AT139100B - Verfahren zur Behandlung von mit Oxyd überzogenen Gegenständen aus Aluminium und Aluminiumlegierungen. - Google Patents

Description

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  Verfahren zur Behandlung von mit Oxyd überzogenen Gegenständen aus Aluminium und Alu- miniumlegierungen. 



   Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Behandlung von mit Oxyd überzogenen Gegenständen aus Aluminium und Aluminiumlegierungen zum Zwecke, diesen Überzug weniger   durchlässig,   korrosionsfester, besser   ad-bzw. absorptionsfähig   oder ihn bei seiner Färbung farbhaltender zu machen und die Farbe auf oder in ihm gleichmässig zu fixieren. 



   Oxydische Überzüge auf Aluminiumoberflächen, unter welch letzterem Ausdruck die Oberfläche von Gegenständen beliebiger Art aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen zu verstehen sind, können auf verschiedene bekannte Weisen künstlich erzeugt werden, etwa durch Verwendung des Aluminiums als Anode in einer elektrolytischen Zelle, welche als Elektrolyten z. B.   Schwefelsäure   enthält, oder durch
Eintauchen in eine alkalische Lösung usw. Das Färben solcher Überzüge erfolgte mit organischen Farb- stoffen oder in Lösungen von Farbstoffen. 



   Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass beim Behandeln des mit Oxyd   überzogenen Alu-   miniums in heissen oder kochenden Lösungen gewisser Salze die Eigenschaften des Überzuges beträchtlich verändert und vorteilhafte Eigenschaften erzeugt werden. Die Lösungen, auf welche sich diese Erfindung bezieht, sind solche, die ein Salz einer schwachen Metallbase enthalten, das in Lösung sich hydrolysieren   lässt,   um eine wesentlich unlösliche Verbindung des Metalls in dem Oxydüberzug zu bilden. Die Konzenkation an Wasserstoffionen der Lösung sollte derart sein, dass die Hydrolyse in heisser oder siedender
Lösung den Niederschlag der Metallverbindung erzeugt. Diese Bedingung kann gewöhnlich daran erkannt werden, dass sich in der Lösung eine Trübung bildet.

   Unter den Salzen, die solche Lösungen mit geeigneter
Einstellung der Wasserstoffionen bilden können, sind zu nennen : essigsaure Salze von Metallen, wie Nickel,
Kobalt, Kadmium, Zink, Barium, Kupfer, Aluminium oder Blei, ferner   Metallsulfate, -oxalate, -ohloride,     - nitrate,-citrate.-taitrate und-fluoride.   Es gibt aber noch andere Salze von ähnlicher chemischer Be- schaffenheit, die den gewünschten Zweck erreichen. 



   Obschon die Erfindung ganz allgemein die Verwendung solcher Lösungen vorsieht, sind bei ihrer besonderen und vorzugsweisen Ausführung gewisse Salze den andern vorzuziehen. So sind z. B. wegen der zur Innehaltung geeigneter Wasserstoffionenkonzentration entstehenden Schwierigkeiten Lösungen von Salzen schwacher Säuren und schwacher Metallbasen bei handelsmässigem Ausführen des Verfahrens vorzuziehen, vorausgesetzt natürlich, dass sie die Eigenschaften der obenerwähnten allgemeinen Klasse besitzen, d. h. ganz besonders die Eigenschaft, sich in heissen oder siedenden Lösungen zu hydrolysieren ; um im Oxydüberzug einen Niederschlag zu bilden.

   Gleicherweise ist es in gewissen besonderen Anwendun- gen der Erfindung oft sehr erwünscht, dass die   Salzlösung   eine solche ist, die den Überzug nicht färbt und darin keinen giftigen Körper zurücklässt oder nur eine dieser Eigenschaften besitzt. Ferner ist es aus mehreren praktischen Gesichtspunkten erwünscht, dass die Salzlösung den Oxydüberzug oder das
Aluminium nicht angreift oder löst. Solche besondere Eigenschaften der Salzlösung sind jedoch nur in gewissen Anwendungen des Verfahrens erwünscht, und die grosse Klasse von Salzlösungen, die hier genannt werden, sind an und für sich alle in der Praxis brauchbar. 



   Die in der Praxis erfindungsgemäss verwendeten Lösungen werden durch Auflösen eines   Sa'rzos   der genannten Klasse in Wasser und dann, wenn nötig, durch Einstellen der   Wasserstoffio'nenkonzentration   
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 sind, den Niederschlag im Oxydüberzuge erzeugt, hergestellt. Unter diesen Bedingungen kann die Hydrolyse derart sein, dass in der Lösung sich eine Suspension von kolloidalen Dimensionen bildet und dass kein Niederschlag sichtbar ist. Wenn aber beim Erhitzen ein Niederschlag bemerkbar wird, so wird die Wasserstoffionenkonzentration so eingestellt, dass sich die Metallbase weder in flockiger Form niederschlägt noch sich irgendwie anders aus der Lösung abscheidet. 



   In Lösungen, wo bei Hydrolyse ein Niederschlag sichtbar wird, ist es zweckmässig, dass die Hydrolyse nicht den Punkt, wo sich eine Trübung bildet, überschreitet.   Unter"Trübung"wird   hier und in den Patentansprüchen nicht nur eine wirklich trübe, sondern eine opaleszierende oder neblige Lösung verstanden. Beim Ausführen der Erfindung mit bevorzugten Lösungen wird gewöhnlich eine solche Trübung beobachtet. Die geeignete Konzentration an Wasserstoffionen wird leicht durch einen einfachen Versuch bestimmt. Es ist jedoch zweckmässig und ratsam, Lösungen zu verwenden, die, bei 25  C gemessen, einen 
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 pH-Werte hat, so werden gewöhnlich geeignete Lösungsbedingungen nicht erhalten und das mit Oxyd 'überzogene Aluminium wird angegriffen.

   Für jede Lösung wird aber die geeignete Wasserstoffionenkonzentration leicht und einfach durch einen Versuch bestimmt, so z. B. durch Eintauchen mehrerer mit Oxyd überzogener Aluminiumstücke in Lösungen von verschiedener Wasserstoffionenkonzentration und durch Beobachtung der dabei erhaltenen Ergebnisse. 



   Wenn das Salz ein solches einer schwachen Metallbase und einer starken Säure ist, so ist es sehr zweckmässig, der Lösung ein Puffermittel, wie z. B. Borsäure, Borate, Acetate, oder andere bekannte Mittel dieser Art beizugeben, so dass die geeignete Wasserstoffionenkonzentration leicht erzeugt wird und erhalten bleibt, wobei das Puffermittel bestrebt ist, die Empfindlichkeit der Einstellung zu vermindern. Wenn in der Praxis ein Salz einer schwachen Base und schwachen Säure verwendet wird, so kann es gleichfalls wünschenswert sein, zur   AufrechterhÅaltung   der vorbestimmten Wasserstoffionenkonzentration ein Puffermittel zu verwenden. Ausgezeichnete Ergebnisse sind z. B. durch Zugabe von Borsäure zu Lösungen von   Nickel-oder Kobaltacetat   erzielt worden. 



   Die Salzlösung kann grosse oder kleine Mengen eines Salzes der obengenannten Art enthalten. 



  Obschon Mengen von 0'1% an Gewicht sich als wirksam erwiesen haben und Lösungen, die das Salz bis in Mengen, die dem höchsten Löslichkeitsgrad entsprechen, enthalten, verwendbar sind, so ist es doch vorzuziehen, in handelsmässigen Lösungen, wenn es die Löslichkeitsverhältnisse zulassen, ungefähr 1 oder 2% Salz zu verwenden. Von Zeit zu Zeit muss die Lösung erneuert werden, da sie sich durch den Gebrauch erschöpft oder unwirksam wird. 



   Das mit Oxyd überzogene Aluminium wird in die heisse oder siedende   Salzlösung   während einer zur Erzielung des erwünschten Ergebnisses genügend langen Zeitdauer eingetaucht. Die Dauer der Behandlung schwankt je nach der Beschaffenheit des Überzuges und nach der zu erzielenden Wirkung. 



  Sie schwankt   gewöhnlich   zwischen 2 und 30 Minuten. Um die erzielte Wirkung zu beschreiben, werden im folgenden einige Anwendungsarten des Verfahrens nach der Erfindung beispielsweise   angeführt..   



   Sehr oft werden Gebrauchsgegenstände aus Aluminium, wie z. B. Servierbretter,   Behälter   für Speiseeis u. dgL, mit einem Oxydüberzug versehen. In solchen Fällen ist der Überzug nicht gefärbt, da die natürliche Farbe des mit Oxyd überzogenen Aluminiums vorgezogen wird. Solche Servierbretter und Behälter kommen oft in Berührung mit farbigen Flüssigkeiten von kolloidaler und anderer Art. Diese   Flüssigkeiten beflecken den   Überzug, wenn sie von der Oxyd schicht aufgesaugt werden. Durch Behandlung der überzogenen Gegenstände in Salzlösungen gemäss vorliegender Erfindung wird der Überzug praktisch unporös und undurchlässig gemacht, so dass dessen Tendenz, sich zu beflecken, aufgehoben oder doch wenigstens sehr vermindert wird.

   Wenn die Erfindung zu diesem Zwecke angewendet wird, so ist es zweckmässig, Salzlösungen zu verwenden, die nicht selbst den Oxydüberzug färben oder-als Beize für Farbstoffe wirken. 



   Der Aluminiumgegenstand kann auch mit einem gefärbten Oxydüberzug oder mit einem Überzug, der in seinen Poren einen den Widerstand gegen Korrosion erhöhenden Körper, wie Natriumsilikat, enthält, versehen worden sein. Ein solcher überzogener Aluminiumgegenstand kann im Gebrauche äusseren schädlichen Einflüssen, wie Feuchtigkeit, Wetter, Lösungsmittel usw. ausgesetzt sein, die die Tendenz haben, die Farben oder andern Körper aus den Poren des Überzuges zu entfernen. Durch Behandlung des überzogenen Gegenstandes gemäss vorliegender Erfindung in Salzlösungen der erwähnten Art wird der Überzug praktisch undurchlässig gemacht ; gleichzeitig wird der   nützliche   Körper, Farbstoff od. dgl. mehr oder weniger dauernd in den Poren des Oxydüberzuges gebunden und gegen den Einfluss von Lösungsmitteln und andern Zerstörungsmitteln geschützt. 



   Wenn ein mit Oxyd überzogener Aluminiumgegenstand in eine Lösung eines organischen   Farb-   stoffes, wie es in der Praxis üblich ist, getaucht wird, so bleibt der grösste Teil des Farbstoffes auf dem Gegenstand und ist nach Herausnahme aus der Farblösung und nach Spülen in dem Oxydüberzug adsorbiert. Ein gewisser Teil des Farbstoffes jedoch, der auf oder nahe an der Oberfläche des Überzuges liegt, ist nicht so fest an diesen gebunden. Infolgedessen hat dieser Farbstoff die Tendenz, beim Gebrauche des Gegenstandes abgerieben zu werden. Um dies zu vermeiden, hat man bisher den gefärbten Überzug mit Leder poliert ; doch ist dies oft kostspielig und bei kleinen Gegenständen, wie Knöpfen und Nadeln, 

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 einfach unmöglich.

   Bei Behandlung der Gegenstände nach dem Verfahren gemäss der vorliegenden Erfindung wird der auf oder nahe an der Oberfläche befindliche Farbstoff praktisch darauf fixiert, so dass schmierende oder andere störende Wirkungen auf ein Mindestmass herabgesetzt werden. 



   Obschon im allgemeinen die obenerwähnten Salzlösungen die beschriebenen Wirkungen in grö- sserem oder kleinerem Masse erzeugen werden, gibt es, wie oben gesagt, gewisse Salze, die den andern vorgezogen werden. Von diesen Salzen werden in der Praxis zweckmässig folgende verwendet : essigsaures Nickel oder Kobalt, schwefelsaures Nickel oder Kobalt ; von diesen Salzen werden gewöhnlich die essigsauren vorgezogen. Puffermittel sind in Lösungen sowohl von schwefelsauren als von essigsauren Salzen nützlich. 



   PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Behandlung von mit Oxyd überzogenen Gegenständen aus Aluminium und Aluminiumlegierungen, dadurch gekennzeichnet, dass durch Eintauchen der Gegenstände in auf über 40  C erwärmte Lösungen eines Salzes einer schwachen Metallbase auf dem Wege der hydrolytischen Spaltung eine praktisch unlösliche Verbindung des Metallions der Lösung in dem Oxydüberzug niedergeschlagen wird.

Claims (1)

1. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wasserstoffionenkonzentration der Lösung, gegebenenfalls unter Zusatz von Puffermitteln, wie Borsäure u. dgl., so eingestellt wird, dass die sich bei Temperaturen über 400 C durch Hydrolyse ausscheidende Verbindung nur als Trübung bemerkbar ist, jedoch keine wesentlichen Mengen eines flockigen Niederschlages bildet.

   3. Verfahren nach Anspruch l oder 2, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Salzes einer schwachen Metallbase und einer schwachen Säure.

   4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch die Verwendung von Nickel-oder Kobaltazetat bzw. von Nickel-oder Kobaltsulfat.