アルミニウム粉末（パウダー）の製造工程
アル ミ 素 材 学集塵装置

第二サイクロンアルミニウム顔 料 について 学 ぶ

光線や電磁波、熱線に対し高い反射性能を示すアルミニウム。その光線反射特性を生かした「アルミニウ

14ム顔料」は、自動車や各種電子機器の外装および包装材料などに金属感や光沢を与える光輝顔料とし東洋アルミニウム株式会社にインタビューを実施。アルミニウムの反射性能と、同社が持つ加工・表面処原料理技術によって完成した「高彩度干渉色アルミニウム顔料」の話題を交えつつ、意匠面だけでなく環境同じシルバーでも顔料の種類によって、
光 沢 感 や 見 た目は大きく異なる。

性・機能性の向上も進む、アルミニウム顔料について取り上げます。

粒 子 形 状・分 布 の 整ったアルミニウム

種アルミニウム 顔 料 を 、原 料となるア

粉 末 を 主 な 原 料とした 光 沢 性 が 強 い

ルミニウム粉末から一貫生産していま「高級メタリック塗料用」と、粒子形状・す。顔 料 による光 の 反 射 の 仕 方 は 、そ分 布がやや整っていないアルミニウムの粒 子の大きさや形 状 、表 面 粗さのほ粉 末を元 にした「 一 般 塗 料 用 」に分 類

か 、塗 料 中での 重 なり方 などによってに粉 砕 加 工したもの。塗 料に配 合するされます。前 者はデザインや意 匠 性 がも変 化するため、より高い光 輝 性を求と、アルミニウムの 薄 片が 平 行 に重 な

求 められる自 動 車 や 電 子 機 器 の 外 装めて、形や粒 度を均 一に整える製 造 方り合って光 を反 射 することで 、金 属 のなどの塗 装に使われており、光 沢 性が法の改良など、研究・開発を行ってきまような 光 沢 感 を 得ることができ、この弱い後者は、防錆効果などの機能性をした。粉 末およびフレークの 形や大き性 質 を 利 用して、シル バ ー やカラーメ得る目的で、機械部品や構造物の塗装さを微細にコントロールする加工技術

タリックといった色をつくることができに用いられています。

を駆 使し、これまでに2 , 0 0 0 種 類 以 上ます。その 種 類 は 大きく2つあり、より「東洋アルミニウム株式会社では、各の顔料を製品化しています」（ 中尾氏）。

多分野で活躍するアルミニウムパウダー・ペースト
東洋アルミニウムのパウダー・ペースト事業では、優れた特性を有するアルミ新たな機能を付加したペースト製品を取り扱っています。

法（「アルミニウム顔料（ペースト）

製品
ガスアトマイズ法によるアルミニウム粉末の製造工程。溶解したアルミニウムにガスを高圧で噴射し、霧状に飛散させて球形およびそれに近い形に固めた後、粒子径の大きさによって分別する。

アルミニウム粉末に顔料特性を付与する脂肪酸を加え、ミネラルスピリットなどの溶剤の中でフレーク状に粉砕加工し、ふるい分けをした後、液体（溶剤）と固体（フレーク状に加工されたアルミニウム顔料）を分離する。
その後、混練工程
で固型分の調整や添加剤処理を施すことでアルミニウム顔料（ペースト）製品が完成する。

東洋アルミニウム株式会社
パウダー・ペースト事業本部
技術開発ユニットリーダー 中尾 貴之 氏

アトマイズドアルミニウム粉
脂肪酸ミネラルスピリット
予備分散

粉砕工程

ふるい分け工程

固液分離工程原料アトマイズドアルミニウム粉

混練工程

アルミニウム顔料の粒子形状写真一般塗料用の製造工程」参照）
を用いたアルミ■パウダー製品

ニウム顔料の生産が1957年にス

アルミニウム顔料の原料としてスタートし、近年ではアルミニウムの特性を利タートしました。
1960年代に、まず用した各 種 機 能 材としての活用も広がっています。顔 料 以 外の用 途としては、防錆・防食・耐熱などを目的とするロケットの打ち上げに使う推進剤のほか、高い熱伝導率を生かした電子部品使用から広まり、1970年代には自用の放 熱 材などがあります。また、金 属 造 形 3 Dプリンティング用の粉 末 材 料

動車用メタリック塗装などでの需➡

原料となるアルミニウム粉末を、硬質なボールと混ぜて回転させ、粉砕するボールミル。

要の増加に伴い、意匠性を改良す

自動車用等
高級メタリック塗料用る取り組みが本格化。1990年代にかけて顔料粒子のサイズや形をよアルミニウム顔料のうち、アルミニウムフレークを有機溶剤で湿潤させ、ペースト状り微細に均一にコントロールするで提供している製品をペースト製品と呼んでいます。現在、アルミニウム顔料のほと技術が発達し、メタリック塗装のんどはペースト製品として提供されています。
ペースト製品は粉末の飛散が無く、取意匠性が格段に高まりました。さり扱いしやすいのが特長です。
自社で製造する粒度分布が均一な高純度アルミニウらに、アルミニウム顔料粒子に表ム粉末を主原料とし、意匠性および機能性を高める塗料や印刷用インキなどに用い面処理を施すことで、従来は出せられます。
中でも、自動車ボディー用メタリック塗料において国内では約7割という圧なかった色や機能性を備えたライ倒的なシェアを誇ります。

ンアップも増えています。

SUS Corporation吸引

日本においては、現在も主流である“Hall法”と呼ばれる湿式粉砕■ペースト製品

分級

アルミニウム顔料（ペースト）の製造工程

アルミニウム顔料の意匠性・性能改善の変遷

ニウムを微細な粉末にしたパウダー製品と、それらにさまざまな加工を施してとしての需要拡大も期待されています。

分級製品

ミニウム粉 末を薄く平らなフレーク状

噴霧に つい て 学 ぶに つい て 学 ぶ

アルミニウムの加工技術を駆使粒子の形状で変化する輝き

溶解

アル ミニウ ム 顔 料

アル ミニウ ム 顔 料て、長年幅広い製品に活用されてきました。今回は、そんな「アルミニウム顔料」のトップメーカーである、

アルミニウム顔 料とは 、微 細 なアル

15

第一サイクロンアル ミ 素 材 学14

アルミ素材学 14

一般塗料用と比べて、高級メタリック塗料用の顔料は粒子のサイズや形が均一にそろっており、原料となるアルミニウム粉末のサイズも異なる。

アルミニウム顔料の粉砕工程後に行われる、ふるい分け（スクリーン）工程の様子。

アルミニウム顔料の特性●一般的特性

平均粒径：3〜30μm
比表面積：1〜30㎡/g

厚み：0.03〜2μm
表面性状：酸化（水和）
皮膜（約50Å）+脂肪酸

SUS Corporation

16汚染が問題となり塗料メーカー各社にて、水 性 塗 料の開 発が 行われるようになりました。しかし、アルミニウムは水形 状や厚み、粒 径などを制 御するアに触れると水素ガスを発生して塗料製ルミニウム粉末の加工技術と合わせて、品 缶の膨れを起こす危 険 性があり、そアルミニウム顔料の機能性や意匠性をのままでは水性塗料に使うことはでき高めるために、研究・開発が進んでいるません。そこで、アルミニウムの高い反のが、顔料粒子に対する表面処理技術

射 率を維 持しつつ、いかに水と反 応しです。ここからは、こうした表 面 処 理 技ない不活性の状態をつくり出すかという研 究 が 進 められることとなり、その結果、開発されたのが、アルミニウムフタイプのメタリック顔料「クロマシャイレークの表面を透明で水の侵入を防ぐン 」について取り上げていきます。

シリカでコーティングした水 性 塗 料用のアルミニウム顔料でした」（ 中尾氏）。
顔料粒子への表面処理は、それまで持たない干渉色を発現させる製品。発培ってきたアルミニウム 粉 末・粒 子 の色にはシャボン玉やクジャクの羽など加工技術とは異なる化学的なアプローの 輝 きと 同 じ 原 理 を 利 用 してい ま す。

チであり、当時は製 造 工 程も含め未 知

その誕生のきっかけになったのは、20の 世 界 だったとのこと。この 開 発を通年ほど前に始まった、水 性 塗 料用アルして、新たな 技 術 の 蓄 積 が 始まるととミニウム顔料の開発だったそうです。

もに、アルミニウムのフレークをシリカ「以前は、アルミニウム顔料を使用し層で覆うと干渉色が発現することも分たメタリック塗 料 には 、有 機 溶 剤 が 使かり、その 性 質 を 利 用したクロマシャ

われていましたが 、揮 発する際 の 大 気インの開発へつながっていきました。

したアルミニウム粒子の表面を水性塗料 用と同 様 にシリカ層で 覆った後 、その 周りに金 属でめっきを 施し、さらに保 護 層で覆った製 品です。基 材となるアルミニウムのフレークから反 射される光と、金 属 のめっき層で 反 射される光の光 路 差によって、強い干 渉 色を発現します。しかし、3 年ほどで実 験 室レベルでの製 造には成 功したものの、量産化に至るまでにはさらに長い年月を要しました。その理由は、クロマシャイ
ンの 製 造 には 、アルミニウムを 覆う表面層の厚みをナノ単位の精度でコントロールする技術が必要だったからです。
「現在、クロマシャインでは色の異なる7 種 類 の 製 品 をラインアップしていますが 、これは 着 色 によるものではありません 。透 明 なシリカ層 の 厚みを変えることで 、干 渉 によって強 調される色 が 変 わる 仕 組 み を 利 用してい ます。
ただ、ナノ単 位で設 計された表 面 層の高彩度干渉色アルミニウム顔料
表面に無機／有機多層膜を形成することにより着色された高意匠アルミニウム顔料です。

特徴❶ 高彩度（皮膜厚みのコントロールにより多様な色彩が可能）❷ カラーフロップ（観察角度により色彩が変化する性質を呈する）❸ 高隠蔽性（従来の干渉顔料には無かった優れた隠蔽性）❹ 耐薬品性、耐湿性（無機／有機皮膜形成で優れた化学的安定性）

干渉の原理

厚みがほんの少し異なるだけでも狙った色 から外 れてしまうため 、開 発 当 初は 処 理ロットごとに発 色 が 異 なり、社内でも『量産化はできない』という意見が多数を占めていました。そこから、表面層をつくる化学反応を緻密に制御するため 、開 発 、生 産 技 術および 製 造 部
門 のメンバ ー などと協 力しながら、試行錯誤を繰り返し、10年ほどかけて安第1反射光 第2反射光

最 後に、現 在 取り組まれている技 術開発や今後の需要などについて伺いました。
「 特 殊 なアルミニウム顔 料としては 、デジタル 印 刷 、オンデマンド印 刷 に使14用 できる 製 品 の 開 発 が 挙 げられ ます。
具 体 的には産 業用のインクジェットプリンタやレーザ ープリンタ用の顔 料です。以前から需要はありましたが、新たなアルミニウムの粉砕技術を導入したことで、インクジェットプリンタのノズクロマシャインで塗られた大盃。正面と斜めでは見える色味が大きく異なっていることが分かる。

ルに詰まらない顔料の加工を実現できたこと、レーザープリンタ用に関しては、構成と各層の機能トナー粒子としての性能を充足する表面 処 理 が 可 能になったことで、それぞれ 製 品 化 に至りました 。アルミニウムの粒 子をキレイに並べることが 難しく、クロマシャインの構成と、各層の機能に関する説明。
アルミニウムフレーク（基材）

金属箔を圧着させる箔押しほどの光沢金属的外観の付与、下地の隠蔽を出すことはできません が 、他 のインシリカ層（干渉層）

ク・トナーと合 わせて一 度 に印 刷 ができるため、作 業 工 数の削 減につながります。
アルミニウム顔 料は、従 来の微 細なに つい て 学 ぶに つい て 学 ぶ

クロマシャインは 、着 色 剤を一 切 使わず、光の干 渉を利用して本 来 物 体がクロマシャインは、フレーク状に加工技術力を磨く中で広がる可能性
今後の開発の方向性とは

アル ミニウ ム 顔 料

アル ミニウ ム 顔 料術を駆 使して生まれ 、見る角 度 によって色相が変化する性質を備えた新しい量産化への高く厚い壁を越え
これまでにない干渉色顔料が誕生

アル ミ 素 材 学

アル ミ 素 材 学

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表面処理技術への挑戦で新たな価値を創造

光干渉媒体（屈折率が低くカラーフロップが大きい）

中間層
金属粒子層の粒子分布状態を制御

加 工 技 術に加えて、さまざまな表 面 処理を施すことで、過 去にはなかった開発 の 方 向 性 や 用 途 が 拡 大しています。

金属粒子層メタリック顔料メーカーとして、今後も干渉膜表面で光を反射し、干渉色を強化

市 場 やお 客さまの 要 求 を 満 足 する高付 加 価 値 の 製 品 をご 提 供 できるよう、保護層技術力を高めていきたいと考えていま金属粒子層を保護し、塗膜性能（耐薬品性、耐湿性等）を確保す」（ 中尾氏）。

2023年2月9日インタビュー

定 生 産を実 現することができたときにλは、大変うれしかったですね。量産化の媒体

発色波長の計算式（n:屈折率、d:膜厚）
dn cosδ=(m+1)λ/2 [n=sinθ/sinδ, m=0,1,2・・]
発色波長：λ=2nd・cos(sin-1(sinθ/n))/(m+1)

皮膜表面で反射する光（第１反射光）と、媒体を通過して反射する光（第２反射光）が光路差による位相差を生じ、特定波長の光が強調される。

過 程では、どんな要 素がどんな反 応にクロマシャインのラインアップ影響するのかといった細かな知見が蓄積されていき、表 面 処 理 における新たな管 理 項目も多 数 導 入されました。途中で心が折れそうな時もありましたが、東洋アルミニウムの技術力および現場力を体現する製品になったと思ってい干渉色アルミニウム顔料の断面

干渉膜表面からの反射が多く、強い干渉色が得られる。

ます」（ 中尾氏）。
干渉色アルミニウム顔料は、現在、自動 車の塗 装用としては、試 験 的なもの

光の入射角度による光路差のに留まっているもの の 、化 粧 用 のネイ変化が大きいため、多色性を示す。

ルやアイシャドーといった従 来とは異なる分野での実績も生まれています。

光が透過しないため、隠蔽性に優れる。
高彩度干渉色アルミニウム顔料、クロマシャインの特徴と干渉色を発現する仕組み。

17SUS Corporation

COMPANY DATA
東洋アルミニウム株式会社〒541-0056
大阪府大阪市中央区久太郎町三丁目6番8号
JRE御堂筋ダイワビル
https://www.toyal.co.jp/REFERENCE
1）橋詰良樹「アルミニウム顔料の最近の開発動向」『色材協会誌』83巻4号，2010年

SUS Corporation

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