DE2328538A1 - PROCESS FOR THE PRODUCTION OF COLORED OXIDE COATINGS ON ALUMINUM OR ALUMINUM ALLOYS - Google Patents
PROCESS FOR THE PRODUCTION OF COLORED OXIDE COATINGS ON ALUMINUM OR ALUMINUM ALLOYSInfo
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Description
Verfahren zur Herstellung gefärbter Oxidschichten auf Aluminium oder Aluminiumlegierungen Process for the production of colored oxide layers on aluminum or aluminum alloys
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung gefärbter Oxidschichten auf Aluminium oder Aluminiumlegierungen0 Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zur einfachen Herstellung von gefärbten Oxidschichten, deren Farbton einen ausserordentlich hohen Grad an Reproduzierbarkeit aufweist.The invention relates to a method for producing dyed oxide layers on aluminum or aluminum alloys 0 In particular, the invention relates to a process for the simple production of dyed oxide layers whose color has an extremely high degree of reproducibility.
Im Rahmen der folgenden Beschreibung werden sowohl das reine Aluminium als auch die Aluminiumlegierungen abgekürzt undIn the context of the following description, both pure aluminum and aluminum alloys are abbreviated and
BERLIN: TELEFON (O311) 76 29 O7 KABEL: PROPINDUS · TELEX 01 840S7BERLIN: TELEPHONE (O311) 76 29 O7 CABLE: PROPINDUS TELEX 01 840S7
MÜNCHEN: TELEFON (O8 11) 22 55 85 KABEL: PROPINDUS · TELEX O5 24 244MUNICH: TELEPHONE (O8 11) 22 55 85 CABLE: PROPINDUS TELEX O5 24 244
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9 8 5 1/10 OfS f> fr 1 A ff * λ) / hi
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zusammenfassend als "Aluminium" oder "Aluminiummaterial"collectively as "aluminum" or "aluminum material"
bezeichnet.designated.
» ■»■
Es sind eine Reihe von Verfahren bekannt, bei denen ein Aluminiummaterial der anodischen.Oxidation unter Anlegen eines Gleichstroms, eines Wechselstroms oder gleichzeitig eines Gleich- und Wechselstroms in einem elektrolytischen Bad unterzogen werden. Das Bad besteht dabei aus einer anorganischen oder organischen Säure oder aus einem Salz dieser Säuren und enthält in geringer Menge ein Metallsalz, dessen Metallkomponente oder eine Verbindung der Metallkomponente dieses Salzes in die Oxidschicht aufnimmt, so dass eine Oxidschicht gebildet wird, die je nach der Art des Metallsalzes im Elektrolyten gefärbt ist.A number of methods are known in which an aluminum material is subjected to anodic oxidation with the application of a direct current, an alternating current or simultaneously a direct and alternating current in an electrolytic bath. The bath consists of an inorganic or organic acid or a salt of these acids and contains a small amount of a metal salt, the metal component of which or a compound of the metal component of this salt absorbs into the oxide layer, so that an oxide layer is formed which, depending on the type of the metal salt in the electrolyte is colored.
Unter Verwendung von Wechselstrom sind beispielsweise die folgenden Verfahren vorgeschlagen worden: (a) im japanischen Patent 310 401 eine Wechselstromelektrolyse mit anorganischem Elektrolyten zur Färbung von Aluminiumoberflächen; (b) in der japanischen Auslegeschrift 19 842/71 ein Verfahren zur Behandlung von Aluminiumoberflächen unter Verwendung von Gleichstrom und Wechselstrom. Unter Verwendung von Gleichstrom allein sind die folgenden Verfahren bekannt geworden: (c) ein Verfahren unter Verwendung von negativem Strom; (d) ein Verfahren unter Verwendung eines mit Unterbrechungen angewendeten Gleichstroms.For example, using alternating current, the following methods have been proposed: (a) Japanese Patent 310 401 an alternating current electrolysis with inorganic electrolytes for coloring aluminum surfaces; (b) a method in Japanese Patent Application Laid-Open No. 19 842/71 for the treatment of aluminum surfaces using direct current and alternating current. Under use of direct current alone, the following methods have become known: (c) a method using negative Current; (d) a method using intermittently applied direct current.
Die bekannten Verfahren weisen jedoch insbesondere in wirtschaftlicher Hinsicht eine Reihe von Nachteilen auf. Einer der wesentlichen Nachteile ist die mangelnde Reproduzierbarkeit der erzeugten Farbtöne. Ein weiterer Nachteil ist die mitunter schwer zu steuernde Technologie»However, the known processes are particularly economical Respects a number of disadvantages. One of the main disadvantages is the lack of reproducibility of the color tones produced. Another disadvantage is the sometimes difficult to control technology »
Die Nachteile sind darauf zurückzuführen, dass sowohl dieThe disadvantages are due to the fact that both the
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ORIOINAt INSPECTEDORIOINAt INSPECTED
. · 232853?. · 232853?
Bildung der Oxidschicht als auch die Absorption des Metallions in diese Oxidschicht eng mit den übrigen elektrolytischen
Bedingungen des Prozesses verbunden sind. Um die
Bildung der Oxidschicht und ihre Färbung im Rahmen der bekannten Verfahren reproduzierbar konstant zu halten, müssen
die Elektrolysebedingungen in einem technisch schwer zu realisierenden Masse konstant gehalten werden. Insbesondere
wenn der Adsorptionsgrad des Metallions oder die Stabilität der Oxidschicht gering sind, müssen, um diese Faktoren auszugleichen,
längere Zeiten für die Bildung dieser gefärbten Oxidschichten je Stück angesetzt werden, was naturgemäss
zu schwierigeren Regelbedingungen führt.The formation of the oxide layer and the absorption of the metal ion in this oxide layer are closely related to the other electrolytic conditions of the process. To the
To keep the formation of the oxide layer and its color reproducibly constant within the framework of the known processes, the electrolysis conditions must be kept constant to a degree that is technically difficult to achieve. In particular
If the degree of adsorption of the metal ion or the stability of the oxide layer are low, longer times for the formation of these colored oxide layers per piece must be set in order to compensate for these factors, which of course
leads to more difficult control conditions.
Aus diesem Grund sind sogar eine Reihe von Metallsalzen,
obwohl sie schöne Färbungen hervorrufen würden, der anodischen Färbungsoxidation im technischen Rahmen nicht zugänglich.
For this reason, even a number of metal salts,
although they would produce beautiful colorations, anodic color oxidation not accessible in the technical context.
Unter diesen Gesichtspunkten liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der Nachteile, die mit
den bekannten Verfahren verbunden sind, ein Verfahren zur
Herstellung gefärbter Oxidschichten auf Aluminiummaterial
zu schaffen, mit dem diese Oxidschichten wirtschaftlich günstig und technologisch einfach vor allem mit einem ausserordentlich
hohen Grad an Reproduzierbarkeit hergestellt werden können. From these points of view, the invention is therefore based on the object, while avoiding the disadvantages associated with
the known methods are connected, a method for
Production of colored oxide layers on aluminum material
to create, with which these oxide layers can be produced in an economically favorable and technologically simple manner, above all with an extraordinarily high degree of reproducibility.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Verfahren zur Herstellung gefärbter Oxidschichten auf Aluminiummaterial vorgeschlagen, das dadurch gekennzeichnet ist, dass man an Aluminium- oder Aluminiumlegierungselektroden, die in einen ein Metallsalz zur Bildung der gefärbten Oxidschichten auf beiden Elektroden enthaltenden Elektrolyten eintauchen, einen Gleichstrom, der mit vorgegebener Frequenz die Polarität wechselt, anlegt«To solve this problem, a method for producing colored oxide layers on aluminum material is proposed, which is characterized in that one is attached to aluminum or aluminum alloy electrodes, which are inserted into a metal salt to form the colored oxide layers on both electrodes immerse electrolytes containing a direct current, who changes polarity at a given frequency, applies "
Λ u H }\ S 1 / 1 U 8 % Λ u H} \ S 1/1 U 8 %
232853a232853a
Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung einer gefärbten Oxidschicht auf einer ersten Elektrode und einer Aluminiumoxidschicht auf einer zweiten Elektrode vorgeschlagen, das dadurch gekennzeichnet ist, dass man einen Gleichstrom mit einer grösseren negativen Ladung und einer kleineren positiven Ladung alternierend an eine Aluminium- oder Aluminiumlegierungselektrode, die mit einer Aluminiumoxidschicht bedeckt ist, und an eine zuvor entfettete und mit Wasser gewaschene Aluminium- oder Aluminiumlegierungselektrode anlegt, wobei die erste und die zweite Elektrode in einen Elektrolyten tauchen, der ein Metallsalz zur Bildung einer gefärbten Oxidschicht auf der ersten Elektrode und zur Bildung einer Aluminiumoxidschicht auf der zweiten Elektrode enthält.According to a further embodiment of the invention, a method for producing a colored oxide layer on a first electrode and an aluminum oxide layer proposed a second electrode, which is characterized in that a direct current with a larger negative charge and a smaller positive charge alternately on an aluminum or aluminum alloy electrode, which is covered with an aluminum oxide layer, and to a previously degreased and water-washed aluminum or Aluminum alloy electrode applies, wherein the first and second electrodes are immersed in an electrolyte, the Metal salt to form a colored oxide layer on the first electrode and to form an aluminum oxide layer on the second electrode.
In weiterer Ausbildung der Erfindung wird schliesslich ein Verfahren zur Herstellung einer gefärbten Oxidschicht auf einer Aluminium- oder Aluminiumlegierungselektrode vorgeschlagen, das dadurch gekennzeichnet ist, dass man einen Gleichstrom mit einer grösseren positiven Ladung und einer kleineren negativen Ladung alternierend an eine entfettete Aluminium- oder Aluminiumlegierungselektrode und an eine Gegenelektrode in einem Elektrolyten anlegt, der ein Metallsalz zur Bildung einer Aluminiumoxidschicht auf der Aluminium- oder Aluminiumlegierungselektrode enthält, und dass man dann einen Gleichstrom mit grösserer negativer Ladung und kleinerer positiver Ladung an die Aluminium- oder AIuminiumlegierungselektröde, die mit einer Aluminiumoxidschicht bedeckt ist, und an eine Gegenelektrode in dem gleichen Elektrolyten anlegt, wie er in der ersten Stufe benutzt wurde, wobei man auf der Aluminium- oder Aluminiumlegierungselektrode einen gefärbten Oxidfilm erhält.Finally, in a further embodiment of the invention, a method for producing a colored oxide layer is disclosed proposed an aluminum or aluminum alloy electrode, which is characterized in that one Direct current with a larger positive charge and a smaller negative charge alternating with a degreased one Aluminum or aluminum alloy electrode and applied to a counter electrode in an electrolyte that is a metal salt to form an aluminum oxide layer on the aluminum or aluminum alloy electrode, and that then a direct current with a larger negative charge and a smaller positive charge is applied to the aluminum or aluminum alloy electrode, which is covered with an aluminum oxide layer, and to a counter electrode in the Apply the same electrolyte as was used in the first stage, on the aluminum or aluminum alloy electrode a colored oxide film is obtained.
Λ ij ei S b 1 / 1 ü 8 2 Λ ij ei S b 1/1 ü 8 2
ORIGINAL !NSFECTEDORIGINAL! NSFECTED
Die Erfindung ist nachstehend auch anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:The invention is described in more detail below using exemplary embodiments in conjunction with the drawings. Show it:
Fig. 1 Zeit-Spannungs-Diagramme für dasFig. 1 time-voltage diagrams for the
Beispiel 1 undExample 1 and
Fig. 2 Zeit-Spannungs-Diagramme für das Beispiel 4.2 time-voltage diagrams for example 4.
Bei der Durchführung des Verfahrens gemäss der Erfindung wird im einzelnen so verfahren9 dass das Aluminiummaterial zunächst in an sich bekannter Weise entfettet und mit Wasser gewaschen wird. Beispielsweise kann dabei so vorgegangen werden, dass das Äluminiummaterial mit einer wässrigen NaOH-LÖsung entfettet, anschliessend mit Wasser gewaschen, mit einer wässrigen Salpetersäurelösung neutralisiert und anschliessend erneut mit Wasser gewaschen wirde When carrying out the method according to the invention, the procedure 9 in detail is such that the aluminum material is first degreased in a manner known per se and washed with water. For example, the procedure can be that the aluminum material is degreased with an aqueous NaOH solution, then washed with water, neutralized with an aqueous nitric acid solution and then washed again with water e
Das so vorbehandelte· Aluminiummaterial kann dann entweder nur als «ine der Elektroden für die Elektrolyse oder auch gleichzeitig als Gegenelektrode verwendet werden. Die Elektrolyse wird in einem Elektrolyten aus einer wässrigen Lösung einer anorganischen oder einer organischen Säure oder eines Salzes dieser Säuren durchgeführt. Diesem Elektrolyten sind ein oder mehrere Metallsalze zugesetzt. Die Elektrolyse wird bei Zimmertemperatur unter Verwendung von Gleichstrom durchgeführt, dessen Polarität alternierend gewechselt wird. Der Wechsel der positiven und der negativen Stromrichtung erfolgt üblicherweise etwa im Rahmen von 5 min, wobei die anzulegende Spannung von der Art des bzw. der zugesetzten Metallsalze abhängt, in der Regel jedoch nicht über 70 V liegt. Auf diese Weise wird eine gefärbte Oxidschicht erhalten,The aluminum material pretreated in this way can then either be used only as one of the electrodes for the electrolysis or also can also be used as a counter electrode. The electrolysis takes place in an electrolyte from an aqueous solution an inorganic or an organic acid or a salt of these acids. This electrolyte one or more metal salts are added. The electrolysis is carried out at room temperature using direct current carried out, the polarity of which is alternately changed. The change of the positive and the negative current direction usually takes place in about 5 minutes, the voltage to be applied depending on the type or the added Metal salts, but usually does not exceed 70 V. In this way a colored oxide layer is obtained,
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die je nach der Art und unter Einwirkung des dem Elektrolyten zugesetzten Metallsalzes gefärbt ist. Die so erhaltene gefärbte .Oxidschicht haftet dabei fest auf dem als Elektrode verwendeten Aluminiummaterial.which is colored depending on the type and under the action of the metal salt added to the electrolyte. The colored oxide layer obtained in this way adheres firmly to the aluminum material used as the electrode.
Die Verfahren zum Färben von Aluminiummaterial in der vorstehend beschriebenen Weise können dabei, wie nachstehend beschrieben, variiert werden.The methods for coloring aluminum material in the manner described above can thereby be as follows described, can be varied.
(1) Sowohl die Anode als auch die Kathode bestehen aus Aluminiummaterial und werden beide gleichzeitig gefärbt.(1) Both the anode and the cathode are made of aluminum material and are both colored at the same time.
Dabei werden beide Elektrode zunächst entfettet und mit Wasser in üblicher Weise gewaschen. Das auf diese Weise behandelte Aluminiummaterial wird in den Elektrolyten getaucht, der das Metallsalz enthält. Die Elektroden werden als Elektrode und Gegenelektrode geschaltet.Both electrodes are first degreased and washed with water in the usual way. Treated in this way Aluminum material is immersed in the electrolyte, which contains the metal salt. The electrodes are called the electrode and counter electrode switched.
Zwischen den beiden aus Aluminiummaterial bestehenden Elektroden wird ein Gleichstrom angelegt, dessen Polarität alternierend mit einer vorgegebenen Frequenz verändert wird. Auf diese Weise wird auf den beiden aus Aluminiummaterial bestehenden Elektroden eine gefärbte Oxidschicht gebildet, wobei sich die Färbung in der vorstehend beschriebenen Weise nach der Art des dem Elektrolyten zugesetzten Metallsalzes richtet.A direct current, its polarity, is applied between the two electrodes made of aluminum material is changed alternately with a predetermined frequency. In this way, the two are made of aluminum material existing electrodes formed a colored oxide layer, the coloring being in the manner described above depends on the type of metal salt added to the electrolyte.
Da die beiden aus Aluminiummaterial bestehenden Elektroden lediglich entfettet und mit Wasser gewaschen wurden, wird, wenn ein Strom in der vorstehend beschriebenen Weise an die Elektroden angelegt wird, eine Aluminiumoxidschicht auf dem als Anode geschalteten Aluminiummaterial gebildet, während auf dem als Kathode geschalteten Aluminiummaterial keine Aluminiumoxidschicht gebildet wird. Dieser ZustandSince the two electrodes made of aluminum material have only been degreased and washed with water, when a current is applied to the electrodes in the manner described above, an aluminum oxide layer formed on the aluminum material connected as the anode, while on the aluminum material connected as the cathode no aluminum oxide layer is formed. This condition
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ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED
wird nach Durchlaufen eines vorgegebenen Zyklus verändert und das Aluminiummaterial, auf dem der Aluminiumoxidfilm gebildet worden ist, wird durch die Umpolung statt Anode Kathode. Auf der anderen Seite wird die Kathode, die den ursprünglichen Zustand des eingesetzten Aluminiummaterials beibehalten hatte, als Anode geschaltet. Beim Umpolen in dieser Weise wird der auf der ursprünglichen Anode gebildete Aluminiumoxidfilm unter. Einwirkung des im Elektrolyten enthaltenen Metallsalzes gefärbt, während auf dem ursprünglich als Kathode, jetzt als Anode, geschalteten Material ein Aluminiumoxidfilm gebildet wird. Diese Aluminiumoxidschicht wird wiederum, im nächsten -Zyklus beim Umpolen der jetzigen Anode ■ in die zukünftige Kathode durch das Metallsalz gefärbt. is changed after running through a predetermined cycle and the aluminum material on which the aluminum oxide film is formed by the polarity reversal instead of the anode cathode. On the other hand is the cathode that is the had retained the original state of the aluminum material used, switched as the anode. When reversing the polarity in in this way, the aluminum oxide film formed on the original anode becomes underneath. Action of the contained in the electrolyte Colored metal salt, while on the material originally switched as a cathode, now as an anode Aluminum oxide film is formed. This aluminum oxide layer will in turn become the current one in the next cycle when the polarity is reversed Anode ■ in the future cathode colored by the metal salt.
Durch dieses Umpolen wird in der beschriebenen Weise auf dem Aluminiummaterial beider Elektroden sowohl der Aluminiumoxidfilm als auch die Färbung_ dieses Films erzeugt.As a result of this polarity reversal, both the aluminum oxide film is formed on the aluminum material of both electrodes in the manner described as well as the coloring_ of this film.
Durch dieses Verfahren, das auf zwei Elektroden gleichzeitig die Erzeugung eines gefärbten Oxidfilms ermöglicht, wird die Produktivität des elektrolytischen Verfahrens erheblich verbessert. Lediglich ein Entfetten und Waschen mit Wasser ist als Vorbehandlung des Aluminiummaterials erforderlich« Da im Gegensatz zu den bekannten Verfahren keine weiteren Vorbehandlungen erforderlich sind, wird auch bereits in diesem Stadium gegenüber den bekannten Verfahren eine Steigerung der Produktivität erreicht.This process, which enables the production of a colored oxide film on two electrodes at the same time, is the productivity of the electrolytic process is greatly improved. Just degreasing and washing with water is required as a pretreatment of the aluminum material «In contrast to the known processes, there are no further processes Pretreatments are required even at this stage compared to the known methods Increased productivity achieved.
Bei diesem Verfahren der Bildung gefärbter Oxidschichtenauf beiden Elektroden sind die angewendeten Spannungen, die Stromdichten und die Schaltfrequenzen der positiven und negativen Spannung an jeder der Elektroden gleich.In this process of forming colored oxide layers on both electrodes, the voltages applied are the current densities and the switching frequencies of the positive and negative voltage at each of the electrodes are the same.
(2) weiterhin können sowohl die Anode als auch die Kathode(2) furthermore, both the anode and the cathode can
j'-inn ι / mg? j'-inn ι / mg?
OFHGiNAL !NSPEGTEC)OFHGiNAL! NSPEGTEC)
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aus Aluminiummaterial bestehen, jedoch soll nur auf einem Aluminiummaterial eine gefärbte Oxidschicht gebildet werden, während auf dem anderen lediglich eine Oxidschicht gebildet werden soll.consist of aluminum material, but a colored oxide layer should only be formed on an aluminum material, while only an oxide layer is to be formed on the other.
Wenn in diesem Fall beide Elektroden aus Aluminiummaterial bestehen, wird ein Aluminiummaterial verwendet, das im Falle der Kathode bereits mit einer Oxidschicht bedeckt ist und im Falle der Anode entfettet und mit Wasser gewaschen wurde. An beide Elektroden wird ein Gleichstrom angelegt, dessen Polarität alternierend gewechselt wird. Beide Elektroden tauchen in einen Elektrolyten, der ein Metallsalz enthält. Bei einer solchen Behandlung wird das bereits zuvor mit einer Oxidschicht bedeckte Aluminiummaterial gefärbt, während das andere Aluminiummaterial mit einem Aluminiumoxidfilm überzogen wird.If in this case both electrodes are made of aluminum material exist, an aluminum material is used, which is already covered with an oxide layer in the case of the cathode and in the case of the anode, it was degreased and washed with water. A direct current is applied to both electrodes, its The polarity is changed alternately. Both electrodes are immersed in an electrolyte that contains a metal salt. at such a treatment, the aluminum material previously covered with an oxide layer is colored, while the other aluminum material coated with an aluminum oxide film will.
Auf diese Weise können selbst solche Metallsalze zur Färbung der Aluminiumoxidschicht verwendet werden, die sonst nur schwierig auf dem Aluminiumoxidfilm abzuscheiden wären. Auch solche Metallsalze können nach dem Verfahren gemäss der Erfindung leicht in die Oxidschicht eingearbeitet und diese damit wirkungsvoll gefärbt werden.In this way, even such metal salts can be used to color the aluminum oxide layer, which would otherwise only be used would be difficult to deposit on the alumina film. Even Such metal salts can easily be incorporated into the oxide layer by the process according to the invention so that they can be effectively colored.
Ein Aluminiummaterial, das entfettet und mit Wasser gewaschen wurde, wird zu diesem Zweck zuvor einer an sich bekannten anodischen Oxidation zur Bildung einer Oxidschicht (Al2O3) auf diesem Material unterworfen. Dieses Aluminiummaterial wird dann als Elektrode (beispielsweise als Kathode) verwendet, während als Gegenelektrode eine Elektrode aus Aluminiummaterial geschaltet wird, die zuvor entfettet und mit Wasser gewaschen wurde. For this purpose, an aluminum material that has been degreased and washed with water is previously subjected to an anodic oxidation known per se to form an oxide layer (Al 2 O 3 ) on this material. This aluminum material is then used as an electrode (for example as a cathode), while an electrode made of aluminum material, which has previously been degreased and washed with water, is connected as the counter electrode.
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Gleichstrom angelegt« dessen Polarität alternierend gewechselt wird. Als Elektrolyt dient dabei eine wässrige Lösung einer anorganischen oder organischen Säure oder eines oder mehrerer ihrer Salze« wobei dieser Lösung das Metallsalz zugesetzt ist. Die Elektrolyse wird bei Zimmertemperatur durchgeführt· Durch eine solche elektrolytische Behandlung wird auf dem Aluminiummaterial, das zuvor bereits mit einer Oxidschicht bedeckt war« eine nach Massgabe des Metallsalzes gefärbte Oxidschicht und auf der zuvor entfetteten und mit Wasser gewaschenen Aluminiumelektrode eine Oxidschicht gebildet. Anschliessend wird dann das Aluminiummaterial mit der gefärbten Oberfläche aus dem Elektrolyten -genommen und eine neue« aus Aluminiummaterial bestehende Elektrode« die zuvor entfettet und mit Wasser gewaschen worden ist« wird in das Bad gesetzt. Die neue« entfettete und gewaschene Elektrode und- die im vorigen Zyklus mit der Aluminiumoxidschicht überzogene Aluminiumelektrode werden dann der gleichen elektrolytischen Behandlung« wie vorstehend beschrieben« unterworfen. Die im vorigen Zyklus mit der Aluminiumoxidschicht überzogene Elektrode wird dann in diesem Zyklus gefärbt·Direct current applied «whose polarity is alternately changed. An aqueous solution of an inorganic one serves as the electrolyte or organic acid or one or more of its salts, where the metal salt is added to this solution. The electrolysis is carried out at room temperature By such an electrolytic treatment on the aluminum material, which was previously covered with an oxide layer «an oxide layer colored according to the metal salt and on the aluminum electrode that has been previously degreased and washed with water an oxide layer is formed. The aluminum material with the colored surface is then made of the Electrolytes - taken and a new "electrode made of aluminum material" which was previously degreased and washed with water has been «is placed in the bathroom. The new «degreased and washed electrode and - the one in the previous cycle with the aluminum oxide layer coated aluminum electrode are then subjected to the same electrolytic treatment "as described above" subject. The electrode coated with the aluminum oxide layer in the previous cycle is then used in this cycle colored
In dem vorstehend beschriebenen Verfahren (2) müssen beide Elektroden ein Aluminiummaterial sein« das zuvor einer anodischen Oxidation im Anfangsstadium unterworfen waren. Wenn jedoch zumindest eine der Elektroden aus einem Aluminiummaterial dieser gesonderten anodischen Oxidation im Anfangsstadium nicht unterworfen worden ist« kann das beschriebene Verfahren (2) noch ausgeführt werdeno In the method (2) described above, both electrodes must be an aluminum material that has previously been subjected to anodic oxidation in the initial stage. However, if at least one of the electrodes made of an aluminum material has not been subjected to this separate anodic oxidation in the initial stage, the described method (2) can still be carried out or the like
So kann beispielsweise ein Aluminiummaterial« das entfettet und mit Wasser gewaschen wurde« in einem Elektrolyten als Elektrode und Gegenelektrode geschaltet werdeno Dem Elektrolyten ist dabei zu Beginn das Metallsalz zugesetzt worden.Thus, for example, an aluminum material "degreased and was washed with water, the" connected in an electrolyte as an electrode and counter electrode to the electrolyte o has been added at the start while the metal salt.
309851/1082309851/1082
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232853a232853a
Zwischen beiden Elektroden wird dann ein Gleichstrom angelegt, dessen Ladungen von den Ladungen des normalen Betriebes abweichen. So wird in der Anfangsphase ein Gleichstrom verwendet, dessen positive Ladung grosser und dessen negative Ladung kleiner ist, um zu verhindern, dass das Metallsalz nicht auf dem Aluminiummaterial abgeschieden wird, und dass bei diesem Betrieb auf dem Aluminiummaterial nur die Aluminiumoxidschicht gebildet wird. Dazu ist es erforderlich, dass die positive Ladung, die die Oxidschicht bildet, grosser ist. Wenn nämlich die negative Ladung zu gross wird, bedehfc die Gefahr, dass sich das Metall auf der Oxidschicht niederschlägt.A direct current is then applied between the two electrodes, the charges of which differ from those of normal operation. In the initial phase, a direct current is used, the positive charge of which is larger and the negative charge smaller is to prevent the metal salt from being deposited on the aluminum material and that during this operation only the aluminum oxide layer is formed on the aluminum material. For this it is necessary that the positive Charge that forms the oxide layer is larger. If the negative charge becomes too large, there is a risk that the metal is deposited on the oxide layer.
Nachdem sich auf einer der beiden Aluminiumelektroden die Oxidschicht gebildet hat, wird die anodische Oxidation unter Verwendung von Gleichstrom in der vorstehend beschriebenen Weise durchgeführt·After the oxide layer has formed on one of the two aluminum electrodes, the anodic oxidation takes place Use of direct current carried out in the manner described above
In diesem Fall wird ein Gleichstrom mit einer grösseren negativen Ladung und einer kleineren positiven Ladung alternierend angelegt, d.h„ dass die Spannung, die Ladungsdauer und die Stromdichte des positiven Stroms grosser als die entsprechenden Werte für den negativen Strom sind.In this case, a direct current with a greater negative Charge and a smaller positive charge applied alternately, i.e. the voltage, the charge duration and the current density of the positive current is greater than the corresponding Values for the negative current are.
(3) Als Elektrode wird ein Aluminiummaterial verwendet, auf dem bereits zuvor eine Aluminiumoxidschicht gebildet worden ist, und als Gegenelektrode wird eine Elektrode aus einem kohlenstoffhaltigen und einem anderen Material verwendet. An diese Elektroden wird ein alternierend die Polarität wechselnder Gleichstrom angelegte(3) An aluminum material on which an aluminum oxide layer has been previously formed is used as the electrode and an electrode made of a carbonaceous material and another material is used as the counter electrode. A direct current with alternating polarity is applied to these electrodes
Ein Aluminiummaterial, das bereits entfettet und mit Wasser gewaschen wurde, wird einer an sich bekannten anodischen Oxidation unterworfen. Als Elektrolyt dient dabei beispielsweise eine wässrigejschwefelsäurelösungo Die anodische Oxidation wirdAn aluminum material that has already been degreased and washed with water undergoes an anodic oxidation known per se subject. An aqueous sulfuric acid solution, for example, serves as the electrolyte. Anodic oxidation is used
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dabei so geführt« dass sich auf der Oberfläche des Aluminiummaterials eine poröse Oxidschicht bildet»guided in such a way that on the surface of the aluminum material forms a porous oxide layer »
Das auf diese Weise mit einer Aluminiumoxidschicht versehene Aluminiummaterial und das kohlenstoffhaltige Material werden der Elektrolyse unter gleichenJBedingungen« wie vorstehend in Verbindung mit denjverfahren (1) und (2) beschrieben* unterworfen., Insbesondere werden ein gleicher Elektrolyt« gleiche Ströme und Spannungen verwendet. Auf diese Weise wird auf der Oberfläche des Aluminiummaterials eine gefärbte Oxidschicht gebildet»The aluminum material thus provided with an aluminum oxide layer and the carbonaceous material become subjected to electrolysis under the same conditions as described above in connection with processes (1) and (2)., In particular, the same electrolyte, the same currents and voltages are used. That way, on the Surface of the aluminum material has a colored oxide layer educated"
In diesem Fall kann weiterhin statt der kohlenstoffhaltigen Gegenelektrode auch eine zuvor anodisch oxidierte Aluminiumelektrode verwendet werden. Es können also auch beide Elektroden aus einem anodisch oxidierten Aluminiummaterial bestehen.In this case you can continue instead of the carbonaceous Counter electrode, a previously anodized aluminum electrode can also be used. Both electrodes can therefore also be used consist of an anodized aluminum material.
(4) Als Elektrode wird ein Aluminiummaterial verwendet« das entfettet und mit Wasser gewaschen wurde und nicht bereits mit einer Aluminiumoxidschicht überzogen ist· Als Gegenelektrode wird ein Fremdmaterial» beispielsweise ein kohlenstoffhaltiges Material« verwendet.(4) An aluminum material is used as the electrode has been degreased and washed with water and not already is coated with an aluminum oxide layer Material «is used.
In diesem Fall wird zunächst ein Gleichstrom mit einer grösseren positiven und einer kleineren negativen Ladung alternierend angelegt« wobei der Elektrolyt das Metallsalz enthält. Die Elektrolysebedingungen entsprechen denjenigen« wie sie vorstehend in Verbindung mit den Verfahren (1) bis (3) beschrieben worden sind. Es wird dabei auf dem Aluminiummaterial ein Aluminiumoxidfilm gebildet. Anschliessend wird dann ein Gleichstrom angelegt« dessen positive Ladung kleiner und dessen negative Ladung grosser ist. Dieser Gleichstrom wird alternierend mit einer bestimmten vorgegebenen Frequenz inIn this case, a direct current is first applied with a larger one positive and a smaller negative charge alternately applied «whereby the electrolyte contains the metal salt. The electrolysis conditions are the same as those described above in connection with processes (1) to (3) have been. An aluminum oxide film is thereby formed on the aluminum material. Then will then a direct current is applied «whose positive charge is smaller and whose negative charge is greater. This direct current becomes alternating with a certain predetermined frequency in
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232853a232853a
der ebenfalls vorstehend beschriebenen Weise umgepolt, wobei sich auf dem Aluminiummaterial eine gefärbte Oxidschicht bildet.reversed polarity in the manner also described above, a colored oxide layer forming on the aluminum material.
Wie bereits vorstehend erwähnt, können die einzelnen Ausbildungen des Verfahrens gemäss der Erfindung im Detail in der im Zusammenhang mit den Verfahren (1) bis (4) beschriebenen Weise durchgeführt werden. In jedem Fall wird dabei eine Färbung der Aluminiumoxidschicht nach Massgabe des Metallsalzes im Elektrolyten erreicht. Der Grundgedanke des Verfahrens und seiner Ausgestaltungen liegt dabei in der Anwendung eines Gleichstroms, dessen Polarität alternierend gewechselt vird.As already mentioned above, the individual embodiments of the method according to the invention can be shown in detail in FIG in connection with the methods (1) to (4) described manner can be carried out. In each case there will be a coloring the aluminum oxide layer is achieved in accordance with the metal salt in the electrolyte. The basic idea of the procedure and its design lies in the use of a direct current, the polarity of which is alternately changed.
Durch dieses Verfahren können eine Reihe von Vorteilen verwirklicht werden.A number of advantages can be realized by this method will.
In den üblichen Verfahren zur Färbung von Aluminiumoberflächen unter Verwendung eines Metallsalzes wird zuvor auf dem AIuminiummaterial durch eine anodische Oxidation ein poröser Oxid— film gebildet, auf dem unter Verwendung von Wechselstrom ein Metalloxid abgeschieden wirdo Nach den herkömmlichen Verfahren wird also zuvor eine Oxidschicht gebildet und wird anschliessend die Färbung dieser Schicht durch ein Metallsalz unter' Verwendung von Wechselstrom herbeigeführt.In the usual method of coloring of aluminum surfaces using a metal salt is previously formed on the AIuminiummaterial by an anodic oxidation, a porous oxide film on which using alternating current, a metal oxide is deposited o According to the conventional method, therefore, before forming an oxide layer and the color of this layer is then brought about by a metal salt using alternating current.
Im Gegensatz dazu wird nach dem Verfahren gemäss der Erfindung die Bildung der Oxidschicht und deren Färbung unter Verwendung des Metalialzes abwechselnd oder gleichzeitig bewirkt, wobei ein Gleichstrom verwendet wird, dessen Polarität alternierend geändert wird.In contrast, according to the method according to the invention alternately or simultaneously causes the formation of the oxide layer and its coloration using the metal ore, wherein a direct current is used, the polarity of which is alternately changed.
Als Beispiel sind in der Fig. 1 Zeit-Spannungs-Charakteristiken für den Fall wiedergegeben, dass beide Elektroden aus Aluminiummaterial bestehen. Wenn an das AluminiummaterialAs an example, FIG. 1 shows time-voltage characteristics for the case that both electrodes are off Consist of aluminum material. When to the aluminum material
U a H S 1 / 1 U 8 '} U a HS 1/1 U 8 '}
ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED
32853a32853a
ein positiver Strom angelegt wird, wirkt dieses als Anode» und eine Oxidschicht wird auf ihr gebildete Wenn dagegen der negative Pol an das Aluminium gelegt wird, werden die Metallionen des Elektrolyten auf der Oxidschicht adsorbiert. In diesm Fall sind sowohl der positive als auch der negative Strom, die alternierend gewechselt werden, Gleichströmeo Sowohl die Zeit des Wechsels als auch die anzulegenden Spannungen können variabel eingestellt werden, wodurch das Aluminiummaterxal weitgehend beliebig und zufriedenstellend gefärbt werden kann· .a positive current is applied, this acts as an anode and an oxide layer is formed on it. If, on the other hand, the negative pole is applied to the aluminum, the metal ions of the electrolyte are adsorbed on the oxide layer. S in this case, both the positive and the negative current, which are changed alternately direct currents o Both the time of the change be variably set as well as the voltages to be applied to, may be colored whereby the Aluminiummaterxal largely arbitrary and satisfactory ·.
Bei Durchführung der Färbung nach dem Verfahren gemäss der Erfindung ist die vorgeschlagene Methode in folgenden Fällen besonders wirksam:When carrying out the staining according to the method according to Invention, the proposed method is particularly effective in the following cases:
1. wenn ein Metallsalz verwendet werden soll, dessen Metallkomponente nach den bekannten Verfahren besonders schwierig auf der Oxidschicht niederzuschlagen ist und1. if a metal salt is to be used, its Metal component according to the known method is particularly difficult to deposit on the oxide layer and
2ο wenn die für die Einfärbung erforderliche Elektrolysezeit verkürzt werden soll.2ο if the electrolysis time required for coloring should be shortened.
Der Grund für die Beschränkung der Wechselzeit des Gleichstroms auf die Zeitspanne innerhalb von 5 min ist folgender: Selbst wenn der positive Gleichstrom eine längere Zeitspanne angelegt bleibt, wird der Grad der Färbung nicht verbessert«, Ein längeres Belassen des positiven Stroms an der Elektrode ist unter diesen Bedingungen wirtschaftlich nicht zu rechtfertigen. Bei einem längeren Verbleiben des negativenStroms tritt dagegen eine Wiederauflösung und Ablösung der Oxidschicht von dem Aluminiummaterxal ein. Ausserdem wird die Bildung der gefärbten Oxidschicht verzögert* The reason for limiting the alternation time of the direct current to the period within 5 minutes is as follows: Self if the positive direct current is applied for a longer period of time, the degree of coloration is not improved. "A longer one Leaving the positive current on the electrode is not economically justifiable under these conditions. at on the other hand, if the negative current remains for a longer period of time, the oxide layer will dissolve again and become detached from it Aluminum material. In addition, the formation of the colored oxide layer is delayed *
3098 5 1/108-23098 5 1 / 108-2
Die Erfindung ist nachstehend anhand spezieller Ausführungsbeispiele näher beschrieben. The invention is described in more detail below with the aid of specific exemplary embodiments.
Eine Aluminiumlegierung 1100 wurde durch 30 see langes Eintauchen in eine 8 %-ige wässrige Natronlauge bei einer Temperatur von 6O 0C entfettet und anschliessend mit Wasser gewaschen. Die Probe wurde weiterhin 20 see lang bei Zimmertemperatur in eine 10 %-ige wässrige Salpetersäurelösung getaucht« um eine Neutralisation sicherzustellen. Anschliessend wurde erneut mit Wasser gewaschen.An aluminum alloy 1100 was degreased by immersing it in 30 see an 8% aqueous sodium hydroxide solution at a temperature of 6O 0 C and then washed with water. The sample was further immersed in a 10% aqueous nitric acid solution at room temperature for 20 seconds to ensure neutralization. It was then washed again with water.
Das so behandelte Aluminiummaterial wurde für gegenüberliegende Elektroden verwendet. Die Elektroden wurden alternierend einem positiven und einem negativen Gleichstrom ausgesetzt. Die Polung wurde 30 min lang alle 5 see gewechselt o Als Elektrolyt diente eine wässrige Lösung von 12,0 Gew.-% H3SO4 und O, 01 Gew.-% HAuCl4^H2O. Die Elektrolyse der Aluminiumlegierung wurde bei Zimmertemperatur durchgeführt. Die Spannung des positiven und des negativen GleichstromsThe aluminum material thus treated was used for opposing electrodes. The electrodes were exposed to alternating positive and negative direct currents. The polarity was 30 minutes all 5 see changed o As the electrolyte, an aqueous solution of 12.0 wt .-% H 3 SO 4, and O, 01 wt .-% HAuCl 4 served ^ H 2 O. The electrolysis of the aluminum alloy was in Carried out at room temperature. The voltage of the positive and negative direct current
2 wurde auf 17 V eingestellt. Die Stromdichte betrug 2 A/dm .2 was set to 17V. The current density was 2 A / dm.
Der auf diese Weise auf der Aluminiumlegierung gebildete Oxidfilm hatte eine helle rötlich-purpurfarbene Färbung.The oxide film thus formed on the aluminum alloy was light reddish purple in color.
Unter den gleichen Bedingungen, wie vorstehend beschrieben, wurde eine weitere Elektrolyse 60 min lang durchgeführt. Unter diesen Bedingungen wurde eine tief rötlich-purpurfarbene Färbung der Oxidschicht erzielt. Die Dicke der Oxidschicht betrug 10 /um.Another electrolysis was carried out for 60 minutes under the same conditions as described above. Under A deep reddish-purple coloration of the oxide layer was achieved under these conditions. The thickness of the oxide layer was 10 µm.
Die Elektrolysebedingungen für dieses Beispiel sind in der Fig. 1 dargestellt.The electrolysis conditions for this example are shown in FIG.
309851/1082309851/1082
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Proben einer Aluminiumlegierung 6063 wurden 3 min lang bei 60 0C durch Eintauchen in eine 8 %-ige wässrige Natronlauge entfettet und anschliessend mit Wasser gewaschen» Die Proben wurden anschliessend zur Neutralisation 30 see lang bei Zimmertemperatur in eine 10 9^-ige wässrige Salpetersäurelösung getaucht und anschliessend mit Wasser gewaschen.Samples of an aluminum alloy 6063 were degreased for 3 minutes at 60 ° C. by immersion in an 8% aqueous sodium hydroxide solution and then washed with water. For neutralization, the samples were then immersed in a 10 9 ^ aqueous nitric acid solution for 30 seconds at room temperature and then washed with water.
Die so vorbehandelten Aluminiumlegierungsproben wurden als gegenüberliegende Elektroden verwendet. An diese Elektroden wurde abwechselnd ein positiver Gleichstrom und ein negativer Gleichstrom angelegt. Die Dauer der Elektrolyse betrug 60 min bei einer alle 30 see erfolgenden Umpolung. Als Elektrolyt diente eine wässrige Lösung von 15 Gew.-% H0SO. und 0,0025 Gewo-% AgNO-. Die Elektrolyse wurde bei Zimmertemperatur durchgeführt. Die Spannung des positiven und des negativen Gleichstroms betrugen 15 V. Die Stromdichte wurde auf 1,5 A/dm eingestellt. Es wurden durch diese Analyse gleichmässige gelbbraune Oxidschichten erhalten, deren Dicke 7,5 ,um betrug. Die Schichten hafteten fest auf den Aluminiumlegierungen. The aluminum alloy samples thus pretreated were used as opposing electrodes. A positive direct current and a negative direct current were alternately applied to these electrodes. The duration of the electrolysis was 60 minutes with polarity reversal every 30 seconds. An aqueous solution of 15% by weight H 0 SO served as the electrolyte. and 0.0025 wt% AgNO-. The electrolysis was carried out at room temperature. The voltage of the positive and negative direct currents were 15 V. The current density was set to 1.5 A / dm. This analysis gave uniform yellow-brown oxide layers, the thickness of which was 7.5 μm. The layers adhered firmly to the aluminum alloys.
'Beispiel 3'Example 3
Die auch im Beispiel 1 verwendete Aluminiumlegierung wurde in der gleichen Weise, wie im Beispiel 1 beschrieben, entfettet und mit Wasser gewaschen. Die Aluminiumlegierungen wurden als gegenüberliegende Elektroden verwendet. An die Elektroden wurde ein positiver Gleichstrom und ein negativer Gleichstrom angelegt. Bei einer Polverweilzeit von 10 see betrug die Elektrolysedauer 60 min«, Als Elektrolyt diente eine wässrige Lösung, die 5,0 Gew.-% C3H3O4 und 0,5 Gewo-% Na3SeO3 enthielt.The aluminum alloy also used in Example 1 was degreased in the same manner as described in Example 1 and washed with water. The aluminum alloys were used as opposing electrodes. A positive direct current and a negative direct current were applied to the electrodes. With a pole dwell time of 10 seconds, the electrolysis time was 60 minutes. An aqueous solution containing 5.0% by weight of C 3 H 3 O 4 and 0.5% by weight of Na 3 SeO 3 was used as the electrolyte.
3 i> H « S 1 /- 1 0 8 ?3 i> H «S 1 / - 1 0 8?
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Die Elektrolyse wurde bei Zimmertemperatur durchgeführt«, Die Spannung des positiven und des negativen Gleichstroms wurde auf 5O V eingestellt. Die Stromdichte beider Ströme betrug 2 A/dm · Auf der Aluminiumlegierung wurde ein gleichmässiger orangefarbener Oxidfilm mit einer Dicke von 8,0 ,um erhalteneThe electrolysis was carried out at room temperature «, The DC positive and negative voltages were set to 50V. The current density of both currents was 2 A / dm · A uniform orange oxide film with a thickness of 8.0 µm was obtained on the aluminum alloy
Die auch im Beispiel 1 verwendete Aluminiumlegierung wurde entfettet und mit Wasser gewaschen« wobei das gleiche Verfahren* wie im Beispiel 1 beschrieben« angewendet wurde. Die auf diese Weise behandelte Aluminiumlegierung wurde als Elektrode verwendet, wobei als Gegenelektrode eine KohleThe aluminum alloy used in example 1 was degreased and washed with water «using the same procedure * as described in Example 1 «was used. The aluminum alloy treated in this way was used as Electrode used, with a carbon as the counter electrode
mit einer Oberfläche von 2 dm verwendet wurde. Die Aluminiumlegierung wurde in einer wässrigen Lösung von 15 Gew. -% H-SO4 und 1,0 Gew.-% SnSO4 bei Zimmertemperatur elektrolysiert. Dabei wurde im Anfangsstadium an die Elektrode aus Aluminiumlegierung ein positiver Gleichstrom mit einer Spannung von 14 V und einer Stromdichte von 1 A/dm 10 see lang angelegt. Anschliessend wurde ein negativer Gleichstrom mit einer Spannung von 12 V und einer Stromdichte von 1,5 A/dm 2 see lang angelegt„Wie in der Fig. 2a gezeigt ist, wurden diese beiden Schaltzustände insgesamt 30 min lang miteinander abgewechselte Anschliessend wurde die Elektrolyse 10 min lang bei einem positiven Gleichstrom von 5 V und einer Wechselzeit von 2 see sowie einem negativen Gleichstrom von 14 V und einer Wechselzeit von 2 see, wie in Fig„ 2b gezeigt, durchgeführt. Nach der ersten Phase der Behandlung wurde ein heller bernsteinfarbener Oxidüberzug auf der Aluminiumlegierung gebildet. Nach der zweiten Behandlungsphase war die Oxidschicht dunkelbernsteinfarben gefärbt.with a surface of 2 dm was used. The aluminum alloy was in an aqueous solution of 15 wt - 4 and 1.0 wt .-% SnSO 4 electrolyzed% H SO at room temperature.. In the initial stage, a positive direct current with a voltage of 14 V and a current density of 1 A / dm was applied for 10 seconds to the aluminum alloy electrode. A negative direct current with a voltage of 12 V and a current density of 1.5 A / dm 2 was then applied for a period of time. As shown in FIG. 2a, these two switching states were alternated with one another for a total of 30 minutes min for a positive direct current of 5 V and an alternation time of 2 seconds and a negative direct current of 14 V and an alternation time of 2 seconds, as shown in FIG. 2b. After the first stage of treatment, a light amber oxide coating was formed on the aluminum alloy. After the second treatment phase, the oxide layer was colored dark amber.
In der Fig. 2 sind die Behandlungsbedingungen für die aus der Aluminiumlegierung bestehenden Elektrode gezeigteIn Fig. 2, the treatment conditions for the electrode made of the aluminum alloy are shown
3U9ö5 1/10823U9ö5 1/1082
232853a232853a
Es wurde die gleiche Aluminiumlegierung, wie im Beispiel 2 erwähnt, verwendet. Die Proben wurden in der gleichen Weise wie im Beispiel 2 entfettet und mit Wasser gewaschen. Die Elektrode wurde als Anode geschaltet und 30 min lang einer herkömmlichen anodischen Oxidation unterworfen. Als Elektrolyt diente eine wässrige Lösung von 15 Gew.-% H2SO4. Auf diese Weise wurde auf der Aluminiumlegierung eine poröse Oxidschicht erhalten.The same aluminum alloy as mentioned in Example 2 was used. The samples were degreased and washed with water in the same manner as in Example 2. The electrode was connected as an anode and subjected to conventional anodic oxidation for 30 minutes. An aqueous solution of 15% by weight H 2 SO 4 was used as the electrolyte. In this way, a porous oxide layer was obtained on the aluminum alloy.
Anschliessend wurde die so vorbehandelte Aluminiumlegierung als Elektrode verwendet, wobei als Gegenelektrode Kohlenstoff verwendet wurde. Die Elektrolyse der Aluminiumlegierung wurde in einer wässrigen Lösung von 10 Gew.-% H2SO4 und O,5 Gew.-% SnSO4 bei Zimmertemperatur -durchgeführt. Dabei wurde an die aus der Aluminiumlegierung bestehenden Elektrode ein positiver Gleichstrom von 3 V Spannung 2 see lang angelegto Die Stromdichte war nicht höher als 0,1 A/dm o Anschliessend wurde 10 see lang ein negativer Gleichstrom von 15 V bei einer Stromdichte von 1 A/dm an die Elektrode aus der Aluminiumlegierung angelegt. Zwischen.diesen beiden Zuständen wurde 30 min lang umgeschaltet. Der so erhaltene Oxidüberzug auf der Aluminiumlegierung zeigte nach 2 min Behandlungsdauer eine helle bernsteinfarbene Färbung. Nach 5 min war die Oxidschicht gelbbraun gefärbt. Nach 10 min Elektrolysedauer war die Oxidschicht auf der Aluminiumlegierung braun, während sie nach 30 min Behandlung schwarz war.The aluminum alloy pretreated in this way was then used as the electrode, carbon being used as the counter electrode. The electrolysis of the aluminum alloy was carried out in an aqueous solution of 10% by weight of H 2 SO 4 and 0.5% by weight of SnSO 4 at room temperature. A positive direct current of 3 V voltage was applied to the aluminum alloy electrode for 2 seconds o The current density was not higher than 0.1 A / dm o A negative direct current of 15 V was then applied for 10 seconds at a current density of 1 A / dm is applied to the aluminum alloy electrode. Switching between these two states was carried out for 30 minutes. The oxide coating obtained in this way on the aluminum alloy showed a light amber color after a treatment time of 2 minutes. After 5 minutes, the oxide layer was yellow-brown in color. After 10 minutes of electrolysis, the oxide layer on the aluminum alloy was brown, while it was black after 30 minutes of treatment.
Wenn die vorstehend verwendete Aluminiumlegierung, die mit dem porösen Oxidfilm überzogen ist, einer kathodischen Elek-When the aluminum alloy used above, which is coated with the porous oxide film, a cathodic elec-
2
trolyse (-15 V, 1 A/dm ) in dem gleichen Elektrolyten, der auch vorstehend benutzt wurde, unterworfen wurde, war die2
trolysis (-15 V, 1 A / dm) in the same electrolyte used above, was the
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Oxidschicht nach zwei bis drei Minuten abgelöst. Auf diese Weise konnte bestätigt werden, dass eine nur mit negativer Polung vorgenommene elektrolytische Behandlung die Bildung gefärbter Oxidschichten negativ beeinflusst.Oxide layer peeled off after two to three minutes. To this It could be confirmed that an electrolytic treatment carried out only with negative polarity caused the formation colored oxide layers negatively affected.
Die auch im Beispiel 1 benutzte Aluminiumlegierung wurde in der gleichen Weise, wie im Beispiel 1 beschrieben, entfettet und mit Wasser gewaschen. Die Legierung wurde als Anode geschaltet und in der im Beispiel 5 beschriebenen Weise zur Bildung einer porösen Oxidschicht auf der Legierung der anodischen Oxidation unterzogen.The aluminum alloy also used in Example 1 was degreased in the same way as described in Example 1 and washed with water. The alloy was connected as an anode and in the manner described in Example 5 to form a porous oxide layer on the alloy of the anodic Subjected to oxidation.
Die so vorbereitete Aluminiumlegierung wurde als Elektrode in Verbindung mit einer Gegenelektrode aus Kohlenstoff geschaltet. Als Elektrolyt diente eine wässrige Lösung von 1O,O Gewe-% H-SO4 und 1,O Gew.-% CuSO4. Die Elektrolyse wurde bei Zimmertemperatur durchgeführt. Für den positiven Gleichstrom wurde eine Spannung von 5 V und eine Stromdichte vonThe aluminum alloy prepared in this way was connected as an electrode in connection with a counter electrode made of carbon. As the electrolyte, an aqueous solution of 1O, O wt served e -% H-SO 4 and 1, O wt .-% CuSO. 4 The electrolysis was carried out at room temperature. For the positive direct current, a voltage of 5 V and a current density of
0,2 A/dm und für den negativen Gleichstrom eine Spannung0.2 A / dm and a voltage for the negative direct current
2 von 25 V und eine Stromdichte von 2,5 A/dm gewählt. Für2 of 25 V and a current density of 2.5 A / dm were chosen. For
eine Elektrolysedauer von 15 min betrug die Zeitspanne zwischen zwei Umschaltungen 2 sec. Auf diese Weise wurde nach 3 min Behandlungsdauer auf der Aluminiumlegierung ein hellrötlichpurpurfarbener Oxidüberzug gebildet. Nach 15 min Elektrolysedauer wurde eine braun gefärbte Oxidschicht erhalten.an electrolysis time of 15 minutes, the time between two switchings was 2 seconds. In this way, after 3 minutes Duration of treatment, a light reddish purple oxide coating is formed on the aluminum alloy. After 15 minutes of electrolysis a brown colored oxide layer was obtained.
Die gleiche Legierung, die im Beispiel 1 benutzt wurde, wurde ebenfalls, wie im Beispiel 1 beschrieben, entfettet und mit Wasser gewaschen. Die so behandelten Aluminiumlegierungsproben wurden als gegenüberliegende Elektroden verwendet. AlsThe same alloy that was used in Example 1 was also, as described in Example 1, degreased and with Water washed. The thus treated aluminum alloy samples were used as opposing electrodes. as
9851/10829851/1082
j* 232853aj * 232853a
Elektrolyt diente eine Lösung, die folgendennassen erhalten wurde: 10 Gew„-% H3SO4, 0,005 Gew.-% HAuCl4MH2O und 0,01 Gew.-% Ag2SO4 wurden in Wasser gegeben· Das ausgefällte Silberchlorid wurde abfiltriert und das Filtrat als Elektrolyt benutzt. An die gegenüberliegenden Elektroden wurde abwechselnd ein positiver Gleichstrom und ein negativer Gleichstrom angelegt. Die Zeit zwischen zwei Umschaltungen betrug 5 see. Die Elektrolyse wurde bei Zimmertemperatur 60 min lang durchgeführt. Die Spannung des positiven und des negativen Gleichstroms wurden bei einer Stromdichte von 1,5 A/dm auf 18 V eingestellt» Dabei wurde auf der Aluminiumlegierung ein rötlichbrauner Oxidfilm von 0,8 ,um Dicke erhalten. Durch Untersuchungen wurde festgestellt, dass die Färbung der Oxidschicht auf ein Gemisch von Metallsalzen zurückzuführen war.The electrolyte was a solution which was obtained wet as follows: 10% by weight of H 3 SO 4 , 0.005% by weight of HAuCl 4 MH 2 O and 0.01% by weight of Ag 2 SO 4 were added to water. The precipitated silver chloride was filtered off and the filtrate used as an electrolyte. A positive direct current and a negative direct current were alternately applied to the opposing electrodes. The time between two switchovers was 5 seconds. The electrolysis was carried out at room temperature for 60 minutes. The voltages of the positive and negative direct currents were set to 18 V at a current density of 1.5 A / dm. A reddish-brown oxide film 0.8 µm thick was obtained on the aluminum alloy. Investigations revealed that the color of the oxide layer was due to a mixture of metal salts.
Eine Aluminiumlegierung 1100 oder 6063 wurde in an sich bekannter Weise entfettet und mit Wasser gewaschen. Die Legierung wurde als Anode geschaltet und 3O min lang einer anodischen Oxidation in einer wässrigen Schwefelsäurelösung unterzogen. Dadurch wurde ein 7 ,um dicker Aluminiumoxidfilm auf der Probe erhaltene Die so oxidierte Aluminiumelektrode wurde als Elektrode benutzt, während die lediglich entfettete und mit Wasser gewaschene Aluminiumlegierungsprobe als Gegenelektrode verwendet wurde. Die Elektrolyse wurde unter den in der Tabelle 1 angegebenen Bedingungen durchgeführt. Die Aluminiumlegierung, die die zuvor gebildete Oxidschicht trug, wies die in der Tabelle 1 gezeigten Färbungen auf· GleichzeitigAn aluminum alloy 1100 or 6063 was degreased in a known manner and washed with water. The alloy was connected as an anode and subjected to anodic oxidation in an aqueous sulfuric acid solution for 30 minutes. This created a 7 µm thick aluminum oxide film on the Sample obtained The thus oxidized aluminum electrode was used as an electrode, while the only degreased and with Water washed aluminum alloy sample was used as a counter electrode. The electrolysis was among those in the table 1 performed conditions. The aluminum alloy that carried the previously formed oxide layer showed the colorations shown in Table 1 to · Simultaneously
bildete sich auf der Elektrode, die aus der lediglich entfetteten und mit Wasser gewaschenen Aluminiumlegierung bestand eine Oxidschicht. Die gefärbte Aluminiumlegierung wurdeformed on the electrode, which was only degreased from the and aluminum alloy washed with water consisted of an oxide film. The colored aluminum alloy was
3d 9«5 1 /108?3d 9 «5 1/108?
aus dem Elektrolysebad genommen« und statt ihrer wurde eine Elektrode aus einer Aluminiumlegierung' eingehängt» die lediglich entfettet und mit Wasser gewaschen worden waro Die neue Elektrode diente als Gegenelektrode zu der mit der Oxidschicht überzogenen Aluminiumlegierungselektrode· Die Elektrolyse wurde in der gleichen Weise, wie in der nachstehenden Tabelle 1 beschrieben, durchgeführt. Auf der neuen Elektrode bildete sich dann ein in gleicher Weise gefärbter Oxidüberzug wie auf der zuvor herausgenommenen Aluminiumlegierungselektrode· Gleichzeitig wurde auf der neu eingesetzten Elektrode, die lediglich entfettet und gewaschen worden war, ein Oxidfilm gebildet.taken out of the electrolysis bath "and instead an electrode made of an aluminum alloy was' hung in" which had only been degreased and washed with water o The new electrode served as a counter electrode to the aluminum alloy electrode coated with the oxide layer described in Table 1 below. An oxide coating colored in the same way as on the previously removed aluminum alloy electrode was then formed on the new electrode. At the same time, an oxide film was formed on the newly inserted electrode, which had only been degreased and washed.
9851/10829851/1082
Experiment Nr. (Aluminiumle gierung)Experiment no. (Aluminum alloy)
Hauptbestand- Zugesetztes teile der Lo- Metallsalz sung (Gew.%) (Gew.-%)Main constituent - added parts of the Lo metal salt solution (wt.%) (Wt.%)
Spannung Umschalt- strom- Elektro- Farbe der (V) zeit dichte lysedauer Oxidschicht (sec) (A/dnT) (min)Voltage switching current electric color of the (V) time dense lysis time oxide layer (sec) (A / dnT) (min)
(1100)1
(1100)
2.5Na 2 WO 4 - 2H 2 O:
2.5
(-)(+)
(-)
183
18th
1.50.1-0.2
1.5
graubraunbright
gray-brown
Oco
O
(1100)2
(1100)
(-)(+)
(-)
174th
17th
22
2
1.00.1-0.2
1.0
OO
cnCX)
OO
cn
(6063)3
(6063)
(-)(+)
(-)
165
16
52
5
1,50.2
1.5
(1100)4th
(1100)
2 2 4* ' η Vt c \ 7 η
2 2 4 * '
(-)(+)
(-)
3015th
30th
1010
10
21 - 1.5
2
(6063)5
(6063)
(-)(+)
(-)
175
17th
153
15th
1.50.2
1.5
gelbbraunbright
yellow-brown
(6063)6th
(6063)
(-)(+)
(-)
198th
19th
3-20.2
3-2
(1100)7th
(1100)
SnSO4:O,75CuSO 4 : 0.5
SnSO 4 : 0.75
(-)(+)
(-)
205
20th
ι
ιBrown
ι
ι
I\J OOI \ J OO
8 H9SO4:10,0 (+) 5 2 <0,l berristein- 8 H 9 SO 4 : 10.0 (+) 5 2 < 0.1 l overflow-
(HOO) H3BO3:2<5 Co(CH3COO)2-4H20:2,0 (_} 1Q 10 <Q 5 farben (HOO) H3BO 3 : 2 <5 Co (CH 3 COO) 2 -4H 2 0: 2.0 ( _ } 1Q 10 <Q 5 colors
Anmerkung;Annotation;
Die Spannung« Umschaltzeit und Stromdichte beziehen sich auf die Werte o an der Elektrode aus der Aluminiumlegierung, auf der zuvor die cd Oxidschicht gebildet worden ist.The voltage, switching time and current density relate to the values o on the aluminum alloy electrode on which the cd oxide layer was previously formed.
232853a232853a
Die Aluminiumlegierung 6063 wurde in herkömmlicher Weise entfettet und mit Wasser gewaschen und in Form zweier einander gegenüberliegender Elektroden verwendet. In einem Elektrolyten wurde eine zweistufige Elektrolyse durchgeführt. Dabei wurde ein positiver Gleichstrom und ein negativer Gleichstrom abwechselnd an die gegenüberliegenden Elektroden unter den weiter unten angegebenen Bedingungen angelegt» Als Resultat wurde auf der einen Aluminiumlegierungselektrode eine gefärbte Oxidschicht und auf der anderen gleichzeitig eine Oxidschicht gebildeto The aluminum alloy 6063 was conventionally degreased and washed with water and used in the form of two electrodes facing each other. A two-stage electrolysis was carried out in an electrolyte. In this case, a positive direct current and a negative direct current was applied alternately to the opposing electrodes under the conditions specified below "As a result, an aluminum alloy was formed on the electrode, a colored oxide layer and formed on the other at the same time, an oxide layer o
Der Elektrolyt hatte die folgende Zusammensetzung: 15 Gew.-% H2SO4 und l#0 Gew.-% SnSO4.The electrolyte had the following composition: 15% by weight H 2 SO 4 and 1 # 0% by weight SnSO 4 .
Während der ersten i?tufe der Elektrolyse wurden die folgenden Bedingungen eingehalten:During the first stage of electrolysis, the following Conditions met:
Spannung Umschaltzeit Stromdichte Elektrolyse-(V) (see) (A/dnr) dauer (min)Voltage switching time current density electrolysis (V) (see) (A / dnr) duration (min)
(+) 19 5 2(+) 19 5 2
(-) 19 5 2(-) 19 5 2
Unter diesen Bedingungen wurde auf beiden der Aluminiumlegierungselektroden eine Oxidschicht gebildet.Under these conditions, both of the aluminum alloy electrodes an oxide layer is formed.
Während des zweiten Stadiums der Elektrolyse wurden die so oxidierten Aluminiumlegierungselektroden als gegenüberliegendeDuring the second stage of electrolysis, the thus oxidized aluminum alloy electrodes were opposed to one another
3 U ü « 5 1 / 1 ü 8-23 U ü «5 1/1 ü 8-2
Elektroden in demselben Elektrolyten unter den folgenden Bedingungen elektrolysiert:Electrodes in the same electrolyte under the following conditions electrolyzed:
Spannung Umschaltzeit Stromdichte Elektrolyse-(V) . (see) A/dm ) dauer (min)Voltage switching time Current density electrolysis (V). (see) A / dm) duration (min)
(.+ ) 8 2 0,2(. +) 8 2 0.2
(-) . 19 8 2-3(-). 19 8 2-3
Während der zweiten Phase der Elektrolyse wurde die Oxidschicht, die auf der als Gegenelektrode geschalteten Aluminiumlegierung gebildet wurde, gelbbraun gefärbt, während die Oxidschicht, die während der ersten Phase der Elektrolyse auf der anderen Elektrode gebildet worden war, ihre ursprüngliche Dicke beibehielt.During the second phase of the electrolysis, the oxide layer on the aluminum alloy connected as the counter electrode was removed was formed, yellow-brown in color, while the oxide layer was formed during the first phase of electrolysis formed on the other electrode retained its original thickness.
Dadurch konnte das Verfahren, wie es in diesem Beispiel 9 beschrieben ist, auch in einer Weise betrieben werden, wie es im Beispiel 8 beschrieben worden war. Nach dem Herausnehmen der gefärbten Aluminiumelektrode aus dem Elektrolyten wurde die Elektrolyse unter den gleichen Bedingungen, wie vorstehend beschrieben, fortgeführt, wobei als neue Elektrode eine Aluminiumlegierung in das Bad gehängt wurde, die lediglich entfettet und mit Wasser gewaschen worden war. Diese neue Elektrode wurde als Gegenelektrode zu der Elektrode in das Bad gehängt, auf der zuvor die Oxidschicht gebildet worden war. Auf der Elektrode, auf der bereits in der ersten Phase die Oxidschicht gebildet worden war, entstand dadurch eine gelbbraun gefärbte Oxidschicht. Auf der neuen Elektrode bildete sich gleichzeitig eine neue Oxidschicht, so dass im Endeffekt ab-As a result, the process as described in this example 9 could also be operated in a manner such as it was described in Example 8. After taking it out The colored aluminum electrode from the electrolyte was subjected to electrolysis under the same conditions as above described, continued, with an aluminum alloy was hung in the bath as a new electrode, which only degreased and washed with water. This new electrode was hung in the bath as a counter electrode to the electrode, on which the oxide layer had previously been formed. On the electrode, on which the oxide layer is already in the first phase was formed, a yellow-brown colored oxide layer was formed. Formed on the new electrode at the same time a new oxide layer, so that in the end
3 η 9 3 η 9
232853a232853a
wechselnd und gleichzeitig auf den Elektroden aus der Aluminiumlegierung Oxidschichten gebildet und diese gefärbt wurdenβalternately and simultaneously on the aluminum alloy electrodes Oxide layers were formed and these were colored
Wie vorstehend bereits dargelegt wurde,ermöglicht das Verfahren gemäss der Erfindung die Ausnutzung folgender Vorteile:As already stated above, the method enables according to the invention, the use of the following advantages:
1.) Da die Elektrolyse des Aluminiummaterials durch abwechselndes Anlegen eines positiven und eines negativen Gleichstroms behandelt wird, kann auf dem Material eine stabile Oxidschicht hergestellt werden» Zu gleicher Zeit kann das Metall des zugesetzten Metallsalzes wirkungsvoll auf der Oxidschicht abgeschieden werden. Dementsprechend können mit hoher Reproduzierbarkeit gleichmässig gefärbte Qxidschichten auf billige Weise erhalten und hergestellt werden»1.) As the electrolysis of the aluminum material by alternately applying a positive and a negative direct current is treated, a stable oxide layer can be produced on the material »At the same time, the metal of the added Metal salt can be effectively deposited on the oxide layer. Accordingly, with high reproducibility uniformly colored oxide layers can be obtained and manufactured cheaply »
2.) Die Stärke der Oxidschicht und die Tiefe der Färbung dieser Schicht können nach den Erfordernissen des Anwenders variiert werden. Eine solche Veränderung kann dabei in einfachster Form dadurch geschehen« dass man die Umpolzeiten, die Spannung und bzw. oder die Stromdichten des positiven und bzw. oder des negativen Stromes, der abwechselnd an die Elektroden aus dem Aluminiummaterial angelegt wird, verändert«2.) The thickness of the oxide layer and the depth of its coloration Layer can be varied according to the needs of the user. Such a change can be in the simplest form happen «by changing the polarity reversal times, the voltage and / or the current densities of the positive and / or the negative current, which is alternately applied to the electrodes made of the aluminum material, changes "
3.) Das der Elektrolyse zu unterwerfende Aluminiummaterial kann sowohl nur für eine Elektrode als auch für beide Elektroden verwendet werden. Insbesondere für den Fall, dass das Aluminiummaterial für beide Elektroden verwendet wird, können gefärbte Qxidschichten auf billige Weise und mit hoher Produktivität erhalten werden.3.) The aluminum material to be subjected to electrolysis can be used for only one electrode or for both electrodes. Especially in the event that the aluminum material is used for both electrodes, colored oxide layers can be obtained cheaply and at a higher rate Productivity can be maintained.
4.) Zu den Grundbestandteilen des Elektrolyten können die Metallsalze allein oder im Gemisch gegeben werden» Auf diese4.) The basic components of the electrolyte can be Metal salts are given alone or in a mixture »On this
309851 /1082309851/1082
Weise können auch differenziertere Farbtöne, die nach den bekannten Verfahren nie zu erhalten gewesen wären, hergestellt werden. In Verbindung mit dem unter Ziff. 2„) geschilderten Vorteil ist dies der wichtigste Vorteil des Verfahrens gemäss der Erfindung.It is also possible to produce more differentiated color tones that could never have been obtained with the known processes will. In connection with what is described under No. 2 “) Advantage this is the most important advantage of the method according to the invention.
Ein weiterer.Vorteil in diesem Zusammenhang liegt darin, dass auch solche Metallsalze zur Färbung der Oxidschichten verwendet werden können, die unter bekannten Bedingungennur sehr schwer oder gar nicht auf den Oxidschienten niederzuschlagen gewesen wären. Nach dem Verfahren gemäss der Erfindung können diese Metallsalze jedoch leicht und mit hohem Wirkungsgrad zur Färbung der Aluminiumoxidschichten verwendet werden.Another advantage in this context is that also those metal salts can be used for coloring the oxide layers, which under known conditions only very difficult or impossible to deposit on the oxide rail would have been. According to the method according to the invention, however, these metal salts can easily and with high efficiency can be used to color the aluminum oxide layers.
5.) Die Elektrolyse des Aluminiummaterials kann an beiden Elektroden gleichzeitig durchgeführt werden, wobei die Herstellung der Oxidschicht als solcher auf dem Aluminiummaterial und die Färbung dieser Schicht abwechselnd in einem Elektrolyten hergestellt werden können.5.) The electrolysis of the aluminum material can be carried out on both Electrodes are carried out simultaneously, with the production of the oxide layer as such on the aluminum material and the coloring of this layer can be made alternately in an electrolyte.
6.) Stabile und stabil gefärbte Oxidschichten können mit einer ausserordentlich hohen Reproduzierbarkeit erhalten werden. Insbesondere können auch dann bleibend gefärbte Oxidschichten reproduzierbar erhalten werden, wenn zur Färbung Metallsalze verwendet werden, die nach den bekannten Verfahren als kaum oder nur sehr schwer auf der Oxidschicht abscheidbar gelten. Insbesondere kann der Farbton der so gefärbten Oxidschichten auch aus einer nicht alltäglichen differenzierteren Farbskala gewählt werden.6.) Stable and stable colored oxide layers can be combined with a extremely high reproducibility can be obtained. In particular permanent colored oxide layers can then be reproduced are obtained when metal salts are used for coloring, which according to the known method as hardly or apply very difficult to deposit on the oxide layer. In particular the color of the oxide layers colored in this way can also come from a more unusual, differentiated color scale to get voted.
7.) Das unter Ziff. 5.) beschriebene Verfahren ist ausserordentlich billig und wirtschaftlich und von so hohem Wirkungsgrad, dass es sich auch im industriellen Massstab für die Massenpro-7.) The procedure described under point 5.) is extraordinary cheap and economical and of such high efficiency that it is also suitable for mass production on an industrial scale.
309851/1082309851/1082
232853a232853a
duktion eigneteduction was suitable
3 μ3Sb1/10823 μ3Sb 1/1082
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