アルミニウムは軽くて柔らかい非鉄金属で、空気中で非常に簡単に酸化します。そこで人々は解決策を考え出しました。アルミニウムの陽極酸化プロセスです。これは、表面に保護層を成長させて耐久性を高め、あらゆる種類のカラフルな色合いに染めることができ、非常に目を楽しませてくれます。
アルミニウム陽極酸化の原理は、アルミニウムとその合金で作られた製品に装飾および保護層を作成することです。アルミニウム上に酸化アルミニウム膜を形成するプロセスには、適切な硫酸電解液を介して十分な電圧で直流を使用することが含まれます。この設定では、アルミニウムがアノードとして機能し、別の材料がカソードとして機能します。工業用アルミニウムのプロファイルは、一定時間通電されると、徐々に所望の厚さの酸化物層が形成されます。
フィルムが完成したら、処理の必要のない自然な色のアルミニウムを除いて、次のステップは着色です。一般的にアルミの着色には主に以下の種類があります。
1. 有機着色料
2. 無機着色料
3. 電解着色
4. 電気めっき着色
次に、一般的に使用される有機着色と電解着色の原理、メリットとデメリット、および使用シナリオについて主に説明します。
1. 電解着色膜は、硫酸中での一次電解により生成される透明陽極酸化皮膜をベースとしています。陽極酸化皮膜は、金属塩を含む溶液中で交流を用いて電解着色されます（二次電解皮膜とも言います）。電解着色膜は、有機色素膜に比べて耐候性、耐光性、寿命が非常に優れており、着色膜全体に比べてエネルギー消費量や着色コストが大幅に低くなります。現在、建築用アルミニウムの形材の着色に広く使用されていますが、色の選択肢は限られており、通常はアンティーク銅、黒、金、栗色のみです。また、プロセスを制御するのは簡単ではありません。
2. 有機着色料：有機着色料は物質の吸着理論に基づいています。吸着は物理吸着と化学吸着に分けられます。工業用アルミニウム プロファイルでは、分子またはイオンが静電気力によって吸着されるときに物理吸着が発生しますが、化学吸着は化学力によって発生します。これら 2 つの組み合わせにより有機的な着色が行われ、通常は特定の温度で行われます。陽極酸化皮膜は多孔性が高く吸着力が強いため、有機色素を吸着しやすくなります。この方法により、素早く色を塗ることができ、色も鮮やかで、操作も簡単です。着色後に封孔処理を施すことにより、フィルムの細孔内に染料がしっかりと定着し、フィルムの耐食性、耐汚染性が向上し、美しい色が持続します。屋外での使用を目的としない多くのアルミニウム製品、屋内用のアルミニウム工業製品、装飾品に適しています。外観は多彩な鮮やかな色を取り揃えており、現代人の美的嗜好を満足させ、製品の市場競争力を高めます。有機着色料には、酸化膜に対するいくつかの特性と要件があります。
1. 酸化皮膜層が十分な気孔率を有していること。
2. 毛穴の内壁は一定の活性を維持している必要があります。
3. アルミニウムを硫酸で陽極酸化すると、無色の多孔質の皮膜が得られ、染色に最適です。
4. 酸化膜層はある程度の厚みが必要です。薄い層では非常に明るい色しか得られません。
5. 硬質陽極酸化皮膜や従来のクロム酸酸化処理による皮膜は有機染色には適しません。
6. 酸化皮膜層は完全かつ均一で、傷、砂穴、孔食、その他の欠陥があってはなりません。
7. フィルム自体は適切な色を有し、不均一な粒子サイズや激しい偏析などの金属組織学的差異があってはなりません。したがって、アルミニウム合金にも一定の要件があります。シリコン、マグネシウム、マンガン、鉄、銅、クロムなどの元素が多すぎると、酸化皮膜が鈍くなり、染色時に色ムラが生じることがあります。
