
アルミニウムは酸素と結びつきやすく、空気中にさらすと非常に薄い酸化皮膜を作ります。
アルミニウムはこの自然に作られる皮膜で保護されているので一般的に錆びにくい、いわゆる耐食性が良いといわれています。しかし、この皮膜は非常に薄いので、環境によっては化学反応で腐食してしまいます。そのため表面を保護する表面処理が必要となります。 ※英語ではAnodic
oxydation coating

電解槽という浴槽の中に硫酸もしくは蓚酸を水で薄めたよう液(電解液)を入れ、処理するアルミ製品をプラスの電極に繋ぎ、電解液に浸けて電気を通します。
こうすると水の電気分解によって出来た酸素がどんどんアルミニウムの表面にくっつき、酸化アルミニウムの膜を作ります。
こうしてアルミに電流を流すと表面が溶けて浸透しつつ、酸化物が成長し、凸凹が交互に、同時に起こります。
それがニョキニョキと成長しセルと呼ばれる立体構造となります。 |
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| (1) |
アルミニウムは活性な金属の為、空気中で自然に20 程度の酸化皮膜が出来ています。 |
| (2) |
電解液中でAl が酸化され、 の皮膜が成長する。 |
| (3) |
皮膜表面の凹部に、より高い電解が発生する為硫酸イオンがその部分に入り込み局部的に皮膜が硫酸アルミとなって溶出し、表面に無数の孔があきます。 |
| (4) |
孔の底では、酸化反応と皮膜の溶出反応とが同時に進行し、孔が規則正しくのびた構造になります。 |
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皮膜の厚さは、電解に試用された電解料=電流X時間に比例しますが、孔と孔との距離は電解電圧に比例します。 |
| (6) |
多孔度と電解電圧の関係は以下の通りです。
電解電圧
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1cu当たりの孔数 |
| 15V |
77X 個 |
| 20V |
52X 個 |
| 30V |
28X 個 |
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アルマイトの基本構造は六角形の鉛筆を束ねたものがアルミ地からニョキニョキと生えていると思ってもらえば分かりやすいかもしれません。要するに束ねた状態の鉛筆の、芯の部分が赤ければ赤いアルマイトになります。
また硬質アルマイトは六角形が小さく、ち密なので強いですが、その分、孔も小さく色素が入りにくいのです。なお、黒は軟質アルマイト、硬質アルマイトの両方の可能性があり、カシマコートに似た茶色に染色している場合もあるので注意が必要です。
アルマイト皮膜は染料の色さえ変えれば、どんな色にもなりますが、他に自然発色と言って特別なアルミニウム合金の地肌そのものの色を変える方法もあります。これは合金中の添加元素の種類や量と電解液の種類、温度、電流密度などをいろいろに組み合わせて作るもので、発色した皮膜は色あせしません。
| 【カラーアルマイトの構造】 |
無数にあいている孔の中に染料を染み込ませる。
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特殊な薬品に浸ける
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薬品が反応し。すき間を埋めて硬い皮膜になる。
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染料を染み込ませる
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封孔処理の膜で染料がしっかりと押さえ込まれる。
(青い染料を入れるとブルーアルマイトになります。)
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孔の中に入り込んだ染料の微粒子は、封孔処理で膜の分子が膨張する時にしっかりと抱え込まれて、アルマイトが取れない限り、はげない着色となります。 |
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アルマイトはアルミの表面状態で仕上がりが相当変わります。例えば、ポリッシュ加工すればほぼその輝きのままアルマイトがかかり、切削跡(ツールマーク)があればその通りに跡が残ります。
また加工前に脱脂をして不純物を取り除いておきます。
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