表面処理
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電気めっき

 電気めっきとは、電解溶液中で品物を陰極として通電し、表面にめっき金属を析出させるもので、装飾、防錆、機能とさまざまな目的に応じて比較的安価に適切な金属皮膜を付与できるため、自動車や音響、航空機、通信機、コンピュータから装身具、雑貨に至るまで広い用途に供されている。

主な電気めっきの種類
銅めっき 銅は、酸素を含んだ水に簡単に侵され、亜酸化銅として腐食する。従って、装飾めっき分野では銅単独で用いることは殆どない。ニッケルあるいはニッケルクロムめっきの下地めっきとして利用される。一方工業用の銅めっきは、その電導性及び均一電着性の特性を活かし、広く利用されている。
ニッケルめっき ニッケルは、極めて有用な金属である。空気や湿気に対して鉄よりはるかに安定であることから、装飾、防食の両面に利用されている。但し、めっきの表面は空気中でわずかに変色するため、美観の付与と保持に役立つクロムめっきをして仕上げる場合が多い。ニッケルの厚めっきは、肉盛りや電鋳以外にも適度の硬さや耐食性がかわれ、多くの工業的用途がある。
黒色ニッケルめっき 主として装飾用である。銅や黄銅めっきの上に黒色ニッケルめっきを行う。また部分的にバフ研磨して銅の色調や黄銅の色調に黒を加味した、いわゆる古美仕上げは、家具金物や照明器具等に広く利用されている。
クロムめっき クロムは、磨くと高度の光沢が得られ、また硬さが大であり耐磨耗性、耐食性、耐熱性、密着性が良く、広く工業用に利用されている。めっきの最上層に施される薄いクロムめっきは、装飾用の光沢めっきであり、特有の深みを有する色調が、あらゆる部品の最終仕上げとして利用されている。
黒色クロムめっき 漆黒調の皮膜が得られる代表的なめっきである。色調やつやは、めっき浴組成や電着条件によっても異なるため、各工場で微妙に異なる場合が少なくない。耐磨耗性に乏しいため、摩擦を伴う部品には不向きであるが、耐食性は大で塗装など他の黒色化に比べて、もっとも耐久性のある皮膜が得られる。装飾以外の目的で利用される場合はその光的、熱的特性が活用される。代表的なものはソーラーシステムの太陽光選択吸収パネル、他に放熱板や、精度の必要な機械部品等に利用される。
工業用(硬質)クロムめっき 多くの機械的特性を持つ代表的な工業用めっきである。使用目的が装飾以外のもので比較的厚い(JISでは5μm以上規定)めっきをいう。素地に直接、密着性の良い分厚いめっきを均一に施す、というのが要求される基本的条件である。そのため、めっき前後の工数を多く煩わすものとなる。
亜鉛めっき 亜鉛めっきは、主に鉄素地の錆止めに広く用いられる。めっき後のクロメート処理によって亜鉛表面の耐食性が増し、外観の美しさが備わる。
カドミウムめっき カドミウムは、電極電位が鉄に一番近い、耐薬品性が大きい、はんだ付け性が良い等の特性から多くのめっき用途を持った金属であるが、毒性が強く排水に入るカドミウムに厳しい規制が設けられた為、他のめっきに代えざるを得なくなった。現在では限られた用途のみ使用され、事業所も限定されてしまっている。現行部品についてはその代替の検討が続けられ、アルミのイオンプレーティングや、亜鉛ニッケル合金めっき等の報告がある。
錫めっき 近年になって酸性浴の有機光沢剤が開発され、光沢性、はんだ付け性、防食性の優れた光沢めっきが得られるようになってからは、電子部品のめっきに注目されている。
金めっき 金は、耐腐食性、耐酸化性、電気、熱の良導体、低接触抵抗を兼ね備えている唯一の金属である。金めっきは、産出量の少ない金を最大限有効活用する方法として評価されている。装飾めっきでは多くの場合、金の色調を付与する事が主目的であり、外観に関しては一般に限度見本で行われることが多い。工業用としての金めっきは電子半導体部品を中心に極めて重要な機能的役割を果たしている。
銀めっき 銀の電気伝導性は金属中で最良という物性から、工業用めっきでは電気接点に利用されている。また反射特性や耐食、耐磨耗にも優れているため、きわめて広範囲な分野で利用されている。また古来より尊ばれている銀の色調は装飾品全般で活用され、特に装身具、食器等に利用されている。




黄銅めっき 銅と亜鉛の合金被膜で、合金比率によって金色は赤味から白味に変化する。
ブロンズめっき 銅と錫の合金皮膜で、耐食性が良好で平滑性に富む。錫が基本となると冴えた銀白色ではんだ付け性も良好である。
代用クロム 錫とコバルトの合金皮膜で、クロム色、つきまわりに優れているため、バレルめっきでの量産が可能である。

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無電解めっき

 無電解めっきとは、溶液中での還元反応を利用して、品物の表面にめっき金属を析出されるもので、ごく一部の素材を除き、金属から非金属に至るまで広くめっき可能であり、膜厚精度もきわめて高いため、主に機能を重視した工業的用途に供されている。またプラスチックめっきの下地用として不可欠である。

主な無電解めっきの種類
無電解ニッケルめっき 近年市場が急速に拡大されてきた。複雑な形状に対しても膜厚のムラがなく均一めっき出来る。加えて多くの機能的特性、電気的特性、物理的特性が評価されて、さまざまな分野で利用されている。ニッケルとリン(5〜13%)の合金めっきである。
プラスチックめっき 汎用性から機能性に至るまで、さまざまな特性をもったプラスチックが工業化され、広範囲な用途に供されている。成形技術の急速な発達により、かなり複雑な形状の品物でも量産化が可能なため、軽量化、低コストと相まって、その用途は限りなく広がっている。プラスチックは、塗装やメタリック仕上げ、ホットスタンピング等各種の表面処理や成形技術によって、多彩な外観が付与されているが、プラスチックを金属化(無電解めっき→電解めっき)して、商品価値を飛躍的に向上させうる最適な方法はプラスチックめっきといえる。

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化成処理と着色

 金属をある種の溶液に浸漬し、表面に金属塩皮膜を生じせしめることを化成処理という。化成処理によって着色皮膜を得ることを化成着色(または化学着色)といい、電解による着色(または発色)と区別している。

主な化成処理と着色
クロメート処理 代表的な化成処理法であり、亜鉛めっきにおいては4種類の処理が行われている。それぞれ有色(虹色)、光沢(白色)、緑色、黒色の色を得ている。その他に銀めっき後のクロメート(変色防止用)、アルミニウム上のクロメート(別称アロジン)等がある。また電解によるクロメート処理もあり、近年、ニッケルめっき上の電解クロメートが薄金色皮膜を有するため、装飾用に注目されている。
しかし、6価クロムを主成分とするクロメート処理は、優れた耐食性により広く使用されてきたが、6価クロムは人体への影響や環境汚染の問題が表面化されてきたため、国内外での法的規制により使用禁止スケジュールが決定しており、その対応としての動きが活発となっている。
この対応としては、(1)クロムフリー(クロム化合物を一切含まない)ものと、(2)6価クロムフリー(単に6価クロムを含まないというもので暗黙的に3価クロムを使用)とに区分されている。国内の現状においては、その対応の遅れから6価クロムフリーでの対応が主となり、各メッキ工場において浸透しつつある。
新しい化成処理 めっき皮膜を着色する方法で代表的なものは、亜鉛めっき製品を特殊な染料溶液に浸漬して、種々な色調(12色)を得るというものだが、より金属質感を生かした方法として、ニッケルめっきや銀めっきの上に特殊な硫化物浴で化成処理膜を作成する技術も実用化されている。色調も独特で、浸漬時間の経過と共に金色、赤色、青色に色が変化する。必要に応じ、仕上げにクリアーラッカー等の透明コーディングを施し、耐久性を向上させる。
古美処理 古くから金属器の製作に不可欠の手法として活用されてきたものだが、銅・銅合金の化成着色である。素材表面に硫化物や酸化物の皮膜を形成させる手法で、古銅色や青戻し、鉄錆色、斑朱銅、青銅色等の渋い色調が付与される。
パーカーライジング 鉄などの金属材料をりん酸塩という水溶液に浸漬し、不溶性のりん酸塩皮膜を生成させる。通常と塗装の前処理として行われる。これは表面がりん酸塩皮膜でナシ地になるため、塗料の密着が良くなるためである。
黒染め(四三酸化鉄皮膜) 濃厚カセイソーダに反応促進剤及び染料を加えた水溶液を140度C前後に加熱沸騰させ、前処理(脱脂、脱錆)を終えた鉄鋼製品を浸漬、煮込むことによって四三酸化鉄皮膜を生じさせる。洗浄後、防錆油を塗布するが防錆力はめっきより落ちる。

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キリンス

 錆落しと同時に光沢を出す酸処理法をいう。光沢浸漬法、または化学研磨法ともいう。一般には黄銅製品に使われることが多い。

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溶融めっき

 亜鉛や錫、アルミなどの金属を溶融した中に品物を入れ、それぞれ金属を付着させるもので代表的な例が亜鉛やアルミをめっきした鋼板で比較的大型の構造物やシートに圧膜めっきされる例も多い。電子部品関係では、溶融ハンダもよく利用されている。

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塗装

 方法によって、吹付け塗装、静電塗装、電着塗装、粉体塗装などがあり、いずれも広範囲に活用されている。多彩なカラー化がもっとも容易な技術である。防錆処理としてのダクロメタルも一種の焼き付け塗装。ポイントは焼き付けや紫外線などの硬貨法硬化法にある。

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コーティング

 有機高分子材料やガラス等の無機質材料で金属等を被覆させるもので、流動浸漬、スプレー溶射、静電、吹付けなどがあり、いずれも数10〜数100μmのプラスチック粉末を、(1)金属に付着後、溶融、(2)加熱金属に接触、溶融、(3)半溶融状態でコーティングという方法の単独または、組み合わせで施行されることが多い。

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