カラーアルマイト処理されたアルミシート


カラーアルマイト加工を施したアルミシートは、表面はシンプルな金属に美しいカラー仕上げを施したものです。しかし、その滑らかなパネルの背後には、合金設計、表面化学、および制御された電気の慎重に設計されたシステムがあります。 これらの要素がどのように連携するかは、外観と性能の両方に適したシートを選択するのに役立ちます。また、すべてのカラー陽極酸化パネルが同じではない理由も説明されます。

カラーアルマイト板とは何ですか?

陽極酸化は、アルミニウム上に制御された酸化物層を成長させる電気化学プロセスです。金属の上に塗布されるペイントや有機コーティングとは異なり、陽極酸化処理はアルミニウムの外側表面自体を酸化アルミニウムに変換します。その酸化物は次のとおりです。

  • 下地のアルミニウムよりも硬い
  • 化学的に安定
  • 顕微鏡レベルで自然に多孔質

その気孔を利用したカラーアルマイトシートです。陽極酸化処理後、染料や無機顔料を酸化皮膜に吸収させて封孔します。結果は次のような色付きのサーフェスになります。

  • 金属と一体化
  • 紫外線、傷、腐食に対する高い耐性
  • プラスチックのような外観ではなく、均一で金属的な外観

このため、カラー陽極酸化シートは、耐久性と見た目の品質の両方が重要となる建築のファサード、室内装飾、看板、家庭用電化製品、キッチンやバスルームのパネル、交通機関の内装などに好まれる選択肢となっています。

ほとんどの人は色を純粋に装飾として考えています。陽極酸化アルミニウムの場合、色は実際には酸化物の微細構造を制御することによる副作用です。

  • レイヤーの厚さによって色の深さと彩度が決まります
  • 細孔のサイズと分布は、染料の浸透方法と光の反射方法に影響します。
  • シーリングの化学薬品により光沢レベルと耐汚染性が変化します

高級スピーカー グリルの黒色陽極酸化パネルとエレベーター キャビンのシャンパン パネルはどちらも同じ物理原理、つまり着色剤を含む透明または半透明の酸化物層と光が相互作用する仕組みに基づいています。この角度から見ると、色の選択は特定の酸化物の構造を選択することにもなります。

陽極酸化処理用の代表的な合金と焼き戻し

すべてのアルミニウム合金が装飾陽極酸化によく反応するわけではありません。ベースメタルの化学的性質によって、最終的な色、一貫性、耐食性が決まります。

カラー陽極酸化アルミニウムシートに使用される一般的な合金には次のようなものがあります。

  • 1050 / 1100:
    高純度アルミニウム、優れた陽極酸化反応、明るい天然銀、成形性が重要な装飾的なインテリアパネルに適しています。

  • 3003 / 3004:
    マンガン合金アルミニウム。強度がわずかに高く、色の均一性が良好で、建築パネルや内装クラッディングに使用されます。

  • 5005:
    建築用陽極酸化処理用に特別に開発されたマグネシウム合金アルミニウム。大きなファサード全体に非常に均一な色を提供し、屋外用途によく選ばれます。

  • 5052:
    強度の高いマグネシウム合金。良好なアルマイト仕上げが施されており、自動車の内装や船舶のトリムなど、高品質な外観を維持しながらシートを成形または曲げる必要がある場合に広く使用されます。

  • 6061 (シート/プレート内):
    構造用合金。陽極酸化は良好ですが、色の均一性は 5005 よりも大きく異なる場合があります。純粋に装飾的な均一性よりも強度が優先される場合によく使用されます。

使用される典型的な気性:

  • H14 / H24:
    半硬質の焼戻しにより、ファサードのカセット、形材、クラッディングに適した強度と良好な曲げ性のバランスが取れています。

  • H16 / H18:
    へこみや取り扱いによる損傷に対する耐性が必要な部品には、より硬質な焼戻しが施されています。

  • O (アニール):
    非常に柔らかく、深絞りや複雑な成形が優先され、最高の機械的強度が優先されない場合に使用されます。

  • T6 (6xxx シリーズ用):
    溶液を熱処理し、人工的に熟成させたもの。引き続き目に見える要素となる構造パネルに適した選択肢です。

重要なのは、合金と質を用途に合わせることです。大きな建築表面には均一な色を得るために 5005 H14 が好まれますが、小さな機械加工された装飾部品には精度と強度のために 6061 T6 が使用される場合があります。

最終シートを形成するプロセスパラメータ

カラー陽極酸化アルミニウム シートは、プロセス チェーンに沿って厳密に制御された変数の産物です。いくつかの重要な要素:

  • 前処理
    機械的なブラッシング、研磨、またはブラストによってテクスチャが設定されます。化学エッチングとデスマット処理により、表面の不純物が除去されます。このステップでは、最終的な外観がマット、サテン、ブラシ仕上げ、または鏡面のいずれであるかを定義します。

  • 陽極酸化浴の条件
    電解液:通常は硫酸
    温度: 装飾陽極酸化処理の場合は通常 18 ~ 22 °C
    電流密度と電圧: 特定の酸化膜厚を成長させるように調整

    層が薄い(約 5 ~ 10 μm)ため、内装用途に適した軽くて経済的な仕上がりになります。層が厚い (15 ~ 25 μm 以上) と、屋外または交通量の多い用途での耐摩耗性と耐食性が向上します。

  • 着色
    有機染料: 赤、青、緑、金、青銅、黒などの幅広いカラーパレット。装飾用途に優れ、彩度が高い。
    無機/電解着色: スズまたはその他の金属塩が細孔に沈着し、優れた耐紫外線性を備えた安定したブロンズから黒色の色合いを生成し、ファサードに最適です。

  • シーリング
    熱い脱イオン水、酢酸ニッケル、またはその他の封止化学物質が水和して孔を閉じます。この最後のステップにより色が固定され、耐食性と耐汚染性が劇的に向上します。

各パラメータは調整可能です。彼らは協力して、特定の役割に最適化されたカラー陽極酸化シートの特定の仕様を構築します。

実装基準と品質基準

色、厚さ、耐久性が一貫していることを確認するために、製造と検査は次のような国際規格および地域規格を参照しています。

  • ISO 7599 – アルミニウムおよびその合金の陽極酸化 – アルミニウムの陽極酸化コーティングの一般仕様
  • ISO 2360 – コーティングの厚さの測定 (渦電流法)
  • EN 13523 (複合プロセスが使用される場合の一部のコイルコーティングされたリファレンス用)
  • Qualanod 仕様 – 建築用陽極酸化処理の品質ラベルとして広く評価されており、最小厚さ、シール品質、および試験方法を定義しています。

建築用および装飾用のカラーアルマイトシートの一般的な目標値は次のとおりです。

  • 陽極皮膜厚さ:
    屋内用:約8~12μm
    外装用:約15~25μm

  • シール品質:
    ISO 方法または Qualanod 基準に準拠した酸または染料スポット テストでの重量損失テストによって評価されます。

  • 色の一貫性:
    バッチ間の変動を制御するためにサプライヤーと顧客の間で合意されたΔE しきい値を使用して、CIELAB 空間の分光光度計によって測定されます。

典型的な技術パラメータ

以下は、装飾色陽極酸化処理を施した H14 調質の 5005 など、広く使用されている建築用合金の一般化された特性表です。正確な値はサプライヤーと厚さによって異なりますが、これは現実的な範囲を示します。

機械的および物理的特性 (ベース合金、代表的):

財産代表値 (5005 H14)
引張強さRm145~185MPa
降伏強度 Rp0.2110~145MPa
伸び A505~12%
密度~2.71 g/cm3
弾性率~70GPa
熱伝導率~200W/m・K
熱膨張係数~23 × 10⁻⁶ /K
電気伝導率~30 ~ 35% IACS

陽極酸化皮膜パラメータ (装飾着色仕上げ):

パラメータ代表的な範囲
酸化物層の厚さ8 ~ 25 μm (アプリケーションに依存)
表面硬度(酸化皮膜)~300–500 HV
光沢レベルマットから高光沢(仕様による)
カラータイプ有機染料・電解カラー
耐紫外線性高い、特に電解質
耐食性(中性塩水噴霧)適切に指定されている場合、卑金属の攻撃なしで 1,000 時間を超えることがよくあります

基本的な化学組成 (例: 5005 合金):

要素代表的な含有量 (wt%)
アルバランス
マグネシウム0.50~1.10
そして≤ 0.30
≤ 0.70
≤ 0.20
≤ 0.20
Cr≤ 0.10
亜鉛≤ 0.25
その他各 ≤ 0.05、合計 ≤ 0.15

銅やその他の反応性元素のレベルが低いことが重要です。これらは、色を均等に受け入れる透明で均一な酸化物層の生成に役立ちます。これは、大きなシートや繰り返しのバッチに不可欠です。

カラーアルマイトシートの強み

ユーザーの観点から見ると、メリットは日常的なメリットとして現れます。

  • 屋外での色の安定性
    無機酸化物シールドと耐紫外線着色剤は、ほとんどの塗料よりも長持ちします。ファサードは長年にわたって厳しい色の許容範囲内に留まります。

  • プラスチックではなく金属の外観
    仕上げ工程では金属の性質が保たれます。ブラシをかけた線、反射ハイライト、および微妙な粒子は、色付きレイヤーを通しても表示されたままになります。

  • 高い耐傷性と耐摩耗性
    酸化物の表面硬度は、エレベーター、交通ハブ、公共の室内などの混雑した空間で、鍵、バッグ、掃除用具に耐えるのに役立ちます。

  • 環境に優しいプロファイル
    コーティングは無機質で薄く、アルミニウムと一体化しています。このシートは完全にリサイクル可能であり、厚い有機塗料層を除去する必要はありません。

プロジェクトに適したシートを選択する

カラー陽極酸化アルミニウム シートを指定する場合、以下を定義するのに役立ちます。

  • 適用場所: 屋内または屋外、田舎または海岸
  • 望ましい外観:色調、光沢度、表面質感(ブラッシュド、マット、ポリッシュ)
  • 製造手順: 曲げ、パンチング、レーザー切断、深絞り
  • 予想される耐用年数: 紫外線暴露年数、洗浄サイクル、機械的摩耗のリスク

その情報をもとに、合金、焼き戻し、酸化物の厚さ、着色システム、シーリング方法を調整することで、シートが納品時に「正しい色」になるだけでなく、長期間使用した後もそのままの状態になるようにすることができます。

それぞれのエレガントなカラーパネルの背後には、金属構造と表面化学の組み合わせが慎重に設計されています。 この関係により、単純な色の選択が正確な材料仕様に変わり、陽極酸化アルミニウム シートが見た目と同じように機能することが保証されます。

https://www.aluminumplate.net/a/colors-anodized-aluminium-sheet.html

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