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黒色処理のいろいろ

　前回では、黒色処理のうち無反射のものについて解説しましたが、今回はデーターを交えて「表面処理による黒色化技術（榎本英彦氏）」の解説をします。

黒色と言っても完全な黒色は現実にはありません。暖色系、寒色系があり若干の色調に差があります。黒色処理には、化成処理・めっき・陽極酸化・塗装法などがあります。それぞれの処理法は、使われる用途・目的・価格によって選択されます。
　例えば、カメラなどの高級品のネジは、下地の防蝕に２重ニッケルめっきをしてから黒クロムメッキをします。同じネジでも、ビデオカセットのネジは亜鉛めっき・黒色クロメートです。両者の価格差は５０倍の開きがあります。今までは、安価な鉄の黒染めが一番多く使われていましたが、耐食性が無いので黒クロメート（亜鉛）に変わりました。

「黒色クロムめっき」

「黒色クロムめっき」は、漆黒の被膜が得られます。

①	用途は主に、計器の外装・黒色塗装の下地めっき・装身具・釣り針・自動車・自転車・バイクなどの部品・カメラ・事務機・ソーラーパネルなどに使われます。
②	黒クロムの表面は、粉ふき状態なので、薄いクリヤーコーティングをするか、オイル・ワックスなどを塗り表面を定させます。
③	耐食性は屋外暴露・塩水噴霧・キャステストなど極めて良い試験結果があります。その理由として、表面がクロメート被膜や非晶質に近い層があると考えられます。
④	硬度（Ｈｖ１００）や対摩耗性は低く容易に傷が付きます。しかし、テストでは黒ニッケル。黒色クロメートより対摩耗性が優れているとの評価があります。
⑤	耐熱性を要求する場合は、装飾用は３００Ｃ°・耐熱用は５７０～８００°Ｃです
⑥	６価のクロムを使うので環境対策上問題が残ります。

「黒色ニッケルめっき」

「黒色ニッケルめっき」は、ニッケルと亜鉛の合金めっきで褐色系の黒色です。

①	用途はアクセサリー・雑貨に使われます。以前はカメラの内装に使われたこともありましたが、耐食性が無いのと、黒色が薄いので現在は使われていません。加工価格も低廉です
②	表面の外観は、下地の影響をうけ鏡面（下地メッキが光沢ニッケル、光沢硫酸銅）の場合は光った黒色になり、梨地の場合は灰色となります。
③	耐食性は極めて悪く、クリアーコーティングによって保護をします。
④	硬度は１５０Ｈｖとの報告がありますが、被膜が薄いので対摩耗性は、クリヤーの摩耗を見ることになります。
⑤	耐熱用途には使われたことがありません。

「黒色系合金めっき」

黒色ニッケルの改良型で、ニッケルとスズの合金めっきです。大きく分けて３種類の黒色めっきがあります。色調も褐色系、青系、紫系とあります。中でも紫系（黒色ＳｎーＮｉーＳ）が最も漆黒に近いです。

①	用途はアクセサリー・雑貨・カメラ・Ａｖ機器のボタンなどに使われます。
②	表面の外観は、黒色ニッケルと同じように下地の影響を受けますが、黒色ニッケルに比べて深い黒さがあります。
③	耐食性は黒色ニッケルに比べて良いが、めっき後にクロメート（経時変化する）処理を必要としますが、クリヤーコーティングが最も望ましいと考えられます。
④	硬度はＨｖ３００～６００の報告がありますが、実際には傷のつき方を見ると、黒色ニッケルより柔らかいようです。対摩耗性は黒ニッケルの方が良いとの報告もあります。
⑤	耐熱性は乏しく、スズ合金のためか２００°Ｃで変色が始まります。

「無電解ニッケル黒化処理」

これは無電解ニッケルメッキと化成処理を組み合わせたものです。
無電解ＮＩメッキで寸法精度と耐食性を保証し、化成処理で真っ黒な無反射の被膜を作ります。真黒・無反射・耐食性・寸法精度を要求する用途には、この処理法をすすめます。
原理は、無電解ニッケルの表面にあるリンを薬品で溶解し、表面に黒い酸化物の細かい針状結晶を作るのです。下地メッキが無電解ニッケルなので、被膜の安定性が高く耐食性や寸法精度も保証されます。

①	用途は真空容器の内面や、高温下の使用など、厳しい条件下での、光学系封品に使われています。
②	外観は漆黒で、下地の状態により光沢黒色、無光沢黒色が得られます。
③	耐食性は黒色皮膜の中で、最も強い皮膜です。
④	硬度はＨｖ４００～５００対摩耗性も良好です。
⑤	耐熱性は高く７００℃でも退色を起こしません。

「黒色クロメート」

「黒色クロメート」亜鉛めっきのクロメート処理の一種で漆黒色が得られます。

①	用途は自動車・家電製品・ネジ・リテーナーなど広範に使われています。
②	外観は漆黒で下地により光沢黒色、梨地黒色（無光沢）が得られます。
③	耐食性は抜群で、自動車部品に多く使われています。
④	硬度は低い。
⑤	耐熱性はクロメートであるため高温では使用できません。
⑥	６価クロムを含む被膜なので環境汚染のの恐れがあります。

「鉄の黒染め」

「鉄の黒染め」簡便に漆黒の色調が得られます。

①	用途は、古くから銃身・カメラ部品・タイプライタ・通信機に使われていました。
②	外観は下地が鏡面の場合は、光った艶のある漆黒、梨地面でも漆黒調が得られます。
③	耐食性は非常に悪く、塩水噴霧試験で１０分で発錆します。防錆油の塗布が必要です。　　用途は耐食性の悪さから減少をしています。

「陽極酸化による黒色化」

アルミ素材に限られますが、光沢から、梨地まで黒色が得られます。
６種類の加工方法がありますが、電解着色が最も優れた物性の黒色が得られます。

①	用途は建材・光学部品・装飾品・ソーラーコレクタなど。
②	外観は漆黒、下地の調整で光沢・無光沢が得られます。
③	耐食性は優れています。
④	硬度もあり、対摩耗性にも優れています。
⑤	耐熱・退色性も優れた特性をもちます。

「塗装による黒色化」

「塗装による黒色化」どんな素材にでも自由な黒色表面が得られます。環境汚染問題で溶剤塗装から電着塗装に移ってきました

①	用途はあらゆる製品・場所で使われています。
②	外観は梨地・鏡面と自由な表現が可能です。
③	耐食性・密着性の向上に燐酸塩・クロメートを行い良い評価があります。
④	硬度は塗膜なので、硬度・耐摩耗性に劣ります。
⑤	塗膜の耐熱温度に依存します。

※ このレポートの出典は、「表面技術」１９８９・Ｖｏｌ、４９　Ｎｏ、１１です。