各種表面処理の概要と利点・欠点
 

表面処理の種類 概要と代表的な用途例 主な利点・欠点
 電気めっき 電解溶液中で品物を陰極として通電し表面にめっき金属を析出させるもので、装飾、防錆、機能とさまざまな目的に応じて比較的安価に、適切な金属皮膜を付与できるため、自動車は音響、航空機、通信機、コンピュータから装身具、雑貨に至るまで、広い用途に供されている。 (利点)量産品から多種小量品まで加工可能。多彩な金属質感を付与でき、高価な金属のすぐれた特性を良好な密着性をもった皮膜として、種々の金属素材や不導体素材上に付与できる。
(欠点)形状によっては、膜厚にムラを生ずる。排水処理が必要。
 無電解
 めっき
 溶液中での還元反応を利用して品物の表面にめっき金属を析出させるもので、ごく一部の素材を除き、金属から非金属に至るまで広くめっき可能であり、膜厚精度もきわめて高いため、主に機能を重視した工業的用途に供されている。プラスチックめっきの下地用として不可欠。 (利点)均一な膜厚が得られる。不導体素材でも良好な密着性をもっためっきができる。殆んどの金属、非金属にめっきが可能。
(欠点)素材によって特殊で複雑な前処理が必要。排水処理が必要。
 化成処理  硫化や酸化などの化学反応を利用して溶液中で品物の表面に薄い硫化物や酸化物の皮膜を作成するもの。鉄鋼の塗装下地用としてリン酸皮膜処理(パーカライジング)や亜鉛めっき等の後処理(クロメート)、銅や鉄の黒染め、古代色処理などがある。 (利点)クロメート処理は、亜鉛めっきやアルミニウム、マグネシウム合金の防錆処理として効果的。塗装密着性が良好である。工芸品などでは多彩な古代色が容易に得られる。
(欠点)摺動に弱い。排水処理が必要。
 真空めっき
 (PVD,CVD)
 容器内を真空にして、金属や酸化物、窒化物などをガス化あるいはイオン化して品物表面に蒸着させるもの。真空蒸着やスパッタリング、イオンプレーティング、イオン窒化、イオン注入など多彩な手法が装飾、機能の分野で活用されている。とくに半導体製造に不可決の技術。 (利点)大半の金属素材、非金属素材も処理可能。金属のみならず、化合物薄膜も被覆できるので、装飾性にすぐれた超硬質皮膜をも得ることができる。
(欠点)電気めっきにくらべ、かなり高温処理となり、コストも高い。
 溶融めっき  亜鉛や錫、アルミなどの金属を溶融した中に品物を入れ、それぞれの金属を付着させるもので、代表的な例が亜鉛やアルミをめっきにした鋼板で、比較的大型の構造物やシートに厚膜がめっきされる例も多い。電子部品関係では、溶融ハンダ(ハンダディップ)もよく利用されている。 (利点)面積の大きいもの、重量物などの防食めっきに適している。とくに構造物への亜鉛めっきは数10年の防食性をもち、メンテナンスフリーである。
(欠点)かなりの高温浴作業となる。めっきの種類が制限される。
 電着塗装  電気めっきと極めて似たイメージの技術で、水系塗料の中に被処理物を浸漬しこれを陰極又は陽極とし、直流電気を通じて塗膜を電着、形成させるもの。前者をカチオン電着塗装、後者をアニオン電着塗装という。防錆目的には黒色が多く用いられるが、クリアからカラー迄ある。 (利点)被処理物の形状に左右されず均一な膜厚に塗装できる。定量的に膜厚を管理できる。塗料損失が少なく、限外ろ過により塗料回収ができる。火災の心配がなく衛生的。
(欠点)厚膜化ができない。電気容量が大きい。色替えが困難。
 陽極酸化  硫酸や蓚酸などの電解溶液中で品物を陽極とし、通電して表面に酸化皮膜を生成させるもので、アルマイトと称されることが多い。各種サッシュやドア、筆記具、カメラ圧板、ネームプレートから、航空機や精密機械、計測機器など広く利用されている。 (利点)Alの陽極酸化皮膜の厚さは装飾や防食を目的としたものでは4〜10μmの範囲で用いられ、着色可能なことから用途は広い。
(欠点)脆いので二次加工が困難である。他の金属材料はAlのような厚い酸化皮膜は生成されない。
 塗装  方法によって、吹き付け塗装、静電塗装、電着塗装、粉体塗装などがあり、いずれも広範囲に活用されている。多彩なカラー化がもっとも容易な技術である。防錆処理としてのタグロメタル、ジンクロメタルも一種の焼き付け塗装。ポイントは焼き付けや紫外線などの硬化方にある。 (利点)金属をはじめとする工業材料の最終仕上加工としてもっとも多く用いられている。処理方法が簡便であり、塗装の種類によって様々な特性をその表面に与えることができる。
(欠点)一般に表面硬度が低いことや、溶剤揮発型の塗料では公害の問題をかかえている。
 溶射  金属、合金、炭化物、窒化物、酸化物などの粉末をノズルから高圧で吹き出し、火炎やプラズマ中で溶融状態として品物表面に付着させるもの。メタリコンと呼ばれる橋梁、構築物、船体などへの防食溶射や、硬度や耐摩耗性、耐食性等をロールや機械部品、モールドに付与するプラズマ溶射等がある。 (利点)使用目的に応じて最適な特性の得られる溶射材料を選定できる。とくにセラミックやサーメットの皮膜を作成するには唯一の方法。mm単位での厚膜加工が容易。
(欠点)コストは比較的大。被膜が多孔質で薄膜は耐食性に難。
 表面硬化

 鉄鋼材料に対する浸炭や窒化処理、高周波焼入れが代表的。最近では硫化処理をはじめ、Al、Cr、Ti、W等の金属やその炭化物を素材表面から拡散浸透させる手法が開発されている。処理法もガス、塩浴、真空、イオン等がある。耐摩耗性をはじめ、耐疲労性、潤滑性、靱性等の機能が達成される。

(利点)金属材料の表面層を変質させて耐摩耗性や疲労強度等を向上させるもので、主に鉄鋼材料の表面処理として広く用いられている。
(欠点)めっきに比べ、一般に処理温度が高いので、材料が変形または寸法が変わることが多く、後加工が必要となる。
 コーティング  有機高分子材料やガラス等の無機質材料で金属等を被覆させるもので、流動浸漬、スプレー溶射、静電、吹付けなどがあり、いずれも数10〜数100μmのプラスチック粉末を、@金属に付着後、溶融、A加熱金属に接触、溶融、B半溶融状態でコーティング、という方法の単独又は組み合わせで施行されることが多い。 (利点)塩ビやポリエチレン、ポリプロピレンあるいはテフロンなどの高分子材料の厚膜コーティングが容易。耐薬品性や耐環境性にすぐれた被膜が得られる。
(欠点)特性は被膜形成物質によって決まるので、その選択及び被膜欠陥の検査に注意を要する。
 ホット
  スタンプ
 箔押し法として知られ、メタリックな装飾用途によく利用されている。ポリエステルフィルムをベースとし、これにアルミを蒸着し、接着層をもうけたものを箔とする。箔を形成品に対し、加熱され凸版を押しあてることにより、加圧された部分が形成品に転移する。 (利点)特に単純形状のプラスチック形成品等ではメタリック化が容易に行える。画像を印刷した箔により、任意の色のスタンピングが可能。
(欠点)素材との密着性に難がある。被膜が極めて薄く、弱いので、これを保護する被膜が必要となる。