車を見たとき、第一印象はボディの色ではないでしょうか。現在、美しい光沢のある塗装が自動車製造の基本基準の 1 つとなっています。しかし、100 年以上前、車の塗装は簡単な作業ではなく、今日よりもはるかに美しくありませんでした。車の塗装はどのようにして今日のように進化したのでしょうか?サーリーでは自動車塗装技術の発展の歴史をご紹介します。
全文を理解するのに 10 秒:
1,ラッカー中国で生まれ、産業革命後に西側諸国が主導しました。
2、天然基材の塗料は乾燥が遅く、自動車製造プロセスの効率に影響を与えるため、デュポン社が速乾性を発明しました。ニトロペイント.
3, スプレーガンブラシの代わりに使用すると、より均一な塗膜が得られます。
4, アルキドからアクリルへ耐久性と多様性の追求は続いています。
5, 「スプレー」から「浸漬塗装」へ漆浴を用いて塗料の品質を追求し続けてきたのが、現在リン酸塩処理と電着塗装です。
6、置換え水性塗料環境保護を追求します。
７、今もこれからも、塗装技術はますます想像を超え、塗装なしでも.
塗料の主な役割は老化防止です
ほとんどの人は、塗料の役割について、製品に鮮やかな色を与えることだと認識していますが、工業生産の観点から見ると、色は実際には二次的な必要性です。錆びと老化防止が主な目的です。初期の鉄と木の組み合わせから今日の純金属の白いボディに至るまで、車体には保護層としての塗装が必要です。塗装層が直面しなければならない課題は、太陽、砂、雨などの自然磨耗、擦り傷、摩擦、衝突などの物理的損傷、塩や動物の糞などの浸食です。塗装技術の進化の中で、これらの課題をより適切に解決するために、プロセスは徐々に、より効率的で耐久性のある美しい車体の表皮を開発しています。
中国産の漆
漆の歴史は非常に古く、恥ずかしながら産業革命以前は漆技術の主導的地位は中国にありました。漆の使用は新石器時代にまで遡り、戦国時代以降、職人は桐の種子から抽出した桐油と天然の生漆を加えて塗料を作りました。貴族の高級品。明朝の成立後、朱元璋は官営漆業を設立し始め、塗装技術は急速に発展しました。中国初の塗料技術に関する著作「画書」は、明代の漆師、黄成によって編纂されました。技術開発と内外貿易のおかげで、明代には漆器は成熟した手工芸品産業システムを発展させました。
明代の最も洗練された桐油絵の具は造船の鍵でした。 16世紀のスペインの学者メンドーサは『大中華帝国の歴史』の中で、桐油でコーティングされた中国船の寿命はヨーロッパ船の2倍であると述べた。
18 世紀半ば、ヨーロッパはついに桐油絵の具の技術を習得し、ヨーロッパの絵の具産業が徐々に形成されていきました。原料の桐油は、漆に使用されるほか、他の産業の重要な原料でもありましたが、依然として中国が独占しており、桐の木が移植される20世紀初頭までは、二度の産業革命の重要な工業原料となりました。北米と南米での原材料の独占が具体化され、中国による原材料の独占が打破された。
乾燥に最長 50 日もかからなくなりました
20 世紀初頭、自動車は依然として亜麻仁油などの天然ベース塗料をバインダーとして使用して製造されていました。
自動車生産ラインの先駆けとなったフォードですら、製造速度を追求するため、乾燥が最も早く、ほとんど極限までジャパニーズブラック塗料のみを使用していましたが、結局のところ、それは依然として天然の基材塗料であり、塗膜は依然として残っています。乾燥には1週間以上かかります。
1920 年代、デュポンは速乾性のニトロセルロース塗料 (別名ニトロセルロース塗料) の開発に取り組み、自動車メーカーを笑顔にさせました。これにより、そのような長い塗装サイクルで自動車に取り組む必要がなくなりました。
1921 年までに、デュポンは戦時中に建設した大容量の施設を吸収するためにニトロセルロースベースの非爆発物製品に目を向け、すでに硝酸塩映画フィルム製造のリーダーとなっていました。 1921 年 7 月の暑い金曜日の午後、デュポン社のフィルム工場の労働者が職場を出る前に硝酸綿繊維の入った樽を波止場に置き去りにしました。月曜日の朝、再びバケツを開けると、バケツが透明な粘稠な液体に変化しており、これが後にニトロセルロース塗料の基礎となる。 1924年、デュポン社はニトロセルロースを主原料とし、合成樹脂、可塑剤、溶剤、シンナーなどを加えて配合したDUCOニトロセルロース塗料を開発しました。ニトロセルロース塗料の最大の利点は乾燥が早いことです。乾燥に1週間、さらには数週間かかる天然ベース塗料と比較して、ニトロセルロース塗料は乾燥に2時間しかかからず、塗装速度が大幅に向上します。 1924 年、ゼネラル モーターズのほぼすべての生産ラインで Duco ニトロセルロース塗料が使用されました。
当然のことながら、ニトロセルロース塗料には欠点があります。湿気の多い環境でスプレーすると塗膜が白くなりやすく、光沢が失われます。形成された塗装表面はガソリンなどの石油系溶剤に対する耐食性が悪く、塗装表面を傷める可能性があり、給油時に漏れ出すオイルガスにより周囲の塗装表面の劣化を促進する可能性があります。
刷毛をスプレーガンに置き換えて塗料の層ムラを解消
塗料自体の特性に加え、塗装面の強度や耐久性には塗装方法も非常に重要です。スプレーガンの使用は、塗装技術の歴史において重要なマイルストーンでした。スプレーガンは 1923 年に工業用塗装分野に本格的に導入され、1924 年には自動車産業に導入されました。
こうしてデビルビス家は、霧化技術を専門とする世界的に有名な企業であるデビルビスを設立しました。その後、アラン・デビルビスの息子、トム・デビルビスが生まれました。アラン・デビルビス博士の息子、トム・デビルビスは、父親の発明を医療分野を超えて活用しました。デビルビスは父親の発明を医療分野を超えて取り入れ、オリジナルのアトマイザーを塗料塗布用のスプレーガンに改造しました。
工業用塗装の分野では、スプレーガンにより刷毛は急速に廃れつつあります。 deVilbiss は 100 年以上にわたり噴霧化の分野に取り組んできており、現在では工業用スプレーガンと医療用噴霧器の分野のリーダーです。
アルキドからアクリルへ、より耐久性と強度が向上
1930 年代に、アルキド エナメル塗料と呼ばれるアルキド樹脂エナメル塗料が自動車の塗装プロセスに導入されました。車体の金属部分にこのタイプの塗料をスプレーし、オーブンで乾燥させて非常に耐久性の高い塗膜を形成しました。ニトロセルロース塗料と比較すると、アルキドエナメル塗料は塗布が速く、ニトロセルロース塗料の場合は 3 ～ 4 ステップ必要ですが、必要なステップは 2 ～ 3 つだけです。エナメル塗料は乾燥が早いだけでなく、ガソリンなどの溶剤にも強いのが特徴です。
しかし、アルキドエナメルの欠点は、日光を恐れることです。日光の下では塗膜の酸化が加速し、すぐに色が褪せて鈍くなります。場合によっては、このプロセスがわずか数か月以内に完了することもあります。 。アルキド樹脂には欠点があるにもかかわらず、完全に排除されたわけではなく、依然として今日のコーティング技術の重要な部分を占めています。熱可塑性アクリル塗料は 1940 年代に登場し、仕上げの装飾性と耐久性が大幅に向上しました。1955 年にゼネラル モーターズは新しいアクリル樹脂で自動車の塗装を開始しました。この塗料のレオロジーは独特で、低固形分でのスプレーが必要なため、複数回の塗装が必要でした。この一見不利な特性は、コーティングに金属フレークを含めることができるため、当時は利点でした。アクリルワニスは非常に低い初期粘度でスプレーされ、金属フレークを平らにして反射層を形成しました。その後、粘度が急速に増加して金属フレークを所定の位置に保持しました。こうしてメタリック塗装が誕生しました。
この時期にヨーロッパでアクリル絵の具技術が急速に進歩したことは注目に値します。これは、第二次世界大戦後、欧州枢軸国に課せられた制限に起因しており、爆発物の製造に使用される可能性のあるニトロセルロース塗料の原料であるニトロセルロースなど、工業製造における一部の化学物質の使用が制限されていた。この制限を受けて、これらの国の企業はエナメル塗料技術に注力し始め、アクリルウレタン塗料システムを開発しました。 1980 年にヨーロッパの塗料が米国に参入したとき、米国の自動車用塗料システムはヨーロッパのライバルとは程遠いものでした。
リン酸塩処理と電気泳動工程を自動化し、高度な塗装品質を追求
第二次世界大戦後の 20 年間は、ボディ コーティングの品質が向上した時期でした。当時のアメリカでは、車には移動手段に加えて、社会的地位を向上させるという特性もあったため、車の所有者は自分の車をより高級に見せることを望み、そのために塗装にはより光沢があり、より美しい色が求められました。
1947 年から、自動車会社は塗料の密着性と耐食性を向上させる方法として、塗装前に金属表面をリン酸塩処理し始めました。また、プライマーもスプレーからディップ コーティングに変更されました。これは、ボディ パーツをペイントのプールに浸すことを意味し、より均一になり、コーティングがより包括的になり、空洞などの届きにくい場所も確実に塗装できるようになりました。 。
1950年代に自動車会社は、浸漬塗装法を使用しても、その後の工程で溶剤によって塗装の一部が洗い流され、防錆効果が低下することに気づきました。この問題を解決するために、1957 年にフォードはジョージ ブリュワー博士の指導の下、PPG と提携しました。ジョージ・ブリュワー博士の指導の下、フォードとPPGは現在一般的に使用されている電着塗装方法を開発しました。
その後、フォードは 1961 年に世界初の陽極電気泳動塗装工場を設立しました。しかし、初期の技術には欠陥があり、PPG は 1973 年に優れた陰極電気泳動塗装システムと対応するコーティングを導入しました。
水性塗料の汚染を軽減し、美しく長持ちする塗料
1970年代半ばから後半、オイルショックによる省エネや環境保護への意識は塗料業界にも大きな影響を与えました。 80 年代に入ると、各国で新たな揮発性有機化合物 (VOC) 規制が制定され、VOC 含有量が高く耐久性が弱いアクリル塗料コーティングは市場で受け入れられなくなりました。さらに、消費者はボディペイントの効果が少なくとも 5 年間持続することを期待しており、そのためには塗装仕上げの耐久性への対応が必要です。
透明ラッカー層を保護層として使用することで、内部のカラーペイントを従来ほど厚くする必要がなく、装飾目的で必要となるのは極めて薄い層だけです。透明層とプライマーの顔料を保護するために、紫外線吸収剤もラッカー層に添加されており、プライマーとカラーペイントの寿命を大幅に延ばします。
この塗装技術は最初は高価であり、一般にハイエンドモデルでのみ使用されます。また、クリア塗装の耐久性も悪く、すぐに剥がれてしまい再塗装が必要になってしまいました。しかし、その後の 10 年間、自動車産業と塗料産業は、コストを削減するだけでなく、クリアコートの寿命を劇的に改善する新しい表面処理を開発することによって、コーティング技術の向上に努めました。
ますます驚くべき塗装技術
今後のコーティング開発の主流は、業界関係者の一部は無塗装技術を信じています。この技術は実際に私たちの生活に浸透しており、日用品から家電製品の外装にも無塗装技術が採用されています。シェルは、射出成形プロセスでナノレベルの金属粉末の対応する色を追加し、鮮やかな色と金属の質感を備えたシェルを直接形成します。これにより、塗装がまったく必要なくなり、塗装によって発生する汚染が大幅に削減されます。もちろん自動車のトリム、グリル、バックミラーシェルなどにも幅広く使用されています。
同様の原理が金属分野でも使用されており、将来的には、塗装せずに使用される金属材料には、すでに工場で保護層や着色層が形成されることになります。この技術は現在、航空宇宙や軍事分野で活用されているが、民生用にはまだ程遠く、豊富な色展開もできない。
まとめ: ブラシからガン、ロボットまで、天然植物塗料からハイテク化学塗料まで、効率の追求から品質の追求、環境衛生の追求まで、自動車産業における塗装技術の追求は止まらず、テクノロジーのレベルはますます高くなっています。かつて過酷な環境で刷毛を握って仕事をしていた塗装職人たちは、今日の自動車塗装がこれほど進歩し、さらに発展し続けているとは予想していなかったでしょう。未来は、より環境に優しく、インテリジェントで効率的な時代となるでしょう。
投稿日時: 2022 年 8 月 20 日
