Když uvidíte auto, váš první dojem bude pravděpodobně barva karoserie. Dnes je krásný lesklý lak jedním ze základních standardů pro výrobu automobilů. Ale před více než sto lety nebylo lakování auta snadným úkolem a bylo mnohem méně krásné než dnes. Jak se lak automobilů vyvíjel do dnešní míry? Surley vám poví historii vývoje technologie lakování automobilů.
Deset sekund na pochopení celého textu:
1,Lakvznikl v Číně, Západ vedl po průmyslové revoluci.
2, Přírodní základní materiál barvy schne pomalu, což ovlivňuje efektivitu automobilového výrobního procesu, DuPont vynalezl rychleschnoucínitro barva.
3, Stříkací pistoleNahrazuje štětce a zajišťuje rovnoměrnější nátěr barvy.
4, Od alkydu k akrylu, úsilí o trvanlivost a rozmanitost stále pokračuje.
5, Od „stříkání“ k „nástřiku ponorem“S lakovou lázní se neustálé úsilí o kvalitu barev dostává k fosfátování a elektrolytickému nanášení.
6, Nahrazení zabarva na vodní bázive snaze o ochranu životního prostředí.
7, Technologie malování se nyní i v budoucnu stává stále více a více za hranicemi představivosti,i bez barvy.
Hlavní rolí barvy je omlazující účinek
Většina lidí si pod pojmem barva představuje zářivou barvu, ale z hlediska průmyslové výroby je barva ve skutečnosti druhořadou potřebou; hlavním účelem je ochrana proti korozi a stárnutí. Od raných dob kombinace železa a dřeva až po dnešní čistě kovově bílou karoserii potřebuje karoserie automobilu barvu jako ochrannou vrstvu. Nátěrová vrstva čelí problémům s přirozeným opotřebením, jako je slunce, písek a déšť, fyzickým poškozením, jako je oděr, tření a nárazy, a erozí, jako je sůl a zvířecí trus. S vývojem technologie lakování se postupně vyvíjejí stále účinnější, odolnější a krásnější vrstvy, které karoserii lépe splňují.
Lak z Číny
Lak má velmi dlouhou historii a bohužel vedoucí postavení v technologii laků patřilo Číně před průmyslovou revolucí. Používání laku sahá až do doby neolitu a po období válčících států řemeslníci používali tungový olej extrahovaný ze semen tungového stromu a přidávali k němu přírodní surový lak k výrobě směsi barev, ačkoli v té době byl lak luxusním zbožím pro šlechtu. Po vzniku dynastie Ming začal Ču Jüan-čang zakládat státní lakárenský průmysl a technologie laků se rychle rozvíjela. První čínské dílo o technologii laků, „Kniha malířství“, sestavil Huang Čcheng, výrobce laků z dynastie Ming. Díky technickému rozvoji a vnitřnímu i zahraničnímu obchodu se v dynastii Ming vyvinul vyspělý systém řemeslného průmyslu s laky.
Nejsofistikovanější tungová olejová barva dynastie Ming byla klíčem k výrobě lodí. Španělský učenec Mendoza ze šestnáctého století ve své knize „Dějiny Velké čínské říše“ zmínil, že čínské lodě potažené tungovým olejem měly dvakrát delší životnost než evropské lodě.
V polovině 18. století Evropa konečně zvládla technologii výroby tungových olejových barev a postupně se formoval evropský průmysl barev. Surovina tungový olej se kromě lakování používala také jako důležitá surovina pro další průmyslová odvětví, která byla stále monopolizována Čínou, a stala se důležitou průmyslovou surovinou pro dvě průmyslové revoluce až do počátku 20. století, kdy se rozvinuly tungové stromy přesazené do Severní a Jižní Ameriky, což zlomilo čínský monopol na suroviny.
Sušení již netrvá až 50 dní
Na počátku 20. století se automobily stále vyráběly s použitím přírodních základních barev, jako je lněný olej, jako pojivo.
Dokonce i Ford, který byl průkopníkem ve výrobě automobilů, používal téměř do extrému pouze japonskou černou barvu, aby dosáhl rychlosti výroby, protože nejrychleji schne, ale koneckonců se stále jedná o přírodní základní materiál a vrstva barvy stále potřebuje k zaschnutí více než týden.
Ve 20. letech 20. století pracovala společnost DuPont na rychleschnoucí nitrocelulózové barvě (známé také jako nitrocelulózová barva), která vykouzlila úsměv na tváři výrobců automobilů, kteří už nemuseli pracovat na autech s tak dlouhými lakovacími cykly.
V roce 1921 byla společnost DuPont již lídrem ve výrobě nitrátových filmů, protože se obrátila na nevýbušné produkty na bázi nitrocelulózy, aby absorbovala obrovské kapacity zařízení, která během války vybudovala. V horkém pátečním odpoledni v červenci 1921 nechal dělník v továrně na filmy DuPont před odchodem z práce na molu sud s nitrátovou bavlnou. Když jej v pondělí ráno znovu otevřel, zjistil, že se kbelík proměnil v čirou, viskózní kapalinu, která se později stala základem pro nitrocelulózové barvy. V roce 1924 vyvinula společnost DuPont nitrocelulózovou barvu DUCO, přičemž jako hlavní surovinu použila nitrocelulózu a pro její smíchání přidala syntetické pryskyřice, změkčovadla, rozpouštědla a ředidla. Největší výhodou nitrocelulózové barvy je, že rychle schne. Ve srovnání s přírodní základní barvou, která schne týden nebo i týdny, schne nitrocelulózová barva pouze 2 hodiny, což výrazně zvyšuje rychlost lakování. V roce 1924 téměř všechny výrobní linky společnosti General Motors používaly nitrocelulózovou barvu Duco.
Nitrocelulózová barva má samozřejmě i své nevýhody. Pokud se stříká ve vlhkém prostředí, film snadno zbělá a ztratí lesk. Vytvořený povrch barvy má nízkou odolnost proti korozi vůči rozpouštědlům na bázi ropy, jako je benzín, které mohou povrch barvy poškodit, a olejový plyn, který uniká během tankování, může urychlit zhoršení stavu okolního povrchu barvy.
Výměna štětců za stříkací pistole pro řešení nerovnoměrných vrstev barvy
Kromě vlastností samotné barvy je pro pevnost a trvanlivost lakovaného povrchu velmi důležitý i způsob lakování. Použití stříkacích pistolí bylo důležitým milníkem v historii lakovací technologie. Stříkací pistole byla plně zavedena do oblasti průmyslového lakování v roce 1923 a do automobilového průmyslu v roce 1924.
Rodina DeVilbissových tak založila DeVilbiss, světoznámou společnost specializující se na atomizační technologii. Později se narodil syn Alana DeVilbisse, Tom DeVilbiss. Syn Dr. Alana DeVilbisse, Tom DeVilbiss, posunul otcův vynález za hranice lékařství. DeVilbiss posunul otcovy vynálezy za hranice lékařství a přeměnil původní atomizér na stříkací pistoli pro nanášení barev.
V oblasti průmyslového lakování se štětce rychle stávají zastaralými ve prospěch stříkacích pistolí. Společnost deVilbiss působí v oblasti atomizace již více než 100 let a nyní je lídrem v oblasti průmyslových stříkacích pistolí a lékařských atomizérů.
Od alkydu po akryl, odolnější a silnější
Ve 30. letech 20. století se do procesu lakování automobilů zavedla alkydová pryskyřičná emailová barva, označovaná jako alkydová emailová barva. Kovové části karoserie automobilu se tímto typem barvy nastříkaly a poté se sušily v peci, čímž se vytvořil velmi odolný lakový film. Ve srovnání s nitrocelulózovými barvami se alkydové emailové barvy nanášejí rychleji a vyžadují pouze 2 až 3 kroky, oproti 3 až 4 krokům u nitrocelulózových barev. Smaltové barvy nejen rychle schnou, ale jsou také odolné vůči rozpouštědlům, jako je benzín.
Nevýhodou alkydových emailů je však to, že se bojí slunečního záření, a na slunci se lakový film oxiduje zrychlenou rychlostí a barva brzy vybledne a stane se matnou, někdy může k tomuto procesu dojít dokonce během několika měsíců. Navzdory svým nevýhodám nebyly alkydové pryskyřice zcela vyloučeny a stále jsou důležitou součástí dnešní technologie nátěrů. Termoplastické akrylové barvy se objevily ve 40. letech 20. století, což výrazně zlepšilo dekorativní vlastnosti a trvanlivost povrchové úpravy, a v roce 1955 začala společnost General Motors lakovat automobily novou akrylovou pryskyřicí. Reologie této barvy byla jedinečná a vyžadovala stříkání s nízkým obsahem pevných látek, což vyžadovalo více vrstev. Tato zdánlivě nevýhodná vlastnost byla v té době výhodou, protože umožňovala začlenění kovových vloček do nátěru. Akrylový lak se stříkal s velmi nízkou počáteční viskozitou, což umožňovalo zploštění kovových vloček a vytvoření reflexní vrstvy, a poté se viskozita rychle zvyšovala, aby kovové vločky udržely na místě. Tak se zrodila metalická barva.
Za zmínku stojí, že v tomto období došlo v Evropě k náhlému pokroku v technologii akrylových barev. To pramenilo z omezení uvalených na evropské země Osy po druhé světové válce, která omezovala používání některých chemických materiálů v průmyslové výrobě, jako je nitrocelulóza, surovina potřebná pro nitrocelulózové barvy, které mohly být použity k výrobě výbušnin. Kvůli tomuto omezení se společnosti v těchto zemích začaly zaměřovat na technologii smaltovaných barev a vyvinuly akryluretanový systém barev. Když se v roce 1980 evropské barvy dostaly do Spojených států, americké automobilové systémy barev měly daleko k evropským konkurentům.
Automatizovaný proces fosfátování a elektroforézy pro dosažení pokročilé kvality laku
Dvě desetiletí po druhé světové válce byla obdobím zvýšené kvality povrchových úprav karoserie. V této době ve Spojených státech měly automobily kromě dopravních prostředků také atribut zvyšování společenského postavení, takže majitelé aut chtěli, aby jejich vozy vypadaly luxusněji, což vyžadovalo, aby lak vypadal lesklejší a v krásnějších barvách.
Od roku 1947 začaly automobilky před lakováním fosfátovat kovové povrchy, aby zlepšily přilnavost a odolnost barvy proti korozi. Základní nátěr se také změnil ze stříkání na lakování máčením, což znamená, že se části karoserie ponoří do kaluže barvy, čímž se barva stane rovnoměrnější a nátěr komplexnější, což zajistí, že lze natřít i těžko dostupná místa, jako jsou dutiny.
V 50. letech 20. století automobilky zjistily, že i když se používala metoda ponořování, část barvy se v následném procesu s rozpouštědly stále smývala, což snižovalo účinnost prevence koroze. Aby se tento problém vyřešil, v roce 1957 spojil Ford síly se společností PPG pod vedením Dr. George Brewera. Pod vedením Dr. George Brewera vyvinuly Ford a PPG metodu elektrolytického povlakování, která se dnes běžně používá.
Ford poté v roce 1961 založil první anodickou elektroforetickou lakovnu na světě. Počáteční technologie však byla nedokonalá a společnost PPG v roce 1973 představila špičkový katodický elektroforetický nátěrový systém a odpovídající povlaky.
Barva, která vydrží krásně, snižuje znečištění u barev na vodní bázi
V polovině až koncem 70. let mělo povědomí o úsporách energie a ochraně životního prostředí, které přinesla ropná krize, velký dopad i na průmysl barevných odstínů. V 80. letech země přijaly nové předpisy týkající se těkavých organických sloučenin (VOC), které učinily akrylové barvy s vysokým obsahem VOC a nízkou trvanlivostí pro trh nepřijatelnými. Spotřebitelé navíc očekávají, že efekt laku karoserie vydrží alespoň 5 let, což vyžaduje řešení trvanlivosti povrchové úpravy laku.
Díky vrstvě průhledného laku jako ochranné vrstvě nemusí být vnitřní barevný nátěr tak silný jako dříve, pro dekorativní účely je potřeba pouze extrémně tenká vrstva. Do vrstvy laku se také přidávají UV absorbéry, které chrání pigmenty v průhledné vrstvě a základním nátěru, čímž se výrazně prodlužuje životnost základního nátěru a barevného nátěru.
Technika lakování je zpočátku nákladná a obvykle se používá pouze u modelů vyšší třídy. Trvanlivost bezbarvého laku byla také nízká a brzy se odlupoval a vyžadoval nový lak. V následujícím desetiletí však automobilový průmysl a průmysl barev pracovaly na zlepšení technologie lakování, a to nejen snížením nákladů, ale také vývojem nových povrchových úprav, které dramaticky zlepšily životnost bezbarvého laku.
Stále úžasnější technologie malování
Budoucí trend vývoje povrchových úprav se podle některých lidí v oboru stává technologií bez lakování. Tato technologie skutečně pronikla do našich životů a kryty běžných i domácích spotřebičů skutečně využívají technologii bez lakování. Kryty se v procesu vstřikování lijí s odpovídající barvou nanokovového prášku, čímž se přímo vytvářejí kryty s brilantními barvami a kovovou texturou, které již není nutné natírat, což výrazně snižuje znečištění způsobené lakováním. Samozřejmě se také široce používá v automobilech, například na obložení, masku chladiče, kryty zpětných zrcátek atd.
Podobný princip se používá v kovoprůmyslovém sektoru, což znamená, že v budoucnu budou kovové materiály, které se používají bez lakování, již v továrně opatřeny ochrannou vrstvou nebo dokonce barevnou vrstvou. Tato technologie se v současnosti používá v leteckém a vojenském sektoru, ale pro civilní použití je stále daleko a není možné nabídnout širokou škálu barev.
ShrnutíOd štětců k pistolím a robotům, od přírodních rostlinných barev k high-tech chemickým barvám, od snahy o efektivitu ke snaze o kvalitu a k snaze o ochranu životního prostředí, úsilí o lakovací technologii v automobilovém průmyslu se nezastavilo a úroveň technologií se zvyšuje a zvyšuje. Lakovačům, kteří dříve drželi štětce a pracovali v drsném prostředí, by se nepodařilo očekávat, že dnešní autolaky jsou tak pokročilé a stále se vyvíjejí. Budoucnost bude ekologičtější, inteligentnější a efektivnější érou.
Čas zveřejnění: 20. srpna 2022
