자동차를 볼 때 첫인상은 아마도 차체의 색상일 것입니다. 오늘날 아름답고 윤기 나는 도색은 자동차 제조의 기본 기준 중 하나입니다. 하지만 100여 년 전만 해도 자동차 도색은 쉬운 일이 아니었고, 오늘날보다 훨씬 덜 아름다웠습니다. 자동차 도색은 어떻게 오늘날과 같은 수준으로 발전했을까요? 서리가 자동차 도색 코팅 기술 개발의 역사를 알려드립니다.
전체 텍스트를 이해하는 데 10초가 걸립니다.
1,래커원래는 중국에서 시작되었지만, 산업혁명 이후 서양이 주도하게 되었습니다.
2, 천연기재 페인트는 건조가 느리기 때문에 자동차 제조 공정의 효율성에 영향을 미치며, 듀폰은 빠른 건조를 발명했습니다.니트로 페인트.
3, 스프레이 건브러시를 대체하여 페인트 필름을 더욱 균일하게 만듭니다.
4, 알키드에서 아크릴로내구성과 다양성에 대한 추구는 계속되고 있습니다.
5, "스프레이"에서 "딥코팅"까지래커욕과 더불어 페인트의 품질에 대한 끊임없는 추구가 이제는 인산염피막과 전착도장에까지 이르렀습니다.
6, 교체수성 페인트환경보호를 추구합니다.
7. 현재와 미래에도 회화기술은 점점 더 상상을 초월하게 발전하고 있습니다.페인트 없이도.
페인트의 주요 역할은 노화 방지입니다
대부분의 사람들은 페인트의 역할을 물건에 선명한 색상을 입히는 것으로 생각하지만, 산업 제조 관점에서 보면 색상은 부차적인 필요이며, 녹 방지와 노화 방지가 주된 목적입니다. 초창기 철과 나무가 결합된 형태부터 오늘날의 순수한 금속 흰색 차체에 이르기까지, 차체는 보호층으로 페인트를 필요로 합니다. 페인트층이 직면해야 하는 과제는 햇빛, 모래, 비와 같은 자연적인 마모, 긁힘, 마찰, 충돌과 같은 물리적 손상, 그리고 염분이나 동물 배설물과 같은 침식입니다. 도색 기술의 발전에 따라, 이러한 과제를 더 잘 충족하기 위해 차체에 점점 더 효율적이고 내구성이 뛰어나며 아름다운 외피를 입히는 공정이 점차 발전하고 있습니다.
중국산 래커
칠기는 매우 오랜 역사를 가지고 있으며, 안타깝게도 산업혁명 이전 중국에서는 칠기 기술의 선두 자리를 차지했습니다. 칠기의 사용은 신석기 시대로 거슬러 올라가며, 전국시대 이후 장인들은 유동나무 씨앗에서 추출한 유동유에 천연 옻칠을 섞어 물감을 만들었습니다. 당시 옻은 귀족의 사치품이었습니다. 명나라 건국 이후 주원장은 관영 칠기 산업을 설립하기 시작했고, 이로 인해 칠기 기술이 급속히 발전했습니다. 중국 최초의 칠기 기술 서적인 『화경(畵經)』은 명나라 칠기 장인 황정(黃淨)이 편찬했습니다. 기술 발전과 국내외 무역을 통해 명나라 칠기는 성숙한 수공예 산업 체계를 갖추게 되었습니다.
명나라 시대 가장 정교한 통유화(洞油畵)는 선박 제작의 핵심이었습니다. 16세기 스페인 학자 멘도사는 『대중국 제국사』에서 통유로 코팅한 중국 선박의 수명이 유럽 선박의 두 배였다고 언급했습니다.
18세기 중반, 유럽은 마침내 통유화 기술을 개발하고 습득하면서 유럽의 페인트 산업이 점차 형성되기 시작했습니다. 원료인 통유는 옻칠에 사용될 뿐만 아니라 다른 산업의 중요한 원료이기도 했지만, 여전히 중국이 독점하고 있었습니다. 20세기 초, 북미와 남미에 이식된 통나무가 형성되면서 중국의 원료 독점이 깨지기 전까지 양차 산업 혁명의 중요한 산업 원료가 되었습니다.
건조에 더 이상 50일이 걸리지 않습니다.
20세기 초반에는 아마씨유와 같은 천연 페인트를 결합제로 사용하여 자동차를 만들었습니다.
자동차 생산 라인을 개척한 포드조차도 제조 속도를 추구하기 위해 극단적으로 일본산 검은색 페인트만을 사용했는데, 가장 빨리 마르기 때문이지만, 그래도 천연 기본 소재 페인트이기 때문에 페인트 층이 마르는 데는 일주일 이상 걸립니다.
1920년대에 듀폰은 빠르게 건조되는 니트로셀룰로오스 페인트(일명 니트로셀룰로오스 페인트)를 개발했는데, 이로 인해 자동차 제조업체들은 더 이상 긴 페인트 작업 주기를 필요로 하는 자동차를 다룰 필요가 없어졌습니다.
1921년, 듀폰은 이미 질산염 영화 필름 제조 분야의 선두 주자로 군비 경쟁 중에 건설한 대규모 시설을 수용하기 위해 니트로셀룰로스 기반의 비폭발물 제품을 생산했습니다. 1921년 7월 어느 더운 금요일 오후, 듀폰 필름 공장의 한 근로자가 퇴근 전 부두에 질산염 면섬유 통을 두고 떠났습니다. 월요일 아침, 그가 통을 다시 열어보니 통은 투명하고 점성이 있는 액체로 변해 있었고, 이 액체는 나중에 니트로셀룰로스 페인트의 원료가 되었습니다. 1924년, 듀폰은 니트로셀룰로스를 주원료로 사용하고 합성수지, 가소제, 용제, 시너를 첨가하여 혼합한 듀코 니트로셀룰로스 페인트를 개발했습니다. 니트로셀룰로스 페인트의 가장 큰 장점은 건조가 빠르다는 것입니다. 천연 페인트가 건조되는 데 일주일 또는 몇 주가 걸리는 반면, 니트로셀룰로스 페인트는 2시간 만에 건조되어 페인트 작업 속도가 크게 향상되었습니다. 1924년, 제너럴 모터스의 거의 모든 생산 라인에서 Duco 니트로셀룰로오스 페인트를 사용했습니다.
니트로셀룰로오스 도료는 당연히 단점이 있습니다. 습한 환경에서 분사하면 도막이 쉽게 하얗게 변하고 광택이 사라집니다. 또한, 형성된 도료 표면은 가솔린과 같은 석유계 용제에 대한 내식성이 낮아 도료 표면을 손상시킬 수 있으며, 주유 중 누출되는 유가스는 주변 도료 표면의 열화를 가속화할 수 있습니다.
페인트의 고르지 않은 층을 해결하기 위해 브러시를 스프레이 건으로 교체
도료 자체의 특성 외에도 도장 방식 또한 도료 표면의 강도와 내구성에 매우 중요합니다. 스프레이 건의 사용은 도장 기술 역사에서 중요한 이정표였습니다. 스프레이 건은 1923년 산업용 도장 분야에, 그리고 1924년 자동차 산업에 본격적으로 도입되었습니다.
이렇게 드빌비스 가족은 분무 기술 전문 기업인 드빌비스를 설립했습니다. 이후 앨런 드빌비스의 아들 톰 드빌비스가 태어났습니다. 앨런 드빌비스 박사의 아들 톰 드빌비스는 아버지의 발명품을 의학 분야를 넘어 확장했습니다. 드빌비스는 아버지의 발명품을 의학 분야를 넘어, 원래의 분무기를 페인트 분무용 스프레이 건으로 변형시켰습니다.
산업용 페인팅 분야에서는 분무기로 인해 브러시가 빠르게 쓸모없어지고 있습니다. deVilbiss는 100년 이상 분무 분야에서 일해 왔으며 현재는 산업용 분무기 및 의료용 분무기 분야의 선두주자입니다.
알키드에서 아크릴로 더욱 내구성과 강도가 강화되었습니다.
1930년대에 알키드 수지 에나멜 페인트(알키드 에나멜 페인트라고도 함)가 자동차 도장 공정에 도입되었습니다. 차체의 금속 부분에 이 유형의 페인트를 분사한 후 오븐에서 건조하여 매우 내구성 있는 도막을 형성했습니다. 니트로셀룰로오스 페인트와 비교했을 때, 알키드 에나멜 페인트는 도포 속도가 빨라 2~3단계만 거치면 되는데, 니트로셀룰로오스 페인트는 3~4단계가 필요합니다. 에나멜 페인트는 건조가 빠를 뿐만 아니라 가솔린과 같은 용제에도 강합니다.
그러나 알키드 에나멜의 단점은 햇빛을 두려워한다는 것입니다. 햇빛에 노출되면 도막이 빠른 속도로 산화되어 색상이 곧 바래고 칙칙해집니다. 때로는 이 과정이 단 몇 달 만에 끝나기도 합니다. 이러한 단점에도 불구하고 알키드 수지는 완전히 제거되지 않았으며 오늘날 코팅 기술에서 여전히 중요한 부분을 차지하고 있습니다. 1940년대에 열가소성 아크릴 페인트가 등장하여 마감재의 장식성과 내구성을 크게 향상시켰고, 1955년 제너럴 모터스는 새로운 아크릴 수지를 사용하여 자동차 도색을 시작했습니다. 이 페인트는 독특한 유동성을 가지고 있어 고형분 함량을 낮게 분사해야 했기 때문에 여러 번 코팅해야 했습니다. 겉보기에 단점으로 보였던 이러한 특성은 당시에는 코팅에 금속 조각을 포함할 수 있다는 점에서 장점으로 작용했습니다. 아크릴 바니시는 매우 낮은 초기 점도로 분사되어 금속 조각을 평평하게 펴서 반사층을 형성한 후, 점도를 빠르게 높여 금속 조각을 고정하는 방식으로 제작되었습니다. 이렇게 메탈릭 페인트가 탄생했습니다.
이 시기에 유럽에서 아크릴 페인트 기술이 급격하게 발전했다는 점은 주목할 만합니다. 이는 제2차 세계 대전 이후 유럽 추축국에 부과된 규제에서 비롯되었는데, 산업 제조 과정에서 니트로셀룰로오스 페인트의 원료이자 폭발물 제조에 사용되는 니트로셀룰로오스와 같은 일부 화학 물질의 사용을 제한했기 때문입니다. 이러한 규제로 인해 이들 국가의 기업들은 에나멜 페인트 기술에 집중하여 아크릴 우레탄 페인트 시스템을 개발하기 시작했습니다. 1980년 유럽 페인트가 미국에 진출했을 당시, 미국의 자동차 페인트 시스템은 유럽 경쟁업체들과는 거리가 멀었습니다.
고급 도료 품질 추구를 위한 인산염 처리 및 전기영동의 자동화 공정
제2차 세계 대전 후 20년은 차체 코팅의 품질이 향상되었던 시기였습니다. 당시 미국에서는 교통수단 외에도 자동차가 사회적 지위 향상의 역할을 했기에, 자동차 소유주들은 자신의 차가 더욱 고급스러워 보이기를 원했고, 이를 위해 더욱 윤기 있고 아름다운 색상의 도색이 필요했습니다.
1947년부터 자동차 회사들은 도료의 접착력과 내식성을 향상시키기 위해 도장 전 금속 표면에 인산염 처리를 하기 시작했습니다. 프라이머도 스프레이 방식에서 딥 코팅 방식으로 바뀌었습니다. 딥 코팅은 차체 부위를 도료 웅덩이에 담가 도료를 균일하게 도포하고 코팅을 더욱 촘촘하게 하는 방식입니다. 덕분에 차량의 구멍처럼 손이 닿기 어려운 곳도 도색할 수 있게 되었습니다.
1950년대에 자동차 회사들은 딥 코팅 방식을 사용했지만, 이후 용제를 사용하는 과정에서 페인트 일부가 씻겨 나가 방청 효과가 떨어진다는 사실을 발견했습니다. 이 문제를 해결하기 위해 포드는 1957년 조지 브루어 박사의 주도 하에 PPG와 협력했습니다. 조지 브루어 박사의 주도 하에 포드와 PPG는 현재 널리 사용되는 전착 코팅 방식을 개발했습니다.
포드는 1961년에 세계 최초의 양극 전기영동 도장 공장을 설립했습니다. 그러나 초기 기술에는 결함이 있었고, PPG는 1973년에 우수한 음극 전기영동 코팅 시스템과 해당 코팅을 출시했습니다.
수성페인트의 오염을 줄여 아름다운 페인트를 오래도록 유지
70년대 중후반, 석유 위기로 인한 에너지 절약 및 환경 보호에 대한 인식은 페인트 산업에도 큰 영향을 미쳤습니다. 80년대에 들어서면서 각국은 새로운 휘발성 유기 화합물(VOC) 규제를 시행했고, 이로 인해 VOC 함량이 높고 내구성이 약한 아크릴 페인트 코팅은 시장에서 수용될 수 없게 되었습니다. 또한, 소비자들은 바디 페인트의 효과가 최소 5년 이상 지속되기를 기대하기 때문에 페인트 마감의 내구성을 개선해야 합니다.
투명 래커층을 보호층으로 사용함으로써 내부 컬러 페인트는 이전처럼 두껍게 칠할 필요가 없으며, 장식용으로 매우 얇은 층만 필요합니다. 또한, 래커층에 자외선 흡수제를 첨가하여 투명층과 프라이머의 안료를 보호하고 프라이머와 컬러 페인트의 수명을 크게 향상시킵니다.
도장 기술은 초기 비용이 많이 들고 일반적으로 고급 모델에만 사용됩니다. 또한 클리어 코팅의 내구성이 좋지 않아 곧 벗겨져 재도색이 필요했습니다. 그러나 이후 10년 동안 자동차 업계와 페인트 업계는 비용 절감뿐만 아니라 클리어 코팅의 수명을 획기적으로 향상시키는 새로운 표면 처리 기술을 개발하는 등 코팅 기술 개선에 힘썼습니다.
점점 더 놀라운 페인팅 기술
미래 코팅의 주류 개발 추세에 따라, 업계 일부에서는 무도장 기술이 필수적이라고 생각합니다. 이 기술은 이미 우리 삶에 깊이 파고들었으며, 일상 생활용품부터 가전제품까지 다양한 외장재에 무도장 기술이 적용되고 있습니다. 외장재는 사출 성형 과정에서 나노 수준의 금속 분말을 첨가하여 선명한 색상과 금속 질감을 가진 외장재를 직접 형성합니다. 더 이상 도색이 필요 없기 때문에 도색으로 인한 환경 오염을 크게 줄일 수 있습니다. 자동차 트림, 그릴, 백미러 외장재 등 다양한 분야에도 무도장 기술이 널리 사용되고 있습니다.
금속 분야에서도 유사한 원리가 사용됩니다. 즉, 미래에는 도색 없이 사용되는 금속 재료에 보호층이나 심지어 색상층이 공장에서 이미 도포될 것입니다. 이 기술은 현재 항공우주 및 군사 분야에서 사용되고 있지만, 민간용으로는 아직 상용화되기에는 이르며, 다양한 색상을 제공하는 것도 불가능합니다.
요약: 붓에서 총, 로봇으로, 천연 식물 도료에서 첨단 화학 도료로, 효율성 추구에서 품질 추구, 그리고 환경 건강 추구로, 자동차 산업의 도색 기술에 대한 추구는 멈추지 않았으며, 그 기술의 수준은 점점 더 높아지고 있습니다. 혹독한 환경에서 붓을 들고 작업하던 도장공들은 오늘날의 자동차 도색이 이렇게 발전하고 계속 발전할 줄은 상상도 못했을 것입니다. 미래는 더욱 친환경적이고 지능적이며 효율적인 시대가 될 것입니다.
게시 시간: 2022년 8월 20일
