メタライゼーション（金属化）徹底解説：メリット・プロセス・用途

過酷な気象条件や機械的損傷など、厳しい環境に製品がさらされると性能低下を招きます。適切なコーティングシステムで長期的に機器を保護できます。主要なコーティングは「ガルバニizing（亜鉛めっき）」と「メタライゼーション（金属化）」の2つですが、一般的にメタライゼーションの方が優れています。

メタライゼーションとは

メタライゼーション（メタライジング）とは、アルミニウム、亜鉛、またはこれらの合金などの金属コーティングを基材表面に施すプロセスです。

薄膜金属層が形成され、チップ内の要素導電材料として機能します。

メタライゼーションプロセスの手順

1. 研磨ブラストで製品表面を処理し、欠陥・不純物を除去
2. メタライジングスプレー装置で金属ワイヤを溶融
3. 清浄な圧縮空気で溶融金属を微粒子化（アトマイズ）
4. 微粒子化した金属を圧縮空気で基材表面へ吹き付け、金属皮膜を形成

注：

金属材料を製品表面にスプレーするため「コールドプロセス（常温プロセス）」に分類されます。製品を溶融金属に浸漬するガルバニizingとは対照的です。また、コーティング時の熱ダメージリスクを低減できます。

メタライゼーションのメリット

• 耐久性の向上
  メタライズドコーティングは基材表面に強固に密着し、他の仕上げのようにクラック、剥離、剥がれ、ブリスタリングが発生しにくいため、高い耐久性を発揮。
• メンテナンスコストの低減
  通常の塗装のように定期的な再塗装が不要。結果としてメンテナンスコストを大幅削減。
• 優れた耐候性
  鉄鋼などは日光、雪、雨などで経年劣化しやすい。メタライゼーションによる保護皮膜が気象要素と基材構造の間にバリアを形成。
• 耐食性の強化
  鉄鋼は白錆・赤錆が発生しやすいが、メタライゼーション処理された金属は腐食性物質から保護され、寿命を20年以上延長可能。
• 電気伝導性の付与
  プラスチックなど非導電体にも適用可能。メタライゼーションにより電流伝導が可能になり、エレクトロニクス業界で重宝。

主なメタライゼーションプロセス

コールドスプレー

長期的な耐食保護が必要な場合の最適解。硬化剤、金属粉末、水系バインダーを含む複合材をスプレーします。

1. 混合物を対象物にスプレー（常温で実施）
2. 最大1時間放置
3. 70°F〜150°F（約21〜65℃）で6〜12時間乾燥

真空メタライジング（真空蒸着）

特殊な真空室で被覆金属を沸騰・気化させ、基材表面に凝縮・堆積させます。気化手法には抵抗加熱とプラズマ加熱があります。

サーマルスプレー（熱溶射）

微細な金属粒子を溶融・加熱し、基材表面へ吹き付けます。金属はワイヤまたは粉末状で装置に供給され、半溶融〜溶融状態に。厚膜コーティングに適し、高い金属堆積率が特徴です。

亜鉛スプレー

亜鉛は安価で汎用性が高く、基材表面への腐食到達を防ぐ犠牲防食作用を発揮。あらゆる鋼材に適用可能ですが、奥まった隙間への到達は困難です。亜鉛スプレーは微細な多孔質皮膜を形成し、溶融亜鉛めっきより低密度です。

溶融亜鉛めっき（HDG）

基材（鋼）を溶融亜鉛に浸漬。鉄と亜鉛が反応し、耐食性に優れた合金皮膜を形成。浴槽から引き上げ後、振動または排水で余分な亜鉛を除去。ガルバニizingは冷却完了まで継続します。

メタライゼーションプロセスに必要な設備と経験

プロセス分類のもう一つの観点は以下の2分類です：

1. 物理蒸着（PVD）
2. 化学蒸着（CVD）

両者は基本プロセスが共通しています：

• 固体の凝縮相（材料）を気相（蒸気/ガス）に変換
• 気相を供給源から基材へ輸送
• 気相が基材上で凝縮・皮膜形成

メタライゼーションに使用される材料

ステンレス鋼、タングステン、クロム、青銅、ニッケルなど幅広い金属がスプレー可能ですが、一般的にアルミニウム、亜鉛、アルミニウム/亜鉛合金が主流です。

メタライゼーション設備を使用する主要産業

• 橋梁
• 風力タワー
• 自動車

• 石油・ガス（精製所、洋上構造物）
• プリント基板（PCB）
• 発電
• 上水道タワー
• 施設メンテナンス

真空コーティングとメタライゼーションプロセス

メタライゼーションはアルミニウムなどの薄膜金属を製品・材料に付加する総称的プロセスです。一方、真空コーティングはメタライジングプロセスの一種で、真空室内で金属を蒸発させ、凝縮・堆積させて皮膜を形成します。

結論

メタライゼーションは製品・基材の物理的特性を向上させ、耐久性を高め、メンテナンスコストを削減します。そのためPCBや発電設備など、総合的な保護が求められる用途で広く採用されています。

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