アロジンコーティング／ケミカルフィルム：アロジンコーティングとは？

アロジンコーティングとは？

アロジンコーティングは、ケムフィルムまたはクロメート化成皮膜とも呼ばれ、アルミニウムに施される化学処理です。アルミニウム部品に保護シールドを形成します。主な目的は、時間の経過とともに金属部品を弱くする腐食を防ぐことです。さらに、塗装のための下地処理にもなります。 その他の仕上げ 接着力を向上させることによって。

コーティング液には通常、金属表面と反応するクロム酸塩が含まれている。その他の成分としては、フッ化物、リン酸塩、酸などがある。これらの化学物質が保護層を形成し、金属と強固に結合する。

従来のアロジンは六価クロムを含んでおり、優れた保護性能を発揮するが、環境上の制約がある。新しいバージョンでは、3価クロムやその他の代替品を使用し、優れた保護性能を発揮しながら環境への影響を低減している。

アロジンはアルミニウム表面とどのように反応するか？

アロジンをアルミニウムに塗布すると、化学反応が起こります。溶液中のクロム酸塩がアルミニウムと反応し、薄い保護層を形成します。この層は酸化アルミニウムとクロメート化合物で構成されています。金属表面と強固に結合し、水分や塩分などの環境要因に対するバリアを形成します。

変換プロセス中

1. アルミニウム表面はクロメート・イオンに電子を与える。
2. これにより、六価クロム（Cr6+）が三価クロム（Cr3+）に還元される。
3. 還元されたクロムはアルミニウムや酸素と複合化合物を形成する。
4. これらの化合物はゲル状の構造を作り、それが固化して薄いフィルムになる
5. 最終的なコーティングの厚さは、通常0.00001″から0.00003″の間です。

その結果、金から虹色に輝く黄色の膜は、薄くても効果的な保護膜となり、部品の寸法を大きく変えることなく腐食を防ぐ。

アロジンクロメート化成コーティングの種類

アロジンコーティングには、さまざまな要件を満たすためにさまざまな種類があります。軍用規格MIL-DTL-5541は、これらのコーティングの規格を定め、その組成と性能に基づいて分類しています。

MIL-DTL-5541 規格 (TYPE I)

タイプIアロジンコーティングは六価クロム（Cr6+）を含有し、クロメート化成皮膜の中で最高レベルの耐食性を提供します。主な特徴は以下の通り：

• 六価クロムを含む。
• 耐食性に優れている。
• 一般的には、ゴールドや虹色の仕上がりになる。

タイプIは、性能に妥協が許されない重要な航空宇宙用途や軍事用途で頻繁に指定されている。環境への懸念にもかかわらず、その実証済みの保護能力と自己修復特性により、多くの高信頼性システムの標準となっている。

MIL-DTL-5541 規格 (TYPE II)

タイプIIアロジンコーティングは、六価クロムに関連する環境と健康への懸念に対処するために開発された。これらのコーティングは通常、3価クロム（Cr3+）をベースとするか、完全にクロムを含まない。特徴は以下の通り：

• 三価クロムを含む。
• 耐食性に優れている。
• 多くの場合、透明かわずかに青い仕上がりになる。

タイプIIコーティングは、多くの用途に十分な保護を提供しながらも、より持続可能な慣行へ向けた業界の動きを象徴しています。商業用電子機器、自動車部品、環境コンプライアンスが優先される要求の低い航空宇宙用途で一般的に使用されている。

アロジンコーティングの利点

アロジンコーティングにはいくつかの重要な利点があり、金属部品の保護と強化のための一般的な選択肢となっています。ここでは、その利点について詳しく見てみよう：

耐腐食性

アロジンコーティングの主な利点のひとつは、腐食を防ぐ能力です。アロジンコーティングの過程で形成される薄い保護層は、水分や塩分、その他の環境要因に対するバリアとなります。

塗料密着性

アロジンコーティングは、塗料やその他の仕上げ材の密着性を高める表面を作ります。これにより、過酷な条件下でも塗料の密着性が向上し、長持ちします。

電気伝導性

他のコーティングとは異なり、アロジンは金属の導電性を維持します。これは、電子部品や航空宇宙用途で特に重要です。

薄層

アロジンコーティングは金属表面に薄い層を加えるだけで、通常は数ミクロンの厚さです。そのため、航空宇宙産業や自動車産業など、重量が懸念される用途に最適です。

課題と限界

アロジンコーティングには多くの利点がある一方で、一定の課題や限界もあります。これらを理解することで、十分な情報を得た上で決断を下し、潜在的な問題に効果的に対処することができます。

六価クロムの毒性

アロジンコーティングの多くには六価クロムが含まれており、適切に取り扱わなければ健康や環境に悪影響を及ぼす。

主要な問題:

• 吸い込んだり、皮膚から吸収されると作業者に有害である。
• 正しく廃棄しなければ、水や土壌を汚染する可能性がある。

なぜ重要なのか:

• 厳重な安全対策と保護具が必要。
• 適切な廃棄とコンプライアンスにかかるコストが増加する。

より安全な代替品に向けた規制と業界動向

六価クロムの危険性から規制が厳しくなり、多くの産業でより安全な代替品への移行が進んでいます。

主要トレンド:

• 三価クロムベースのコーティング（MIL-DTL-5541のタイプII）を使用する。
• ノンクロメート化成皮膜の開発。

なぜ重要なのか:

• 環境および安全規制の遵守を確保する。
• 健康リスクと環境への影響を低減する。

アロジン処理と陽極酸化処理の違い

アロジンコーティングと 陽極酸化処理 は金属表面の保護に使用されるが、そのプロセス、特性、用途は異なる。ここでは、その主な違いを分かりやすく説明する：

プロセス

アロジンコーティングは化成処理である。クロメートなどの化学溶液を金属表面に塗布する。これにより、化学反応によって薄い保護層が形成される。

陽極酸化は、電流を利用して金属表面に厚い酸化皮膜を形成する電気化学的プロセスである。この工程では通常、金属は酸の電解質浴に浸される。

厚さ

アロジンコーティングは、通常数ミクロンの薄い層を形成する。このため、金属の重量は最小限に抑えられ、軽量な用途に最適です。

陽極酸化処理では、5ミクロンから25ミクロン以上の厚い層が形成される。これは、より優れた耐久性を提供する一方で、アロジンよりも重量が増加します。

外観

アロジンコーティングは通常、金色、精密、または虹色の仕上げになります。金属の外観を大きく変えることはないため、美観を二の次にする用途に適している。

使用する染料によって、アルマイト加工は幅広い色を作り出すことができる。そのため、特に建築製品や消費者向け製品の装飾仕上げによく使われる。

耐腐食性

アロジンコーティングは耐食性に優れ、湿気や塩分に適度にさらされる環境に適している。

酸化皮膜が厚いため、アルマイト処理は優れた耐食性を提供します。海洋や工業など、より過酷な環境に適しています。

電気伝導性

アロジンコーティングは金属の導電性を維持します。そのため、電子部品やアース用途に適しています。

陽極酸化処理は、酸化皮膜が絶縁体として機能するため、導電性を低下させます。導電性が要求される用途には不向きです。