アルマイト

アルマイト（英: alumite or anodize、almite^[1]）は、アルミニウム表面に陽極酸化皮膜を作る表面処理である。人工的にアルミニウム表面に分厚い酸化アルミニウム被膜を作ることにより、アルミニウムの耐食性・耐摩耗性の向上、および装飾その他の機能の付加を目的として行われる。

概要

1923年（大正12年）頃に理化学研究所の鯨井恒太郎、植木栄らが発明し^[2]、特許を取得したアルミニウムの蓚酸法陽極酸化皮膜を、それを引き継いだ理化学研究所の宮田聡が「アルマイト」と命名したのが由来である。当時は登録商標（商品名）であり、理化学研究所で開発された方法により生成された蓚酸法陽極酸化皮膜のみに限定されていたが、現在は「アルミニウムの陽極酸化皮膜」の総称として使用されている（商標の普通名称化）。

陽極酸化とは、対象となる材料の表面を陽極として、主に強酸中で電解によりバルブ金属（英語版）の表面を酸化させる処理を指す。アルマイトはアルミニウムの代表的な表面処理方法である。日本工業規格としてはJIS H8601「アルミニウム及びアルミニウム合金の陽極酸化皮膜」（ISO7599対応）、JIS H8603「アルミニウム及びアルミニウム合金の硬質陽極酸化皮膜」（ISO10074対応）及びJIS H0202「アルミニウム表面処理用語」（ISO7583対応）がある。

英語での陽極酸化は anodizing、陽極酸化皮膜は anodic oxide coatings^[3]というが、正式には「anodic oxidation coatings on aluminum」である。

技術

希硫酸やシュウ酸（蓚酸）などを処理浴に用いて、アルミニウムを陽極として電気分解することにより、アルミニウムの表面を電気化学的に酸化させ、酸化アルミニウムAl₂O₃（アルミナとも言う）の皮膜を生成させる。

バリヤー皮膜断面の図解

ホウ酸など、酸化アルミニウムの溶解力の低い酸を用いてバリヤー皮膜と言う数十nm〜数百nmの薄い酸化層を形成する技法もあるが、蜂の巣状の孔を有した層（ポーラス層という）を作って数μmから数十μmの多孔質皮膜を形成した後、沸騰水または酢酸ニッケルなどの高温水溶液、加圧水蒸気により水和する事でβアルミナ化し、孔壁を水和膨張させて孔を封じ（封孔処理という）、耐食性を向上させる技法が一般的に用いられている。

→「腐食#金属の防食方法」も参照

この多孔質層（ポーラス層）の孔は陽極酸化処理時に電気の通り道が最終的に残った物である。封孔処理には、化学反応による不活性化、高分子などにより孔を埋めるような技法もある。

多孔質層の図解

多孔質皮膜の特性を利用して、ポーラス層（多孔質層）に金属塩や有機染料などを吸着させて着色することも可能である。また、ポーラス層内に電気化学的に金属などを析出させて着色する二次電解、三次電解と言うカラーアルマイトもある。アルミサッシなど腐食環境で使用される部材においては、一般的に封孔処理しない状態で電着塗装を施した「陽極酸化塗装複合皮膜」（JIS H8602参照）が用いられている。密着性向上の為に未封孔で処理した多孔質皮膜は塗装後も大気中の湿気と反応して封孔が進む事が確認されている。ただし塗装の密着性は維持される。着色と同様にポーラスに固体潤滑剤（PTFEや二硫化モリブデンなど）を含浸（英語版）や析出させることで、潤滑性、耐摩耗性その他の性能を付加することもできる。

アルマイトの電解液には現在、硫酸を用いるのが主流であるが、蓚酸などの有機酸やクロム酸、リン酸などが使われることもある。ホウ酸浴などで作る比較的厚いバリヤー皮膜は絶縁被膜としてコンデンサーなどに利用される例がある。特別な処理条件により得られた硬く厚い皮膜は「硬質アルマイト」と呼ばれる（JIS H8603「アルミニウム及びアルミニウム合金の硬質陽極酸化皮膜」に規定されている）。

利用

アルマイト処理されたアルミニウム製弁当箱

アルマイトを利用した家庭用製品には弁当箱、やかん、鍋などがある。

素のアルマイトは元のアルミと変わらず銀白色だが、着色したカラーアルマイトも広く利用される。やや古風なやかんや鍋等では黄色が多いが、これはアルミやさらに後のステンレスの普及以前、加工性がよく錆びに強い金属材として利用されていた真鍮（黄銅）を模して仕上げた名残である^[要出典]。またアルマイト被膜を封孔処理せずに塗装することで、非常に強い塗装の密着性を示す。これを利用して多くのフライパンにフッ素樹脂コーティングが施されている。

そのほか、アルミニウム製の建材、鉄道車両や航空機の内装品、自動車部品、光学部品、半導体部品、各種のネームプレートや化粧板などに、アルマイトが幅広く用いられている。