早年，自行車工件以鋼鐵件為主，要經(jīng)過除油、除銹、磷化、鈍化等工藝。除油、磷化主要是含磷物質(zhì)，除銹主要為酸洗，采用鹽酸或硫酸工藝。捷安特在前處理方面的環(huán)保歷程經(jīng)歷了幾個階段，先是酸洗時使用緩蝕酸霧抑制劑，降低了酸霧的排出量，針對排出的酸性氣體，再經(jīng)過堿性噴淋水洗塔中和后排放。其次對于鈍化處理，采用弱堿性含磷物質(zhì)代替了六價鉻鈍化劑，消除了六價鉻的重金屬污染。再其次，針對磷化，采用低溫、常溫磷化，在配方里增加絡(luò)合劑減少了沉渣的形成，不對磷化槽進(jìn)行整體排放。再就是采取每隔一段時間將上層清液抽岀，清理掉磷化槽的沉渣后再把上層清液打回補加藥劑的方式，減少整槽藥劑的排放對水的污染。脫脂劑采用無磷脫脂劑，減少了含磷廢水的排放。近些年，鋯系與硅烷藥劑的興起，捷安特也對此進(jìn)行了積極探索與研究，采取硅烷鋯鹽復(fù)合皮膜工藝，先后解決了硫酸酸洗后皮膜耐蝕性差、易返銹以及工件接觸點生銹的問題，將硅烷鋯鹽復(fù)合皮膜顏色也做到了與常溫磷化類似的灰白色，噴漆后復(fù)合防銹效果達(dá)到基本一致。鋼鐵工件的前處理采用無磷脫脂、硫酸+緩蝕抑霧劑+噴淋水塔、硅烷鋯鹽復(fù)合皮膜工藝，為無磷、無氮、無輅、少酸霧的環(huán)保工藝。鋼鐵件前處理工藝如圖1。

圖1 鋼鐵件前處理工藝處理

（1）針對鋁合金工件，同樣也是由初期的阿洛丁六價鉻處理工藝，改為三價鉻工藝，到近些年又改成了硅烷鋯鹽皮膜劑，消除了重金屬鉻的使用；

（2）環(huán)保涂裝工藝，主要方式有粉末涂裝、光固化涂料、高固體份涂料、水性涂料涂裝等。

粉末涂料的優(yōu)點是無VOC排放，物理化學(xué)性能好，可以回收使用，涂料利用率高；缺點是涂裝設(shè)備換色時間長。為發(fā)揮粉末涂料的優(yōu)勢避開劣勢，首先從不需換色的清漆改為透明粉末用起。2002年，捷安特率先導(dǎo)入歐洲應(yīng)用于汽車行業(yè)的低溫（160℃固化）丙烯酸透明粉末代替溶劑型清漆，在流平性、豐滿度上都有較大貢獻(xiàn)。限制其大量使用主要是自行車的標(biāo)紙大多是內(nèi)貼標(biāo)，要在貼標(biāo)后再噴透明粉末，一般的油墨耐烘烤性不夠，會變色，需要對整個貼紙的油墨體系進(jìn)行更改，另外一個因素就是丙烯酸透明粉末涂料高昂的價格，高出普通涂料5倍以上的成本。

2004年，采用底色粉末涂料+油性金油組合的工藝，避開貼紙不耐烤的特點，與國際知名品牌聯(lián)合開發(fā)適合于自行車行業(yè)的金屬粉末，并用于大量生產(chǎn)的基礎(chǔ)性車種。但是金屬粉末涂料的裝飾性效果，特別是金屬粉的排列效果始終與油漆的金屬質(zhì)感有較大差距，即使用了邦定工藝也還是存在差距。另外，粉末涂料換色時間長也仍然制約了其在自行車行業(yè)的應(yīng)用，換一次色約需40min，而油漆的換色只需要1～2min，粉末涂裝采用兩臺串聯(lián)交替換色（圖2），也要保證一個噴涂批量≥另外一個噴房的換色時間40min。（不超過40min另外一個噴房還沒換完色，仍要等待）。

圖2 串聯(lián)交替換色的粉末涂裝設(shè)備

粉末涂裝工藝適合大批量很少換色的生產(chǎn)，自行車行業(yè)要應(yīng)用的產(chǎn)品也要是能足夠大的訂單（一個顏色訂單量少，換色太頻繁）。還有就是低溫固化，不僅可以減少碳排放，同時可以適合與更多的油漆、貼紙配套。這兩年粉末涂料的金屬裝飾效果、低溫化以及粉末設(shè)備的快速換色工藝精進(jìn)，有很大突破，已經(jīng)有廠家開發(fā)出130℃/20min固化的粉末，30～40μm膜厚的粉末涂料、以及實現(xiàn)10min快速換色，粉末涂料在自行車行業(yè)的應(yīng)用制約會越來越少。

UV固化是最早應(yīng)用于木板行業(yè)的涂裝工藝，其特點是固化速度極快，但耐沖擊性差。傳統(tǒng)涂料設(shè)計為室內(nèi)產(chǎn)品，選擇的樹脂耐候性較差，有完全無溶劑的也有加入一部分溶劑調(diào)整作業(yè)性的。固化需要UV光照射，對工件的形狀有一定的要求，或者對燈管的布設(shè)位置要求較高，要能夠保證噴到漆的地方都照射到才能確保固化完全。近些年有涂料廠家也開始研發(fā)室外型的UV固化涂料，自行車行業(yè)國內(nèi)還沒有報道有使用的，在臺灣有公司在使用。

自行車常用的油性涂料，一般固體分在50%左右，金屬效果要求高的珠銀粉漆在40%左右，稀釋后固體分大多在20%～30%之間。針對底漆與金油，開發(fā)固體分在65%以上的高固體分涂料，減少溶劑含量，從而減少VOC的排放量。80%以上固含的高固體分涂料，研究過程發(fā)現(xiàn)，滿足施工黏度要求的涂料其固化程度不夠，性能達(dá)不到要求，還待持續(xù)研究。

捷安特于2006年開始水性涂料在自行車行業(yè)的應(yīng)用研究。初期開發(fā)了一個底漆，一個面漆，摸索其性能與配方特點。擬定的開發(fā)目標(biāo)是各項性能達(dá)到油漆的標(biāo)準(zhǔn)，與油漆不得有明顯的差異。首先通過手工空氣噴涂確認(rèn)其物理與化學(xué)性能，同時確認(rèn)其貯存穩(wěn)定性，包含原漆的貯存穩(wěn)定性與稀釋后的貯存穩(wěn)定性。自行車涂裝一般為4噴5烤的工藝，見圖3。采用油漆噴涂時大多沒有強制送風(fēng)，為自然進(jìn)風(fēng)、強制排風(fēng)，沒有調(diào)節(jié)空氣的溫度與相對濕度，而是通過調(diào)節(jié)不同季節(jié)的涂料揮發(fā)速度來適應(yīng)環(huán)境溫濕度的變化；流平室沒有預(yù)烘烤，烤爐內(nèi)溫度也沒有分段升溫，而是整個烤爐里空氣溫度基本維持一致。該工藝優(yōu)點為相對運行成本低、但對涂料的施工適應(yīng)窗口要求寬。而文獻(xiàn)資料里提到的水性涂料涂裝條件，要求設(shè)備要不銹鋼材質(zhì)，空氣溫度在（23±2）℃，相對濕度（65±5）%，流平室要60℃左右，烤爐要分段升溫，施工條件要求苛刻，所有這些都將極大地提高自行車涂裝的成本。為此，我們采取了沿用油漆噴涂工藝，預(yù)留改善空間，先調(diào)節(jié)水性涂料施工適應(yīng)性，萬不得已再調(diào)整工藝與硬體設(shè)備的方案進(jìn)行驗證。通過測試及時調(diào)整涂料配方，改善了水性涂料稀釋后易沉淀，噴涂時易起泡、流垂，漆膜耐水性差、光澤度低、膜厚低、耐沖擊性差等問題，施工與物化性能都與油漆相當(dāng)。

圖3 自行車4噴5烤涂裝工藝流程

自行車噴涂，整個行業(yè)采用的都是Ω靜電旋碟噴涂機(jī)噴涂，靜電機(jī)前后用手工補正靜電噴不到的死角部位。比較經(jīng)濟(jì)的靜電高壓控制在90kV，但是傳統(tǒng)靜電機(jī)噴涂水性涂料遇到的第一個問題是靜電高壓打不上去（漏電流保護(hù)），沒有靜電高壓，單靠旋碟的旋轉(zhuǎn)涂料無法霧化，也就無法噴涂。要靜電機(jī)噴涂水性涂料，首先需解決靜電高壓問題。從原理上講，靜電高壓打不上去，就是靜電泄露問題，靜電泄露要通過解決整個涂料噴涂系統(tǒng)的絕緣性，專門在原有涂裝研究室試驗線，進(jìn)行了改裝。通過更改供漆系統(tǒng)的絕緣棒長度、放置涂料桶的絕緣臺、升降桿及從其中穿過的涂料管材質(zhì)、以及專門隔離的供漆系統(tǒng)進(jìn)行測試，經(jīng)過多次改良后，終于使得Ω靜電機(jī)可以正常噴涂水性涂料，并于2014年正式改裝兩條底涂線進(jìn)行中試，見圖4。

圖4 自行車單層涂裝工藝流程

這條中試線也沒有增加特殊的車架預(yù)熱工藝、預(yù)烘干工藝，也沒有溫濕度調(diào)節(jié)，所有條件維持與溶劑型涂料一樣。烘烤條件為（115-120℃x20～30min）。經(jīng)過2a的試驗，以及對涂料的多次改良，使得水性涂料底漆能夠在各項性能上與溶劑型涂料一致，且也可以在較寬的溫濕度范圍內(nèi)施工。冬天加水約20%，巖田NK-2黏度杯測黏度在40～60s，夏天加水約30%，黏度在25～35s之間，空氣相對濕度只要在80%以下即可，吐出量根據(jù)空氣相對濕度進(jìn)行微調(diào)，相對濕度大吐出量稍微降低，相對濕度小時吐出量適當(dāng)調(diào)高，影響最大的是空氣相對濕度，其次為溫度，但是溫濕度范圍可以比文獻(xiàn)資料里的放寬很多。而余熱及流平預(yù)烘烤沒有的情況，也可以噴涂等。

2016年，捷安特按照前期中試的經(jīng)驗，對涂裝生產(chǎn)線進(jìn)行技改，設(shè)計7條完整的4噴5烤水油兩用的生產(chǎn)線，水性涂料與溶劑型涂料可以隨時切換，工藝條件完全一致。比原來增加了涂料間的溫度與相對濕度控制，溫度在15～30℃之間，相對濕度在80%以下，線速2～3m/min，流平時間10～15min，底中面涂烘烤固化條件為115℃/20min，清漆的烘烤固化條件為125℃/20min。水油共用的工藝，也為涂料的油轉(zhuǎn)水爭取了寶貴的開發(fā)時間，經(jīng)過2a時間的開發(fā)，已經(jīng)開發(fā)完成15個底漆，211個面漆顏色，3個清漆，用量超80%的水性化，預(yù)計2019年將實現(xiàn)全水性目標(biāo)。

圖5 水性涂裝4噴5烤工藝流程圖

對于自行車涂裝的環(huán)保工藝，前處理采用無磷脫脂、酸霧抑制劑、硅烷鋯鹽皮膜，無鉻鈍化等工藝，減少對空氣污染與對水的污染。噴涂工藝部分，主要發(fā)展為高固體分涂料、水性涂料、低溫固化粉末涂料+液體金油幾種，不同的產(chǎn)品定位，不同的訂單模式，可以采取不同的環(huán)保涂料與涂裝工藝。這些摸索與實踐對行業(yè)的相關(guān)技術(shù)改造具有借鑒意義