アルミニウムの粉体塗装では、まずアルミニウムをきれいにします。次に、乾いた粉を吹き付ける。次にオーブンで焼いて粉を溶かす。最後に冷ます。こうすることで、丈夫で保護性の高い仕上がりになる。 さまざまな色のパウダーを使用できる。コーティングは丈夫で長持ちする。

この記事では、適切なアルミニウム粉体塗装技術を発見するのに役立ちます。その様々な利点と、用途に応じた多様性を学んでください。

パウダーコーティングとは？

一般的に、粉体塗装技術は乾式仕上げと関連している。その種の特殊な粉は通常 樹脂顔料, と添加物。

この場合、樹脂はパウダーの約50-60 %を占める。一方、顔料は色の生成に寄与し、20～30%を占める。

添加剤は、流動剤がそうであるように、意図的に一貫性を向上させる。%で5～10個。静電気の帯電は、粉の付着をよくして表面を均一に覆うのに役立つ。そのためにスプレーガンがある。これは、30～100kVの高電圧で粉末粒子を負に帯電させる役割を果たします。

ワークピースを接地することでプロセスが進む。それが物体に帯電した粒子を引き寄せるのだ。だから粉が均一に付着する。

パウダーコーティングの種類

• 熱硬化性粉末
• 熱可塑性粉末

熱硬化性粉末

熱硬化性粉末の形成には、エポキシ、ポリエステル、アクリル、ポリウレタンが含まれる。

• 耐薬品性と耐熱性（250°Fまで）はエポキシの特質であり、電化製品に適している。
• ポリエステルは紫外線の影響を効果的に遮断し、屋外での使用に最適です。このコーティングは屋外で10～15年持続します。
• 光沢仕上げのアクリルは、自動車部品との相性が抜群だ。
• ポリウレタンは通常、厳しい取り扱いを伴うため、産業用機器に最適である。

熱可塑性粉末

ナイロンとポリエチレンは熱可塑性パウダーを形成する。

ナイロンはギアのような機材の摩耗を防ぐことができる。8,000～12,000psiの優れた引張強度を備えているからだ。

ポリエチレンは湿気の影響を避け、パイプによく使われる。

アルミニウム粉体塗装のメリット

1. 耐食性

コーティングされたアルミニウム部品が腐食しない理由は、パウダーコーティングが2つの方法で機能するからです。ひとつはバリア保護、もうひとつは電気化学的保護です。

• バリア保護は、水分、水、化学物質を物質内部に到達させない。
• 電気化学的保護は部品の錆びを止める働きをする。そのために電流を遮断する。

コーティングの種類によって保護レベルは異なる。例えば、塩水噴霧試験を受けた場合、エポキシ・コーティングは約1,000～1,500時間持続する。

一方、ポリエステル・コーティングは約500～1,000時間は影響を受けない。

塩水噴霧試験の目的は、コーティングの錆びを止める本物の能力を見極めることである。

2. 耐久性と寿命

アルミニウムへのパウダーコーティングは、100%が摩耗、傷、衝撃から保護するのに有効です。そのため、耐久性に優れています。

耐摩耗性

コーティングされた部分は、耐摩耗性を測定するためにチェックされる。とりあえず、テーバー摩耗試験が行われる。

耐スクラッチ性

耐傷性は鉛筆硬度試験で確認できる。

耐衝撃性

落錘衝撃試験。この試験では、コーティングは160in-lbsの衝撃に耐えることができると分析されている。

養生スケジュール

これらの特性に加えて、耐久性と寿命の場合、硬化スケジュールも重要である。

例えば、硬化温度が1サイクルを完了すると、2024-T3アルミニウムの硬度が向上することがわかります。

一方、サイクル5のポジションは、いかに機械的特性を安定させ、長持ちする性能能力を与えているかを示している。

耐紫外線

パウダーコーティングは、紫外線や天候の影響から対象物を保護します。ポリエステル・コーティングの耐久性をチェックするためのQUVテストがあります。色あせを起こすことなく、何年も耐えることができます。

3. 美学

コーティングが表面に作り出すことができるものはたくさんあり、最終的には美観を向上させる。例えば、色、テクスチャー、光沢レベルなどだ。

メタリック仕上げとパール顔料が印象的な外観を作り出している。一方、グロッシー・インパクトはマットな10%からハイグロッシーな90%まである。

4. 環境面でのメリット

コーティングのもうひとつの利点は、環境にやさしいことだ。揮発性有機化合物（VOC）が発生する可能性はほとんどない。

しかし、液体塗料は1ガロンあたり3.5～4.5ポンドのVOCを排出する。

さらに、未使用のパウダーはプロセスに戻したり、リサイクルすることができる。作業員は約95%のオーバースプレーを再利用できる。

5. 費用対効果

粉体塗装の作業は、液体塗装よりも簡単です。プロセスはより速く、より少ない材料で、より少ない作業員で済みます。これらの要因により、粉体塗装は液体塗装よりも20～30%ほど安くなります。

粉体塗装用アルミニウムの準備

洗浄と脱脂：

アルミニウムの表面に汚れやゴミ、その他の不要な要素が含まれていないことを確認する必要があります。

この場合、さまざまなクリーナーが洗浄の役割を果たす。例えば、油や汚れはアルカリ性クリーナーで洗浄できる。これらはpH10～12で発生する。

酸性クリーナーは、対象物の錆びた部分とそのスケールを除去する。pHは1～3。

溶剤系クリーナーは、重油やグリースをよく落とす。約5～10分で蒸発する。

サンディングとブラスト：

洗浄が終わったら、表面を荒らすために使えるのはサンディングかブラストだ。これに加えて、ブラストの粒度は60から120の間で選ぶ。

ひどい錆を落とすには、60～80番の粗い砥粒を使う。同様に、表面をより滑らかにするには、より細かい砥粒（100～120）を使用する。

ブラスト媒体

ブラスト媒体には、砂（ひどいさび用）、スチールグリット（丈夫な表面用）、酸化アルミニウム（壊れやすい物体用）が使用されます。

ブラスト媒体の背後にある目的は、コーティングがよく付着するように表面を整えることです。しかし、ブラストをやりすぎると、アルミニウムが薄くなったり、粗くなりすぎたりします。

化学的前処理

クロマチン：

クロメート処理は酸化クロムを使用します。その結果、0.1～0.5までの細かく薄い層ができる。色合いはイエロー、グリーン、クリアがある。 このプロセスはあまりコストがかかりませんが、耐久性に劣ります。

陽極酸化処理：

陽極酸化は電流を使う。そのため、5～25マイクロメートルの厚い酸化皮膜ができる。部品の耐久性を高める価値はあるが、コストは高くなる。

適切な表面処理の重要性

不十分な洗浄工程はコーティングの欠陥を引き起こす。その場合、たとえ塗布されたコーティングが高品質であったとしても、剥離、気泡、不均一な被覆が発生し、空隙が生じる。そうなると、耐久性や性能を維持することが難しくなる。そのため、適切な前処理は非常に重要である。

アルミニウムの粉体塗装プロセス

ここでは、アルミニウム粉体塗装の5つの主要なステップを紹介する：

• 前処理
• 申し込み
• 養生
• 冷却
• 品質管理

1. 前処理：

製造された部品に含まれる汚染物質（ほこり、油、さび）は、実はコーティングの際にトラブルの原因となる。そのため、表面が清浄であることを確認してください。

いくつかの選択肢の中で、アルカリ性溶液は油や汚れを簡単に除去する。酸性のエッチングは錆を取り除くのに役立つ。

しかし、より良い粘着性を生み出すには、リン酸塩処理のような化学反応が適している。1～3マイクロメートル程度の厚い層を作ることができる。

砂やスチールグリットなどのブラスト媒体を使用すると、表面をこすり、1.5～4 mil（38～102 mm）のプロファイルに粗面化することができます。粗面化された表面はコーティングをよく保持します。

2. アプリケーション：

CoronaやTriboのような静電スプレーガンは、パウダーを塗布するために使用できる2つの異なる方法である。

コロナガンは電圧を使って作動し、トリボは摩擦を使って粒子を帯電させる。

どちらの工程も、粉体塗料を均一に塗り広げ、2～4ミル（50～100マイクロメートル）の厚さの層を形成する。

ただし、均一性を保つために、空気圧と粉の流量をコントロールすること。

メリット

複雑な形状の部品が均一にカバーされるのは、コーティングがうまく機能するからだ。

デメリット

電圧と距離の扱いには適切な注意が必要だ。

3. 養生：

パウダーを塗布した後、ベーキングのステップが行われる。この間、担当者はオーブンで対象物を加熱するか、赤外線（IR）ヒーターを使用する。

パウダーが熱硬化性であれば、300～400°Fで硬化し、オーブンで10～20分かかる。架橋によってコーティングが硬くなり、耐久性が増すからだ。

逆に、この種の熱可塑性パウダーは通常350～450°Fで溶ける。溶融して滑らかな被膜になる。

赤外線方式では、光線は部品を素早く加熱し、2～5分で完了する。

基本的に、硬化スケジュールは硬度レベルに影響を与えるパラメーターである。通常、鉛筆硬度で2Hから9Hの範囲である。

温度制御と湿度

そもそも不適切な温度と湿度はすべて大きな問題だ。温度が高すぎるとコーティングが焼けるし、低すぎると硬化が不完全になる。

さらに、50%の下では、欠陥を防ぐために湿度を管理しなければならない。

4. 冷却と取り扱い：

正確な結果を得るためには、硬化した部品は冷却プロセスを経なければならない。

冷却方法

冷却段階には一般的に2つの方法がある。それは空冷と水冷である。

空冷は10～15分程度。一方、水冷は最も速い方法だが、どういうわけか熱衝撃を引き起こす可能性がある。

ハンドリング

コーティングされたアルミ部品の取り扱いには注意してください。これに加えて、手袋を着用し、パッド入りのラックを使用するとよいでしょう。このような取り扱い方をすることで、結果として傷やへこみを避けることができます。

5. 品質管理措置：

品質管理テストは、コーティングされた部品が指定された基準を満たしていることを保証します。これらのテストには以下が含まれる：

• 膜厚：膜厚計はコーティングの膜厚を測定するのに役立ちます。理想的な測定範囲は2～4マイルです。
• 密着性：クロスカットテストで、コーティングがどの程度表面に密着するかをチェックする。このテストに合格するには、剥離してはならない。
• 耐衝撃性：落錘試験は、コーティングされた部品が衝撃を受けたときにどの程度反応するかを測定する。
• 塩水噴霧試験：アルミニウムの耐食性限界を調べる。

アルミニウム粉体塗装の一般的な用途

建築部品：

紫外線と耐候性が、粉体塗装をカーテン、壁、手すりに理想的なものにしている。

色あせせず、長持ちする。また、色のオプションや仕上げは、美しい外観を得るのに役立ちます。

自動車部品

車のホイールやトリムには、コーティングの強靭さと耐スクラッチ性という利点がある。さらに、耐衝撃性や耐薬品性（路面塩）にも優れているため、見た目の品質も損ないません。

航空宇宙部品

アルミニウム粉体塗装、

軽量で耐高温性という最高の特性がある。そのため、ブラケットやパネルに適している。航空機部品は過酷な条件に遭遇するからだ。

マリン・ハードウェア

海水による腐食の影響を防ぐため、ボートのレールや金具にコーティングを施しています。塩水噴霧試験にも合格しており、過酷な海洋環境にも対応できます。

家具・家電

コーティングのお手入れはとても簡単なので、屋外の家具や電化製品にも使用できる。

耐傷性、耐紫外線性、耐衝撃性など、その他の特徴もこれらの部品にとって有益であり、耐久性を高めている。

結論

アルミニウム粉体塗装は、耐久性、見た目の美しさ、環境への配慮に加え、上記のような特質を兼ね備えています。そのため、自動車、航空宇宙、海洋、家具など、さまざまな産業がその恩恵を受けています。塗布する前に、すべてのパラメーターを天秤にかけてください。それは、より良く長持ちする仕上げをもたらすその技術とプロセスに関するものです。