DE1696491C3 - Verfahren zur gemeinsamen, fortlaufenden Reihenfärbung von Metallgegenständen mittels wasserlöslicher oder in Wasser emulgierter kolloidaler Farbstoffe und Vorrichtung hierzu - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur gemeinsamen, forllaufenden Reihenfärbung von Metallgegenständen mit wasserlöslichen oder in Wassei emulgierten kolloidalen Farbstoffen.

Die gemeinsame, fortlaufende Reihenfärbung von Metallgegenständen unter Verwendung von wasserlöslichen oder in Wasser emulgierten Farbstoffen von kolloidalem Zustand wurde in bekannter Weise mit Elektrophorese durchgeführt. Im Laufe des Verfahrens wurden in Wasser suspendierte Farbstoffteilchen mit elektrischer Ladung versehen und zur Wanderung an die zu färbenden, als Anode geschalteten Gegenstände gebracht. Gemäß den bekannten Einrichtungen wird der zu färbende Gegenstand nur so lange in dem Färbebottich gehalten, bis sich der Farbstoff zufolge der Elektrophorese auf dem Gegenstand abgelagert hat. Der Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, daß das Austreiben des Wassers in der Oberfläche der Farbschicht an der Luft erfolgt. Deshalb wird aber außer einem Aufwand von Mehrenergie die gefärbte Oberfläche infolge der verdampften Wassermoleküle porös.

Es ist auch nachteilig, daß mit den bisher bekannten elektrophorelischen Verfahren die Zeitdauer des Trocknens verhältnismäßig lang dauert und eine Programmierung der Stromstärke nicht durchführbar ist. Der bedeutendste Nachteil der bekannten Verfahren liegt aber darin, daß wegen des Farbstoffverbrauchs die Konzentration des Bades eine starke Änderung erfährt.

Zweck der Erfindung ist die Ausbildung eines Verfahrens und die Schaffung einer zur Durchführung desselben dienenden Vorrichtung, mit welchen die angeführten Nachteile behoben werden können, so daß der Trockenvorgang gänzlich vermeidbar wird oder auf ein Minimum herabgesetzt werden kann, das Überziehen der verschiedene Oberflächen besitzenden Gegenstände bei einer optimalen Farbstoffkonzentration, bzw. Stromstärke erfolgt und daher eine vollständig porenfreie gefärbte Oberfläche der Metallgegenstände gesichert wird.

Die Erfindung ist demnach ein Verfahren zum

ίο gemeinsamen fortlaufenden Färben von Metallgegenständen mit wasserlöslichen oder in Wasser emulgierten Farbstoffen von kolloidalem Zustand, bei dem die anodisch an eine Stromquelle geschalteten zu überziehenden Metallgegenstände in einen, als Kathode ausgebildeten, den Farbstoff enthaltenden Bottich getaucht werden.

Das Wesen der Erfindung liegt darin, daß in dem als Kathode ausgebildeten Bottich die Konzentration des Farbstoffes mit einem Coulombmeter-Regelsystem konstant und die zu überziehenden Gegenstände bis zur irreversiblen Gelbildung, d. h. dem durch ein Osmometer Kontrollierten elektroosmotischen Maximum im mit Farbstoff gefüllten Bottich gehalten werden.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden also die Wassermoleküle nach der elektrophoretischen Überziehung durch Elektroosmose entfernt und dabei die Farbstoffkonzentration des Bades mit einem Columbmeier-Regelsystem auf einem konstanten Wert gehalten. Hieraus folgt, daß an den Metallgegenständen die Farbschicht in gleicher Stärke gebildet wird, die aus dem Färbebottich kommenden Gegenstände nicht kleben, nicht abfärben und der Wassergehalt des Überzuges den Wert von 4 bis 5% nicht übersteigt. Im Laufe der Elektroosmose entfernen sich nämlich aus der Farbstoffschicht die Wassermoleküle unter der Farbstoffoberfläche in den Bottich, so daß die Oberfläche der mit dem erfindungsgemäßen Verfahren überzogenen Metallgegenstände, bzw. die an denselben entstandene Farbstoffschicht selbst bei einer mikroskopischen Untersuchung keine Poren erkennen läßt.

Bei der zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dienenden Vorrichtung, bei welcher der als Kathode ausgebildete, den Farbstoff enthaltende Bottich mit einem mit einem Abschlußorgan versehenen, mit gespeichertem Farbstoff gefüllten Behälter verbunden ist, ist der Zeitimpuls der durch den Färbebottich hindurchbewegten Gegenstände durch eine den zu färbenden Gegenstand ar eine mit Strom versorgende Anodenschiene angeschlossene Coulombmeter-Regelvorrichtung gesteuerte Verschlußvorrichtung gebunden.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird demnach im während des Überzugsverfahrens als Kathode ausgebildeten Bottich die Konzentration des Farbstoffes in Abhängigkeit von der Gestalt und der Oberfläche des zu färbenden Gegenstandes stets konstant bleiben, d. h. der in dem Bottich befindliche, wasserlösliche oder in Wasser emulgierte Farbstoff vom kolloidalen Zustand, wird infolge des Farbstoffaustrags nicht verdünnt.

Die der erfindungsgemäßen Vorrichtung entnommenen Gegenstände sind vollständig trocken und kleben nicht mehr, da der zu färbende Gegenstand erfindungsgemäß in der Vorrichtung bis zum elektroosmotischen Maximum im Bottich verbleibt. Der Eintritt des elektroosmotischen Maximus, d. h. der irreversiblen Gelbildung wird durch ein Osmometer angezeigt. Bei der Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung

bleiben demnach nachträglich zu benutzende Trocknungsvorrichtungen weg.

Bei einer anderen Ausführungsform der Vorrichtung, bei der der Farbstoffbehälter mit einem inonenaustauschenden Wasserdeionisator verbunden ist, ist der Ausgangssteuerstromkreis des Coulombmeter zu einem den Farbstoffbehälter und die Versenkvorrichtung des Deionisators betätigenden Organ geschaltet. Bei dieser Ausführungsform kann der Farbstoff wunschgemäß entsprechend verdünnt mit konstanter Konzentration in den als Kathode ausgebildeten Bottich geleitet werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die zur Durchführung desselben dienende Vorrichtung wird anhand einer Ausführungsform in einer Zeichnung dargestellt, die d^:e prinzipielle Anordnung der Vorrichtungdarstellt.

In dieser Abbildung werden einem mit wasserlöslichen oder in Wasser emulgierten kolloidalen Farbstoff gefüllten Bottich 1 die zu färbenden Gegenstände 2 durch eine Fördereinrichtung zugeführt und eingetaucht. Der Botlich 1 ist als Kathode, der zu überziehende Gegenstand 2 als Anode an die Stromquelle geschaltet. Der als Anode zu schaltende Gegenstand 2 wird mittels Stromabnehmern von der Anodenschiene 3 mit Strom versehen.

Zur Anodenschiene 3 ist eine Herausführung der den Zeitimpuls des Fann, ns und den Impuls der Stn mistärke messendes Coulombmeter angeschlossen. De. Stromkreis des Coulombmeters 4 ist zum Bottich 1 mit einer, das Absperrorgan 7 des den Farbstoff für den Bottich speichernden Behälters 6 betätigenden Vorrichtuüg 8 geführt.

Der Farbstoffbehälter 6 steht über die Leitung 9 mit einem Wasserdeionisator 10 in Verbindung und das Verschlußorgan 11 desselben wird gleichfalls durch den Ausgangskreis des Coulombmeter gesteuert.

Die konstante Stromstärke, die im Laufe des Färbeverfahrens eine wichtige Rolle spielt, wird durch eine mit einem Stabilisator V versehene Stromquelle 12 gesichert, welche über eine Leitung 13 mit der Anodenschiene 3 verbunden ist. Der andere Pol der Stromquelle 12 steht mit dem als Kathode ausgebildeten Bottich 1 über die Erde in Verbindung.

Erfindungsgemäß wird im Laufe des Verfahrens der Bottich 1 über die Leitung 5 bzw. 9 aus dem Farbstoffbehälter ö bzw. aus dem Deionisator 10 mit

ίο wasserlöslichem oder in Wasser emulgiertem Farbstoff gefüllt. Die Fördervorrichtung taucht die daran hängenden Gegenstände 2 in die im Bottich 1 befindliche Farbe. Der Gegenstand 2 gelangt, über den Bottich geführt, über einen Stromabnehmer mit der Anodenschiene 3 in elektrischem Kontakt. Sobald der Gegenstand in den Bottich taucht, erhält der Coulombmeter-Integrator 4 von der Anodenschiene 3 einen Impuls. Sollte sich der Farbstoff im Bottich 1 verdünnen, gibt das Coulombmeter 4 an die Betätigungsvorrichtung

ίο 8 des Sperrorgans 7 des Farbstoffbehälters 6 einen Impuls, so daß dadurch die gewünschte Farbstoffmenge über die Leitung 9 bzw. 5 in den Bottich 1 fließt. Sobald der Farbstoff die gewünschte Konzentration erreicht hat, stellt das Coulombmeter 4 die Farbstoffzufuhr ab.

Die Geschwindigkeit der Fördervorrichtung ist so bemessen, daß der zu überziehende Gegenstand bis zum Erreichen des elektroosmotischen Maximums im Bottich verbleibt. Der Eintritt des elektroosmotischen Maximums wird mit einem Osmometer geprüft. Falls Gegenstände von verschiedener Größe zu überziehen sind, werden die annähernd gleiche Abmessungen besitzenden Gegenstände in je eine Gruppe geteilt und der zum Überziehen der einzelnen Gruppen notwendige Strom von entsprechender Stärke über die Anodenschiene zugeführt. In diesem Falle ist die Vorrichtung natürlich mit mehreren, verschiedene Ströme führenden Anodenschienen 3 zu versehen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   I. Verfahren zur gemeinsamen, fortlaufenden Reihenfärbung von Metallgegenständen mit wasserlöslichen oder in Wasser emulgieren kolloidalen Farbstoffen, wobei die an einen Stromkreis anodisch geschalteten, zu überziehenden Metallgegenstände in einen den Farbstoff enthaltenden, als Kathode ausgebildeten Bottich getaucht werden, dadurch gekennzeichnet, daß im als Kathode ausgebildeten Bottich die Konzentration des Farbstoffs mit einem Coulombmeterlntegrator-Regelsystem konstant und die zu überziehenden Gegenstande bis zur irreversiblen Gelbildung, d. h. dem durch ein Osmometer kontrollierten elektroosmotoschen Maximum, im mit Farbstoff gefüllten Bottich gehalten werden.

   Z Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, unter Verwendung eines als Kathode geschalteten, den Farbstoff enthaltenden Bottichs, der mit einem, mit einem Absperrorgan versehenen, Farbstoffspeicherbehälter in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsvorrichtung (8) für das Absperrorgan (7) mit einem an einer Anodenschiene angeschlossenen Coulombmeter-Integrator (4) verbunden ist.

   3. Vorrichtung nach Anspruch 2, bei welcher der Farbstoffbehälier mit einem ionenaustauschenden Wasserdeionisator verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgangssteuerstromkreis (4) des Coulombmeters zu einem Betätigungsorgan (7, II) der Sperrvorrichtung (10) des Farbstoffbehälters (9) des Deionisators geschaltet ist.