자동차를 처음 볼 때 가장 먼저 떠오르는 인상은 아마도 차체 색상일 것입니다. 오늘날 아름답고 윤기 나는 도색은 자동차 제조의 기본 기준 중 하나가 되었습니다. 하지만 100여 년 전만 해도 자동차 도색은 쉬운 일이 아니었고, 지금처럼 아름다운 도색도 아니었습니다. 자동차 도색 기술은 어떻게 오늘날과 같은 수준으로 발전하게 되었을까요? Surley가 자동차 도색 기술의 발전 역사를 들려드리겠습니다.
본문 전체를 이해하는 데 10초밖에 걸리지 않습니다.
1,래커중국에서 유래되었으며, 산업혁명 이후 서양이 주도권을 잡았습니다.
2. 천연 소재를 기본으로 하는 페인트는 건조 속도가 느려 자동차 제조 공정의 효율에 영향을 미치는데, 듀폰은 속건성 페인트를 발명했습니다.니트로 페인트.
3, 스프레이 건붓을 대체하여 더욱 균일한 도막을 형성합니다.
4, 알키드에서 아크릴까지지속성과 다양성을 추구하는 노력은 계속되고 있습니다.
5, "분사" 방식에서 "침지 코팅" 방식으로래커욕을 시작으로 페인트 품질에 대한 끊임없는 추구는 이제 인산염 처리 및 전기 도금 단계로 이어졌습니다.
6. 교체 대상수성 페인트환경 보호를 추구하며.
7. 현재 그리고 미래에도 도색 기술은 상상을 초월할 정도로 점점 더 발전하고 있습니다.페인트칠을 하지 않아도.
페인트의 주요 역할은 노화 방지입니다.
대부분의 사람들은 페인트의 역할을 제품에 화려한 색을 입히는 것으로 인식하지만, 산업 제조 관점에서 보면 색상은 사실 부차적인 요소이고 녹 방지 및 노화 방지가 주된 목적입니다. 초기 철제와 목재를 결합한 차체부터 오늘날의 순백색 금속 차체에 이르기까지, 자동차 차체는 보호층으로서 페인트를 필요로 합니다. 페인트층은 햇빛, 모래, 비와 같은 자연적인 마모, 긁힘, 마찰, 충돌과 같은 물리적 손상, 그리고 염분이나 동물의 배설물과 같은 부식에 직면해야 합니다. 페인트 기술의 발전과 함께, 이러한 문제에 더 잘 대처할 수 있도록 차체에 더욱 효율적이고 내구성이 뛰어나며 아름다운 보호막을 형성하는 공정이 점차 개발되어 왔습니다.
중국산 칠기
칠기는 매우 오랜 역사를 가지고 있으며, 안타깝게도 산업혁명 이전에는 중국이 칠기 기술의 선두 자리를 차지하고 있었습니다. 칠의 사용은 신석기 시대까지 거슬러 올라가며, 전국시대 이후에는 장인들이 오동나무 씨앗에서 추출한 오동유에 천연 옻칠 원료를 섞어 안료를 만들었습니다. 당시 칠기는 귀족들만의 사치품이었습니다. 명나라 건국 후, 주원장은 정부 차원의 칠기 산업을 설립했고, 칠기 기술은 급속도로 발전했습니다. 중국 최초의 칠기 기술 서적인 『화경』은 명나라 시대 칠기 장인인 황성이 편찬했습니다. 기술 발전과 국내외 무역 덕분에 명나라 시대에 칠기는 성숙한 수공예 산업 체계를 갖추게 되었습니다.
명나라 시대의 최고급 동유 안료는 선박 건조의 핵심이었다. 16세기 스페인 학자 멘도사는 그의 저서 "대중국사"에서 동유로 도색된 중국 선박의 수명이 유럽 선박의 두 배에 달했다고 언급했다.
18세기 중반, 유럽은 마침내 동유 안료 제조 기술을 완성했고, 유럽의 안료 산업은 점차 발전해 나갔습니다. 동유는 옻칠뿐만 아니라 다른 산업에도 중요한 원료로 사용되었으며, 당시에는 여전히 중국이 독점하고 있었습니다. 두 차례의 산업혁명을 거치면서 중요한 산업 원료로 자리매김했지만, 20세기 초 북미와 남미에 이식된 동유나무가 번성하면서 중국의 원료 독점 체제가 무너지게 되었습니다.
건조에 더 이상 최대 50일이 걸리지 않습니다.
20세기 초에는 자동차 도료에 아마씨유와 같은 천연 물질을 접착제로 사용하여 도료를 제조했습니다.
자동차 생산 라인의 선구자였던 포드조차도 생산 속도를 높이기 위해 건조 속도가 가장 빠른 일본산 검정 페인트만을 거의 극단적으로 사용했지만, 결국 천연 소재를 기반으로 한 페인트이기 때문에 완전히 건조되는 데에는 일주일 이상이 걸립니다.
1920년대에 듀폰은 자동차 제조업체들이 더 이상 긴 도색 주기를 거치지 않아도 되는 속건성 니트로셀룰로스 페인트를 개발하여 자동차 업계에 희소식을 안겨주었습니다.
1921년, 듀폰은 전쟁 중에 건설한 대규모 생산 시설을 활용하기 위해 니트로셀룰로오스 기반의 비폭발성 제품 생산에 집중하면서 질산염 영화 필름 제조 분야의 선두주자가 되었습니다. 1921년 7월 어느 무더운 금요일 오후, 듀폰 필름 공장의 한 직원이 퇴근 전 질산염 면섬유가 담긴 통을 부두에 두고 갔습니다. 월요일 아침, 그가 다시 통을 열어보니 내용물은 투명하고 점성이 있는 액체로 변해 있었습니다. 이것이 바로 훗날 니트로셀룰로오스 페인트의 주재료가 되었습니다. 1924년, 듀폰은 니트로셀룰로오스를 주원료로 하고 합성수지, 가소제, 용제, 희석제 등을 첨가하여 DUCO 니트로셀룰로오스 페인트를 개발했습니다. 니트로셀룰로오스 페인트의 가장 큰 장점은 건조 속도가 매우 빠르다는 것입니다. 천연 페인트가 건조되는 데 일주일에서 몇 주까지 걸리는 반면, 니트로셀룰로오스 페인트는 단 2시간이면 건조되어 도색 속도를 획기적으로 향상시켰습니다. 1924년 당시 제너럴 모터스의 거의 모든 생산 라인에서 듀코 니트로셀룰로오스 페인트가 사용되었습니다.
물론 니트로셀룰로오스 페인트에도 단점이 있습니다. 습한 환경에서 분사하면 도막이 쉽게 하얗게 변색되고 광택을 잃습니다. 또한, 형성된 페인트 표면은 휘발유와 같은 석유계 용제에 대한 내식성이 떨어져 페인트 표면이 손상될 수 있으며, 주유 시 누출되는 가스는 주변 페인트 표면의 열화를 가속화할 수 있습니다.
페인트가 고르지 않게 칠해지는 문제를 해결하기 위해 붓 대신 스프레이 건을 사용합니다.
도료 자체의 특성 외에도 도장 방법은 도장면의 강도와 내구성에 매우 중요한 영향을 미칩니다. 스프레이 건의 사용은 도장 기술 역사에 중요한 이정표가 되었습니다. 스프레이 건은 1923년에 산업 도장 분야에, 1924년에는 자동차 산업에 본격적으로 도입되었습니다.
드빌비스 가족은 이렇게 분무 기술 전문 기업인 세계적으로 유명한 드빌비스를 설립했습니다. 이후 앨런 드빌비스의 아들인 톰 드빌비스가 태어났습니다. 톰 드빌비스는 아버지의 발명품을 의료 분야를 넘어 다른 분야에 적용했습니다. 그는 아버지의 기존 분무기를 페인트 도포용 스프레이 건으로 개량했습니다.
산업 도장 분야에서 브러시는 스프레이 건에 밀려 빠르게 구시대적인 도구로 자리 잡고 있습니다. 드빌비스는 100년 이상 분무 분야에서 활동해 왔으며, 현재 산업용 스프레이 건과 의료용 분무기 분야의 선두 기업입니다.
알키드에서 아크릴까지, 더욱 내구성이 뛰어나고 강합니다.
1930년대에 알키드 수지 에나멜 페인트가 자동차 도장 공정에 도입되었습니다. 자동차 차체의 금속 부품에 이 페인트를 분사한 후 오븐에서 건조시켜 매우 내구성이 뛰어난 도막을 형성했습니다. 니트로셀룰로오스 페인트와 비교했을 때, 알키드 에나멜 페인트는 시공 속도가 빠르며, 니트로셀룰로오스 페인트가 3~4단계의 공정을 거치는 반면 알키드 에나멜 페인트는 2~3단계만으로 시공이 가능합니다. 에나멜 페인트는 건조 속도가 빠를 뿐만 아니라 휘발유와 같은 용제에도 강합니다.
알키드 에나멜의 단점은 햇빛에 약하다는 것입니다. 햇빛에 노출되면 도막이 산화되는 속도가 빨라져 색이 바래고 칙칙해지는데, 심지어 몇 달 만에 이러한 현상이 나타나기도 합니다. 이러한 단점에도 불구하고 알키드 수지는 완전히 사라지지 않고 오늘날의 도료 기술에서 여전히 중요한 부분을 차지하고 있습니다. 1940년대에는 열가소성 아크릴 페인트가 등장하여 도료의 장식성과 내구성을 크게 향상시켰고, 1955년에는 제너럴 모터스(GM)가 새로운 아크릴 수지로 자동차 도색을 시작했습니다. 이 페인트는 독특한 유동성을 가지고 있어 고형분 함량을 낮춰 분사해야 했기 때문에 여러 번 덧칠해야 했습니다. 이러한 특성은 당시에는 오히려 장점이었는데, 도료에 금속 플레이크를 첨가할 수 있게 해주었기 때문입니다. 아크릴 바니시를 매우 낮은 초기 점도로 분사하여 금속 플레이크가 평평하게 펴져 반사층을 형성하도록 한 다음, 점도를 급격히 높여 금속 플레이크를 고정시켰습니다. 이렇게 해서 메탈릭 페인트가 탄생했습니다.
이 시기에 유럽에서 아크릴 페인트 기술이 급격히 발전했다는 점은 주목할 만합니다. 이는 제2차 세계 대전 후 유럽 추축국에 부과된 제재에서 비롯되었는데, 이 제재는 폭발물 제조에 사용될 수 있는 니트로셀룰로오스 페인트의 원료인 니트로셀룰로오스와 같은 일부 화학 물질의 산업 제조 사용을 제한했습니다. 이러한 제한으로 인해 해당 국가의 기업들은 에나멜 페인트 기술에 집중하여 아크릴 우레탄 페인트 시스템을 개발하기 시작했습니다. 1980년대 유럽산 페인트가 미국 시장에 진출했을 당시, 미국의 자동차 페인트 시스템은 유럽 경쟁사들에 비해 훨씬 뒤처져 있었습니다.
고급 페인트 품질 추구를 위한 자동화된 인산염 처리 및 전기영동 공정
제2차 세계 대전 이후 20년은 자동차 도장 품질이 크게 향상된 시기였습니다. 당시 미국에서 자동차는 단순한 교통수단을 넘어 사회적 지위를 향상시키는 수단으로 여겨졌기 때문에, 차주들은 자신의 차를 더욱 고급스럽게 꾸미고 싶어 했고, 이를 위해서는 더욱 광택이 나고 아름다운 색상의 도장이 필요했습니다.
1947년부터 자동차 회사들은 페인트의 접착력과 내식성을 향상시키기 위해 도장 전에 금속 표면을 인산염 처리하기 시작했습니다. 또한 프라이머 도포 방식도 스프레이 방식에서 딥 코팅 방식으로 변경되었는데, 이는 차체 부품을 페인트 풀에 담그는 방식으로, 더욱 균일한 도색과 완벽한 코팅을 가능하게 하여 차량 내부와 같이 접근하기 어려운 부분까지 도색할 수 있게 했습니다.
1950년대 자동차 회사들은 침지 도장 방식을 사용했음에도 불구하고, 후속 공정에서 용제를 사용하면 도장면의 일부가 씻겨 나가 녹 방지 효과가 떨어진다는 사실을 발견했습니다. 이러한 문제를 해결하기 위해 1957년 포드는 조지 브루어 박사의 주도하에 PPG와 협력했습니다. 브루어 박사의 리더십 아래 포드와 PPG는 현재 널리 사용되는 전기 도금 도장 방식을 개발했습니다.
포드는 1961년에 세계 최초의 양극 전기영동 도장 공장을 설립했습니다. 그러나 초기 기술에는 결함이 있었고, PPG는 1973년에 더욱 우수한 음극 전기영동 코팅 시스템과 그에 맞는 코팅제를 선보였습니다.
수성 페인트를 사용하면 오염을 줄이면서 오래도록 아름다움을 유지할 수 있습니다.
1970년대 중후반, 석유 파동으로 인한 에너지 절약 및 환경 보호에 대한 인식이 페인트 산업에도 큰 영향을 미쳤습니다. 1980년대에 들어서면서 각국은 새로운 휘발성 유기 화합물(VOC) 규제를 시행했고, 이로 인해 VOC 함량이 높고 내구성이 약한 아크릴 페인트는 시장에서 받아들여지지 않게 되었습니다. 게다가 소비자들은 자동차 페인트의 효과가 최소 5년 이상 지속되기를 기대하기 때문에 페인트 마감의 내구성을 개선하는 것이 중요해졌습니다.
투명 래커층이 보호층으로 작용하기 때문에 내부 색상 페인트는 이전처럼 두껍게 칠할 필요가 없으며, 장식 목적으로는 매우 얇게만 칠해도 됩니다. 또한, 래커층에는 자외선 흡수제가 첨가되어 투명층과 프라이머의 안료를 보호함으로써 프라이머와 색상 페인트의 수명을 크게 연장시켜 줍니다.
초기 도장 기술은 비용이 많이 들어 일반적으로 고급 모델에만 사용되었습니다. 또한, 투명 코팅의 내구성이 떨어져 금방 벗겨져 재도장이 필요했습니다. 그러나 이후 10년 동안 자동차 산업과 페인트 산업은 코팅 기술을 개선하기 위해 노력했으며, 비용을 절감했을 뿐만 아니라 투명 코팅의 수명을 획기적으로 향상시키는 새로운 표면 처리 기술을 개발했습니다.
점점 더 놀라워지는 페인팅 기술
미래 코팅의 주류 발전 추세로 업계 일각에서는 무도장 기술을 꼽습니다. 이 기술은 이미 우리 생활 곳곳에 스며들어, 일상용품부터 가전제품에 이르기까지 다양한 제품의 외관에 적용되고 있습니다. 사출 성형 과정에서 나노 수준의 금속 분말을 해당 색상에 맞춰 첨가하여, 도색이 전혀 필요 없는 선명한 색상과 금속 질감을 가진 외관을 직접 구현함으로써 도색으로 인한 오염을 크게 줄였습니다. 이러한 기술은 자동차의 트림, 그릴, 사이드미러 커버 등에도 널리 사용되고 있습니다.
금속 분야에서도 유사한 원리가 적용되는데, 이는 미래에는 도색 없이 사용되는 금속 소재에 공장에서부터 보호층이나 색상층이 이미 입혀져 있을 것이라는 의미입니다. 이 기술은 현재 항공우주 및 군사 분야에서 사용되고 있지만, 민간용으로 보급되기에는 아직 멀었으며, 다양한 색상을 제공하는 것도 불가능합니다.
요약붓에서 스프레이 건, 로봇에 이르기까지, 천연 식물성 페인트에서 첨단 화학 페인트에 이르기까지, 효율성 추구에서 품질 추구, 그리고 환경 보건 추구에 이르기까지, 자동차 산업의 도장 기술 발전은 멈추지 않고 있으며, 기술 수준은 점점 더 높아지고 있습니다. 과거 붓을 들고 열악한 환경에서 작업하던 도장공들은 오늘날 자동차 도장 기술이 이처럼 발전하고 앞으로도 계속 발전할 것이라고는 상상도 못 할 것입니다. 미래는 더욱 친환경적이고, 지능적이며, 효율적인 시대가 될 것입니다.
게시 시간: 2022년 8월 20일
