Ko vidite avto, je vaš prvi vtis verjetno barva karoserije. Danes je lepa sijoča barva eden osnovnih standardov za avtomobilsko proizvodnjo. Toda pred več kot sto leti barvanje avtomobila ni bila lahka naloga in je bilo veliko manj lepo kot danes. Kako se je avtomobilska barva razvila do te mere, kot jo ima danes? Surley vam bo povedal zgodovino razvoja tehnologije premazovanja avtomobilskih barv.
Deset sekund za razumevanje celotnega besedila:
1,Lakizvira iz Kitajske, Zahod pa je vodil po industrijski revoluciji.
2, Naravna osnovna barva se počasi suši, kar vpliva na učinkovitost avtomobilskega proizvodnega procesa, DuPont je izumil hitro sušečo barvonitro barva.
3, Brizgalne pištoleNadomešča čopiče in zagotavlja bolj enakomeren barvni film.
4, Od alkida do akrila, prizadevanje za trajnost in raznolikost še vedno poteka.
5, Od "pršenja" do "potopnega premaza"Z lakirno kopeljo nenehno prizadevanje za kakovost barve zdaj prihaja do fosfatiranja in elektrolize.
6, Zamenjava zbarva na vodni osnoviv prizadevanju za varstvo okolja.
7, Zdaj in v prihodnosti tehnologija slikanja postaja vse bolj presegala domišljijo,tudi brez barve.
Glavna vloga barve je proti staranju
Večina ljudi si predstavlja, da je vloga barve v tem, da predmetom daje briljantne barve, vendar je z vidika industrijske proizvodnje barva pravzaprav sekundarna potreba; glavni namen sta rja in staranje. Od zgodnjih dni kombinacije železa in lesa do današnje čiste kovinsko bele karoserije, karoserija avtomobila potrebuje barvo kot zaščitno plast. Izzivi, s katerimi se mora soočiti barvna plast, so naravna obraba, kot so sonce, pesek in dež, fizične poškodbe, kot so praske, drgnjenje in trki, ter erozija, kot sta sol in živalski iztrebki. Z razvojem tehnologije barvanja se postopek počasi razvija vedno bolj učinkovite, trpežne in lepe prevleke za karoserijo, da se bolje spopade s temi izzivi.
Lak iz Kitajske
Lak ima zelo dolgo zgodovino in sramotno je vodilni položaj v tehnologiji lakiranja pripadal Kitajski že pred industrijsko revolucijo. Uporaba laka sega vse do neolitika, po obdobju vojskujočih se držav pa so obrtniki uporabljali tungovo olje, pridobljeno iz semen tungovega drevesa, in mu dodajali naravni surov lak za izdelavo mešanice barv, čeprav je bil lak takrat luksuzni predmet za plemstvo. Po ustanovitvi dinastije Ming je Zhu Yuanzhang začel ustanavljati vladno industrijo lakov, tehnologija barvanja pa se je hitro razvijala. Prvo kitajsko delo o tehnologiji barvanja, "Knjiga slikarstva", je sestavil Huang Cheng, izdelovalec lakov v dinastiji Ming. Zahvaljujoč tehničnemu razvoju ter notranji in zunanji trgovini se je v dinastiji Ming razvil zrel sistem obrtne industrije pri lakiranju.
Najizpopolnjenejša tungova oljna barva dinastije Ming je bila ključna za izdelavo ladij. Španski učenjak Mendoza iz šestnajstega stoletja je v svoji knjigi "Zgodovina Velikega kitajskega cesarstva" omenil, da so imele kitajske ladje, premazane s tungovim oljem, dvakrat daljšo življenjsko dobo kot evropske ladje.
Sredi 18. stoletja je Evropa končno obvladala tehnologijo tungovega olja in postopoma se je oblikovala evropska industrija barv. Tungovo olje kot surovina se je poleg uporabe za lakiranje uporabljalo tudi kot pomembna surovina za druge industrije, ki jih je Kitajska še vedno monopolizirala, in je postalo pomembna industrijska surovina za obe industrijski revoluciji vse do začetka 20. stoletja, ko so se razvila tungova drevesa, presajena v Severni in Južni Ameriki, kar je prekinilo kitajski monopol nad surovinami.
Sušenje ne traja več do 50 dni
V začetku 20. stoletja so avtomobile še vedno izdelovali z uporabo naravnih osnovnih barv, kot je laneno olje kot vezivo.
Celo Ford, ki je bil pionir na proizvodni liniji za izdelavo avtomobilov, je skoraj do skrajnosti uporabljal samo japonsko črno barvo, da bi dosegel hitrost proizvodnje, ker se najhitreje suši, a navsezadnje gre še vedno za naravno osnovno barvo, plast barve pa se še vedno suši več kot teden dni.
V dvajsetih letih prejšnjega stoletja je DuPont delal na hitro sušeči nitrocelulozni barvi (znani tudi kot nitrocelulozna barva), ki je nasmejala proizvajalce avtomobilov, saj jim ni bilo več treba delati na avtomobilih s tako dolgimi cikli barvanja.
Leta 1921 je bil DuPont že vodilni v proizvodnji nitratnih filmskih filmov, saj se je za absorpcijo ogromnih zmogljivosti obratov, ki jih je zgradil med vojno, obrnil na neeksplozivne izdelke na osnovi nitroceluloze. Nekega vročega petkovega popoldneva julija 1921 je delavec v DuPontovi filmski tovarni pred odhodom z dela na pomolu pustil sod z nitratnimi bombažnimi vlakni. Ko ga je v ponedeljek zjutraj ponovno odprl, je ugotovil, da se je vedro spremenilo v bistro, viskozno tekočino, ki je kasneje postala osnova za nitrocelulozno barvo. Leta 1924 je DuPont razvil nitrocelulozno barvo DUCO, pri čemer je kot glavno surovino uporabil nitrocelulozo in ji dodal sintetične smole, mehčala, topila in razredčila za mešanje. Največja prednost nitrocelulozne barve je, da se hitro suši. V primerjavi z naravno osnovno barvo, ki se suši teden ali celo tedne, se nitrocelulozna barva suši le 2 uri, kar močno poveča hitrost barvanja. Leta 1924 so skoraj vse proizvodne linije General Motorsa uporabljale nitrocelulozno barvo Duco.
Seveda ima nitrocelulozna barva svoje pomanjkljivosti. Če jo popršimo v vlažnem okolju, film zlahka pobeli in izgubi sijaj. Nastala barvana površina je slabo odporna proti koroziji topil na osnovi nafte, kot je bencin, ki lahko poškodujejo površino barve, naftni plin, ki uhaja med dolivanjem goriva, pa lahko pospeši propadanje okoliške površine barve.
Zamenjava čopičev z brizgalnimi pištolami za reševanje neenakomernih slojev barve
Poleg lastnosti same barve je za trdnost in vzdržljivost barvne površine zelo pomemben tudi način barvanja. Uporaba brizgalnih pištol je bila pomemben mejnik v zgodovini tehnologije barvanja. Brizgalna pištola je bila v celoti uvedena na področje industrijskega barvanja leta 1923, v avtomobilsko industrijo pa leta 1924.
Družina DeVilbiss je tako ustanovila DeVilbiss, svetovno znano podjetje, specializirano za tehnologijo atomizacije. Kasneje se je rodil sin Alana DeVilbissa, Tom DeVilbiss. Sin dr. Alana DeVilbissa, Tom DeVilbiss, je očetov izum prenesel izven medicine. DeVilbiss je očetove izume prenesel izven medicine in originalni atomizer preoblikoval v brizgalno pištolo za nanašanje barve.
Na področju industrijskega barvanja čopiči hitro postajajo zastareli zaradi brizgalnih pištol. deVilbiss deluje na področju atomizacije že več kot 100 let in je zdaj vodilni na področju industrijskih brizgalnih pištol in medicinskih atomizerjev.
Od alkidnega do akrilnega, bolj trpežnega in močnejšega
V tridesetih letih prejšnjega stoletja je bila v postopek barvanja avtomobilov uvedena alkidna emajlna barva, imenovana alkidna emajlna barva. Kovinske dele karoserije so popršili s to vrsto barve in nato sušili v pečici, da so ustvarili zelo trpežen barvni film. V primerjavi z nitroceluloznimi barvami se alkidne emajlne barve nanašajo hitreje, saj zahtevajo le 2 do 3 korake v primerjavi s 3 do 4 koraki za nitrocelulozne barve. Emajlne barve se ne le hitro sušijo, ampak so tudi odporne na topila, kot je bencin.
Slabost alkidnih emajlov pa je, da se bojijo sončne svetlobe, na sončni svetlobi pa se barvni film pospešeno oksidira, barva pa kmalu zbledi in postane motna, včasih pa se ta proces zgodi že v nekaj mesecih. Kljub svojim slabostim alkidne smole niso bile popolnoma odpravljene in so še vedno pomemben del današnje tehnologije premazovanja. Termoplastične akrilne barve so se pojavile v štiridesetih letih prejšnjega stoletja, kar je močno izboljšalo dekorativnost in trajnost zaključnega sloja, leta 1955 pa je General Motors začel barvati avtomobile z novo akrilno smolo. Reologija te barve je bila edinstvena in je zahtevala brizganje z nizko vsebnostjo trdnih snovi, zato je bilo potrebnih več slojev. Ta na videz neugodna lastnost je bila takrat prednost, saj je omogočala vključitev kovinskih lusk v premaz. Akrilni lak je bil brizgan z zelo nizko začetno viskoznostjo, kar je omogočilo, da so se kovinski luski sploščili in tvorili odsevno plast, nato pa se je viskoznost hitro povečala, da so kovinski luski ostali na mestu. Tako se je rodila kovinska barva.
Omeniti velja, da je v tem obdobju prišlo do nenadnega napredka tehnologije akrilnih barv v Evropi. To je izhajalo iz omejitev, ki so bile uvedene evropskim državam osi po drugi svetovni vojni in so omejevale uporabo nekaterih kemičnih materialov v industrijski proizvodnji, kot je nitroceluloza, surovina, potrebna za nitrocelulozne barve, ki bi se lahko uporabljale za izdelavo eksplozivov. Zaradi te omejitve so se podjetja v teh državah začela osredotočati na tehnologijo emajlnih barv in razvila akrilno-uretanski barvni sistem. Ko so evropske barve leta 1980 vstopile v Združene države Amerike, so bili ameriški avtomobilski barvni sistemi daleč od evropskih tekmecev.
Avtomatiziran postopek fosfatiranja in elektroforeze za doseganje napredne kakovosti barve
Dve desetletji po drugi svetovni vojni sta bili obdobje povečane kakovosti premazov za karoserijo. V tem času so imeli avtomobili v Združenih državah Amerike poleg prevoza tudi atribut izboljšanja družbenega statusa, zato so lastniki avtomobilov želeli, da bi bili njihovi avtomobili videti bolj prestižni, kar je zahtevalo, da je bila barva videti bolj sijoča in v lepših barvah.
Leta 1947 so avtomobilska podjetja začela fosfatirati kovinske površine pred barvanjem, da bi izboljšala oprijem in odpornost barve proti koroziji. Tudi temeljni premaz se je spremenil iz brizganja v potapljanje, kar pomeni, da se deli karoserije potopijo v lužo barve, zaradi česar je barva bolj enakomerna in premaz bolj celovit, kar omogoča barvanje tudi težko dostopnih mest, kot so votline.
V petdesetih letih prejšnjega stoletja so avtomobilska podjetja ugotovila, da se kljub uporabi metode nanašanja s potapljanjem del barve v nadaljnjem postopku s topili še vedno spere, kar zmanjša učinkovitost preprečevanja rje. Da bi rešili to težavo, je Ford leta 1957 pod vodstvom dr. Georgea Brewerja združil moči s podjetjem PPG. Pod vodstvom dr. Georgea Brewerja sta Ford in PPG razvila metodo nanašanja z elektrolitično prevleko, ki se danes pogosto uporablja.
Ford je nato leta 1961 ustanovil prvo anodno elektroforetsko lakirnico na svetu. Vendar je bila začetna tehnologija pomanjkljiva, zato je PPG leta 1973 predstavil vrhunski katodni elektroforetski sistem premazov in ustrezne premaze.
Barva, ki bo trajala lepo, za zmanjšanje onesnaževanja z barvami na vodni osnovi
Sredi in konec 70. let je ozaveščenost o varčevanju z energijo in varstvu okolja, ki jo je prinesla naftna kriza, močno vplivala tudi na industrijo barv. V 80. letih so države sprejele nove predpise o hlapnih organskih spojinah (HOS), zaradi katerih so akrilni premazi z visoko vsebnostjo HOS in slabo obstojnostjo postali nesprejemljivi za trg. Poleg tega potrošniki pričakujejo, da bodo učinki barve karoserije trajali vsaj 5 let, kar zahteva obravnavo trajnosti laka.
S prozorno plastjo laka kot zaščitno plastjo notranja barvna barva ni nujno tako debela kot prej, temveč je za dekorativne namene potrebna le izjemno tanka plast. Lakirani plasti so dodani tudi UV-absorberji, ki ščitijo pigmente v prozorni plasti in temeljnem premazu, kar znatno podaljša obstojnost temeljnega premaza in barvne barve.
Tehnika barvanja je sprva draga in se običajno uporablja le pri modelih višjega cenovnega razreda. Poleg tega je bila obstojnost prozornega premaza slaba in se je kmalu luščil ter ga je bilo treba ponovno prebarvati. V naslednjem desetletju pa sta avtomobilska in barvna industrija delali na izboljšanju tehnologije premazovanja, ne le z znižanjem stroškov, temveč tudi z razvojem novejših površinskih obdelav, ki so drastično podaljšale življenjsko dobo prozornega premaza.
Vse bolj neverjetna tehnologija slikanja
Prihodnji trend razvoja premazov je glavni trend, nekateri v industriji pa verjamejo, da je tehnologija brez barvanja. Ta tehnologija je dejansko prodrla v naša življenja, ohišja vsakdanjih in gospodinjskih aparatov pa so dejansko uporabljala tehnologijo brez barvanja. Ohišja se v postopku brizganja dodajo v ustrezno barvo kovinski prah na nano ravni, kar neposredno oblikuje ohišja z briljantnimi barvami in kovinsko teksturo, ki jih sploh ni treba barvati, kar močno zmanjša onesnaževanje, ki ga povzroča barvanje. Seveda se pogosto uporablja tudi v avtomobilih, kot so obrobe, maska hladilnika, ohišja vzvratnih ogledal itd.
Podobno načelo se uporablja v kovinskem sektorju, kar pomeni, da bodo v prihodnosti kovinski materiali, ki se uporabljajo brez barvanja, že imeli zaščitno plast ali celo barvno plast v tovarni. Ta tehnologija se trenutno uporablja v letalskem in vojaškem sektorju, vendar je še daleč od civilne uporabe in ni mogoče ponuditi široke palete barv.
PovzetekOd čopičev do pištol in robotov, od naravnih rastlinskih barv do visokotehnoloških kemičnih barv, od prizadevanja za učinkovitost do prizadevanja za kakovost in prizadevanja za okoljsko zdravje, prizadevanje za tehnologijo barvanja v avtomobilski industriji se ni ustavilo in stopnja tehnologije postaja vse višja. Slikarji, ki so nekoč držali čopiče in delali v težkih okoljih, ne bi pričakovali, da je današnja avtomobilska barva tako napredna in se še vedno razvija. Prihodnost bo okolju prijaznejša, inteligentnejša in učinkovitejša doba.
Čas objave: 20. avg. 2022
