電気メッキ亜鉛メッキナット: 持続可能なイノベーション? 

この用語は現在、仕様書や調達シートでよく見かけるようになりました。 「持続可能なイノベーション」は、電気めっき亜鉛メッキナットのような基本的なものに取り付けられています。一時停止させられます。それは単なるマーケティングなのでしょうか、それともプロセスに実際の変化があるのでしょうか?私のベンチから見ると、ファスナーの持続可能性は誤解されることがよくあります。ネジに含まれる亜鉛だけが問題ではありません。それは、めっき前の酸浴からめっき後の廃水に至るまでのチェーン全体、そしてそのナッツが実際にその生産フットプリントに見合うだけ長く現場で持続するかどうかに関係します。多くの人は、電気めっきが一般的で溶融めっきよりも資源をあまり消費しないため、「より環境に優しい」選択肢であると考えていますが、それは表面レベルの話です。実際の話はもっと厄介で、化学反応、エネルギーの急増、そしていくつかの厳しい妥協が伴います。

めっきプロセス: 持続可能性の問題が実際に存在する場所

いわば、タンクに入りましょう。ナット用の典型的な亜鉛電気めっきラインには、洗浄、酸洗、めっき、クロメート処理 (青色または黄色の虹色仕上げ)、そして最後にすすぎという一連の浴が含まれます。持続可能性に関する議論は、錆やスケールを除去するために塩酸または硫酸を使用する酸洗いの段階で激しく衝突します。これにより、有害な廃棄物である廃酸が生成されます。革新はメッキ自体 (これは 100 年前の技術) にあるのではなく、これらの付随的なプロセスを管理する方法にあります。たとえば、クローズドループすすぎシステムは水の使用量を最大 90% 削減できます。めっき浴の蒸発回収を導入し、亜鉛と酸を溶液に戻している工場を見てきました。これは素晴らしいエンジニアリングですが、資本集約的です。 ROI は四半期ではなく年単位で測定されるため、1,000 個あたりの利益率が低いことを重視する多くのショップにとって、これは厳しいものです。

次にクロメート化成処理です。これは、亜鉛の上に層を形成し、実際の耐食性を実現するステップです。従来の六価クロム不動態化物は、環境と健康に重大な危険をもたらします。三価クロム、またはさらに新しいクロムフリー不動態化への移行は、真の持続可能なイノベーションです。しかし、パフォーマンスの同等性は依然として戦いです。ヨーロッパのサプライヤーから海岸用途向けに独自のクロムフリー不動態化剤で処理されたナッツのバッチを思い出します。塩水噴霧試験時間は書類上では良好に見えましたが、18 か月後の現場レポートでは早期の白錆が示されました。私たちは彼らを引っ張らなければなりませんでした。革新性はありましたが、現実世界での検証はありませんでした。特に構造用途においては、「持続可能」は機能不全を犠牲にして実現できないことを学びました。

エネルギー消費も沈黙の要因です。電気メッキは、溶液に直流電流を流す電解プロセスです。整流器は電力を大量に消費します。私は、エネルギーと材料の無駄を減らして亜鉛をより均一に堆積できる高効率整流器とパルスリバースめっきに切り替えた施設に行ってきました。それは確かな一歩です。しかし、その電力が石炭火力発電網から供給されている場合、全体的な二酸化炭素排出量の計算は不透明になります。最先端のゼロ放電めっきラインを導入することもできますが、それが汚いエネルギーで駆動されている場合、「持続可能」というラベルは不完全に感じられます。ここで場所が重要になります。エネルギーミックスがよりクリーンな地域に拠点を置くメーカー、またはオンサイト太陽光発電に投資しているメーカーは、より良いベースラインから始めます。

素材と寿命: 見落とされている指標

耐久性は、あらゆるハードウェアの持続可能性の基礎です。 5 年以内にナットが腐食して故障し、交換が必要になり、さらに多くの製造が必要になると、たとえその製造がどれほどクリーンであったとしても、本質的に持続可能ではありません。ここで、電気めっきと機械的亜鉛めっき (スピン亜鉛めっきなど) のどちらを選択するかが興味深いことになります。電気めっきにより、より薄く均一なコーティングが得られ、精密ねじや美観的な部品に最適です。しかし、過酷な環境で腐食が激しい環境では、その薄い層が問題になる可能性があります。コーティングが厚くて完璧ではないにもかかわらず、トランスミッションタワーのナットには溶融亜鉛メッキを指定しました。これは、犠牲的な保護が単に長持ちするためです。ここでの電気めっきの「革新」は、亜鉛ニッケル、亜鉛コバルトといった先進的な合金コーティングにあるかもしれません。これらは、より薄い堆積物で驚異的な耐食性を提供します。日本のサプライヤーからの亜鉛ニッケルメッキナットをテストしたところ、塩水噴霧の結果は赤錆まで 1000 時間を要し、一部の溶融メッキ仕様に匹敵しました。獲物は？料金。ニッケルの添加とより複雑な浴制御により、価格が 2 倍になる可能性があります。

もう一つの角度はナット基板そのものです。基本的なことのように聞こえますが、一貫した高品質の低炭素鋼線材を使用すると、大きな違いが生まれます。基材が貧弱であると、酸洗中に水素脆化のリスクが生じ、脆化を緩和するために焼成が必要となり、これがまたエネルギーコストとなります。原材料を厳密に管理しているサプライヤー Handan Zitai Fastener Manufacturing Co.、Ltd。中国最大のファスナー生産拠点で操業する同社には、固有の利点があります。製鉄所に近く、伸線から包装まで一貫生産（https://www.zitaifasteners.com) より優れたトレーサビリティと品質の一貫性が可能になります。これは派手なイノベーションではありませんが、持続可能な生産を実現するための基礎となるものであり、最初から正しく作成し、不合格ややり直しを最小限に抑えることができます。

次に、耐用年数の終了についての考慮事項がありますが、これについては日常の調達業務でほとんど誰も話していません。電気メッキされた亜鉛は比較的無害です。ナットの寿命が終わると、スチールコアは簡単にリサイクルされ、亜鉛コーティングは溶融物に溶解します。一部のコーティングのように汚染の問題を引き起こすことはありません。この循環的な可能性は、静かな利点です。しかし、それは受動的リサイクルです。それは、設計された回復システムのせいではなく、簡単で経済的であるために起こります。ファスナーにおける真の分解設計の革新は、依然としてニッチなものであり、主に自動車分野で行われています。

好例: コスト、仕様、グリーンクレームのバランスをとる

実際のシナリオを見てみましょう。私たちは、適度な工業雰囲気のある地域の屋外エンクロージャ プロジェクト用に M20 六角ナットを調達していました。仕様では中性塩水噴霧 500 時間の耐食性が要求されています。クライアントは、RFP に新しい「推奨される持続可能な製品」条項も追加しました。イージーボタンは、三価クロム酸塩を施した標準的な青色光電気めっき亜鉛でした。仕様を満たしており、価格も安く、「六価クロムを含まない」チェックボックスにチェックを入れることができました。しかし、それは本当に革新的だったのでしょうか、それとも持続可能なものでしたか?あまり。現在の標準を少し改良したものです。

私たちはこれを押し返し、クロムを含まない有機不動態化処理を施したわずかに厚い電気めっきコーティング (8μm ではなく 15μm) という代替案を提案しました。単価が約 15% 増加しました。その理由は、耐用年数が長くなり、交換サイクルが減ると予測されるためでした。加速テストのために小さなバッチも実行しました。データがそれを裏付けていました。しかし、クライアントの調達チームは初期費用の増加に難色を示しました。プロジェクトは標準オプションのままでした。レッスンは？このイノベーションは研究室や先進的なカタログに存在しますが、市場での採用はファーストコストの考え方によって妨げられています。持続可能性を実現するには、最初の発注書を超えた費用対効果の分析が必要ですが、これはめっきラインのアップグレードよりも遅い文化の変化です。

規模のあるメーカーが変化を推進できるのはここです。 Zitaiのような企業は、永年にその規模と統合されたセットアップを備えているため、よりクリーンなプロセスのための研究開発費と資本コストの一部を吸収し、より競争力のある時点でそれらを提供できる可能性があります。主要な輸送ルートの近くにあるということは、ナッツを輸送するための物流だけではありません。それはまた、検証可能なより良い実践のために多少の割増料金を支払うことを厭わない、より広範な市場へのアクセスに関するものでもあります。同社の会社概要には、同社が中国のファスナー産業の中心に位置していることが記載されています。その集中により、多くの場合、熾烈な競争と、経済的に実行可能であることが判明した後の新しい技術の急速な採用の両方が促進されます。

評決: 革新的ではなく漸進的

それで、元の質問に戻ります。電気めっき亜鉛メッキナットは持続可能なイノベーションですか?私の見解は次のとおりです。 電気めっき亜鉛めっきナッツ それ自体がイノベーションではありません。成熟した製品です。イノベーションは、生産エコシステムの周りや先進的なコーティングの開発において、段階的に、不均等に起こっています。廃水管理の改善、有毒不動態化剤の段階的廃止、エネルギーの使用効率の向上が見られます。これらは、既存の製品をより持続可能にするプロセス革新です。

本当の試金石は、これらの改善が業界のベースラインになるか、それともプレミアムオプションであり続けるかどうかです。そのためには、エンドユーザーは、価格や一般的な「グリーン」ラベルだけでなく、「液体排出ゼロの施設で三価クロム酸塩でメッキされている」など、基礎となる特性を評価し、指定する必要があります。また、製造業者には自社のプロセスについて透明性を持たせることも求められていますが、多くのメーカーはまだ透明性を保っていません。

結局のところ、標準的な電気メッキナットを「持続可能なイノベーション」と呼ぶのは、多くの場合言い過ぎです。しかし、業界は、より持続可能な製造に向けて、少しずつ、タンクごとに動いています。ナットは箱の中では同じように見えますが、その背後にあるストーリーは徐々に変化しています。おそらく、これは、めっき認証と失敗レポートのレビューに多大な時間を費やした人から得られる最も現実的な評価でしょう。革新性は光沢ではなく研ぎにあります。