DE1671611A1

DE1671611A1 - Bestaendiges Praeparat zum Bedrucken von kuenstlich erzeugten Oxydschichten auf Aluminium und seine Anwendung

Info

Publication number: DE1671611A1
Application number: DE19671671611
Authority: DE
Inventors: Hans Dr Schenkel
Original assignee: Sandoz AG
Current assignee: Sandoz AG
Priority date: 1966-10-27
Filing date: 1967-10-18
Publication date: 1971-04-15
Also published as: BE705696A; GB1199607A; US3515598A; NL6714657A; CH493645A

Description

MOLLER-BORi · DlPL-ING. GRALFS 1 6 7 Ί D 1 I

DR. MANiITZ · DR. DEUFßL

0 MÖNCHEN 22, ROBERT-KÖCH-äTR. 1 TELEFON 225110

Case 329

18. Ott.

D 197

Durand & Huguanin A.G.» Basel

Beständiges Präparat zum Bedrucken von künstlich erzeugten Qxydechichten auf Aluminium und seine Anwendung

Ee let bekannt, dass sich künstlich erzeugte Oxydachichten auf Aluminium mit Hilfe von in Wasser oder in organischen Lösungemitteln gelösten Farbstoffen, beispielweise durch Eintauchen, färben lassen. Durch eine Nachbehandlung in siedendem Wasser, in der Fachsprache als Nachverdichten (Sealing) bezeichnet, wird der Farbstoff in dar Oxydsohicht eingeschlossen. Auf dies· Weise erhält man achte Färbungen» die vor allea hinsichtlich Abrieb wesentlich beständiger sind als

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Färbungen* die durch Anstrich oder Lackierung hergestellt werden. Es sind auch schon verschiedene Verfahren bekannt geworden, die z.B. zur Erzielung dekorativer Effekte ein örtlich begrenztes Färben der Oxydschi cat eranglichen«

Nach dem Eeaerveverfahren wird so vorgegangen,

das« diejenigen Teile der Oberfläche der Oxydschicht, die nicht gefärbt werden sollen, durch Aufbringen eines wasserunlöslichen Filmes_; z.B. durch Aufdrucken von hydrophoben. Druckpasten oder Aufkleben von Folien, abgedeckt werden. Durch Eintauchen in eine wässrige Farbstofflösung werden die nicht geschützten Teil« gefärbt. Man k&nn aber Auch vollständig gefärbte Oberflächen nach Abdecken mit einem reservierendes Mittel durch chemische Verfahren örtlich entfärben. Zur Herstellung mehrfarbiger Huster wird das Verfahren mehrmals wiederholt. Nach dem Nachverdichten wird der wasserundurchlässige Film mit einem organischen Lösungsmittel entfernt.

Es sind aber auch sogenannte Direktdruckver~ fahren bekannt geworden,, die eine gleichzeitige Herstellung mehrfarbiger Muster ermöglichen, So können z.B. wässrige Druckpräparate_t die wasserlösliche Farbstoffe enthalten,; in geeigneter Weise auf die Oxydschlcht aufgebracht werden* Hacn der Fixierung der Farbstoffe

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in der Oxydschicht durch Hachverdichten werden die oberflächlich anhaftenden Reste der Druckfarbe entfernt. Man kann aber auch Druckpräparate verwenden, die wasserunlösliche, In einem organischen Lösungsmittel gelöst© Farbstoffe enthalten. Da die Farbstoffe in Wasser unlöslich sind« tritt beim Hachverdichten keine Diffusion in benachbarte !Feile der Oxydschicht auf. Kit derartigen Verfahren erhält man daher scharf abgegrenste Muster.

Eb sind ferner Präparate «um Bedrucken von Oxydschichten auf Aluminium vorgeschlagen worden, welche aus einer wasserfreien, ein organisches Lösungsmittel enthaltenden Druckmasse mit einem darin gelösten, wasserunlöslichen Farbstoff bestehen, die beim Trocknen einen auf der Oberfläche festheftenden, wasserundurchlässigen Film bilden. Derartige Präparate ermöglichen eine Kombination des Direktdruck- und des Reserveverfahrens„ beispielsweise die Herstellung von farbigen Unstern i

auf einem andersfarbigen Grund. Die sur Fertigstellung nötige Entfernung des aufgedruckten Filmes erfolgt, der Vatur dieses Filmes entsprechend, mit Hilf· «Ines organischen Lösungsmittels.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein neues Präparat xum Bedrucken von künstlich erzeugten Oxydschichten auf Aluminium und Aluminiumlegierungen und sein«

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Anwendung. Das Präparat enthält erflndungsgeaäss Mindestens ein organisches Lösungsmittel, einen Stoff sur Regelung der Viskosität, der in organischen Lösungsaltteln und aueserdem nooh In Wasser quellbar bis löslloh ist, und einen niedermolekularen, in Wasser unlöslichen, hydrophoben und bis 100 Ό sohwer- bis nichtflUohtigen Stoffe Vorzugsweise enthält das Präparat sudem mindestens einen in organischen Lösungsmitteln löslichen, in Wasser schwer- bis unlöslichen hydrophoben Farbstoff.

Geeignete Stoffe der definierten Art but Regelung der Viskosität sind z.B«, Polyvinylpyrrolidon, Polymerisate aus Acrylsäure und Acrylamid, vor allem aber teilweise hydroxypropylierteMethylcellulosen_a Die Viskosität richtet sich im Einzelfalle nach dem jeweiligen Verwendungszweck und entspricht den Viskositäten der üblichen Druckpräparat.e«, Im allgemeinen genügen weniger als 5 % dieser Stoffe, um in der deflnitionsgetoässen Kombination mit dem hydrophoben Stoff den Präparat die erforderliche Viskosität su verleihen. Die Eigenschaft des Stoffes zur Regelung der Viskosität, in Wasser quellbar bis löslich zu sein, ermöglicht es, den beim Eintrocknen der erfindungsgenässen Präparate auf der Oxydsehleht entstehenden Film mit wässrigen Reinigungsmitteln zu entfernen. Bei Verwendung der bisher bekannt gewordenen Präparate sun Färben und Bedruetcen von Oxydschlohten auf Aluminium, die ebenfalls organische Lösungsmittel, aber in Wasser unlösliche, resp, nicht quellbere Stoffe enthalten« entsteht beim Eintrocknen

ein Film, der von — ■

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Wasser nicht angegriffen wird und daher nur mit Hilfe eines geeigneten organischen Lösungsmittels entfernt werden kann.

AIe weiteren wesentlichen Bestandteil enthalten die erfindwigsgeraässen Präparate einen niedermolekularen, ία Wasser unlöslichen, hydrophoben Stoff, der sum mindesten teilweise im verwendeten Lösungsmittel gelöst und bei den in Frage kommenden Arbeitstemperaturen schwer« bis nichtfluchtig ist. Der Gehalt dee Präparates λα hydrophoben Stoffen kann in weiten Orensen variieren und liegt vor- ( zugswelse bei oa, 10-25 Oew.ji. Solche Stoffe verhindern« auf dl· Oxydschicht aufgebracht» das Bindringen einer wässrigen

Losung und wirken somit als Reservierungsmlttel gegenüber

wässrigen Pörbelöeungen. Es lot ferner vorteilhaft_t einen bei Zimiüortemperabur festen Stoff zu wählen_v da dann beim Eintrockne» die bedruckten Stellen trocken sind und

Sich durch Berührung nicht leicht verschmieren lassen. Biese Stoffe müessn bei dea verwendeten Arbeitstemperaturen,

also etwa bis 100 ⁰C, nichtflüchtig oder höchstens ä

aohwerflüchtig rein, damit die wasserabweisende Wirkung nicht durch Verdunsten verloren geht. Als solche Stoffe kommen hler z.B. in Frage Terpene, Terpenalkohole, wie

Blhydroabietylalkohol_? Diphenyl, Naphthalin, Aoenaphthen, Paraffine_t vorsug3weise aber chlorierte Paraffine. ^

AIs Lesungamiftel tür Herstellung der Präparate kommen die verschiedenartigstan_v inerten,, organischen¹ · Loöung&mittel sowie deren Mischungen in Frage,, z.B.

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aliphatisch·, alicyclische und aromatische Kohlenwasserstoffe, Halogenkohlenwasserstoffe, Alkohole_f Glykole, Halogenalkohole, Aether, Aetheralkohole, Ketone, Ketoelkohole, Carbonsäureester, Aside, Kitrile, Sulfoxyde, Sulfone und heterocyclische Verbindungen.

Die Auswahl des Lösungsmittels richtet sich nach üblichen, dem Fachmann bekannten Anforderungen, s| die es in bezug auf die übrigen Bestandteile des Präparates und in bezug auf die Verfahrensdurchführung zu erfüllen hat. Das Lösungsmittel muss den gegebenenfalls vorhandenen Farbstoff in der gewünschten Konzentration lösen. Ferner muss es mit dem Verdickungemittel derart in Wechselwirkung treten, dass ein Präparat von geeigneter Koneisten» entsteht. Auch muee m für das Reservierungemittel «»in genügend grosses Lösungevermögen besitzen. In verfahrenstechnischer Hinsicht soll es genügend rasch verdunsten, um ein einfaches Trocknen au erlauben. Im Falle des Einsatzes der Druckpräparate im Siebdruck soll die Terdunstungsgeschwindigkeit so gewählt werden, dass nicht ein Verstopfen der Siebdruckschablone nach einem Druckunterbruch eintritt. Ferner soll es das Material der Siebdruckschablone, das meist aus chromgehärteter Gelatine besteht, nicht angreifen. Für die einfache Herstellung der Präparate ist oft die Verwendung von LöaungsmittelgemiSuhen vorteil-

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haft· Ohne die günstigen Sigensehaften der Pr&parate su beeinträchtigen, können diesen Feststoffe von Plgnientoharakter einverleibt werden. Diese können z.T· das Verdickungsmittel ersetzen und Können, wegen ihrer grossen Oberfläche, zu einer Verkürzung der Troeknungsselt rühren. Als geeignete Pigmente sind beispielweise zu nennen» Diatoaeenerden, Titandioxyd, Bariumsulfat_a Alu-Minlumhydroxyd, Silikat· von Charakter der Tonnlneralien«

Als in organischen LÖsungsaitteln lösliche Färbstoffe können für die vorliegende Erfindung vor allem sol-, ehe in Frage j die in Wasser schwer bis unlöslich sind· Man kann bis zu ca« 10 Oew,£ solcher Farbstoff« zusetzen» Die Anforderungen« die ah die Löslichkeit la verwendeten organischen Lösungsmittel zu stellen sind, richten sich nach der gewünschten Farbtiefe· Helle Töne erhält man bei Konzentrationen bis etwa 1 %, Fur tief· Töne sind Xonsentrationen bis zu 5 % empfehlen «wert. Als Farbstoffe komea vor allem solche in Betracht· die der la Colour Index» Part I unter "Solvent Dyes" figurierenden Gruppe engehören. JSs können aber auch ausgewählte Farbstoffe aus den Gruppen "Disperse Dyes" oder "Vat Dyes" Verwendung finden, sofern sie eine genugende Löslichkeit in •in·» organischen Lösungsmittel aufweisen* Ch+alseh gesehen können sie den verschiedensten Klassen angehören, z_oB. Azofarbstoffe, Anthrachinonfarbstoffe^ Nitrofarbstoffe,

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Phthalocyanine. Ee können auch Gemische verschiedener Farbstoffe verwendet «erden.

Unter künstlich erzeugten Oxydschichten auf Aluminium sind solche su verstehen, welche infolge ihrer Adsorptionsfähigkeit und ihrer grossen innern Oberfläche zum Ffirben geeignet sind. Sie lassen sich sowohl auf chemischem Weg, z.B. durch Oxydation mit Chroma ten, als auch vor allem auf anodlsch-elektrolytisohem Weg herstellen. Die erfindungsgemässen Präparate elnd sowohl zum Färben von Reinaluminium als auch zum Färben von Aluminiumlegierungen geeignet, sofern ale sich bezüglich Oxydation, Färben und Nachverdichten ähnlich wie Aluminium verhalten. Geeignet sind auch solche Oxydechlchten, die infolge spezieller Oxydationsverfahren bereits eine Eigenfarbe besitzen.

Die erfindungsgemässen Präparate eignen

sich zum Bedrucken von Oxy.dschich.ten nach den verschieden-» artigsten, an sich bekannten Arbeitsweisen. Sie lassen sich beispielsweise durch Auftropfen, Aufspritzen, Hit Hilfe eines Gummirollers oder «stempele, eines Pinsels, einer Bürste, eines Schwammes,, einer Schabion· oder durch Eintauchen des Gegenstandes in das Präparat aufbringen. Besonders vorteilhaft können sie im Slebdruckver fahren eingesetzt werden. Geeignet sind auch Kombinationen derartiger Verfahren. Verschiedenfarbige

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Präparat· können gleichseitig oder nacheinander ajfgebracn·, werden* νobei sich die einseinen Farbtöne überschneiden können. Ia letsteren Fall entstehen Mischtöne, well die erfindungsgemässen Präparate nicht filmbildend una für den überdruckten Farbstoff durchlässig sind. Die Präparate können von Band oder maschinell aufgebracht werden. Sie Präparate eignen sich sum Bedrucken sowohl Ton Halbfabrikaten, wie Folien» Profile, als auch von Fertigprodukten der verschiedensten Art.

Erfindungsgemässe Präparate_e die keinen in organischen Lösungsmitteln löslichen Farbstoff enthalten, eigenen sich sum Färben von Oxydschichten nach dem Resorvedruckverfahren. Infolge ihrer perfekten Reserve-' wirkung erhält man nach Ueberfärbem mit wässrigen Farbstoff lösungen farblose Muster auf iarbigem Grund. Zur vorübergehenden Kennseiohnung der reservierenden Stellen ' können den Präparaten la Wasser und la organischen Lösungsmitteln unlösliche Farbetoffplgmente, die die Oxydschicht nicht anfärben, sugegeben werden« j

Besonders wertvoll sind aber vor allem solche Präparate, die einen Im organischen Lösungsmittel löslichen Farbstoff enthalten· Derartige Präparate erseugen s.B. nach einem Dlrektftrtiokverfehren auf Oxydschiohten reibechte,. farbige Muster anf farblosem Grund. Die Präparate Bind aber auch für kombinierte Direkt- und Beservedr~uckverfahren

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geeignet und ermöglichen die Erzeugung von farbigen Mustern auf farbiges Oruad»

Die erf indungsgenässen Präparate zeichnen. sioh dadurch aus, dass sie äusserst scharf abgegrenzte Muster ergeben» so dass sie ZoB₀ zur Herstellung feinster Schriftzeichen und technischer Zeichnungen geeignet sind, «as bei Hasohinensobildem und Skalen für Messin-

^ strumente von grosser Bedeutung ist_o Sin besonderer und . Überraschender Vorteil der Präparate besteht aber darin, dass der naoh Beendigung des Färbeprozesees oberflächlich anhaftende Belag auf einfachste Weise durch Spülen oder Abreiben mit Wasser oder wässrigen Reinigungsmitteln entfernt werden kann. Damit fällt die umständliche und kostspielige Reinigung mit organischen Lösungsmitteln, wie sie nach-den bisher bekannt gewordenen Verfahren unerlässlich war, weg ο

Die nachfolgenden Beispiele sollen die Erfindung

' erläutern, ohne sie in irgend einer Weise zu beschränken_σ Die Temperaturen sind in Celsiusgraden angegeben; Teile bedeuten Gewicht steile«,

Beispiel 1 .

4 Teile einer hydroxypropylierten Methyloeliulose werden unter intensive« Rühren in 27 Teile Isopropanol eingetragen. Dazu lässt aan eine bei 50-70° hergestellte

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Lösung von 16 Teilen «Ines bei Raunteraperatur festen, chlorierten Paraffine «it 70 % Chlor und 5 Teilen dee Farbstoffes Solvent Orange 5 (gemäss Colour-Index) in 48 Teilen Benzylalkohol rasch einfHessen.

Mit diesem Präparat wird auf einer konventionellen Siebdruckeinrichtung ein anodisch oxydiertes Aluminiumblech oedruckt. Ansehliessend wird eine Stunde bei Raumtemperatur getrocknet. Sodann wird das Blech eine huibe Stunde in siedenden Wasser naohverdichtet, wobei der %

aufgedruckte Belag aufgelockert und teilweise entfernt wird.

Uach Abspülen des noch anhaftenden Belags mit kaltem Wasser wird ein gleichmässig oranges, scharf abgegrenztes Muster auf farblose« Grund mit ausgezeichneten Echtheiten erhalten.

An Stelle des in diesem Beispiel verwendeten Farbstoffes können mit gleichem Erfolg die

Farbstoffe Solvent Red 50, Solvent Violet 1 und Solvent Blue 53 verwendet werden. Beispiel 2

Auf ein anodisch oxydiertes Aluminiumblech wird mit Hilfe eines Gummistempels ein Präparat aufgedruckt, das wie folgt erhalten wurde: 10 Teile Dihydro

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abietyalkohol werden in 50 Teilen Benzylalkohol gelöste Diese Lösung lässt man In eine Hlsehung ναι 4 Teilen einer hydroxypropyllerten Methylcellulose In 27 Teilen Isopropanol elnfHessen <,

Das bedruckte Blech wird 10 Minuten bei getrocknet und hierauf in einem wässrigen Färbebad, welches auf 1Ό00 Teile Wasser 6 Teile des Farbstoffes Mordant Red 8j5 (gemäss Colour-Index) enthält, 15 Minuten bei P 55° gefärbte Ansehliessend wird das Blech 30 Minuten

mit siedendem Wasser behandelte Nach Abbürsten mit kaltem Wasser erhält wan ein farbloses Muster auf rotem Grund,

Beispiel 3

Auf ein anodisch oxydiertes Aluminiumblech wird mit Hilfe einer Siebdruckmaschine ein Präparat aufgedruckt, das die In Beispiel 1 angegebene Zusammensetzung aufweist, in dem aber der orange Farbstoff durch den Farbstoff Solvent Black 1 (gemäss Colour-Index) er« setzt istο Nach einstündigem Trocknen bei Raumtemperatur wird das Blech 15 Minuten in einer 20° warmen Färbelösung, die auf 1000 Teile Wasser 1 Teil Farbstoff Acid Yellow I67 (gemäss Colour-Index) enthält,

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gefärbt* AnschllesBend wird das Blech 50 Minuten tilt siedendem Wasser behandelt. Nach Entfernung des Belages mit eines wässrige» Reinigungsmittel erhält man β-.in scharf abgegrenztes schwarisea Küster auf einem gelben

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Claims

Patentansprüche

1. Beatfindigeβ Präparat sun Bedrucken τοη künstlich erzeugten Oxydschichten auf Aluminium und Aluminiumlegierungen, gekennzeichnet durch einen Gehalt an mindestens einen organisches Lösungsmittel, einem Stoff Bur Regelung der Viskosität, der im organischen Lösungsmittel und auseerdem noch in Wasser quellbar Dl· löslich 1st, und einem niedermolekularen, in Wasser unlöslichen, hydrophoben und bis 100 K schwer- bis nichtflüchtigen Stoff.

2. Beständiges Präparat gemüse Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Gehalt an mindestens einem in organischen Lösungsmitteln löslichen, In Wasser schwer· bis unlöslichen« hydrophoben Farbstoff.

3. Beständiges Präparat gemäss Ansprüchen 1 und 2_t gekennzeichnet durch einen Gehalt an hydryollerter Methylcellulose.

4-« Beständiges Präparat gemäss Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch einen Gehalt an ein·« chlorierten Paraffin.

5» Beständiges Präparat gemüse Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch einen Gehalt an einer hydroxypropyllerten Mothyllelluloso und an einem chlorierten

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6. Verfahren sub Bedrucken von künstlich erseugten Oxydschiohten auf Aluminium und Alumlniumlegierringen, dadurch gekennzeichnet* dass man mindestens ein Präparat gemäss einem der Ansprüche 1-5 *uf die Oxydschicht aufbringt und trocknet, die Oxydschicht in einer wässrigen !farbstofflösung färbt, in wässrigen Medium naohrerdlchtet und reinigt«

7. Verfahren sum Bedrucken τοη künstlich erseugten Oxydschichten auf Aluminium und Aluniniumlegierungen, dadurch gekennzeichnet, dass aan mindestens ein Präparat gemäss Anspruch 2 auf die Oxydschicht aufbringt, trocknet, in wässrigem Medium nachrerdichtet und reinigt.

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