DD233592A1 - Pickling for chemically-used, anodically-oxidized, textured alumino-vegetable products - Google Patents

Pickling for chemically-used, anodically-oxidized, textured alumino-vegetable products Download PDF

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DD233592A1
DD233592A1 DD27219584A DD27219584A DD233592A1 DD 233592 A1 DD233592 A1 DD 233592A1 DD 27219584 A DD27219584 A DD 27219584A DD 27219584 A DD27219584 A DD 27219584A DD 233592 A1 DD233592 A1 DD 233592A1
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DD
German Democratic Republic
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pickling
aluminum
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relief
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DD27219584A
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Wolfgang Stephani
Detlef Buttgereit
Original Assignee
Aloxema Veb
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Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F1/00—Etching metallic material by chemical means
    • C23F1/10—Etching compositions
    • C23F1/14—Aqueous compositions
    • C23F1/32—Alkaline compositions
    • C23F1/36—Alkaline compositions for etching aluminium or alloys thereof

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Beizbad zur Erzielung eines gewuenschten Oberflaecheneffektes bei anodisch oxydierten Schildern, Skalen, Frontplatten usw. aus Aluminium. Das Ziel besteht darin, dieses Beizbad in der industriellen Fertigung oekonomisch einsetzbar zu gestalten. Dazu wird ein Bad auf der Grundlage einer 3-5 molaren waessrigen Natriumhydroxid-Loesung mit Zusaetzen in der waessrigen Loesung von Nitraten, Nitriten und Phosphaten in der Konzentration von 0,2-2,0 Mol pro Liter unter Zugabe von Schwermetallsalzen geringer Konzentration im Bereich von 0,02-0,06 Mol pro Liter in Anwendung gebracht.The invention relates to a pickling bath to achieve a desired surface effect in anodically oxidized signs, scales, front panels, etc. made of aluminum. The aim is to design this pickling bath in industrial production economically. For this purpose, a bath based on a 3-5 molar aqueous sodium hydroxide solution with addition in the aqueous solution of nitrates, nitrites and phosphates in the concentration of 0.2-2.0 mol per liter with the addition of heavy metal salts of low concentration in the range 0.02-0.06 mol per liter.

Description

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein chemisches alkalisches Beizbad zur Erzielhung eines gewünschten Oberflächeneffektes bei anodisch oxydierten Schildern, Skalen, Frontplatten usw. aus Aluminium und dessen Einsatz.The invention relates to a chemical alkaline pickling bath to achieve a desired surface effect in anodically oxidized signs, scales, front panels, etc. made of aluminum and its use.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Bekannt ist die mechanische, chemische und elektrochemische Strukturierung von metallischen Werkstoffen zurKnown is the mechanical, chemical and electrochemical structuring of metallic materials for

Oberflächengestaltung unterschiedlichen funktionellen Charakters.Surface design of different functional character.

Diese Verfahren werden je nach Verwendungszweck und Weiterbehandlungsstufen unterschiedlich erfolgreich angewendet. Die Anwendung bekannter Beizverfahren schließt zur Zeit die Herstellung von qualitativ hochwertigen strukturierten, anodisch oxydierten und in die Oxidschicht eingebetteten Bildelementen aus, da die bekannten Verfahren hinsichtlich der Homogenität des Abtrags und der damit erzielten Rauhtiefe, der Konturenschärfe sowie der fremdstofffreien Metalloberfläche den Anforderungen nicht genügen. Diese Eigenschaften sind aber Grundlage für eine erfolgreiche Weiterverarbeitung zu anodisch oxydierten Reliefschildern.These methods are used with varying degrees of success, depending on the intended use and further processing steps. The application of known pickling processes currently excludes the production of high-quality structured, anodically oxidized and embedded in the oxide layer picture elements, since the known methods with respect to the homogeneity of the removal and the surface roughness, the acutance and the impurity-free metal surface do not meet the requirements. However, these properties are the basis for successful further processing into anodically oxidized relief signs.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Die Erfindung hat es sich zum Ziel gesetzt reliefartige, strukturierte und damit bestimmten ästhetischen Ansprüchen genügende Schilder, Skalen und Frontplatten zu erzeugen, wobei die Verfahrenslösung in der industriellen Fertigung ökonomisch einsetzbar sein soll.The invention has set itself the goal to produce relief-like, structured and thus certain aesthetic requirements sufficient signs, scales and front panels, the process solution should be used economically in industrial production.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es eine Verfahrenslösung zum gezielten Abtragen bei Aluminiumoberflächen in Anwendung zu bringen, welche die geforderten Parameter zur Herstellung strukturierter, anodisch oxydierter Schilder erfüllt.The object of the invention is to bring a process solution for targeted removal of aluminum surfaces in application, which meets the required parameters for the production of structured, anodically oxidized signs.

Es wurde gefunden, daß eine alkalische Beizlösung auf der Grundlage einer 3-5 molaren wässrigen Natriumhydroxid-Lösung mit Zusätzen in der wässrigen Lösung von Nitraten, Nitriten und Phosphaten in den Konzentrationen von 0,2-2,0 Mol pro Liter unter Zugabe von Schwermetallsalzen geringer Konzentration im Bereich von 0,02-0,06 Mol pro Liter eine im Hinblick des Anwendungszweckes anwendbare Verfahrenslösung ergibt. Hergestellt wird die beschriebene Beizlösung in einer wässrigen Lösung durch Zugabe der genannten alkalischen Chemikalien unter Zusatz von Schwermetallsalzen anorganischer Zusammensetzung. Die genannten Konzentrationen sind unbedingt einzuhalten, um den gewünschten Oberflächeneffekt mit den einschränkenden Bedingungen zu erzielen. Der Ansatz der Verfahrenslösung erfolgt bei Raumtemperatur unter Beachtung des stark exothermen Lösungsvorganges der alkalischen Chemikalien.It was found that an alkaline pickling solution based on a 3-5 molar aqueous sodium hydroxide solution with additives in the aqueous solution of nitrates, nitrites and phosphates in the concentrations of 0.2-2.0 mol per liter with the addition of heavy metal salts low concentration in the range of 0.02-0.06 mol per liter results in a process solution which can be used with regard to the intended use. The described pickling solution is prepared in an aqueous solution by addition of said alkaline chemicals with the addition of heavy metal salts of inorganic composition. The stated concentrations must be strictly adhered to in order to achieve the desired surface effect with the limiting conditions. The approach of the process solution is carried out at room temperature, taking into account the highly exothermic solution process of alkaline chemicals.

Durch die Zugabe von leicht löslichen alkalischen Salzen der genannten Säurereste werden die Eigenschaften des gleichmäßigen Abtrages des Grundstoffes Aluminium und die Voraussetzung der Entfernung von Fremdstoffen zur Erzielung einer rein metallischen Oberfläche zur Weiterbearbeitung erreicht. Die gewünschte Bildstruktur der herzustellenden anodisch oxydierten Schilder, Skalen, Frontplatten usw. wird durch Reservieren von Teilen der Aluminiumoberfläche mittels chemisch resistenter Druckpaste und anschließendem Beizen bis zur gewünschten Relieftiefe erreicht. Nach der rückstandslosen Entfernung des Reservierdruckes erfolgt die anodische Oxydation des Aluminiumwerkstückes und die weitere gewünschte Bildgestaltung. Die optische Verstärkung des Reliefcharakters kann durch Farbeinbettungen in die Oxidschicht erfolgen.The addition of easily soluble alkaline salts of said acid residues, the properties of the uniform removal of the base material aluminum and the requirement of the removal of foreign substances to achieve a purely metallic surface for further processing can be achieved. The desired image structure of the anodized signs, scales, face plates, etc. to be produced is achieved by reserving parts of the aluminum surface by means of chemically resistant printing paste and then pickling to the desired relief depth. After the removal of the Reservierdruckes residue, the anodic oxidation of the aluminum workpiece and the other desired image design takes place. The optical enhancement of the relief character can be done by Farbeinbettungen in the oxide layer.

Ausführungsbeispielembodiment

An Hand eines Ausführungsbeispiels soll die Erfindung näher erläutert werden. Dietechnisch-technologische Durchführung der Herstellung von strukturierten anodisch-oxydierten Aluminiumschildern erfolgt in nachstehenden Arbeitsschritten. Voraussetzung für eine qualitätsgerechte Fertigung ist der Einsatz eines fettfreien Aluminiumwerkstoffes. Nach dem Aufbringen des ersten Reservierdruckes zur Reliefbildgestaltung erfolgt der Beizvorgang. Zur anschließenden anodischen Oxydation wird der Reservierdruck entfernt, um eine geschlossene Oxidschicht zu erzielen. Der nachfolgende zweite Reservierdruck, das Einfärben der nicht abgedeckten Bildelemente und weitere modifizierte Arbeitsgänge hinsichtlich des Verwendungszweckes der strukturierten Schilder schließen das Herstellungsverfahren ab.With reference to an embodiment, the invention will be explained in more detail. The technical-technological implementation of the production of structured anodic-oxidized aluminum signs takes place in the following work steps. The prerequisite for quality-compliant production is the use of a grease-free aluminum material. After applying the first Reservierdruckes for relief image design of the pickling process. For subsequent anodic oxidation, the reserve pressure is removed to achieve a closed oxide layer. The subsequent second reservation printing, the coloring of the uncovered picture elements and further modified operations with respect to the intended use of the structured signs complete the production process.

Als Ausgangsmaterial wurde Aluminiumblech der Qualität AI 99,5...99,7 in den Blechstärken von vorzugsweise 0,5... 0,8mm verwendet. Für den die Strukturierung bestimmenden Beizvorgang wurde eine Verfahrenslösung mit folgender Konzentration und Zusammensetzung verwendet:The starting material used was aluminum sheet of quality AI 99.5... 99.7 in the sheet thicknesses of preferably 0.5... 0.8 mm. For the structuring determining pickling process, a process solution with the following concentration and composition was used:

8-13% NaOH 7-11%NaNO3 5-9%NaNO2 4-8%Na3PO4 - 0,05-0,2% anorganische Schwermetallsalze8-13% NaOH 7-11% NaNO3 5-9% NaNO2 4-8% Na3PO4 - 0.05-0.2% inorganic heavy metal salts

Der Rest ist Wasser. Die Arbeitstemperatur beträgt 20-50°C und die Expositionszeiten je nach Relieftiefe 15s-120s.The rest is water. The working temperature is 20-50 ° C and the exposure times depending on the relief depth 15s-120s.

Claims (1)

Erfindungsanspruch:Invention claim: Beizbad für chemisch geätzte, anodisch oxydierte, strukturierte Aluminiumerzeugnisse mit reliefartiger Oberfläche, gekennzeichnet dadurch, daß eine wäßrige Lösung mit alkalischer Reaktion auf der Grundlage einer 3-5 molaren Natriumhydroxid-Lösung mit Zusätzen von Nitraten, Nitriten und Phosphaten in den Konzentrationen von 0,2-2,0 Mol pro Liter und unter Zugabe von Schwermetallsalzen geringer Konzentration im Bereich von 0,02-0,06 Mol pro Liter verwendet wird.Pickling bath for chemically etched, anodized, structured aluminum products with relief-like surface, characterized in that an aqueous solution with alkaline reaction based on a 3-5 molar sodium hydroxide solution with additions of nitrates, nitrites and phosphates in the concentrations of 0.2 -2.0 moles per liter and with the addition of heavy metal salts of low concentration in the range of 0.02-0.06 moles per liter. Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention Die Erfindung betrifft ein chemisches alkalisches Beizbad zur Erzielhung eines gewünschten Oberflächeneffektes bei anodisch oxydierten Schildern, Skalen, Frontplatten usw. aus Aluminium und dessen Einsatz.The invention relates to a chemical alkaline pickling bath to achieve a desired surface effect in anodically oxidized signs, scales, front panels, etc. made of aluminum and its use. Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions Bekannt ist die mechanische, chemische und elektrochemische Strukturierung von metallischen Werkstoffen zur Oberflächengestaltung unterschiedlichen funktionellen Charakters.Known is the mechanical, chemical and electrochemical structuring of metallic materials for surface design of different functional character. Diese Verfahren werden je nach Verwendungszweck und Weiterbehandlungsstufen unterschiedlich erfolgreich angewendet. Die Anwendung bekannter Beizverfahren schließt zur Zeit die Herstellung von qualitativ hochwertigen strukturierten, anodisch oxydierten und in die Oxidschicht eingebetteten Bildelementen aus, da die bekannten Verfahren hinsichtlich der Homogenität des Abtrags und der damit erzielten Rauhtiefe, der Konturenschärfe sowie der fremdstofffreien Metalloberfläche den Anforderungen nicht genügen. Diese Eigenschaften sind aber Grundlage für eine erfolgreiche Weiterverarbeitung zu anodisch oxydierten Reliefschildern.These methods are used with varying degrees of success, depending on the intended use and further processing steps. The application of known pickling processes currently excludes the production of high-quality structured, anodically oxidized and embedded in the oxide layer picture elements, since the known methods with respect to the homogeneity of the removal and the surface roughness, the acutance and the impurity-free metal surface do not meet the requirements. However, these properties are the basis for successful further processing into anodically oxidized relief signs. Ziel der ErfindungObject of the invention Die Erfindung hat es sich zum Ziel gesetzt reliefartige, strukturierte und damit bestimmten ästhetischen Ansprüchen genügende Schilder, Skalen und Frontplatten zu erzeugen, wobei die Verfahrenslösung in der industriellen Fertigung ökonomisch einsetzbar seinsoll.The invention has set itself the goal to produce relief-like, structured and thus certain aesthetic requirements sufficient signs, scales and front panels, the process solution should be economically useful in industrial production. Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention Aufgabe der Erfindung ist es eine Verfahrenslösung zum gezielten Abtragen bei Aluminiumoberflächen in Anwendung zu bringen, welche die geforderten Parameter zur Herstellung strukturierter, anodisch oxydierter Schilder erfüllt. Es wurde gefunden, daß eine alkalische Beizlösung auf der Grundlage einer 3-5 molaren wässrigen Natriumhydroxid-Lösung mit Zusätzen in der wässrigen Lösung von Nitraten, Nitriten und Phosphaten in den Konzentrationen von 0,2-2,0 Mol pro Liter unter Zugabe von Schwermetallsalzen geringer Konzentration im Bereich von 0,02-0,06 Mol pro Liter eine im Hinblick des Anwendungszweckes anwendbare Verfahrenslösung ergibt. Hergestellt wird die beschriebene Beizlösung in einer wässrigen Lösung durch Zugabe der genannten alkalischen Chemikalien unter Zusatz von Schwermetallsalzen anorganischer Zusammensetzung. Die genannten Konzentrationen sind unbedingt einzuhalten, um den gewünschten Oberflächeneffekt mit den einschränkenden Bedingungen zu erzielen. Der Ansatz der Verfahrenslösung erfolgt bei Raumtemperatur unter Beachtung des stark exothermen Lösungsvorganges der alkalischen Chemikalien.The object of the invention is to bring a process solution for targeted removal of aluminum surfaces in application, which meets the required parameters for the production of structured, anodically oxidized signs. It was found that an alkaline pickling solution based on a 3-5 molar aqueous sodium hydroxide solution with additives in the aqueous solution of nitrates, nitrites and phosphates in the concentrations of 0.2-2.0 mol per liter with the addition of heavy metal salts low concentration in the range of 0.02-0.06 mol per liter results in a process solution which can be used with regard to the intended use. The described pickling solution is prepared in an aqueous solution by addition of said alkaline chemicals with the addition of heavy metal salts of inorganic composition. The stated concentrations must be strictly adhered to in order to achieve the desired surface effect with the limiting conditions. The approach of the process solution is carried out at room temperature, taking into account the highly exothermic solution process of alkaline chemicals. Durch die Zugabe von leicht löslichen alkalischen Salzen der genannten Säurereste werden die Eigenschaften des gleichmäßigen Abtrages des Grundstoffes Aluminium und die Voraussetzung der Entfernung von Fremdstoffen zur Erzielung einer rein metallischen Oberfläche zur Weiterbearbeitung erreicht. Die gewünschte Bildstruktur der herzustellenden anodisch oxydierten Schilder, Skalen, Frontplatten usw. wird durch Reservieren von Teilen der Aluminiumoberfläche mittels chemisch resistenter Druckpaste und anschließendem Beizen bis zur gewünschten Relieftiefe erreicht. Nach der rückstandslosen Entfernung des Reservierdruckes erfolgt die anodische Oxydation des Aluminiumwerkstückes und die weitere gewünschte Bildgestaltung. Die optische Verstärkung des Reliefcharakters kann durch Farbeinbettungen in die Oxidschicht erfolgen.The addition of easily soluble alkaline salts of said acid residues, the properties of the uniform removal of the base material aluminum and the requirement of the removal of foreign substances to achieve a purely metallic surface for further processing can be achieved. The desired image structure of the anodized signs, scales, face plates, etc. to be produced is achieved by reserving parts of the aluminum surface by means of chemically resistant printing paste and then pickling to the desired relief depth. After the removal of the Reservierdruckes residue, the anodic oxidation of the aluminum workpiece and the other desired image design takes place. The optical enhancement of the relief character can be done by Farbeinbettungen in the oxide layer. Ausführungsbeispielembodiment An Hand eines Ausführungsbeispiels soll die Erfindung näher erläutert werden. Dietechnisch-technologische Durchführung der Herstellung von strukturierten anodisch-oxydierten Aluminiumschildern erfolgt in nachstehenden Arbeitsschritten. Voraussetzungfüreinequalitätsgerechte Fertigung ist der Einsatz eines fettfreien Aluminiumwerkstoffes. Nach dem Aufbringen des ersten Reservierdruckes zur Reliefbildgestaltung erfolgt der Beizvorgang. Zur anschließenden anodischen Oxydation wird der Reservierdruck entfernt, um eine geschlossene Oxidschicht zu erzielen. Der nachfolgende zweite Reservierdruck, das Einfärben der nicht abgedeckten Bildelemente und weitere modifizierte Arbeitsgänge hinsichtlich des Verwendungszweckes der strukturierten Schilder schließen das Herstellungsverfahren ab.With reference to an embodiment, the invention will be explained in more detail. The technical-technological implementation of the production of structured anodic-oxidized aluminum signs takes place in the following work steps. The prerequisite for a quality-compliant production is the use of a grease-free aluminum material. After applying the first Reservierdruckes for relief image design of the pickling process. For subsequent anodic oxidation, the reserve pressure is removed to achieve a closed oxide layer. The subsequent second reservation printing, the coloring of the uncovered picture elements and further modified operations with respect to the intended use of the structured signs complete the production process. Als Ausgangsmaterial wurde Aluminiumblech der Qualität Al 99,5...99,7 in den Blechstärken von vorzugsweise 0,5... 0,8mm verwendet. Für den die Strukturierung bestimmenden Beizvorgang wurde eine Verfahrenslösung mit folgender Konzentration und Zusammensetzung verwendet:The starting material used was aluminum sheet of the quality Al 99.5... 99.7 in the sheet thicknesses of preferably 0.5... 0.8 mm. For the structuring determining pickling process, a process solution with the following concentration and composition was used: 8-13% NaOH8-13% NaOH 7-11% NaNO3 7-11% NaNO 3 5-9% NaNO2 5-9% NaNO 2 4-8% Na3PO4 - 4-8% Na 3 PO 4 - 0,05-0,2% anorganische Schwermetallsälze
Der Rest ist Wasser. Die Arbeitstemperatur beträgt 20-50°C und die Expositionszeiten je nach Relieftiefe 15s-120s.0.05-0.2% of inorganic heavy metal salts
The rest is water. The working temperature is 20-50 ° C and the exposure times depending on the relief depth 15s-120s.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP0926267A1 (en) * 1997-12-22 1999-06-30 Ford Motor Company Method and composition for etching tri-metal layers to form electronic circuits
EP0926266A1 (en) * 1997-12-22 1999-06-30 Ford Motor Company Method and composition for etching of Al-Cu layers to form electronic circuits

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