kapacity zariadení, ktoré vybudovala počas vojny. V horúcom piatkovom popoludní v júli 1921 nechal robotník v závode na výrobu filmov spoločnosti DuPont pred odchodom z práce na móle sud s nitrátovou bavlnou. Keď ho v pondelok ráno znova otvoril, zistil, že vedro sa zmenilo na číru, viskóznu kvapalinu, ktorá sa neskôr stala základom nitrocelulózovej farby. V roku 1924 spoločnosť DuPont vyvinula nitrocelulózovú farbu DUCO, pričom ako hlavnú surovinu použila nitrocelulózu a na jej zmiešanie pridala syntetické živice, zmäkčovadlá, rozpúšťadlá a riedidlá. Najväčšou výhodou nitrocelulózovej farby je, že rýchlo schne. V porovnaní s prírodnou základnou farbou, ktorej schnutie trvá týždeň alebo dokonca týždne, schnutie nitrocelulózovej farby trvá iba 2 hodiny, čo výrazne zvyšuje rýchlosť lakovania. V roku 1924 takmer všetky výrobné linky spoločnosti General Motors používali nitrocelulózovú farbu Duco.
Nitrocelulózová farba má prirodzene aj svoje nevýhody. Ak sa nastrieka vo vlhkom prostredí, film ľahko zbelie a stratí lesk. Vytvorený povrch farby má nízku odolnosť voči korózii voči rozpúšťadlám na báze ropy, ako je benzín, ktoré môžu poškodiť povrch farby, a olejový plyn, ktorý uniká počas dopĺňania paliva, môže urýchliť zhoršenie stavu okolitého povrchu farby.
Výmena štetcov za striekacie pištole na riešenie nerovnomerných vrstiev farby
Okrem vlastností samotnej farby je pre pevnosť a odolnosť lakovaného povrchu veľmi dôležitý aj spôsob nanášania. Použitie striekacej pištole bolo dôležitým míľnikom v histórii lakovacej technológie. Striekacia pištoľ bola plne zavedená do oblasti priemyselného lakovania v roku 1923 a do automobilového priemyslu v roku 1924.
Rodina DeVilbissovcov tak založila spoločnosť DeVilbiss, svetoznámu spoločnosť špecializujúcu sa na atomizačné technológie. Neskôr sa narodil syn Alana DeVilbissa, Tom DeVilbiss. Syn Dr. Alana DeVilbissa, Tom DeVilbiss, posunul otcov vynález za hranice medicíny. DeVilbiss posunul otcove vynálezy za hranice medicíny a premenil pôvodný atomizér na striekaciu pištoľ na nanášanie farieb.
V oblasti priemyselného lakovania sa štetce rýchlo stávajú zastaranými v dôsledku striekania. Spoločnosť deVilbiss pôsobí v oblasti atomizácie už viac ako 100 rokov a v súčasnosti je lídrom v oblasti priemyselných striekacie pištole a medicínske atomizéry.
Od alkydu po akryl, odolnejší a silnejší
V 30. rokoch 20. storočia sa do procesu lakovania automobilov zaviedla alkydová živicová emailová farba, označovaná ako alkydová emailová farba. Kovové časti karosérie automobilu sa nastriekali týmto typom farby a potom sa sušili v peci, čím sa vytvoril veľmi odolný lakový film. V porovnaní s nitrocelulózovými farbami sa alkydové emailové farby nanášajú rýchlejšie a vyžadujú si iba 2 až 3 kroky v porovnaní s 3 až 4 krokmi pri nitrocelulózových farbách. Smaltové farby nielen rýchlo schnú, ale sú aj odolné voči rozpúšťadlám, ako je benzín.
Nevýhodou alkydových emailov je však to, že sa boja slnečného žiarenia a na slnku sa lakový film oxiduje zrýchleným tempom a farba čoskoro vybledne a stane sa matnou, niekedy môže tento proces nastať už v priebehu niekoľkých mesiacov. Napriek svojim nevýhodám neboli alkydové živice úplne vylúčené a stále sú dôležitou súčasťou dnešnej technológie náterov. Termoplastické akrylové farby sa objavili v 40. rokoch 20. storočia, čím výrazne zlepšili dekoratívnosť a trvanlivosť povrchovej úpravy a v roku 1955 začala spoločnosť General Motors lakovať autá novou akrylovou živicou. Reológia tejto farby bola jedinečná a vyžadovala striekanie s nízkym obsahom pevných látok, čo si vyžadovalo viacero vrstiev. Táto zdanlivo nevýhodná vlastnosť bola v tom čase výhodou, pretože umožňovala začlenenie kovových vločiek do náteru. Akrylový lak sa striekal s veľmi nízkou počiatočnou viskozitou, čo umožňovalo sploštenie kovových vločiek a vytvorenie reflexnej vrstvy, a potom sa viskozita rýchlo zvyšovala, aby kovové vločky udržali na mieste. Tak sa zrodila metalická farba.
Za zmienku stojí, že v tomto období došlo v Európe k náhlemu pokroku v technológii akrylových farieb. Pramenilo to z obmedzení uvalených na európske krajiny Osi po druhej svetovej vojne, ktoré obmedzovali používanie niektorých chemických materiálov v priemyselnej výrobe, ako je nitrocelulóza, surovina potrebná na nitrocelulózové farby, ktoré sa mohli použiť na výrobu výbušnín. Kvôli tomuto obmedzeniu sa spoločnosti v týchto krajinách začali zameriavať na technológiu emailových farieb a vyvinuli akrylovo-uretánový systém farieb. Keď sa európske farby v roku 1980 dostali na americký trh, americké automobilové systémy farieb mali ďaleko od európskych konkurentov.
Automatizovaný proces fosfátovania a elektroforézy pre dosiahnutie pokročilej kvality laku
Dve desaťročia po druhej svetovej vojne boli obdobím zvýšenej kvality povrchových úprav karosérií. V tomto období v Spojených štátoch mali autá okrem dopravného prostriedku aj atribút zlepšovania spoločenského postavenia, takže majitelia áut chceli, aby ich autá vyzerali luxusnejšie, čo si vyžadovalo, aby lak vyzeral lesklejšie a v krajších farbách.
Od roku 1947 začali automobilky pred lakovaním fosfátovať kovové povrchy, aby zlepšili priľnavosť a odolnosť farby proti korózii. Základný náter sa tiež zmenil zo striekacieho nanášania na lakovanie namáčaním, čo znamená, že časti karosérie sa ponárajú do vrstvy farby, čím sa farba stáva rovnomernejšou a náter komplexnejším, čím sa zabezpečí, že je možné natrieť aj ťažko dostupné miesta, ako sú dutiny.
V 50. rokoch 20. storočia automobilky zistili, že hoci sa používala metóda ponárania, časť farby sa v následnom procese s rozpúšťadlami stále zmyla, čo znižovalo účinnosť ochrany proti hrdzi. Aby sa tento problém vyriešil, v roku 1957 spoločnosť Ford spojila sily so spoločnosťou PPG pod vedením Dr. Georgea Brewera. Pod vedením Dr. Georgea Brewera vyvinuli spoločnosti Ford a PPG metódu elektrolytického nanášania, ktorá sa bežne používa dnes.
Spoločnosť Ford potom v roku 1961 založila prvú anodickú elektroforetickú lakovňu na svete. Počiatočná technológia však bola chybná a spoločnosť PPG v roku 1973 predstavila vynikajúci systém katódovej elektroforetickej lakovania a zodpovedajúce nátery.
Farba, ktorá vydrží krásne, znižuje znečistenie pri farbách na vodnej báze
V polovici až koncom 70. rokov malo povedomie o úspore energie a ochrane životného prostredia, ktoré priniesla ropná kríza, veľký vplyv aj na priemysel s farbami. V 80. rokoch krajiny prijali nové predpisy o prchavých organických zlúčeninách (VOC), vďaka ktorým boli akrylové farby s vysokým obsahom VOC a slabou trvanlivosťou pre trh neprijateľné. Okrem toho spotrebitelia očakávajú, že efekt laku karosérie vydrží aspoň 5 rokov, čo si vyžaduje riešenie otázky trvanlivosti povrchovej úpravy laku.
Vďaka vrstve priehľadného laku ako ochrannej vrstve nemusí byť vnútorný farebný náter taký hrubý ako predtým, na dekoratívne účely je potrebná iba extrémne tenká vrstva. Do vrstvy laku sa pridávajú aj UV absorbéry, ktoré chránia pigmenty v priehľadnej vrstve a základnom nátere, čím sa výrazne predlžuje životnosť základného náteru a farebného náteru.
Technika lakovania je spočiatku nákladná a vo všeobecnosti sa používa iba na modeloch vyššej triedy. Trvanlivosť číreho laku bola tiež nízka a čoskoro sa odlupoval a vyžadoval si nový lak. V nasledujúcom desaťročí však automobilový priemysel a priemysel farieb pracovali na zlepšení technológie lakovania, a to nielen znížením nákladov, ale aj vývojom novších povrchových úprav, ktoré dramaticky zlepšili životnosť číreho laku.
Čoraz úžasnejšia technológia maľovania
Ako budúci trend v oblasti povrchových úprav sa niektorí ľudia v tomto odvetví domnievajú, že technológia bez lakovania je kľúčová. Táto technológia skutočne prenikla do našich životov a kryty bežných až po domáce spotrebiče sa v skutočnosti používajú bez lakovania. Kryty sa v procese vstrekovania plastov nanášajú na kovový prášok zodpovedajúcej farby na úrovni nanoúrovne, čím sa priamo vytvárajú kryty s brilantnými farbami a kovovou textúrou, ktoré už nie je potrebné natierať, čo výrazne znižuje znečistenie spôsobené lakovaním. Prirodzene, široko sa používa aj v automobiloch, napríklad na obloženie, mriežku chladiča, kryty spätných zrkadiel atď.
Podobný princíp sa používa v kovospracujúcom sektore, čo znamená, že v budúcnosti budú mať kovové materiály, ktoré sa používajú bez lakovania, už v továrni ochrannú vrstvu alebo dokonca farebnú vrstvu. Táto technológia sa v súčasnosti používa v leteckom a vojenskom sektore, ale stále nie je ani zďaleka dostupná pre civilné použitie a nie je možné ponúkať širokú škálu farieb.
ZhrnutieOd štetcov cez pištole až po roboty, od prírodných rastlinných farieb až po high-tech chemické farby, od snahy o efektivitu až po snahu o kvalitu a ochranu životného prostredia, úsilie o lakovacie technológie v automobilovom priemysle sa nezastavilo a úroveň technológie sa zvyšuje a zvyšuje. Maliari, ktorí kedysi držali štetce a pracovali v drsnom prostredí, by nečakali, že dnešné laky na autá sú také pokročilé a stále sa vyvíjajú. Budúcnosť bude ekologickejšou, inteligentnejšou a efektívnejšou érou.
Čas uverejnenia: 20. augusta 2022
