チタンの焼き色はなぜ美しいのか——陽極酸化と干渉色をデザイナーが語る

富士ショートの走行会で、撤収間際のパドックに停まっていたZN8 GR86のリアを何気なく覗き込んで、しばらく動けなくなったことがあります。社外のチタンマフラー、そのテールエンドに金色から紫、そして深い青へと流れるグラデーション。オーナーいわく「焼きを入れたんじゃなくて、走ってたら勝手にこうなった」。塗装でもメッキでもないのに、見る角度を変えるたびに違う表情を見せる。あの色は、いったい何なのでしょうか。

量産開発の現場でカラーデザイナーと膝を突き合わせてきた人間として断言しますが、あの「チタンの焼き色」は、塗料メーカーがどれだけ顔料を練っても再現できません。あそこには色素が1グラムも存在しないからです。今回はチタンの焼き色と陽極酸化の科学を、量産の裏側も交えつつ掘り下げます。

色素ゼロの発色——酸化被膜がつくる干渉色

チタンは空気に触れた瞬間から、表面にごく薄い酸化被膜(二酸化チタン)をつくります。常温では数nmと薄く、ほぼ無色透明。ところが熱や電気エネルギーを与えると被膜が成長し、数十〜百数十nmという「光の波長と同じスケール」の厚みに達します。

ここで起きるのが薄膜干渉です。光は被膜の表面で反射する成分と、被膜を透過して下地の金属面で反射する成分に分かれます。この二つの光にはわずかな光路差が生まれ、特定の波長だけが強め合い、別の波長は打ち消し合う。結果として、被膜の厚みに応じた色だけが目に届く。シャボン玉や路面の油膜が虹色に見えるのと同じ原理で、モルフォ蝶の翅やタマムシの構造色の親戚です。しかも二酸化チタンは屈折率が高い(おおむね2.5前後)ため、ごく薄い膜でも鮮やかに発色します。

つまりチタンの焼き色は「顔料の色」ではなく「厚みの色」。膜が薄いうちはゴールド、育つにつれてパープル、ブルーへと進みます。見る角度によって光路差が変わるので、視点を動かすと色相まで動く。塗装では絶対に出ない、あの深みの正体がこれです。

熱で焼くか、電圧で染めるか——二つの発色プロセス

同じ干渉色でも、被膜の育て方は大きく二通りあります。

一つはマフラーで起きている加熱酸化、いわゆるテンパーカラー。排気熱で被膜が成長し、温度と時間に応じた色がつきます。パイプの根元からテール先端へ向かって青→紫→ゴールドと色が流れるのは、根元ほど熱く先端ほど冷えるという部位ごとの到達温度が、そのまま等高線のように記録されているから。美しい反面、色は熱履歴まかせで、狙った色を均一に出すことはほぼできません。

もう一つが陽極酸化(アノダイズ)です。電解液の中でチタン部品を陽極(プラス側)につないで電圧をかけると、被膜が電気化学的に成長します。ポイントは、膜厚がほぼ印加電圧で決まること(1Vあたり2nm弱が目安)。電圧を管理すれば、熱を加えずに、狙った色を部品全体へ均一に再現できるわけです。

数値は電解液の種類・処理時間・下地の仕上げで大きく前後します。あくまで傾向として眺めてください。

ここで面白いのは、アルミの陽極酸化(アルマイト)とはまったくの別物だということ。カスタムパーツでおなじみのカラーアルマイトは、多孔質の被膜の孔に染料を吸わせて封孔する「染色」です。一方チタンの陽極酸化は染料を一切使わない「構造色」。CNC削り出しのアルミシフトノブの色が良くも悪くも均質で安定しているのに対し、チタンの青が角度で揺らぐのは、発色のメカニズムが根本から違うからです。

量産車がこの色を採用できない理由

「こんなにきれいなら、なぜ量産車の外板や加飾に使わないのか」。デザイナー時代、何度も似た議論をしました。答えは単純で、色の管理ができないからです。

量産の色はカラーマスターと呼ばれる基準板で管理され、分光測色計の数値で合否が決まります。メタリックや干渉系の外板色になると測色は多角度になり、それでも見る条件で色が動く塗色は、工場をまたいだ品質保証が一気に難しくなる。ましてや干渉色そのもののチタン発色は、膜厚数nmのズレがそのまま色相のズレになる世界です。樹脂バンパーと鋼板フェンダーの見切りで色を合わせるのに苦労している現場からすれば、管理不能の素材と言っていい。

そしてもう一つ、原価企画の壁があります。チタンは素材単価も切削コストも高く、コスト会議で真っ先に代替案を求められる素材。クレイモデルの面にどれだけ美しいハイライトを流しても、原価の表の前では沈黙するしかありません。例外的に量産に載った例が、初代S2000(AP1)の純正チタンシフトノブ。夏は握れないほど熱く、冬は氷のように冷たいのに、いまだに語り継がれているのだから素材の力は侮れません。チタンの干渉色は、量産の論理からこぼれ落ちた美しさです。だからこそ、アフターパーツの世界でだけ堂々と生きています。

焼き色は「育つ」——経年変化との付き合い方

干渉色には、塗装にないもう一つの性質があります。色素が存在しないので、紫外線による退色が原理的に起きないことです。顔料は光で分解されますが、酸化被膜そのものは化学的に極めて安定で、「色あせ」という概念がありません。

ただし不変ではない。熱がかかり続ける部位では被膜がさらに成長し、色は厚み方向へ進み続けます。マフラーの焼け色が走行会のたびに少しずつ青みを深め、やがて灰色がかってくるのはこのためです。逆にナンバーボルトのように常温で使う部品なら、陽極酸化で作った色は事実上固定されます。

• 常温部品(ボルトなど):色はほぼ固定。くすんで見えたら大半は油分なので、脱脂すれば干渉色が戻る
• 高温部品(マフラーなど):熱履歴で色が進む。これは劣化ではなく記録であり、味
• コンパウンドでの研磨は厳禁。色の正体である被膜そのものを削り落とすことになる

直径6mmから始める干渉色——ナンバーボルトという入口

ここからは、私たちがチタンボルトを扱っている理由の話です。干渉色を自分の車に持ち込む最小単位が、ナンバープレートのM6ボルトだと思っています。

うちのチタンボルト ブルー(M6・1,500円)は、まさに陽極酸化で発色させた青です。チタン合金なので軽く、染料ゼロなので洗車を重ねても色あせない。GR86でもスイフトスポーツでも、ナンバー周りで主張しすぎないのに、気づいた人だけが「お、チタンか」と分かる。パドックで会話が始まるタイプのパーツです。ギラつく色が好みでなければ、素のチタンの鈍い輝きを残したチタンボルト シルバー(M6・1,500円)もあります。ブルーとシルバーのどちらを選ぶかは、ボディ色との関係と、同じ青でも個体ごとに表情が少し違うことを踏まえると決めやすくなります。チタンボルトはブルーとシルバー、どちらを選ぶかで並べて比べました。

取り付けの注意をひとつ。登録車のリアナンバーは左側が封印されているため、一般に交換できるのはフロントの2本です(封印のない軽自動車は前後とも交換可)。封印に手を付けると再封印の手続きが必要になるので、ここは無理をしないのが正解です。

よくある質問

チタンの焼き色やカラーボルトは車検で問題になりますか?

ボルトの色そのものを直接制限する規定は一般にありませんが、ナンバープレートには表示の視認性に関する基準(カバーの禁止、角度、汚損など)が定められています。ボルトが文字や数字にかからない通常の取り付けであれば実務上問題になることはまずありませんが、最終的には検査場や指定工場での確認をおすすめします。

陽極酸化の青と、バーナーで炙った青は同じものですか?

どちらも二酸化チタン被膜の干渉色という意味では同じです。ただし陽極酸化は電圧で膜厚を管理するため色が均一で再現性が高く、加熱は熱履歴に依存するためグラデーションになります。製品として色を保証できるのは陽極酸化のほうです。

色がくすんできたら再発色できますか?

色素がないため紫外線での色あせは起きません。くすんで見える場合は大半が油分や汚れで、パーツクリーナーなどで脱脂すれば干渉色が戻ります。ただし研磨で被膜を落とすと色ごと消えるため、コンパウンドは使わないでください。

染色で色を持たせるアルマイトのアルミ、厚みそのもので発色する構造色のチタン。素材の発色という物差しを一本持つだけで、パーツ選びの解像度は一段上がります。CNC削り出しのシフトノブのラインアップも、そんな素材の目で選んでもらえたら嬉しいです。Journalでは今後も、量産開発の裏側から見たパーツの話を書いていきます。