外観面のあるアルミ押出材、接地接続を持つ筐体、摺動穴のあるブラケット、長年日光にさらされる外装材では、それぞれ表面処理の考え方が異なります。図面をお送りいただく際は、色以外にも、電気接点、処理後にはめあいが必要な寸法、外観面、治具掛けが許容される位置を記してください。これらの情報が、表面処理を具体的にご相談する出発点になります。

選定マップの使い方：機能から絞り込み、サンプルで承認する

6つの機能、候補となる処理方法、サンプル確認項目を示すアルミ表面処理の選定マップ
図1：アルミ表面処理の選定。用途を明確にし、処理の候補を絞り、処理後のサンプルを承認します。各カードの確認項目を、図面注記やサンプルの合否判定に活用してください。 画像を選択すると拡大表示できます。
  • 01–02：金属らしい外観、または特定面の摩耗対策。アルミの質感を見せるなら一般的な陽極酸化を、摩耗条件が明確な摺動接触には硬質陽極酸化を検討します。合金と色の許容範囲、治具跡、穴径、実際の相手部品との摩耗を確認します。どちらも膜厚だけでは選べません。[1][2][9]
  • 03–04：下地を隠す色、または浸漬に適した形状。粉体塗装と電着塗装は、異なる塗布方法で有機皮膜を形成します。アルミの前処理、塗料、硬化条件を確認し、マスキング、端部、組立時のはめあい、後工程の上塗りもチェックします。電着塗装では、選定したシステムで対応する色も確認してください。[4][6][8]
  • 05–06：日光を受ける建築部材、または電気接点。指定した耐候性等級を基準に、適切な液体塗装や粉体塗装を含むシステム全体を比較します。接地接続では、接触部の処理を指定し、完成した組立品の抵抗を測定します。フッ素樹脂塗装と化成処理は、目的が異なります。[3][7][8]

6つのカードは検討の出発点であり、併用できる方法もあります。たとえば筐体の外観面には意匠用の塗装を施し、接地接触部には局所的なマスキングや指定処理を行えます。処理後のはめあい、承認サンプル、合格品1個あたりの総コストを比較して選んでください。以下の表に、各方法の確認事項をまとめます。[2][3][4]

図面や写真に記す5つの条件

  1. どこで使いますか。屋内・屋外の環境、湿気、塩分、使用する洗浄薬品の名称を伝えてください。処理名だけでは耐食性能は決まりません。
  2. どの面が見えますか。希望する金属の質感や下地を隠す色、ヘアラインの方向、許容できる治具掛け位置、色の許容範囲を示してください。
  3. どの面で接触・はめあいが必要ですか。接地などの電気接点、伝熱接触面、ねじ、穴、位置決め面、シール面を囲んでください。酸化皮膜や有機皮膜は、その部分の機能やすきまに影響します。
  4. 何がこすれますか。取り扱い時の跡や組立時の擦り傷と、連続した摺動を区別してください。「硬い」という表現だけでは摩耗の仕様になりません。
  5. どのアルミ材ですか。合金、調質、製品形状、溶接部、先行する切削・成形工程を伝えてください。陽極酸化では、素地や溶接部の違いが表面に現れることがあります。外観合わせが重要な場合は、実際の材料と工程を代表する条件で限度見本を作ります。[1][2]

6つの方法を比べる前に、処理名の意味を整理する

陽極酸化と化成処理は表面の形成方法を示します。粉体塗装と電着塗装は有機塗膜の付着方法を示します。「フッ素系」は通常、樹脂系統を指し、液体塗料のほか高性能なフッ素樹脂粉体塗料もあります。見積もりを比較する際は、樹脂、前処理、性能等級を特定し、各案が同じ要件を満たす条件にそろえてください。[1][3][4][6][7][8]

陽極酸化はアルミ表面を酸化物に変えます。化成皮膜は処理薬品と素地の反応によって形成されます。粉体・液体・電着塗装は、前処理を施した表面に有機塗膜を付加します。形成の仕組みによって、外観、電気特性、寸法、補修への影響が異なるため、部品の使用条件に対して処理全体を比較してください。[1][2][3][4][6]

ヘアライン加工、ブラスト、研磨は、それぞれ質感、反射、手触りを調整し、その後の処理に向けた下地加工にも使われます。これらだけでは最終的な保護性能は指定できません。方向、粗さ、洗浄、後続処理を定めてください。[1][2]

6つの表面処理：検討する場面と確認事項
処理方法検討する理由承認前の確認事項
一般的な陽極酸化（硫酸陽極酸化など）アルミの外観を生かしながら保護酸化皮膜を形成。無着色・染色が可能合金と下地処理、色の許容範囲、封孔、治具跡、はめあい、電気接点 [1][2][9]
硬質陽極酸化特定の面に耐摩耗性のある酸化皮膜が必要な場合。実際を代表する摺動条件などで評価膜厚、実際の摩耗条件、角部や穴内の皮膜形成、処理後寸法。最も厚い皮膜が最適とは限らない [2]
粉体塗装下地を隠す色、または指定する耐候性等級に対応した有機塗膜アルミの前処理、粉体塗料の樹脂と顔料、硬化、膜厚、端部被覆、マスキング、処理後のはめあい [4][8]
電着塗装（e-coat）適した形状のアルミ部品に、塗料槽から有機塗膜を析出させる。下塗りまたは対応する上塗りに使用実際の素地と前処理、塗料液の入りやすさ、樹脂、対応色、硬化、後工程の上塗り、必要な環境耐性 [6]
フッ素樹脂塗装（建築用PVDFなど）日光を受ける建築用パネルや押出材に、指定の色保持性・耐チョーキング性・付着性が必要液体または粉体のシステム、下塗りと上塗り、アルミの前処理、適用規格、使用環境、保守 [7][8]
化成処理防食、塗装下地、または低い電気抵抗が求められる指定接触部適用仕様、タイプとクラス、後続塗装、組立条件での接触抵抗、耐食性確認 [3]

金属らしい外観には、陽極酸化と素地の仕上げから検討する

陽極酸化は素地の質感を反映するため、深い傷や溶接跡が残って見えることがあります。下地処理で粗さが変わり、合金、材料ロット、溶接部によって色も変わります。[1][2] 隣り合うパネルの外観を合わせる場合は、実際の合金と調質を代表する材料で承認サンプルを作り、外観面を指定して色の許容範囲を決めてください。ご希望の外観は写真でお伝えいただき、色と質感は現物サンプルで確認します。

「無着色」「黒色」は外観の表現です。陽極酸化の種類、膜厚、封孔、合否基準も定める必要があります。[1][2]

摩耗対策には、実際の相手部品と硬質陽極酸化を評価する

硬質陽極酸化は、指定面に比較的厚く耐摩耗性の高い酸化皮膜を形成できます。部品への適合性を評価するには、相手材、潤滑、荷重、動き、許容摩耗量、検査方法を示し、代表的なサンプルで比較します。Type III皮膜は寸法への影響が大きく、複雑な流路や鋭い角部では均一な結果を得にくくなります。[2] 薄肉部や精密穴では、実際の形状、治具掛け、測定位置に特に注意してください。

接地や塗装下地には、接触部と化成処理の仕様を定める

接地する筐体では、座金やコネクタが部品に接する位置を記してください。通常の陽極酸化皮膜や有機塗膜は導通を妨げることがあるため、局所マスキングまたは適切な接触部処理を定め、完成した組立品で抵抗を測定します。適用する化成処理仕様がこの分類を用いる場合、Class 3は防食と低い電気抵抗を両立するための区分です。化成処理は塗装プライマーの下地にもなります。組立品に適用する仕様、処理、接触圧力を確認してください。[3]

六価クロムを使用しない処理が必要な場合は、適用法規と製品要件を図面に添えてください。選定した薬品がそれらの要件を満たし、目的とする防食、塗装下地、電気接点の機能に適していることを確認します。[3]

色や屋外耐候性には、塗装システム全体を比較する

粉体塗装では、一般に帯電させた粉体を付着させ、製品仕様に従って硬化させます。液体塗装にも固有の塗布条件と硬化条件があります。[4] アルミでは、洗浄と前処理、塗料の化学系、膜厚範囲、マスキング、治具跡、硬化工程が組付け済み部品に与える影響、完成品の耐食基準を比較します。屋外用では、色とともに使用環境と耐候性要件を指定してください。適切な高耐候性粉体塗装と建築用PVDF液体塗装は、いずれも厳しい建築用塗装等級に対応できます。[7][8]

脱脂と洗浄は前処理の一部です。付着性は、その後のアルミ前処理、塗料、硬化にも左右されるため、必要な付着性試験と合否基準を表面処理仕様に含めてください。[4][6]

電着塗装では部品を塗料槽に浸し、電界を使って有機塗膜を析出させます。配合により下塗り、または対応する上塗りとして使われます。電着塗装ラインは通常、特定の塗料と色で運用されます。別の色が必要なら、適合する液体塗料や粉体塗料を上塗りできます。提案するシステムについて、アルミへの適合性、塗料液の入りやすさ、前処理、塗料、硬化、耐候性要件を確認してください。[6]

建築用PVDF液体塗装は一般に、アルミの前処理、プライマー、着色塗膜で構成され、一部の色ではクリヤー塗膜も必要です。AAMA 2605を指定する案件では、屋外での色保持、チョーキング、光沢など、要求基準に対する候補システムの試験根拠を比較します。適合するシステムには、適切なPVDF液体塗装や高性能フッ素樹脂粉体塗装があります。使用製品、素地調整、塗装条件を具体的に確認してください。[7][8]

清掃のしやすさが要件の場合は、想定する汚れ、清掃方法、許容できる残留物を明確にして、代表的な塗装サンプルを評価してください。

粉体・液体・電着の塗膜は金属の質感を覆い、穴、ねじ、重なり部分のすきまを狭めることがあります。ねじ部で接地経路を確保する場合は、マスキングの要否と完成した組立品の試験方法を処理計画に記載してください。仕様を定めていないねじが、毎回確実に塗膜を破って導通するとは考えないでください。

処理後に必要な機能寸法から決める

穴径の計算：処理前10.000 mm、各壁から穴内側への成長量を0.008 mmと仮定し、理論上の処理後穴径は9.984 mm
図2：壁の変化は説明のため誇張しています。リングと穴は実際の比率ではありません。処理後の穴径を先に指定し、選定した工程とサンプル測定から加工代を決めてください。 画像を選択すると拡大表示できます。

酸化皮膜の総厚さと、元の表面からの成長量を区別してください。陽極酸化ではアルミの一部が消費されると同時に皮膜が外側へ成長するため、総膜厚がそのまま片面の寸法増加になるわけではありません。計算例として、処理前の穴径を10.000 mmとします。選定した合金と処理で、各穴壁から穴の内側への成長量を0.008 mmと仮定します。前処理のエッチング、被覆のばらつき、測定誤差を無視すると、理論上の処理後穴径は10.000 − 2 × 0.008 = 9.984 mmです。0.008 mmは説明用の仮定値です。実際の加工代は、選定した工程と代表サンプルの測定結果から決めてください。[1][2]

粉体・液体・電着塗装は材料を付加します。穴の両側の壁に塗膜が付く場合、穴径は両壁の実際の膜厚の合計分だけ小さくなります。凹部、角部、端部の付着量は平板と同じとは限らず、平板の公称膜厚をすべての形状に適用することはできません。まず穴、ねじ、摺動面、シール部の処理後機能寸法を定め、その後にマスキング、加工代、工程順序を検討してください。[2][4][6]

図面には処理仕様、必要膜厚、測定位置を記載してください。硬さが重要な場合は、適用する試験方法と測定位置も含めます。選定した合金と処理による寸法変化を確認し、代表部品の機能部位で検証してください。[1][2][3][4]

合格品1個あたりの総コストを比較する

意味のあるコスト比較には、材料、外観、使用環境、重要寸法、予定ロット数、合否要件をそろえる必要があります。下地処理、塗装または化成処理、マスキング、治具掛け、色替え、硬化、検査、梱包、手直しを含め、ご要求を満たす合格品1個あたりのコストを比較してください。最小ロット料金、複雑なマスキング、外観不良率によって、どの方法が安くなるかは変わります。予定発注数量と重要な表面処理要件をお伝えいただければ、これらを合わせて検討できます。

建築用押出材では、同じ使用環境等級で指定塗装システムを比較します。規格や保証が必要な案件では、対象製品、外観面、環境、保守条件を確認してください。必要な使用寿命は、実験室や屋外での試験暴露期間と分けて評価します。[6][7][8]

4つの部品では、最初に選ぶ方法はどう変わるか

  • 屋内の外観用アルミパネル・押出材：金属の質感を見せる場合は、予定する合金と下地処理で陽極酸化サンプルを作ります。色の許容範囲、治具位置、外観面を記録します。均一で下地を隠す色が必要なら、必要なアルミ前処理を含めて、適切な粉体・液体・電着塗装を比較します。[1][2][4][6]
  • 接地ねじのあるアルミ筐体：意匠用の表面処理を選ぶ前に、電流経路と実際の接触面を描いてください。接触部をマスキングするか、指定の化成処理を行うかを決め、最終的な締結条件で接触抵抗を測定します。[2][3]
  • 精密な摺動穴を持つアルミブラケット：処理後の穴径、相手部品、動き、摩耗要件を示します。そのうえで硬質陽極酸化、穴のマスキング、工程順序の変更を検討します。耐摩耗性に加え、皮膜の被覆状態と処理後のはめあいを確認してください。[1][2]
  • 日光を受ける建築用押出材：希望する外観、清掃と保守、許容する色・光沢の変化、塗膜の性能仕様を定めます。そのうえで実際の使用環境に対し、適した建築用粉体塗装とPVDFなどのフッ素樹脂塗装を比較します。[7][8]

いずれの部品でも、評価条件を実際の環境に合わせます。ASTM B117による塩水噴霧試験は、試験片と評価条件を合意した場合に相対的な情報を得るために使えます。試験片の準備、試験時間、不合格基準を定め、想定環境と合わせて結果を評価してください。一般に、塩水噴霧の時間数だけを自然環境での使用年数に換算することはできません。[5]

図面と部品の用途をHARVLANDにお送りください

部品の用途と予定数量を添えて、図面・スケッチ・写真をお送りください。可能な範囲で、外観面、厳密なはめあいが必要な箇所、電気接点、摩耗部を記してください。処理仕様やサンプルがあれば併せてお送りいただけます。合金、色、処理方法が未決定の場合は「要確認」と記載してください。これらの情報をもとに、処理の候補、前処理、マスキング、処理後寸法、サンプルの確認事項をご相談できます。