Kada vidite automobil, vaš prvi dojam vjerojatno će biti boja karoserije. Danas je lijepa sjajna boja jedan od osnovnih standarda za proizvodnju automobila. Ali prije više od stotinu godina, lakiranje automobila nije bio lak zadatak i bilo je daleko manje lijepo nego što je danas. Kako se automobilska boja razvila do te mjere da je to danas? Surley će vam ispričati povijest razvoja tehnologije premazivanja automobila.
Deset sekundi za razumijevanje cijelog teksta:
1,Laknastao u Kini, Zapad je predvodio nakon industrijske revolucije.
2, Prirodni osnovni materijal boje se sporo suši, što utječe na učinkovitost procesa proizvodnje automobila, DuPont je izumio brzosušećenitro boja.
3, Pištolji za prskanjezamjenjuje kistove, dajući ujednačeniji film boje.
4, Od alkida do akrila, težnja za trajnosti i raznolikošću je u tijeku.
5, Od "prskanja" do "uranjanja"S lakirnom kupkom, kontinuirana težnja za kvalitetom boje sada dolazi do fosfatiranja i elektrotaloženja.
6, Zamjena sboja na bazi vodeu nastojanju da se zaštiti okoliš.
7, Sada i u budućnosti, tehnologija slikanja postaje sve više i više izvan mašte,čak i bez boje.
Glavna uloga boje je protiv starenja
Većina ljudi percipira ulogu boje kao da predmetima daje briljantne boje, ali s gledišta industrijske proizvodnje, boja je zapravo sekundarna potreba; hrđa i anti-aging su glavna svrha. Od ranih dana kombinacije željeza i drva do čisto metalne bijele karoserije danas, karoseriji automobila je potrebna boja kao zaštitni sloj. Izazovi s kojima se sloj boje mora suočiti su prirodno trošenje poput sunca, pijeska i kiše, fizička oštećenja poput grebanja, trljanja i sudara te erozija poput soli i životinjskog izmeta. U evoluciji tehnologije bojanja, proces polako razvija sve učinkovitije, izdržljivije i ljepše slojeve za karoseriju kako bi se bolje suočila s tim izazovima.
Lak iz Kine
Lak ima vrlo dugu povijest i, sramotno, vodeća pozicija u tehnologiji laka pripadala je Kini prije industrijske revolucije. Upotreba laka datira još iz neolitika, a nakon razdoblja Zaraćenih država, obrtnici su koristili tungovo ulje izvađeno iz sjemenki tungovog drveta i dodavali prirodni sirovi lak kako bi napravili mješavinu boja, iako je u to vrijeme lak bio luksuzni artikl za plemstvo. Nakon uspostave dinastije Ming, Zhu Yuanzhang je počeo osnivati državnu industriju laka, a tehnologija boja se brzo razvijala. Prvo kinesko djelo o tehnologiji boja, "Knjiga slikarstva", sastavio je Huang Cheng, proizvođač laka u dinastiji Ming. Zahvaljujući tehničkom razvoju te unutarnjoj i vanjskoj trgovini, lakirani proizvodi razvili su zreo sustav rukotvorina u dinastiji Ming.
Najsofisticiranija tungova uljana boja dinastije Ming bila je ključna za brodogradnju. Španjolski učenjak Mendoza iz šesnaestog stoljeća spomenuo je u "Povijesti Velikog Kineskog Carstva" da su kineski brodovi premazani tungovim uljem imali dvostruko dulji vijek trajanja od europskih brodova.
Sredinom 18. stoljeća Europa je konačno savladala tehnologiju tung uljanih boja, a europska industrija boja postupno se oblikovala. Sirovina tung ulje, osim što se koristila za lak, bila je i važna sirovina za druge industrije, koje je Kina još uvijek monopolizirala, te je postala važna industrijska sirovina za dvije industrijske revolucije sve do početka 20. stoljeća, kada su se razvila tung stabla presađena u Sjevernoj i Južnoj Americi, što je razbilo kineski monopol nad sirovinama.
Sušenje više ne traje do 50 dana
Početkom 20. stoljeća, automobili su se još uvijek izrađivali korištenjem prirodnih boja poput lanenog ulja kao veziva.
Čak je i Ford, koji je bio pionir u proizvodnji automobila, koristio isključivo japansku crnu boju gotovo do krajnjih granica kako bi postigao brzinu proizvodnje jer se najbrže suši, ali uostalom, to je i dalje prirodna osnovna boja, a sloju boje i dalje treba više od tjedan dana da se osuši.
Dvadesetih godina prošlog stoljeća, DuPont je radio na brzosušećoj nitroceluloznoj boji (poznatoj i kao nitrocelulozna boja) koja je izmamila osmijeh proizvođačima automobila, jer više nisu morali raditi na automobilima s tako dugim ciklusima bojanja.
Do 1921. godine DuPont je već bio vodeći u proizvodnji nitratnih filmskih filmova, okrećući se neeksplozivnim proizvodima na bazi nitroceluloze kako bi apsorbirao ogromne kapacitete postrojenja koje je izgradio tijekom rata. Jednog vrućeg petkovog poslijepodneva u srpnju 1921. godine, radnik u DuPontovoj tvornici filmova ostavio je bačvu s nitratnim pamučnim vlaknima na doku prije odlaska s posla. Kad ju je ponovno otvorio u ponedjeljak ujutro, otkrio je da se kanta pretvorila u bistru, viskoznu tekućinu koja će kasnije postati osnova za nitroceluloznu boju. Godine 1924. DuPont je razvio nitroceluloznu boju DUCO, koristeći nitrocelulozu kao glavnu sirovinu i dodajući sintetičke smole, plastifikatore, otapala i razrjeđivače za miješanje. Najveća prednost nitrocelulozne boje je što se brzo suši, u usporedbi s prirodnom osnovnom bojom kojoj je potrebno tjedan ili čak tjedne da se suši, nitrocelulozna boja se suši samo 2 sata, što uvelike povećava brzinu bojanja. Godine 1924. gotovo sve proizvodne linije General Motorsa koristile su Duco nitroceluloznu boju.
Naravno, nitrocelulozna boja ima svoje nedostatke. Ako se prska u vlažnom okruženju, film će lako pobijeliti i izgubiti sjaj. Formirana površina boje ima slabu otpornost na koroziju zbog otapala na bazi nafte, poput benzina, koja mogu oštetiti površinu boje, a naftni plin koji curi tijekom dolijevanja goriva može ubrzati propadanje okolne površine boje.
Zamjena kistova pištoljima za prskanje za rješavanje neravnomjernih slojeva boje
Osim samih karakteristika boje, i metoda bojanja je vrlo važna za čvrstoću i trajnost površine boje. Upotreba pištolja za prskanje bila je važna prekretnica u povijesti tehnologije bojanja. Pištolj za prskanje je u potpunosti uveden u područje industrijskog bojanja 1923. godine, a u automobilsku industriju 1924. godine.
Obitelj DeVilbiss tako je osnovala DeVilbiss, svjetski poznatu tvrtku specijaliziranu za tehnologiju atomizacije. Kasnije se rodio sin Alana DeVilbissa, Tom DeVilbiss. Sin dr. Alana DeVilbissa, Tom DeVilbiss, odnio je očev izum izvan medicinskog područja. DeVilbiss je očeve izume odnio izvan medicinskog područja i transformirao originalni atomizer u pištolj za prskanje za nanošenje boje.
U području industrijskog bojanja, kistovi brzo postaju zastarjeli u odnosu na pištolje za prskanje. deVilbiss radi na području atomizacije više od 100 godina i sada je vodeći u području industrijskih pištolja za prskanje i medicinskih atomizera.
Od alkida do akrila, izdržljiviji i jači
U 1930-ima, alkidna emajl boja, poznata kao alkidna emajl boja, uvedena je u proces lakiranja automobila. Metalni dijelovi karoserije automobila prskali su se ovom vrstom boje, a zatim sušili u pećnici kako bi se stvorio vrlo izdržljiv film boje. U usporedbi s nitroceluloznim bojama, alkidne emajl boje se brže nanose, zahtijevajući samo 2 do 3 koraka u usporedbi s 3 do 4 koraka za nitrocelulozne boje. Emajl boje se ne samo brzo suše, već su i otporne na otapala poput benzina.
Nedostatak alkidnih emajla je, međutim, što se boje sunčeve svjetlosti, a na sunčevoj svjetlosti film boje će se ubrzano oksidirati i boja će uskoro izblijedjeti i postati mutna, ponekad se taj proces može dogoditi čak i unutar nekoliko mjeseci. Unatoč svojim nedostacima, alkidne smole nisu u potpunosti eliminirane i još uvijek su važan dio današnje tehnologije premazivanja. Termoplastične akrilne boje pojavile su se 1940-ih, uvelike poboljšavajući dekorativnost i trajnost završne obrade, a 1955. godine General Motors je počeo bojati automobile novom akrilnom smolom. Reologija ove boje bila je jedinstvena i zahtijevala je prskanje s niskim udjelom krutih tvari, što je zahtijevalo više slojeva. Ova naizgled nepovoljna karakteristika bila je prednost u to vrijeme jer je omogućavala uključivanje metalnih pahuljica u premaz. Akrilni lak se prskao s vrlo niskom početnom viskoznošću, što je omogućilo da se metalne pahuljice spljošte i formiraju reflektirajući sloj, a zatim se viskoznost brzo povećavala kako bi se metalne pahuljice zadržale na mjestu. Tako je rođena metalik boja.
Vrijedi napomenuti da je u tom razdoblju došlo do naglog napretka tehnologije akrilnih boja u Europi. To je proizašlo iz ograničenja nametnutih europskim zemljama Osovine nakon Drugog svjetskog rata, koja su ograničila upotrebu nekih kemijskih materijala u industrijskoj proizvodnji, poput nitroceluloze, sirovine potrebne za nitroceluloznu boju, koja se mogla koristiti za izradu eksploziva. S ovim ograničenjem, tvrtke u tim zemljama počele su se usredotočivati na tehnologiju emajliranih boja, razvijajući akrilno-uretanski sustav boja. Kada su europske boje ušle u Sjedinjene Države 1980. godine, američki automobilski sustavi boja bili su daleko od europskih rivala.
Automatizirani proces fosfatiranja i elektroforeze za postizanje napredne kvalitete boje
Dva desetljeća nakon Drugog svjetskog rata bila su razdoblje povećane kvalitete premaza za karoseriju. U to vrijeme u Sjedinjenim Državama, osim prijevoza, automobili su imali i atribut poboljšanja društvenog statusa, pa su vlasnici automobila željeli da njihovi automobili izgledaju luksuznije, što je zahtijevalo da boja izgleda sjajnije i u ljepšim bojama.
Počevši od 1947. godine, automobilske tvrtke počele su fosfatirati metalne površine prije lakiranja, kako bi poboljšale prianjanje i otpornost boje na koroziju. Temeljni premaz također je promijenjen s prskanja na uranjanje, što znači da se dijelovi karoserije umaču u bazen boje, čineći ga ujednačenijim, a premaz sveobuhvatnijim, osiguravajući da se mogu bojati i teško dostupna mjesta poput šupljina.
U 1950-ima, automobilske tvrtke su otkrile da iako se koristi metoda premazivanja uranjanjem, dio boje bi se ipak isprao u naknadnom procesu s otapalima, smanjujući učinkovitost sprječavanja hrđe. Kako bi riješio taj problem, Ford je 1957. udružio snage s PPG-om pod vodstvom dr. Georgea Brewera. Pod vodstvom dr. Georgea Brewera, Ford i PPG razvili su metodu elektrohemijskog premazivanja koja se danas često koristi.
Ford je potom 1961. godine osnovao prvu anodnu elektroforetsku lakirnicu na svijetu. Međutim, početna tehnologija bila je manjkava, pa je PPG 1973. godine uveo vrhunski katodni elektroforetski sustav premazivanja i odgovarajuće premaze.
Boja koja će trajati lijepom kako bi se smanjilo onečišćenje za boje na bazi vode
Sredinom i krajem 70-ih, svijest o uštedi energije i zaštiti okoliša koju je donijela naftna kriza također je imala veliki utjecaj na industriju boja. U 80-ima, zemlje su donijele nove propise o hlapljivim organskim spojevima (VOC), zbog čega su akrilni premazi s visokim udjelom VOC-a i slabom izdržljivošću postali neprihvatljivi za tržište. Osim toga, potrošači također očekuju da će efekti boje na karoseriji trajati najmanje 5 godina, što zahtijeva rješavanje pitanja trajnosti završnog sloja boje.
S prozirnim slojem laka kao zaštitnim slojem, unutarnja boja ne mora biti tako debela kao prije, potreban je samo izuzetno tanki sloj u dekorativne svrhe. UV apsorberi se također dodaju sloju laka kako bi zaštitili pigmente u prozirnom sloju i temeljnom premazu, značajno povećavajući vijek trajanja temeljnog premaza i boje.
Tehnika bojanja je u početku skupa i općenito se koristi samo na modelima više klase. Također, trajnost prozirnog premaza bila je slaba te bi se ubrzo ljuštio i zahtijevao ponovno bojanje. Međutim, u sljedećem desetljeću automobilska industrija i industrija boja radile su na poboljšanju tehnologije premazivanja, ne samo smanjenjem troškova već i razvojem novijih površinskih tretmana koji su dramatično poboljšali vijek trajanja prozirnog premaza.
Sve nevjerojatnija tehnologija slikanja
Budući trend razvoja premaza postaje glavni trend, neki ljudi u industriji vjeruju da je tehnologija bez bojanja. Ova je tehnologija zapravo prodrla u naše živote, a kućišta svakodnevnih kućanskih aparata zapravo su koristila tehnologiju bez bojanja. Kućišta se u procesu brizganja dodaje odgovarajuća boja metalnog praha na nano razini, izravno oblikujući kućišta s briljantnim bojama i metalnom teksturom, koja više uopće ne treba bojati, što uvelike smanjuje onečišćenje nastalo bojanjem. Naravno, široko se koristi i u automobilima, kao što su obloge, rešetka, kućišta retrovizora itd.
Sličan princip se koristi u metalnom sektoru, što znači da će u budućnosti metalni materijali koji se koriste bez bojanja već imati zaštitni sloj ili čak sloj boje u tvornici. Ova se tehnologija trenutno koristi u zrakoplovnom i vojnom sektoru, ali još uvijek je daleko od dostupnosti za civilnu upotrebu, a nije moguće ponuditi širok raspon boja.
SažetakOd kistova do pištolja i robota, od prirodnih biljnih boja do visokotehnoloških kemijskih boja, od težnje za učinkovitošću do težnje za kvalitetom i težnje za očuvanjem okoliša, težnja za tehnologijom bojanja u automobilskoj industriji nije stala, a stupanj tehnologije postaje sve viši i viši. Slikari koji su nekada držali kistove i radili u teškim uvjetima ne bi očekivali da je današnja automobilska boja toliko napredna i da se još uvijek razvija. Budućnost će biti ekološki prihvatljivije, inteligentnije i učinkovitije doba.
Vrijeme objave: 20. kolovoza 2022.
