DE1621486A1 - Verfahren zum Faerben anodisch oxydierter Metalle - Google Patents

Description

ZUM !!'ARBEIT ANODISCH OXYDIERTER METALLE

Die vorliegende Erfindung betrifft das Färben von anodisch oxydiertem Aluminium und insbesondere die Erzeugung einer schwarzen Farbe auf anodisch oxydiertem Aluminium.

Es ist bereits eine Reihe von Verfahren zur Erzeugung gefärbter anodisch oxydierter Metaile, insbesondere schwarz gefärbten Aluminiums, bekannt. Diuse Verfahren verlaufen im allgemeinen nach zwei verschiedenen Methoden. Nach, der ersten kann ein Farbstoff in die Poren der Oxydschicht auf der Oberfläche eines eloxierten Aluminiums mittels eines oder mehrerer Farbstoffe aus entweder einem wässrigen Bad oder einem organischen Lüsungsmittei aufgebracht werden. Bei der zweiten Methode wird ein farbiger Niederschlag in den Poren der Oxydschicht gebildet. Ein solcher farbiger Niederschlag iat häufig ein Metallaulfid und wird insbesondere durch eine stöchiometrische Reaktion gebildet, wobei ein Metallion in den Poren der Oxydschicht des anodisch, oxydierten Metalls absorbiert wird und anschließend darin ein Sulfidion absorbiert wird. -

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Den vorstehend beschriebenen bekannten Verfahren haften gewisse Nachbeile an. Von einigen Ausnahmen abgesehen, verblassen die organischen Färbungen unter dem Einfluß von Licht, Oxydation u. dgl. Im Hinblick auf den bekannten Stand der Technik ist es bei Metallsulfidfarben sehr schwer, in angemessener Zeit eine gleichmäßige Färbung zu bekommen. Da die Tiefe des Farbtons von der relativen Vollständigkeit der Diffusion abhängt, muß die ZeIb oftmals bis '/,Li einer Stunde betragen, damit die Diffusion stattfinden kann, Dies rührt davon her, daß niob ein fester Stoff, d, h. der Sulfid- · niederschlag, in engen Poren einer anodisch aufoxydierten Schicht bildet, während die Diffusion die Geschwindigkeit, mit der filch der Farbstoff bildet, herabsetzt. Em Hinblick darauf ist es schwer, ein gleichmäßiges und tiefgefärbtes Aluminium durch die gewöhnlichen stöchlometrischen Reaktionen, die bisher vorgeschlagen worden sind, zu erhalten. Soweit bekannt, ist noch kein wirtschaftlich tragbares Verfahren entwickelt worden, das die oben aufgeführten !lachteHe nicht zeigte,

Ea ist nun gefunden worden, daß mit Hilfe einer neuen Kombination von Bestandteilen unter Anwendung einer neuen Aufbringungsart in wirtschaftlich, zufriedenstellender Weise tief schwarze Färbungen auf anodisch oxydierten Hefcallen erzeugt v/erden können.

Die Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch die nachfolgende Beschreibung in Zusammenhang mit der zeichnung, welche scheraatisch ein Verfahren zur anodischen Oxydation und Färbung gemäß der Erfindung wiedergibt, deutlich»

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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung einer Farbe auf anodisch oxydiertem Metall. Es ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet _f daß eine auf dem Metall durch anodische Oxydation gebildete poröse Schicht mit einer stabilen wässrigen Lösung behandelt wird, welche einen Donator für das fällende Ion und ein Ion eines Metalls, das fähig ist, einen farbigen Niederschlag mit dem fällenden Ion zu bilden, enthält, und anschließend die Oxydationsschicht auf eine Temperatur erhitzt wird, welche die {[ Bildung des farbigen Niederschlags bewirkt.

Das fällende Ion kann aus einer Verbindung erhalten werden, die fähig ist, ein fällendes Ion (z. B. Sulfidion) bei Temperaturen

etwa
über/93,5 °0 abzugeben und die in wässriger Lösung bei Temperaturen unter etwa 38 ⁰O stabil sind. Im allgemeinen wird die imprägnierte anodisch oxydierte Oberfläche auf eine Temperatur über 121 ⁰G für mindestens 1 bis 2 Minuten erhitzt, wodurch die anodisch oxydierte Schicht gefärbt wird. Die lieizzeiten können beliebig erhöht werden und hängen grundsätzlich τοπ der Temperatur ab. Bei tieferen Temperaturen werden längere leiten, bei. höheren kürzere Zeiten augewendet.

_,. Die -vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Färben des Imc£> prägniermittels in Form einer Substanzzusammensetzung zum Färben

-* anodisch oxidierter Metalle. Sie. besteht erfindungsgemäß aus

cr> "■·-■-

feiner wässrigen Lösung» die Metallionen erhält, welche mit dem

Sulfidion unter Bildung einen farbigen,, im Wasser unlöslichen Sulfid reagieren j mindestens einem SuIiidionen-Donator, der in äer Jlinie, -ist-,. unto*- den Jleaktio.nsliGdingungen eine aiiareiohoude

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Menge Sulfidionen abzugeben, welche mit dem Metallion reagieren, einem Verdickungsmittel in einer Menge, die ausreicht, der wässrigen lösung eine Viskosität zu verleihen, in.der sie mit den Mitteln, mit denen die färbende Imprägnierung auf das anodisch, oxydierte Metall aufgebracht wird, verarbeitbar ist, und einem Stabilisierungsmittel. Zusätzlich, kann die wässrige Lösung eine unlösliche Substanz fein verteilt enthalten, die hier als Glanzmittel bezeichnet wird.

Bei den färbeverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung wird als das Ion, das mit dem fällenden Sulfidion reagieren kann, mindestens ein Ion der nachstehend aufgeführten Metalle eingesetzt: Kobalt, Kupfer, Antimon, Nickel, Molybdän, Bisen und Wismuth.. Um eine stabile schwärze Färbung in der Oxydscblcht zu erhalten, werden vorzugsweise Kobalt-, Mckel- oder Eisenionen eingesetzt. Es ist noch, zu bemerken, daß das in lösung eingesetzte Ion nicht nur ein einfaches hydratisiertes Ion eines der vorge-

' ^ein

nannten Metalle sein kann, sondern auch/Komplexion, das ein Ion der genannten Metalle als einen Bestandteil enthält. Wenn ein Eisenkomplex verwendet wird, ist es notwendig, daß das Komplexion zur thermischen Zersetzung bei einer Temperatur unterhalb der Temperatur, auf die erhitzt wird, befähigt ist. Die Benutzung des Ausdruckes "fällendes Ion¹¹ in dieser Beschreibung und in den Ansprüchen wird nicht in dem Sinne gebraucht, als wäre die Farbbildung ein Ausfällen üblicher Weise. Die Substanz, die die Farbe im Fertigprodukt verursacht, ist für gewöhnlich, ete wasserunifeliche Substanz, die aber nicht notwendigerweise

in Gegenwart von Wasser gebildet sein muß. ^8AD

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Der Sulfiddonator ist vorzugsweise eine Substanz, die in der lage ist, Sulfidionen bei iDemperaturen oberhalb 93,5 ⁰G abzugeben und in wässriger Lösung bei Temperatureq/unter 28 ⁰G beständig ist; vorzugsweise wird Natrium-Ibiosulfat als Sulfiddonator verwendet. Der Sulfiddonator ist für gewöhnlich, eine schwefelenthaltende Substanz, die in Wasser in einem solchen MaBe löslich, ist, daß mindestens etwa 0,1 # Schwefel für die Reaktion zur Verfügung steht. Geeignete Sulfiddonatoren sind z. B. Ammonium-Tbiosulfat, Kalium- | Thiosulfat, Thioharnstoff und substituierte !Thioharnstoffe außer Natrium-TblOsulf at.

Die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendbaren Verdickungsmittel umfassen eine kolloidale Suspension von Aluminiumoxyd des Boehmite-2fyps, unter dem Handelsnamen "Baymal" bekannt, lösliche Stärken, wie Arrowroot Starch., Hydroxy-Alkyl-Geilulosen (ζ. B. Hydroxy-Xtbyleellulosen), Polyvinylalkohol, Polyacrylamid, Meth.ylvinylatb.er kopolymerisiert mit Maleinsäureanhydrid, unter dem Handelsnamen "Gantrey AN'¹ erhältlich., Polyvinylpyrrolidon und ein Ithylenoxydpolymerisat, das unter dem Namen "Polyox WSR Resin" im Handel ist. Solche Verdickungsmittel werden in Mengen von etwa 0,1 bis etwa 20 oder sogar 50 und mehr Gew.-Teile auf 100 GeW₉-Teile Wasser eingesetzt. Wegen des Einflusses der Ionen auf di© Viskosität einer kolloidalen Suspension ist ©e nicht möglich, die genau® Menge Verdünnungsmittel anzugeben, die zur Erhaltung i©r erforderlichen Viskosität nötig ist, ohne den Gharaktar und die Menge jeder lonenart, die in der Imprägai@mie@h.img der vorliegenden Erfindung anwesend SiBd₅ zu k@tm@n₀ Man

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wird jedoch feststellen, daß eine Menge Verdickungsmittel in dem Gewicht Steilenbereich, wie vorstehend angegeben, für gewöhnlich ausreicht, die erforderliche Viskosität zu erzielen.

Die Verwendung eines Stabilisiermittels in den IFärb3.ösungen der vorliegenden Erfindung, welche Hatriumthiosulfat enthalten, ist von großem Vorteil und in manchen Fällen wichtig, wenn man sicher sein will, daß das Järbebad für gleich kurze Zeiträume stabil bleibt. Es ist möglich, daß nieht-stabilisierte lösungen für eine meßbare Zeitdauer beständig sind, ohne daß ein SuIfid-Mederschlag auftritt. Solche Lösnagen können z. B. in Sprühvorrichtungen verwendet werden, in denen sie unmittelbar vor dem Versprühen vermischt werden. In einigen fällen,- wo eine Haltbarkeit des Bades länger als 15 bis 30 Minuten nicht notwendig ist, können uiaatabilisierte Bäder verwendet werden, nämlich wenn die Imprägnierung durch Eintauchen, Aufwalzen oder in ähnlicher Weise aufgebracht wird, normalerweise ist es aber außerordentlich vorteilhaft, wenn man mindestens 0,1 Sew.-^ Hatrium- oder Kalium-Bisulf it dem Bad als Stabilisierungsmittel zusetzt. Es ist sogar noch besser, mindestens 0,3 $ eines solchen Stabilisierungsmittels

dem Bad zuzugeben. Formalerweise sind mehr als 1 i> Stabilisierungsund mehr

mittel nötig, man kann, jedoch bis zu. 5 Sew.-?£/verwenden, wenn es gewünscht ist. Im !Falle von Hatriumthiosulfatlösungen, die das Oupro-Ion als einziges fällendes Ion enthalten, ist praktisch die Anwesenheit von mindestens 0,3 Gew.-jS Stabilisierungsmittel erforderlich, da derartige Lösungen in sehr kurzer Zeit durch Bildung eines liedersoblages zerstört werden können. Alle erfindungsgemäßen Natriumthiosulfatlöaungen, ausgenommen Molybdän-Lösungen, seheinen

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bei dem pH, das durch die Lösungsbestandteile gebildet wird und normalerweise im schwachsauren Bereich liegt (z. B, pH vier bis sechs), beständig zu sein· lias pH von molybdänhaltigen Lösungen muß auf mindestens 1 eingestellt werden* Die Imprägnier- bzw· IPärbelösungen der vorliegenden Erfindung, die Thioharnstoff enthalten, scheinen mindestens einige Monate lageruagsbestandig zu sein, ohne daß ein Stabilisierungsmittel zugesetzt werden muß.

Wahlweise kann man, was sogar von großem Vorteil ist, ein Verlaufmittel (flattening agent) in Mengen bis zu 50 Gew.-$ (bezogen auf das Gewicht der Lösung, das Verlaufmittel selbst ausgeschlossen) zugeben. Bin Verlaufmittel für die Zwecke dieser Erfindung ist eine feinzerteilte, im wesentlichen inerte Substanz, wie z. B. Sitandioxyd (Pigmeat) , Bisenoxydrot, feingemahlener Glimmer, feinzerteilter, ehemisch, stabilisierter Eon u. dgl. Wenn der Auftrag durch. !Dauchen oder Aufsprühen erfolgt, ist der Einsatz eines Verlaufmittels in einer Menge innerhalb des oben angegebenen Bereiches und zweckmäßigerweise im Bereich ' von 5 his 20 Gew.-^ in der Pärbelösung gut verteilt sehr vorteilhaft. Das Verlaufmittel verbessert die Ebenmäßigkeit des Überzuges auf dem Metall, das gefärbt werden soll unä verbessert im allgemeinen die Bearbeitbarkeit der Eärbelösungen.

I¹Ur jeden !Fachmann ergibt es sich, von selbst, daß die ImprägnierlöBimg zusätzlich. Ionen zunAusgleich. der die Farbe erzeugenden Ionen in stöchiometrischen Mengen enthält, damit sich ein elektrisches Gleichgewicht in der wässrigen Imprägnierlösung

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einstellen kann. Diese zusätzlichen Ionen sind normalerweise solche, die zusammen mit den metall-liefernden Ionen eine wasserlösliche, in wässriger lösung stabile Verbindung bilden. Wo Mischungen verschiedener Substanzen eingesetzt werden, ist es notwendig, sich nicht miteinander vertragende Ionen zu vermeiden. So könnte man z. B. Kobaltsulfat und Bleiazetat in der gleichen wässrigen Lösung nicht zusammen verwenden, da die Gleichung für diesen Pail angibt, daß unerwünschtes, in Wasser weitgehend unlösliches Bleisulfat entstehen würde. In ähnlicher Weise sind auch. Salze wie Kobaltchlorid und Silbersulfat in wässriger Lösung nebeneinander nicht beständig.

Das Grundmetall, das gemäß der vorliegenden Erfindung gefärbt wird, ist im allgemeinen Aluminium, einschließlich anodisch oxydierbarer Legierungen mit einem Gehalt von mehr als 80 i» Aluminium, kann aber auch ein anderes anodisch oxydierbares Metall, z. B. Titan, sein. Zur Vorbereitung des Aluminiums für das erfindungsgemäße Färbeverfahren ist es für gewöhnlich nötig, es anodisch zu oxydieren, so daß eine anodisch oxydierte Schicht einer Stärke von. mindestens 0,0025 mm gebildet wird. Pur Baeweeke ist es vorteilhaft, daß die Oxydschicht mindestens etwa 0, 013 mm, z. B. 0, 018 ram stark ist. Jeder Fachmann weiß, daß solche durch anodische Oxydation gebildeten Filme auf die verschiedensten Arten erzeugt werden können. Um jedoch die Erfindung möglichst ins einzelne gehend zu beschreiben, sind in der nachstehenden Tabelle I die Angaben gemacht, mit denen sich zufriedenstellende anodische Oxydationen in

wässrigen sauren B%ern durchführen lassen. _SAD original

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'Ib^'I486

TABELL E

allgemeine Bedingungen "bevorzugte Bedingungen

Art d. Elektrolyten

Konzentration des
Elektrolyten

Dichte des
Anodenstroms

!Temperatur

4	bis ί	'Ο GeW-"O/o.	15	Gew,	.-*
2.	1 bis	ρ 108 m Amp/cm	10	.8 m	Amp/cm
O.	5 bis	90 Minuten	40	Minuten
-4	0G b	Is 38 0G	22	0G

Es ist darauf"hinzuweisen, daß die unter der Überschrift "bevorzugte Bedingungen" in Tabelle I aufgeführten, die Bedingungen sind, mit denen sich eine zufriedenstellende Oxydschicht einer Stärke von etwa 0,018 mm erzeugen läßt auf einer Aluminiumlegierung, die unter der Bezeichnung 6063 bekannt ist und die nominell etwa 0,45 bis eta 0,90 Gew.-$ Magnesium, etwa 0,2 bis 0,6 G-ew.-$ SiI.Lzium, nicht mehr als etwa 0,35 iJ-ew.-'/ä fiisen und von Kupfer, Mangan, Chrom, 2ink und Titan je 0,1 iiew.-°/o neben Aluminium enthält. Wie jeder Fachmann weiß, erfordert jede Aluminiumlegierung besonders genau eingestellte Bedingungen für die anodische Oxydation Innerhalb des allgemeinen in Tabelle I angegebenen Bereiches. Da es auch möglich, ist, gleichwertige

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- ro -

Beschichtungen auf anderem Wege als elektrolytisch aufzubringen, schließt der Ausdruck "anodisch oxydiert" wie er hier gebraucht wird, auch alle anderen Verfahren ein, nach denen eine poröse haftende Oberflächenbeschichtung von mindestens etwa 0,0025 mm Stärke erzeugt werden kann, die weitgehend gleich den Beschichbungen

unter
ist, die mit den in der Tabelle !/"allgemeine Bedingungen"

angegebenen Bedingungen erzeugt werden.

Wenn die anodische Oxydation beendet ist, so wird der anodisch, oxydierte Gegenstand abgespült und etwa bei Raumtemperatur getrocknet. Die verdickte Lösung der i'arbimprägnierung der vorliegenden Erfindung wird dann auf die anodisch oxydierte Oberfläche aufgebracht. Obwohl die verdickte Lösung in jeder beliebigen Weise aufgebracht werden kann, die eine gleichmäßig verteilte feuchte Beschichtung ergibt, ist gefunden worden, daß es besonders vorteilhaft ist, die verdickte Lösung auf die waagerecht gehaltene Oberfläche aufzusprühen. Es ist möglich und kann manchmal vorteilhaft sein, manches, wie das Verdicken der Lösung, erst unmittelbar vor und gleichzeitig mit dem Aufsprühen vorzunehmen. In diesem Fall ist es möglich, Verdickungsmittel zu verwenden, die nach einer gewissen ^eit in der vorliegenden.ionischen Lösung instabil werden. Wenn die frisch anodisch oxydierte Oberfläche mit der verdickten Lösung besprüht worden ist, wird sie unmittelbar danach auf eine Temperatur von etwa 121 bis etwa 593 ⁰O zwei bis sechzig Minuten erhitzt. Im allgemeinen ist es vorteilhaft, auf eLne Temperatur im Bereich von etwa 149 bis 315 ⁰O zu erhitzen, wobei die größtmögliche Kontrolle und FlexLbilät erzielt wird, wenn die Erhitzung bei Temperaturen im Bereich von 177 bis 232 ⁰G

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vorgenommen wird. ISs hat sich als zufriedenstellend erwiesen, auf eine Temperatur von etwa 205 ^QG etwa 15 Min. lang zu erhitzen. Das Erhitzen kann mittels eines Ofens, durch einen Wärmestrom oder irgendeine andere in der Technik bekannte Heizmethode erfolgen, "bei welcher die behandelte Oberflächedes anodisch oxydierten Metalls nicht zerstört wird. In ■Verbindung mit der Hitzebehandlung ist es so zu verstehen, daß, wenn es heißt, daß die behandelte Oberfläche auf eine Temperatur von etwa 205 ⁰G 15 Min* erhitzt wird, dieser Vorgang ausgeführt wird so, daß ein feucbtes behandeltes Blech in einen Ofen einer Temperatur von 205 ⁰G i 5 ⁰G eingebracht wird. Es ist zu berücksichtigen, daß beim Erreichen der Ofentemperatur durchEinbringen eines Gegenstandes eine Verzögerung auftritt, besonders wenn die Oberfläche des Gegenstandes mit einer wässrigen -Dösung angefeuchtet ist. Per tier ist zu berücksichtigen, daß die Masse des in den Ofen eingeführten Gegenstandes mitbestimmend dafür 1st_r mit welcher Geschwindigkeit der Gegenstand die Ofentemperatur erreicht. ' Demgemäß werden für den 2iweck dieser Beschreibung Temperaturen und üeiten gegeben, die sieh auf behandelte iietallbleehe beziehen, wobei der Ofen oder das sonstige Heizmittel eine ausreichende "Kapazität hat, um ein Metallblech ohne wesentlieb,en i'emperaturverlust zu erhitzen. Wie jeder Eachmann_:sofort erkennt, können die Zeit- und Temperaturbereiche geändert werden, wenn die Bedingungen oder die Situationen andere als hierin vorstehend beschrieben sind, ifech dem Erhitzen werden die Poren des anodisch oxydierten und gefärbten-Aluminiums durch eine dichtende

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1ÖZU86

Behandlung verschlossen, für gewöhnlich, nach der ASTM Bye Test Designation B-136-63T - "Resistance of Änodically Coated Aluminium to Staining by Dyes¹¹-.» In einigen Fällen, so bei der Legierung 1100, wird nur eine teilweise Abdichtung erreicht., '

Zum weiteren Korrosionsschutz kann das anodisch, oxydierte und gefärbte Aluminium noch mit polaren aliphatischen Verbindungen, P Lacken j Wachsen, kochendem Wasser, heißen wässrigen Metallsalzbädern wie Natriumdichromat, Nickelazetat usw. behandelt werden. Die Behandlung mit kochendem Wasser verleiht schwarzgefärbtem Aluminium ein samtartiges Aussehen, was in manchen Fällen erwünscht sein kann.

Bei der praktischen,Durchführung der -Erfindung kann die .konzentration der verschiedenen Reaktanten (farbgebendes Metallsalz und Fällungsmittel) und der Zusatzstoffe stark variieren. Z. B. kann das farb-. gebende Salz in einer Kon-zentration von 1 $ bis zur Verdickung, vorzugsweise mit etwa 5 bis 15 f° eingesetzt werden. Der Sulfid-Donator kann in einer Konzentration von 1 $ bis zur Sättigung, für gewöhnlich mit etwa 15 bis 30 ⁰Jo eingesetzt weiten, das Stabilisierungsmittel kann in einer Konzentration von 0,1 bis etwa 3 $* vorzugsweise etwa 0,75 bis etwa 1,25 i° verwendet werden. Das Verlaufmittel kann in einer Konzentration von 1 bis 50 ^ und darüber zugegeben werden. Für gewöhnlich genügen 2 bis 8 % Verlaufmi^el. Die Konzentration des Verdiclcungsmittels wird von dem Einfluß der Ionen auf die Viskosität einer kolloidalen Suspension bestimmt. TJo kann das Verdickungsmittel in manchen Fällen

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in geringen Mengen anwesend sein, inänderen in solchen Konzentrationen, daß eine sehr viskose lösung gebildet wirdν Ein besonders günstiger Konzentrationsbereich, für Bayjnal-Aluminiumoxyd ist 1 bis 10 #, z. B. '2 bis 4 - #. ~ _; " ^: -

Bei der praktischen Durchführung der Erfindung ist es vorteilhaft .■; als schwarzfärbende Imprägnierung nachstehend aufgeführte

wässrige Zusammensetzung zu verwenden: f

Substanz * : ' Menge in Gew.-^ *

Cobalt-Chlorid Hexahydrat ; 4 bis 15, .-\ Hatriumthiosulfat-Pentahydrat 12 bis 30 ;

Hatriumibisülfit 0.5 bis 1.25

Rot (Se₂O₅) * 2 bis 8

»Baymal» "''''^m*^&. t bis 4 ,

Wasser ^; "" ^r/ · / -Rest ' ä

Das Schwarzfärben wird durchgeführt, in dem eine anodisch oxydierte AluminiumoberfIache mit dem lCobaltenthaltenden Bestandteil imprägniert und anschließend 15 Min. in einem auf 205 ⁰C gebaltenä-en Ofen hitzebehandelt wird.

Um dem Fachmann die ^vorteile der Erfindung besser vor Äugen zu führen, werden die nachstehenden besonderen Beispiele gegeben.

s * a / α f >s «- BAD 0BIG5NAL

Bets ρ IeI I

Ein Blech aus der Aluminiumlegierung 6063, die außer Aluminium etwa 0,45 bis 0,90J^ Magnesium und etwa 0,20 bis 0,60 °/o Silizium enthält, wurde.in einem Bad bestehend aus 15 %iger wässriger Schwefelsäure bei 22 ⁰G sechzig Minuten anodisch oxydiert, wobei ein Oxydfilm einer Stärke von etwa 0,018 mm entstand. Die oberflächenoxydierte legierung wurde dann an der Luft bei Raumtemperatur (etwa 22 ⁰O) getrocknet und anschließend mit einer Imprägnierlösung folgender Zusammensetzung besprüht:

Stammlösung ,. 250 g ITa₂S₂Q₃

10 g NaH SO₃

100 g Op-Ol₂... 6H₂O

Sprühiösung

"Mischen im Schnellmischer 300 ml Stammlösung 20 g Rot (Fe₂O₅) 100 ml 10 ^aß> "Baymal" in Wasser

Diese Substanzen werden in 700 ml destilliertes Wasser gegeben und nachdem sie gelöst sind, wird auf 1 1 mit Wasser verdünnt.

Das imprägnierte, anodisch: oxydierte Blech wurde dann in einem-. Ofen bei 205 ⁰C etwa 15 Min. erhitzt. Nach. Abwaschen des überschüssigen Materials war die anodisch oxydierte Oberfläche kohlschwarz.

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BAD ORlGlMAL

A86

Das ..in. diesem und in den folgenden Beispielen beschriebene Vorgehen ist in der beigefügten Zeichnung schematisch wiedergegeben. Unter Bezugnahme hierauf ist zu bemerken, daß dem Zweistufenverfahren dieser Erfindung, das das Beschichten mit Tmprägniermittel (allgemein gesprochen das Imprägnieren) und.das Erhitzen einschließt., das übliche anodische Oxydieren vorausgeht und sich ihm irgendeine der üblichen Reinigungs- und Porenschließ^Methoden anschließt.

B ei s pie 1 Il ~ .—

Die Aluminiumlegierung 6065wird wie in Beispiel I anodisch oxydiert. Mn Ilust er äer,.a■nQdls.c■h·;Ό.xyÄi■erten^Iιegi■ieΓutι:g'.■^;w^:ird,■.■-■dureh■ Eintauchen in eine Eärbelösung und Herausziehen dieser mit einer ' Greschwindigfceit Ton etwa 7,6 cm pro Hin. imprägniert. Die lösung hat folgende Zusammensetzung:

100 g Go Gl₂ . 6ii₂O '.._':■/'■-. ' .

100 g (H H₂)₂GS (Thioharnstoff) >

3 1° Arrowroot Stärke/l ^: - " .'

losen der oben aufgeführten Salze in ca. 700 ml 3 $iger wässriger Arrowroot-Stärlcelösung. Wenn gelöst auf 1 1 mit Stärfcelpsung verdünnen.

Erhitzen des Aluminiumbleches nach der Imprägnierung wie in Beiöpiel I. ; % ^::v : ■ . :

109818/1592 :ΐ: BW OHBIMW.

■ B ei g pl e 1 III - ■

Ein poliertes Blech"aus Aluminiumlegierung 545?» die außer Aluminium etwa 0,30 bis 1,20 $Magnesium, etwa 0,15 bis 0,45 f° Mangan und etwa 0,20 fo Kupfer, 0,10 $ Eisen und 0,08 $ Silizium enthält, wurde in einem 15 ^ söhwefelBäüreenthaltenden wässrigen Bad von 22 ⁰O etwa 40 Min. anodisch oxydiert, wobei ein Oxydfilm einer Stärke von etwa 0,013 mm entstand. Die anodisch oxydierte legierung

wurde in iswei feile geteilt, bei Raumtemperatur an der iuft getrooknet, behändölt wie in den Beispielen I und Il und 15 Mini lang auf 205 ⁰G erhitato Die überschüssigen Salze wurden durch Waschen mit Wässer entfernt» Es wurde eine glänzende kohlschwarze Oberfläche erhalten. ,

Ein Blech aus der Aluminiumlegierung 6063, das nach Beispiel I anodisch oxydiert worden ist, wurde mit einer Imprägnierlösung besprüht, die-folgende Zusammensetzung hatte: Stammlösung

250 g Ha₂S₂O₃. 5n₂O

10 g ITaH SO₃

50 g Cu Ol ·

lösen des liav>SoÖ„ c 5iioS₉0„ und Mail SO^ in etwa 700 ml iipO.

1098 18/1S92

• ^; -^--V ,u ■ ■-' . -λζ ^l .·,.:■■■ ■:■:-;■;..;,:■" ■ . BADORIQiNAL ■.

16ZH8B

Wenn gelöst·, Cu Gl zugeben und wenn gelöst auf 1 1 verdünnen. Sprühlösung

im Schnellmischer mischen

300 ml Stammlösung

20 g Rot (Pe₂O₅)

200 ml 10 $ "Baymal" . '

ITaoh Erhitzen und Reinigen, wie im Beispiel I beschrieben, wurde eine dunkelgrüne Farbe Ia der anodisch, oxydierten Schicht erhalten.

B e i s ρ i e 1 V

Ein Blech, aus der Aluminiumlegierung 6063 wurde, wie in

• Hx&tl fl·:- v. . --'■/: ------ - ' :-

Beispiel Γ beschrieben, anodisch, oxydiert und mit einer Impräg- i nierlösung besprüht, die wie folgt hergestellt wurde:

Stammlösung ",-."■-..'

250 g Wa₂S₂O₃ . 5H₂O

10 g flail SO₅

100 g Cd Cl₂ . 2-1/2 H₂O _{Λ; ä>}_ ' ^ _f _ BADORIG^AL

lösen der oben aufgeführten Salze in ca. 700 ml destilliertem

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Wasser. Wenn gelöst mit Wasser auf 1 1 verdünnen. Sprühlösung ,

in einem Schnellmischer mischen
400 ml Stammlösung
20 g Rot (Fe₂O₅)
150 ml 10 °/o "Bayraal"

lach, dem Erhitzen und Reinigen, wie in Beispiel I beschrieben, zeigte sich, eine leuchtend gelbe Earbe in der . anodisch oxydierten Schicht. -

Beispiel YI .

Ein Blech, aus Aluminiumlegierung 6063 wurde wie in Beispiel I anodisch oxydiert. Die anodisch oxydierte Legierung wurde dann mit einer Imprägnierlösung, die wie nachstehend beschrieben hergestellt wurde, besprüht: -..^:''

Stammlösung

10 g Mali SQ,

25 g ^ _;

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cn rr ( Λ

T S ß Γ;

Γ. V-

A 9 -

lösen der "beiden zuerst genannten Saline in ca. jÖO ml destilliBrtem Wasser. Wenn gelöst* dann das dritte und anschließend das vierte Salz lösen» Unmittelbar nacir&^^ .

einstellen und mit Wasser auf 1 I verdünnen.

SprühlÖsung

in einem Sehnellmischer mischen

350 ral Stamralösung 20 g Hot (^e₂O₅) 100 ml; 10■':'&. "Bayraal"

Mach Erhitzen und Reinigeti, %iö; in Beispiel I beschrietjenj zeigte die anodisch oxydierte Schicht eine rot-hraune Parbe.

Weitere Beispiele j in denen anodisch oxydierte legierungen gemäß der vorliegenden Erfindung "behandelt wurden, sind in der .nachstehenden Tabelle unter Angabe der erhaltenen Farben aufgeführt,

Legierung Titan

Al-Iegierung 1100

Al-Legi erung 7075

7ll-Legi er ung ₇₀₇₅ ■-;■■-

lösung

von Beisp. I

von Beisp.IT von Beisp. I vonBeiSp* IT

Erh-itzung He.it--." erhaltene Par be ⁰O 15 Min. schwarz '

205

205 "■'[■"-'

205 ^: ' ; 8 18/1592

dunkelgrün

gelb
BAD

- . = . 10*1486

Gefärbtes an~odischoxydiertes Metall, z. ±S. Aluminium, das gemäß dieser Erfindung hergestellt ist, ist besonders für Bauzwecke, für Gebäudefassöden und andere, dem Sonnenlicht stark ausgesetzte Stellen geeignet.* Die erzeugten Farben sind gegenüber Sonnenlicht und den schädigenden Einflüssen -vieler Substanzen, die sich in der Luft der Stallte befinden, beständig. Für viele andere Verwendungszwecke kannAluminium, das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gefärbt worden ist_r herangezogen werden. So können

z. B.attraktive Wirkungen hervorgerufen werden durch Kombination der erzeugten Färbungen der vorliegenden Erfindung mit anderen Metällbehandlttttgen, wie anodisch voroxydieren, texturieren, teilweise maskieren der Oberfläche während der Imprägnierung mit der Mrbelösung der vorliegenden Erfindung u.. dgl.; diese .

. Effekte können angewendet werden, wo verziertes Metall gewünscht

tinter
wird. Über und/reiner Dekoration kann das erfindungsgemäße

Verfahren zur Anwendung kommen, um Oberflächen zu schaffen,

die Licht absorbieren öder ausstrahlen und somit zweckmäßig-Bind als auch ästhetische Effekte bringen.

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Claims (9)

P A T, E -BT IA- Ή S P R ti G Ii S.

1. Verfahren zum Färben anodisch. oxydierten Metalls, dadürcb. gekennzeichnet, daß. eine auf dem Metall durch anödische Oxydation gebildete poröse Schicht mit einer stabilen wässrigen lösung behandelt wird_f welche einen Donator für das fällende Ion und ein Ion eines Metalls, das fähig ist, einen farbigen Niederschlag mit dem fällenden Ion zu bilden, enthält,und anschließend die so imprägnierte Oxyd schicht auf eine l'emperatur erhitzt wird, welche-MeriStiLdung des farbigen iriedersciiages bewirkt.

2. yerfahren nach. Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der . Donator für das fällende Ion ein Sulfid und das fällende Ion ein Sulfidion ist.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadürcb. gekennzeichnet, daß der Sulfid-Donator Iatrium-^rühlosulfat, KaliumthiOBulfat, Ammoniumthiosulfat, i'hioharnstoff oder ein substituierter Thioharnstoff ist. V

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4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, daß das Metallion ein Kobalt-, Kupfer-, Antimon-, Nickel-, Molybdän-, Bisen- oder Wismuthion ist,

5. Verfahren nach Anspruch 4» dadurch gekennzeichnet, daß das Metallion ein Kobalt-, Nickel- oder Eisenion ist.

6. Verfahren nach irgendeinem der vorhergehenden Anspruches dadurch geke.nnzelehnet, daß die stabile wässrige Lösung mindestens 0,1 Gew.-$, vorzugsweise mindestens 0_y5 Gew.-^ , Natrium- oder Kalium-Bisulfit enthält.

7. Verfahren nach, irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die stabile wässrige lösung ein Verlaufmittel dispergiert enthält, vorzugsweise in einer Menge bis zu 50 Gew.-^.

8. Verfahren nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, " dadurch- gekennzeichnet, daß die poröse anodisch oxydierte, imprägnierte Schicht auf eine Temperatur über 120 °0 mindestens 1 Min., vorzugsweise auf eine Temperatur von etwa 205 ° etwa 15 Min. lang erhitzt wird.

9. Wässrige lösung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens ein. Ion der Metalle Kobalt, Kupfer, Antimon, Nickel, Molybdän, Eisen oder Wismuth, als Sulfid-Donatür Natrium-Thiosulfat, Kaliumthiosulfat, - Ammonium-'ihiosulf at, .Harnstoff oder einen substituierten Harnstoff und ein Verdickungs-

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mittel, und, wenn JCupferlonen die einzigen Metalliönen und wenn Tniösulfat der SuIfid*Donator ist, aüöii noete "biö 2ti etwa 3 Gewr-^ ifattiuni« ode^ Ea*lium^Bisulfit ^Uj? lösung enthält'·

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