車を見たとき、まず最初に目に留まるのはおそらくボディの色でしょう。今日では、美しく輝く塗装は自動車製造における基本基準の一つとなっています。しかし、100年以上前、車の塗装は容易な作業ではなく、今日ほど美しくもありませんでした。車の塗装はどのようにして今日のような進化を遂げたのでしょうか？Suricoが、自動車塗装技術の発展の歴史をお伝えします。
全文を理解するのにかかる時間はたった10秒です。
1,ラッカー中国で発祥し、産業革命後には西洋が主導した。
2. 天然の基材塗料は乾燥が遅く、自動車製造工程の効率に影響を与えるため、デュポンは速乾性塗料を発明しました。ニトロ塗料.
3, スプレーガンブラシの代わりに使用することで、より均一な塗膜が得られます。
4, アルキド樹脂からアクリル樹脂へ耐久性と多様性の追求は継続中である。
5, 「スプレー塗装」から「浸漬塗装」へラッカー浴に加え、塗料の品質を絶えず追求した結果、現在はリン酸塩処理と電気めっきに至っています。
6、交換水性塗料環境保護の追求において。
7. 現在および将来において、絵画技術はますます想像を超えるものになりつつあり、塗装なしでも.
塗料の主な役割はアンチエイジングです
塗料の役割は、一般的に鮮やかな色彩を物に与えることだと考えられていますが、工業的な製造の観点から見ると、色彩は実際には二次的なものであり、錆び防止と経年劣化防止が主な目的です。鉄と木材を組み合わせた初期の時代から、今日の純白の金属ボディに至るまで、自動車のボディには保護層として塗料が必要でした。塗料層が直面する課題は、太陽光、砂、雨などの自然摩耗、擦り傷、摩擦、衝突などの物理的損傷、塩分や動物の糞などの浸食です。塗装技術の進化に伴い、これらの課題にうまく対応できるよう、ボディワークにますます効率的で耐久性があり美しい塗膜を形成するプロセスが徐々に開発されています。
中国産の漆
漆には非常に長い歴史があり、残念ながら産業革命以前は中国が漆技術の主導的地位を占めていました。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に天然の漆を加えて塗料を調合していましたが、当時は漆は貴族の贅沢品でした。明王朝が成立すると、朱元璋は官営の漆産業を設立し、塗料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である『画書』は、明代の漆職人である黄成によって編纂されました。技術の発展と国内外の貿易のおかげで、明代には漆器は成熟した工芸産業システムへと発展しました。
明代に開発された最高級の桐油塗料は、造船技術の要であった。16世紀のスペイン人学者メンドーサは著書『大中華帝国史』の中で、桐油で塗装された中国船はヨーロッパ船の2倍の寿命を持つと述べている。
18世紀半ば、ヨーロッパはついに桐油塗料の技術を解明し、習得に成功し、ヨーロッパの塗料産業は徐々に形を成していった。原料である桐油は、漆の原料としてだけでなく、他の産業にとっても重要な原料であり、依然として中国が独占していた。そして、20世紀初頭に北米と南米に移植された桐の木が形を成し、中国の原料独占が崩壊するまで、2つの産業革命における重要な工業原料であり続けた。
乾燥に最大50日もかかることはなくなりました。
20世紀初頭には、自動車の塗装にはまだ亜麻仁油などの天然由来の塗料がバインダーとして使用されていた。
自動車製造における生産ラインの先駆者であるフォードでさえ、製造速度を追求するために、乾燥が最も速いという理由で、ほぼ極限まで日本の黒色塗料のみを使用していた。しかし、結局のところ、それは天然素材を原料とした塗料であり、塗膜が完全に乾燥するには1週間以上かかる。
1920年代、デュポン社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、自動車メーカーを喜ばせた。これにより、それまで長かった塗装工程から解放されたからである。
1921年までに、デュポンは硝酸塩映画フィルムの製造で既にリーダー的存在となっており、戦争中に建設した巨大な生産設備を吸収するためにニトロセルロースをベースとした非爆発性製品に目を向けていました。1921年7月の暑い金曜日の午後、デュポンのフィルム工場の作業員が、仕事が終わる前にニトロセルロース綿繊維の樽を埠頭に置きました。月曜日の朝に再び樽を開けると、バケツの中身が透明で粘性のある液体に変わっていることに気づきました。これが後にニトロセルロース塗料のベースとなります。1924年、デュポンはニトロセルロースを主原料とし、合成樹脂、可塑剤、溶剤、シンナーを加えてブレンドした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、乾燥が速いことです。天然ベース塗料は乾燥に1週間、あるいは数週間かかるのに対し、ニトロセルロース塗料はわずか2時間で乾燥するため、塗装速度が大幅に向上します。 1924年当時、ゼネラルモーターズのほぼすべての生産ラインで、デュコ社のニトロセルロース塗料が使用されていた。
もちろん、ニトロセルロース塗料にも欠点があります。湿度の高い環境で塗装すると、塗膜が白くなりやすく、光沢を失います。また、形成された塗膜表面はガソリンなどの石油系溶剤に対する耐腐食性が低く、塗膜表面を損傷する可能性があります。さらに、給油時に漏れる油ガスは、周囲の塗膜表面の劣化を加速させる可能性があります。
塗料のムラを解消するために、ブラシの代わりにスプレーガンを使用する
塗料自体の特性に加え、塗装方法も塗膜の強度と耐久性に大きく影響します。スプレーガンの使用は、塗装技術の歴史における重要な節目となりました。スプレーガンは1923年に工業塗装分野に、1924年には自動車産業に本格的に導入されました。
こうしてデビルビス家は、噴霧技術を専門とする世界的に有名な企業、デビルビス社を設立しました。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、父の発明を医療分野を超えて発展させました。デビルビスは父の発明を医療分野を超えて発展させ、オリジナルの噴霧器を塗装用のスプレーガンに改良しました。
工業塗装の分野では、ブラシはスプレーガンに急速に取って代わられつつあります。デビルビス社は100年以上にわたり噴霧技術に取り組んでおり、現在では工業用スプレーガンおよび医療用噴霧器の分野におけるリーダー企業となっています。
アルキド樹脂からアクリル樹脂へ、より耐久性と強度が増す
1930年代、アルキド樹脂エナメル塗料（アルキドエナメル塗料とも呼ばれる）が自動車塗装工程に導入されました。車体の金属部品にこの塗料を吹き付け、オーブンで乾燥させることで、非常に耐久性の高い塗膜が形成されました。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工程が速く、ニトロセルロース塗料の3～4工程に対し、わずか2～3工程で済みます。エナメル塗料は速乾性だけでなく、ガソリンなどの溶剤にも耐性があります。
しかし、アルキドエナメルの欠点は日光に弱いことで、日光に当たると塗膜が急速に酸化し、色がすぐに褪せてくすんでしまう。このプロセスはわずか数ヶ月で起こることもある。欠点があるにもかかわらず、アルキド樹脂は完全には排除されておらず、今日のコーティング技術において依然として重要な部分を占めている。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を大幅に向上させ、1955年にはゼネラルモーターズが新しいアクリル樹脂で自動車の塗装を開始した。この塗料のレオロジーは独特で、固形分濃度を低くしてスプレーする必要があり、そのため複数回の塗装が必要だった。この一見不利な特性は、当時はコーティングに金属片を添加できるという利点があった。アクリルニスは、金属片を平らにして反射層を形成するために、非常に低い初期粘度でスプレーされ、その後、粘度が急速に上昇して金属片を所定の位置に保持した。こうして、メタリック塗料が誕生した。
注目すべきは、この時期にヨーロッパでアクリル塗料技術が急激に進歩したことである。これは、第二次世界大戦後、ヨーロッパの枢軸国に課せられた規制に起因する。この規制により、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、爆発物の製造に使用できる可能性のある一部の化学物質が工業生産で使用できなくなった。この規制により、これらの国の企業はエナメル塗料技術に注力し、アクリルウレタン塗料システムの開発に着手した。1980年にヨーロッパの塗料がアメリカ市場に参入した当時、アメリカの自動車用塗料システムはヨーロッパのライバルには遠く及ばなかった。
高度な塗料品質を追求するためのリン酸塩処理と電気泳動の自動化プロセス
第二次世界大戦後の20年間は、車体塗装の品質が向上した時期でした。当時のアメリカでは、自動車は移動手段であるだけでなく、社会的地位を高める役割も担っていたため、車の所有者はより高級感のある外観を求め、そのためにはより光沢があり、より美しい色の塗装が必要とされました。
1947年以降、自動車メーカーは塗装前に金属表面をリン酸塩処理するようになった。これは、塗料の密着性と耐腐食性を向上させるためであった。また、プライマーもスプレー式からディップコーティング式に変更された。これは、車体部品を塗料のプールに浸漬する方式であり、より均一で包括的なコーティングが可能になり、空洞などの手の届きにくい場所にも塗装できるようになった。
1950年代、自動車メーカーは、浸漬塗装法を用いても、後工程の溶剤処理で塗料の一部が洗い流されてしまい、防錆効果が低下することに気づいた。この問題を解決するため、1957年、フォードはジョージ・ブリューワー博士の指揮の下、PPGと提携した。ブリューワー博士の指導の下、フォードとPPGは現在広く用いられている電気めっき塗装法を開発した。
フォードは1961年に世界初の陽極電着塗装工場を設立した。しかし、初期の技術には欠陥があり、PPGは1973年に優れた陰極電着塗装システムとそれに対応する塗料を発表した。
長持ちする美しい塗料で、水性塗料の汚染を減らしましょう
1970年代半ばから後半にかけて、石油危機によって高まった省エネルギーと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。1980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の低いアクリル塗料は市場で受け入れられなくなりました。さらに、消費者はボディ塗装の効果を少なくとも5年間持続することを期待するようになり、塗装面の耐久性への対応が求められるようになりました。
透明なラッカー層を保護層として使用することで、内部のカラー塗料は従来ほど厚く塗る必要がなくなり、装飾目的であれば極めて薄い層で済みます。また、ラッカー層には紫外線吸収剤が添加されており、透明層とプライマーの顔料を保護することで、プライマーとカラー塗料の寿命を大幅に延ばします。
この塗装技術は初期費用が高額で、一般的には高級モデルにのみ使用されていました。また、クリアコートの耐久性が低く、すぐに剥がれてしまい、再塗装が必要でした。しかし、その後の10年間で、自動車業界と塗料業界は、コスト削減だけでなく、クリアコートの寿命を劇的に向上させる新しい表面処理の開発によって、塗装技術の改良に取り組みました。
ますます驚異的になる絵画技術
将来のコーティングの主流となる開発トレンドとして、業界関係者の中には無塗装技術を信じる人もいます。この技術はすでに私たちの生活に浸透しており、日用品から家電製品まで、様々な製品の外装に無塗装技術が採用されています。射出成形工程でナノレベルの金属粉末を添加することで、鮮やかな色彩とメタリックな質感を持つ外装が直接形成され、塗装が全く不要となり、塗装による汚染を大幅に削減できます。当然ながら、自動車のトリム、グリル、バックミラーの外装などにも広く使用されています。
金属業界でも同様の原理が用いられており、将来的には塗装を施さない金属材料にも、工場出荷時に保護層や着色層があらかじめ形成されるようになるだろう。この技術は現在、航空宇宙産業や軍事産業で利用されているが、民生用途への普及にはまだ程遠く、幅広い色展開もまだ実現していない。
まとめブラシからガン、ロボットへ、天然植物塗料からハイテク化学塗料へ、効率性の追求から品質の追求、そして環境衛生の追求へ、自動車業界における塗装技術の追求は止まることなく、技術レベルはますます高まっています。かつてブラシを手に過酷な環境で作業していた塗装工たちは、今日の自動車塗装がこれほどまでに進歩し、なおも発展を続けているとは想像も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
