塗装・表面処理

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表面処理

アルミニウムはもともと美しい地肌とすぐれた耐食性を持っている金属ですが、さまざまな表面処理を施すことによってこれらの特性をさらに高めたり、新しい特性を付加したりすることができます。

アルミニウムの表面処理方法として、代表的なものに陽極酸化皮膜処理、着色、塗装、機械的表面処理、化成皮膜処理、光輝皮膜処理(光沢処理)、ほうろう、めっきなどがあります。またイオンプレーティング、スパッタリングなどの新しい技術が開発されています。

表面処理の写真

塗装

アルミニウムコイルに塗料(ポリエステル系、アクリル系、エポキシ系、フッ素系など)を連続的に焼付けしたアルミニウム塗装板(カラーアルミと呼ぶ)のほか、成形加エの前あるいは後に塗装するアルミニウム缶、アルマイト下地に塗装するアルミニウムサッシ、ブラインド、建材などが代表的です。なかでもカラーアルミは、屋根や外壁などの建材の他、車両、各種機器などに用途が拡大しています。

塗装の図

表面機能化処理

アルミニウムの表面処理は、従来おもに装飾性や耐食性を高めるために行われていました。しかし最近になってエレクト口ニクス、その他の先端技術分野のニーズに対応し、すぐれた機能を持たせる表面機能化技術が開発されています。これは陽極酸化皮膜処理や化成皮膜処理、めっきなどの技術を応用して機能性皮膜を生成しようとするものです。 機能性皮膜が持つ機能としては、耐摩耗性や耐食性などの特性のほか、機械部品を作動しやすくするための潤滑性、磁性、電気伝導性、発光特性などがあげられます。

陽極酸化皮膜処理

「アルマイト」の名でも知られるアルミニウムの陽極酸化皮膜処理は、わが国が誇る世界的な技術です。
アルミニウムは活性な金属であり、大気中では酸素と結合して自然に表面に薄い酸化アルミニウムの皮膜を形成します。この酸化アルミニウムは、それ以上変化しないという性質を持っているので、内側のアルミニウムを保護する役目をもち、そのために、一般にアルミニウム二ウムが腐食しにくいといわれるわけです。

自然に生成する酸化皮膜はたいへん薄いものですが、人エ的に厚くて強固な酸化皮膜をつくる電気化学的表面処理が、陽極酸化皮膜処理です。実際には、電解液(酸液)の中にアルミニウム製品を入れ、これを陽極として弱い直流、交流または、交直流の電流を流すと、表面に酸化皮膜が形成されます。この時、電解液の種類・温度・電流密度などの条件やアルミニウム合金の種類をいろいろに組合せることによって、シルバー、ゴールド、アンバー、黒などの色を出したり(発色・着色)、より硬い皮膜をつくることもできます。

酸化皮膜の表面には、たくさんの小さな穴(直径0.01~0.05µm、60~800個/µm2)があいています。これを圧力容器に入れて、蒸気を吹込み圧力を加えるか、または、ふっとう水の中に入れて、穴の表層部に水酸化アルミニウムを形成させて穴を密閉し表面をなめらかにします。このことを封孔処理といい、このとき染料を穴にしみ込ませて着色することもできます。
なお、アルマイトにおける着色方法として交流電解着色法や、自然発色法などがあります。

機械的な表面仕上げ

機械的な表面仕上げ方法としては、エンボス加エ、表面ダル(くもり)加エ、ショットブラスト、バフ研摩、バレル研摩などがあります。とくにエンボス加エは、建材や装飾材としてよく用いられます。またレーザーを用いた表面ダル加エは、自動車のボディパネルなどに使用されています。