Als u een auto ziet, is uw eerste indruk waarschijnlijk de kleur van de carrosserie. Tegenwoordig is het hebben van een mooie glanzende lak een van de basisnormen voor de autoproductie. Maar meer dan honderd jaar geleden was het schilderen van een auto geen gemakkelijke taak, en het was veel minder mooi dan nu. Hoe is autolak zo geëvolueerd als nu? Surley vertelt u de geschiedenis van de ontwikkeling van de autolakcoatingtechnologie.
Tien seconden om de volledige tekst te begrijpen:
1,Lakontstond in China, het Westen leidde na de industriële revolutie.
2. De verf van het natuurlijke basismateriaal droogt langzaam, wat de efficiëntie van het automobielproductieproces beïnvloedt. DuPont heeft het sneldrogende uitgevondennitro verf.
3, Spuitpistolenvervangt penselen, waardoor een uniformere verffilm ontstaat.
4, Van alkyd tot acrylhet streven naar duurzaamheid en diversiteit gaat door.
5, Van “spuiten” tot “dipcoaten”met lakbad komt het voortdurende streven naar de kwaliteit van verf nu neer op fosfateren en elektrodepositie.
6, Vervanging metverf op waterbasisbij het nastreven van milieubescherming.
7. Nu en in de toekomst gaat de schildertechnologie steeds meer de verbeelding te boven,zelfs zonder verf.
De belangrijkste rol van verf is anti-veroudering
De perceptie van de meeste mensen over de rol van verf is om voorwerpen briljante kleuren te geven, maar vanuit het oogpunt van industriële productie is kleur eigenlijk een secundaire behoefte; roest en anti-aging is het belangrijkste doel. Vanaf de begindagen van de combinatie van ijzer en hout tot de puur metaalwitte carrosserie van vandaag heeft de carrosserie lak nodig als beschermlaag. De uitdagingen waar de verflaag mee te maken krijgt zijn natuurlijke slijtage zoals zon, zand en regen, fysieke schade zoals schrapen, schuren en botsingen, en erosie zoals zout en dierenpoep. In de evolutie van de verftechnologie ontwikkelt het proces langzaam steeds efficiëntere, duurzamere en mooiere huiden voor de carrosserie om deze uitdagingen beter aan te kunnen.
Lak uit China
Lak heeft een zeer lange geschiedenis en, beschamend genoeg, behoorde de leidende positie op het gebied van laktechnologie vóór de industriële revolutie toe aan China. Het gebruik van lak gaat terug tot het Neolithicum, en na de periode van de Strijdende Staten gebruikten ambachtslieden tungolie gewonnen uit de zaden van de tungboom en voegden er natuurlijke ruwe lak aan toe om een mengsel van verf te maken, hoewel lak in die tijd nog gebruikelijk was. een luxeartikel voor de adel. Na de oprichting van de Ming-dynastie begon Zhu Yuanzhang een lakindustrie van de overheid op te zetten, en de verftechnologie ontwikkelde zich snel. Het eerste Chinese werk over verftechnologie, "The Book of Painting", werd samengesteld door Huang Cheng, een lakmaker uit de Ming-dynastie. Dankzij de technische ontwikkeling en de interne en externe handel had lakwerk in de Ming-dynastie een volwassen handwerkindustriesysteem ontwikkeld.
De meest geavanceerde tungolieverf uit de Ming-dynastie was de sleutel tot de scheepsbouw. De zestiende-eeuwse Spaanse geleerde Mendoza vermeldde in "History of the Greater China Empire" dat Chinese schepen bedekt met tungolie tweemaal de levensduur hadden van Europese schepen.
In het midden van de 18e eeuw slaagde Europa er eindelijk in om de technologie van tungolieverf onder de knie te krijgen, en kreeg de Europese verfindustrie geleidelijk vorm. De grondstof tungolie werd niet alleen gebruikt voor lak, maar was ook een belangrijke grondstof voor andere industrieën, nog steeds gemonopoliseerd door China, en werd een belangrijke industriële grondstof voor de twee industriële revoluties tot het begin van de 20e eeuw, toen de tungbomen werden getransplanteerd in Noord- en Zuid-Amerika vorm kreeg, waardoor het Chinese grondstoffenmonopolie werd doorbroken.
Het drogen duurt niet langer maximaal 50 dagen
In het begin van de 20e eeuw werden auto's nog steeds gemaakt met natuurlijke basisverven zoals lijnolie als bindmiddel.
Zelfs Ford, pionier op het gebied van de productielijn voor het bouwen van auto's, gebruikte bijna tot het uiterste alleen maar Japanse zwarte verf om de productiesnelheid na te streven, omdat deze het snelst droogt, maar het is tenslotte nog steeds een natuurlijk basismateriaal en de verflaag is nog steeds heeft meer dan een week nodig om te drogen.
In de jaren twintig werkte DuPont aan een sneldrogende nitrocelluloseverf (ook wel nitrocelluloseverf genoemd) die autofabrikanten deed lachen, omdat ze niet langer aan auto's met zulke lange verfcycli hoefden te werken.
In 1921 was DuPont al een leider in de productie van nitraatfilms, omdat het zich richtte op op nitrocellulose gebaseerde niet-explosieve producten om de enorme capaciteitsfaciliteiten die het tijdens de oorlog had opgebouwd te absorberen. Op een hete vrijdagmiddag in juli 1921 liet een arbeider van een filmfabriek van DuPont een vat nitraatkatoenvezels op de kade achter voordat hij zijn werk verliet. Toen hij hem maandagochtend weer opendeed, ontdekte hij dat de emmer was veranderd in een heldere, stroperige vloeistof die later de basis zou worden voor nitrocelluloseverf. In 1924 ontwikkelde DuPont DUCO nitrocelluloseverf, waarbij nitrocellulose als belangrijkste grondstof werd gebruikt en synthetische harsen, weekmakers, oplosmiddelen en verdunners werden toegevoegd om deze te mengen. Het grootste voordeel van nitrocelluloseverf is dat deze snel droogt. Vergeleken met natuurlijke basisverf, die een week of zelfs weken nodig heeft om te drogen, heeft nitrocelluloseverf slechts 2 uur nodig om te drogen, waardoor de schildersnelheid aanzienlijk toeneemt. in 1924 gebruikten bijna alle productielijnen van General Motors Duco nitrocelluloseverf.
Uiteraard heeft nitrocelluloseverf zijn nadelen. Bij spuiten in een vochtige omgeving zal de film gemakkelijk wit worden en zijn glans verliezen. Het gevormde verfoppervlak heeft een slechte corrosieweerstand tegen op petroleum gebaseerde oplosmiddelen, zoals benzine, die het verfoppervlak kunnen beschadigen, en het oliegas dat tijdens het tanken weglekt, kan de achteruitgang van het omringende verfoppervlak versnellen.
Vervanging van borstels door spuitpistolen om oneffen verflagen op te lossen
Naast de eigenschappen van de verf zelf is ook de schildermethode van groot belang voor de sterkte en duurzaamheid van het verfoppervlak. Het gebruik van spuitpistolen was een belangrijke mijlpaal in de geschiedenis van de verftechnologie. Het spuitpistool werd in 1923 volledig geïntroduceerd op het gebied van industrieel schilderen en in 1924 in de auto-industrie.
Zo richtte de familie DeVilbiss DeVilbiss op, een wereldberoemd bedrijf gespecialiseerd in atomisatietechnologie. Later werd de zoon van Alan DeVilbiss, Tom DeVilbiss, geboren. De zoon van Dr. Alan DeVilbiss, Tom DeVilbiss, bracht de uitvinding van zijn vader buiten het medische veld. DeVilbiss bracht de uitvindingen van zijn vader buiten het medische veld en transformeerde de originele verstuiver in een spuitpistool voor het aanbrengen van verf.
Op het gebied van industrieel schilderen worden penselen snel overbodig door spuitpistolen. deVilbiss is al meer dan 100 jaar actief op het gebied van verneveling en is inmiddels marktleider op het gebied van industriële spuitpistolen en medische verstuivers.
Van alkyd tot acryl, duurzamer en sterker
In de jaren dertig werd alkydhars-emailverf, ook wel alkyd-emailverf genoemd, geïntroduceerd in het autolakproces. De metalen delen van de carrosserie werden met deze verfsoort gespoten en vervolgens in een oven gedroogd, waardoor een zeer duurzame verffilm ontstond. Vergeleken met nitrocelluloseverven zijn alkyd-emailverven sneller aan te brengen en zijn er slechts 2 tot 3 stappen nodig, vergeleken met 3 tot 4 stappen voor nitrocelluloseverven. Emailverf droogt niet alleen snel, maar is ook bestand tegen oplosmiddelen zoals benzine.
Het nadeel van alkydlakken is echter dat ze bang zijn voor zonlicht, en in zonlicht zal de verffilm versneld oxideren en zal de kleur snel vervagen en dof worden, soms kan dit proces zelfs al binnen enkele maanden plaatsvinden. . Ondanks hun nadelen zijn alkydharsen nog niet volledig geëlimineerd en vormen ze nog steeds een belangrijk onderdeel van de hedendaagse coatingtechnologie. Thermoplastische acrylverf verscheen in de jaren veertig, waardoor de decoratie en duurzaamheid van de afwerking aanzienlijk verbeterden, en in 1955 begon General Motors auto's te schilderen met een nieuwe acrylhars. De reologie van deze verf was uniek en vereiste dat deze met een laag vastestofgehalte moest worden gespoten, waardoor meerdere lagen nodig waren. Dit ogenschijnlijk nadelige kenmerk was destijds een voordeel omdat het de opname van metaalvlokken in de coating mogelijk maakte. De acrylvernis werd met een zeer lage initiële viscositeit gespoten, waardoor de metaalvlokken plat konden worden gemaakt om een reflecterende laag te vormen, en vervolgens nam de viscositeit snel toe om de metaalvlokken op hun plaats te houden. Zo werd metallic lak geboren.
Het is vermeldenswaard dat er in deze periode een plotselinge vooruitgang plaatsvond in de acrylverftechnologie in Europa. Dit vloeide voort uit de beperkingen die na de Tweede Wereldoorlog aan de Europese As-landen werden opgelegd, waardoor het gebruik van bepaalde chemische materialen bij de industriële productie werd beperkt, zoals nitrocellulose, een grondstof die nodig is voor nitrocelluloseverf, die kan worden gebruikt om explosieven te maken. Met deze beperking begonnen bedrijven in deze landen zich te concentreren op emailverftechnologie en ontwikkelden ze een acrylurethaanverfsysteem. Toen Europese verven in 1980 de Verenigde Staten binnenkwamen, waren Amerikaanse autolaksystemen verre van Europese rivalen.
Geautomatiseerd proces van fosfateren en elektroforese voor het nastreven van de geavanceerde verfkwaliteit
De twee decennia na de Tweede Wereldoorlog waren een periode van toegenomen kwaliteit van carrosseriecoatings. In die tijd hadden auto's in de Verenigde Staten naast transport ook het kenmerk dat ze de sociale status verbeterden, dus autobezitters wilden dat hun auto er chiquer uitzag, waardoor de lak er glanzender en in mooiere kleuren uit moest zien.
Vanaf 1947 begonnen autobedrijven metalen oppervlakken te fosfateren voordat ze werden geverfd, als een manier om de hechting en corrosieweerstand van de verf te verbeteren. Ook is de primer veranderd van spuit- naar dompelcoating, wat betekent dat de carrosseriedelen in een verfplas worden gedompeld, waardoor deze uniformer wordt en de coating completer, waardoor ook moeilijk bereikbare plaatsen zoals holle ruimtes kunnen worden geverfd .
In de jaren vijftig ontdekten autobedrijven dat, hoewel de dompelcoatingmethode werd gebruikt, een deel van de verf in het daaropvolgende proces met oplosmiddelen toch zou worden afgewassen, waardoor de effectiviteit van roestpreventie afnam. Om dit probleem op te lossen, bundelde Ford in 1957 de krachten met PPG onder leiding van Dr. George Brewer. Onder leiding van Dr. George Brewer ontwikkelden Ford en PPG de elektrodepositiecoatingmethode die nu algemeen wordt gebruikt.
Ford richtte vervolgens in 1961 's werelds eerste anodische elektroforetische lakstraat op. De oorspronkelijke technologie vertoonde echter gebreken en PPG introduceerde in 1973 een superieur kathodisch elektroforetisch coatingsysteem en bijbehorende coatings.
Verf die mooi blijft om de vervuiling van verf op waterbasis te verminderen
Halverwege tot eind jaren zeventig had het bewustzijn van energiebesparing en milieubescherming als gevolg van de oliecrisis ook een grote impact op de verfindustrie. Tot in de jaren 80 voerden landen nieuwe regelgeving voor vluchtige organische stoffen (VOS) in, waardoor acrylverfcoatings met een hoog VOS-gehalte en een zwakke duurzaamheid onaanvaardbaar werden voor de markt. Bovendien verwachten consumenten ook dat de effecten van bodypaint minstens vijf jaar meegaan, wat betekent dat er aandacht moet worden besteed aan de duurzaamheid van de lakafwerking.
Met de transparante laklaag als beschermlaag hoeft de interne kleurverf niet meer zo dik te zijn als voorheen, er is slechts een extreem dunne laag nodig voor decoratieve doeleinden. Ook worden er UV-absorbers aan de laklaag toegevoegd om de pigmenten in de transparante laag en de primer te beschermen, waardoor de levensduur van de primer en kleurverf aanzienlijk wordt verlengd.
De schildertechniek is in eerste instantie kostbaar en wordt doorgaans alleen op high-end modellen toegepast. Bovendien was de duurzaamheid van de blanke lak slecht, waardoor deze snel afbladderde en opnieuw moest worden geverfd. In het daaropvolgende decennium werkten de auto-industrie en de verfindustrie echter aan het verbeteren van de coatingtechnologie, niet alleen door de kosten te verlagen, maar ook door nieuwere oppervlaktebehandelingen te ontwikkelen die de levensduur van de blanke lak dramatisch verbeterden.
De steeds verbazingwekkender wordende verftechnologie
Toekomstige coating mainstream ontwikkelingstrend, sommige mensen in de industrie zijn van mening dat er geen verftechnologie is. Deze technologie is daadwerkelijk in ons leven doorgedrongen, en de omhulsels van alledaagse tot huishoudelijke apparaten hebben feitelijk gebruik gemaakt van niet-verftechnologie. De schelpen voegen de overeenkomstige kleur van metaalpoeder op nanoniveau toe aan het spuitgietproces, waardoor de schelpen direct worden gevormd met schitterende kleuren en metaalachtige textuur, die helemaal niet meer geverfd hoeven te worden, waardoor de vervuiling die door het schilderen wordt veroorzaakt aanzienlijk wordt verminderd. Uiteraard wordt het ook veel gebruikt in auto's, zoals bekleding, grille, achteruitkijkspiegelkappen, enz.
In de metaalsector wordt een soortgelijk principe gehanteerd, waardoor metalen materialen die zonder verf worden toegepast in de toekomst al in de fabriek voorzien zijn van een beschermlaag of zelfs een kleurlaag. Deze technologie wordt momenteel gebruikt in de lucht- en ruimtevaart- en militaire sector, maar is nog lang niet beschikbaar voor civiel gebruik en het is niet mogelijk om een breed scala aan kleuren aan te bieden.
Samenvatting: Van borstels tot geweren tot robots, van natuurlijke plantaardige verf tot hightech chemische verf, van het streven naar efficiëntie tot het streven naar kwaliteit tot het streven naar een gezond milieu, het streven naar verftechnologie in de auto-industrie is niet gestopt, en de mate van technologie wordt steeds hoger. De schilders die vroeger penselen vasthielden en in de barre omstandigheden werkten, zouden niet verwachten dat de hedendaagse autolak zo geavanceerd is en nog steeds in ontwikkeling is. De toekomst zal een milieuvriendelijker, intelligenter en efficiënter tijdperk zijn.
Posttijd: 20 augustus 2022
