DE2714394C3 - Verwendung von Aluminium oder Aluminiumlegierungen mit darauf anodisch erzeugten Oxidschichten für den Thermotransferdruck - Google Patents
Verwendung von Aluminium oder Aluminiumlegierungen mit darauf anodisch erzeugten Oxidschichten für den ThermotransferdruckInfo
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- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
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Description
Die Erfindung betrifft die Verwendung von Aiuminium oder Aluminiumlegierungen mit darauf anodisch
erzeugten Oxidschichten einer Dicke von etwa 5 bis μπι als Bedruckträger für den Thermotransferdruck.
Aluminium und Legierungen auf der Basis von Aluminium werden in Form von Fertigfabrikaten oder
Halbzeugen, an welche erhöhte Anforderungen betreffend Korrosionsbeständigkeit und Abriebfestigkeit
sowie dekoratives Aussehen gestellt werden, anodisch oxidiert
In Elektrolyten, welche im allgemeinen aus verdünnter
Schwefelsäure, gelegentlich mit Zusätzen an Oxalsäure, weniger oft nur aus verdünnter Oxalsäure
oder aus verdünnter Phosphorsäure oder veidünnter Chromsäure bestehen, wird unter F.inwirkung des
elektrischen Stromes, vorwiegend in Form von Gleichstrom,
seltener in Form von Wechselstrom oder durch Abwechslung oder Überlagerung von Wechselstrom
und Gleichstrom, an den ah Ano Ie pescha teten
Werkstücken oder Halbzeugen eine Oxidschicht aufgebaut.
Diese Oxidschichten bestehen im allgemeinen aus einer sehr dünnen, nahe/u porenfreien dielektrischen
Grundschicht, der sogenannten Sperrschicht Und einer
darübefiiegendenfeinporigeriDeckschichl,
Die Sperrschicht regeneriert sich durch' Umwandlung
von Aluminium in Aluminiumoxid mit derselben
Geschwindigkeit, Wie aus ihr beim Vorgang der äriodischeri Oxidation die Deckschicht erilslehli
Die Deckschicht besieht aus Faserbündeln, die im wesentlichen senkrecht zur Metalloberfläche angeordnet
und bei der Verwendung von verdünnter Schwefelsäure als Elektrolyt und Gleichstrom im allgemeinen
transparent und farblos sind
Um diesen anodischen Oxidschichten auf Aluminium Farbeffekte ?u verleihen, existiert eine Vielzahl von
Verfahren. Diese Verfahren kann man in vier Gruppen einteilen:
1. Erzielung von Farbeffekten durch Verwendung von speziellen Elektrolyten, z. B. wäßrige Lösungen
ι ο von Carbonsäuren odeir Sulfosäuren;
2. Einlagerung von Metallen in die Poren der Faserbündel der Deckschicht einer transparenten
farblosen Oxidschicht durch Wechselstrombehandlung in wäßrigen Metallsalzlösungen;
3. Einlagerung von anorganischen Pigmenten oder organischen Farbstoffen in die Poren der Faserbündel
der Deckschicht einer transparenter /arblosen anodischen Oxidschicht durch Tauchen in warme,
den färbenden Stoff enthaltende Bäder;
4. Einlagerung von organischen Farbstoffen in die Poren der Faserbündel der Deckschicht einer transparenten, farblosen anodischen Oxidschicht dadurch, daß hydrolysebeständige sublimierfähige Farbstoffe, welche auf eine Vorlage, z. B. Papiervorlage gedruckt sind, in unmittelbarem Kontakt mit der saugfähigen anodischen Oxidschicht unter Einwirkung von Wärme in die Poren der Faserbündel aufgesaugt werden. Die für dieses Verfahren geeigneten Farbstoffe sind Dispersionsfarbstoffe auf der Basis entweder von Anthrachinon, wobei in wenigstens einer der Stellen 1, 4, 5 oder 8 entweder H. OH-, Amino- oder Amidogruppen mit wenigstens einem aktiven Wasserstoff vorliegen, oder Azofarbstoffe mit einer OH-Gruppe zur Ortho-Stellung der Azogruppe oder
4. Einlagerung von organischen Farbstoffen in die Poren der Faserbündel der Deckschicht einer transparenten, farblosen anodischen Oxidschicht dadurch, daß hydrolysebeständige sublimierfähige Farbstoffe, welche auf eine Vorlage, z. B. Papiervorlage gedruckt sind, in unmittelbarem Kontakt mit der saugfähigen anodischen Oxidschicht unter Einwirkung von Wärme in die Poren der Faserbündel aufgesaugt werden. Die für dieses Verfahren geeigneten Farbstoffe sind Dispersionsfarbstoffe auf der Basis entweder von Anthrachinon, wobei in wenigstens einer der Stellen 1, 4, 5 oder 8 entweder H. OH-, Amino- oder Amidogruppen mit wenigstens einem aktiven Wasserstoff vorliegen, oder Azofarbstoffe mit einer OH-Gruppe zur Ortho-Stellung der Azogruppe oder
Farbstoffe mit einer 13-Indandiongruppe.
Nach dem Arbeitsgang der Farbgebung durch Einlagerung werden die Poren der Faserbündel der anodischen Oxidschicht, welche nun farbgebende Stoffe enthalten, durch ei:ie Behandlung in heißem er !ionisiertem Wasser oder Wasserdampf verschlossen bzw. verdichtet. Dabei erfolgt zumindest teilweise eine Umwandlung des AI2O3 der frisch erzeugten Oxidschicht in AlOOH. sogenannten Pseudoböhmit.
Mehrfarbige, gemusterte oder bebilderte anodische Oxidschichten sind mit kommerziell vertretbarem Aufwand nach dem unter Ziffer 4 genannten Verfahren durch Übertragung von sublimierbaren Farbstoffen vor einer Papiervorlage unter Einwirkung von Kontakten druck und Temperatur, dem sogenannten Thermotransfer-iruck. herstellbar.
Nach dem Arbeitsgang der Farbgebung durch Einlagerung werden die Poren der Faserbündel der anodischen Oxidschicht, welche nun farbgebende Stoffe enthalten, durch ei:ie Behandlung in heißem er !ionisiertem Wasser oder Wasserdampf verschlossen bzw. verdichtet. Dabei erfolgt zumindest teilweise eine Umwandlung des AI2O3 der frisch erzeugten Oxidschicht in AlOOH. sogenannten Pseudoböhmit.
Mehrfarbige, gemusterte oder bebilderte anodische Oxidschichten sind mit kommerziell vertretbarem Aufwand nach dem unter Ziffer 4 genannten Verfahren durch Übertragung von sublimierbaren Farbstoffen vor einer Papiervorlage unter Einwirkung von Kontakten druck und Temperatur, dem sogenannten Thermotransfer-iruck. herstellbar.
Dieses schon seit geraumer Zeit bekannte Verfahren konnte sich im hier angesprochenen Bereich bisher /u
keiner brauchbaren Technik entwickeln weil nachtei- « ligerweise beim Transferieren der hydrolysebeständigen,
sublimierfahigen organischen Firb toffe von dei
Vorlage in die saugfähige anodische Oxidschicht von 5 bis 20 μιη Dicke durch Einwirkung der für den
Farbstoffübergang notwendigen Temperaturen von 120°C bis 22OT feine Haarrisse in der anndischer,
Oxidschicht entstanden, welche insbesondere bei Betrachtung unter spitzen Einfallswinkeln des Lichtes
sehr störend wirken.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine
Auswahl von Bedrucklrägern zu treffen, welche eitle
TfähsTerierürig der sUbKmief fähigen, hydrolysebeständl·
gen Farbstoffe Von der Vorlage in die anödische
Oxidschicht gestalten, ohne daß in letzterer durch die
Einwirkung der notwendigen Temperatur störende Haarrisse entstehen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Verwendung von Aluminium oder Aluminiumlegierungen
mit darauf anodisch erzeugten Oxidschichten einer Dicke von etwa 5 bis 25 μπι als Bedruckträger für den
Thermotransferdruck gelöst mit einer rißfreien Dehnfähigkeit im nichtverdichteten Zustand von mindestens
O..65%o, wobei das Verhältnis der rißfreien Dehnfähigkeit
der farbfreien Oxidschicht im unverdichteten Zustand zur rißfreien Dehnfähigkeit im eingefärbten
und unverdichteten Zustand zwischen 1 :1,2 bis 1 :5,5 Hegt
Bevorzugt liegt nach weiteren Merkmalen der Erfindung die Dicke der anodischen Oxidschicht
zwischen 10 und 22 μΐη und/oder d'.e rißfreie Dehnfähigkeit
dieser Oxidschicht im frisch erzeugten — also im unbedruckten und nichtverdichteten — Zustand zwischen
0,7 und 4%o.
Das Verhältnis eier rißfreien Dehnfähigkeit im frisch
erzeugten Zustand soll zum eingefärbten Zustand vorteilhafterweise zwischen 1 :1,7 bis 1 :5 betragen.
Umfangreiche Versuche haben ergeben, daß die rißfreie Dehnfähigkeit der frisch erzeugten Oxidschichten
bei Verwendung der üblichen Farbstoffe — z. B. auf Anthrachinon-Basis, Azofarbstoffe o^er Farbstoffe mit
einer Indandiongruppe — in der Hauptsache durch die Anodisierbedingungen und die eingesetzte Legierung
bestimmt wird, d. h. weitgehend von der Art des verwendeten Farbstoffs unabhängig ist Weiter wurde
gefunden, daß die r ''freie Dehnfähigkeit von eingefärbten,
unverdichteten Oxidschichten zwischen 3,4 und 6%o liegt und nicht als Funktion der rißfreien Dehnbarkeit
aer Oxidschichten im unbedruckten Zustand dargestellt
werden kann. Somit stellt sie eine charakteristische Eigenschaft von anodisch erzeugten Oxidschichten dar.
Im eingefärbten und verdichteten Endzustand weisen «nodische Oxidschichten eine rißfreie Dehnfähigkeit
von 3.3 bis 5%o auf. Es wurde ersichtlich, daß die Dehnbarkeit der Schichten durch den Verdichtungsvorgang
in den meisten Fällen in einer Größenordnung bis IU O,6%o vermindert wird. Der Abriebwiderstand bzw.
die Abriebhärte, bestimmt durch die Abrasimeterprüfung nach Haueisen, zeigte keine Abhängigkeit von den
erfindungsgemäß geforderten Eigenschaften der Oxidschichten. Bei Schichten, die im gleichen F.lektrolyten
mit der gleichen Stromart (Gleichstrom. Wechselstrom
usw.) hergestellt wurden, konnten keine Unterschiede im Abriebwiderstand festgestellt werden, unabhängig
davon, ob in den Oxidschichten durch den Thermotransferdruck Haarrisse erzeugt wurden oder nicht.
Die erfindungsgemäß geforderten Eigenschaften der saugfähigen Oxidschichien werden durch das gezielte
Zusammenwirken folgender Einflußgrößen erhalten:
1. materialspezifisch:
Legierung und Zustand der zu anodisierenden Werkstücke oder Halbzeuge, insbesondere Bleche
und Profile;
2. abhängig von der Wahl der Anodisierbedingungen:
a) Elektolytzusammensetzungund konzentration.
b) Elcktrolyttcmperaturund
c) Slromdichtc.
Als besonders geeignet haben sich Oxidscnichten
erwiesen, die auf AIMg-Legierurtgen mit 0,5 bis 5%
Magnesium, bevorzugt 1 bis 3% Magnesium, erzeugt
werden. Diese Legierungen werden vor a]!em im halbharten Zustand nach DIN 17007 BI. 4 in gewalzter
oder rückentfestigter Form verwendet
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von zwei Beispielen näher erläutert:
Auf einem 0,8 mm dicken Blech aus einer A1Mg
1,5-Legierung (Eloxalqualität), halbhart gewalzt, wurde
ίο anodisch eine 19 μπι dicke Oxidschicht erzeugt, die
unverdichtet eine rißfreie Dehnfähigkeit von O,8%o aufwies.
Von einer Vorlage aus einem für Tiefdruck geeignete»
Papier, auf dem im Tiefdruckverfahren verschiedene hydiolysebeständige, sublimierfähige Dispersionsfarbstoffe
in einem Motiv spiegelbildlich aufgedruckt sind, wurden die Farbstoffe unter einer Presse bei Einwir-•
kung einer Temperatur von 180° C während einer Minute bei einem Druck von 0,1 bar in die anodische
Oxidschicht übertragen, welche das bunte Motiv nunmehr seitenrichtig trag. Die anodische Oxidschicht
zeigte keine Haarrisse und wies in diesem bedruckten unverdichteten Zustand eine rißfreie Dehnfähigkeit von
3,7%o auf. Das Verhältnis der rißfreien Dehnfähigkeit im
nichteingefärbten Zustand zum eingefärbten unverdichteten Zustand betrug demzufolge 1 :4,6.
Anschließend wurde öie anodisch erzeugte eingefärbte
Oxidschicht in einem Bad von entionisiertem kochendem Wasser mit Zusätzen an handelsüblichen
Sealsalzen während 45 min. verdichtet, d. h. die Poren der anodischen Oxidschicht welche nun auf ihrem
Grund die hydrolysebeständigen sublimierfähigen Farbstoffe enthalten, wurden durch Bildung von Aluminiumhydraten
geschlossen.
Nach dieser Verdichtungsbehandlung wies die anodische Oxidschicht eine rißfreie Dehnfähigkeit von 3,5%o
auf und eine Abriebhärte nach Haueisen von 8j see p/o
μΐη Schichtdicke.
Im Gegensatz zu Beispiel 1 zeigt Beispiel 2 das Verhalten einer für den Thermotransferdruck ungeeigneten
Oxidschicht.
Auf einem Blech des gleichen Typs wie in Beispiel 1 wurde anodisch eine 9 μπη dicke Oxidschicht erzeugt,
die unverdichtet und nicht eingefärbt eine rißfreie Dehnfähigkeit von O.63%o aufwies.
Von einer Vorlage aus einem für Tiefdruck geeigneten Papier, auf dem im Tiefdruckverfahren verschiedene
so hydrolysebeständige, sublimierfähige Dispersionsfarbstoffe in einem Motiv spiegelbildlich aufgedruckt sind,
wurden die Farbstoffe unter einer Presse bei Einwirkung einer Temperatur von 1800C während einer
Minute bei einem Druck von 0.1 bar in die anodische Oxidschicht übertragen, weiche das bunte Motiv sodann
seitenrichtig enthielt.
Diese anodische Oxidschicht zeigte feine Haarrisse, welche bei Betrachtung des Bilde* mit freiem Auge
unter spitzem Winkel zur Horizontalen des einfallenden Lichtes sehr .,ure: !wirken.
Die rißfreie Dehnfähigkeit dieser Oxidschicht im
bedruckten unverdichteten Zustand beträgt 3,7%o und das Verhältnis der rißfreien Dehnbarkeit im nichteingefärbten
Unverdichteten Zustand zum eingefärbten unverdichteten Zustand 1 i5,9i
Claims (6)
1. Verwendung von Aluminium oder Aluminiumlegierungen
mit darauf anodisch erzeugten Oxidschichten einer Dicke von etwa 5 bis 25 um und einer
rißfreien Dehnfähigket im nichtverdichteten Zustand von mindestens 0,65%o, wobei das Verhältnis
der rißfreien Dehnfähigkeit der farbfreien Oxidschicht im unverdichteten Zustand zur rißfreien
Dehnfähigkeit im eingefärbten und unverdichteten Zustand zwischen 1 :1,2 bis 1 :5,5 liegt, als
Bedruckträger für den Thermo transferdruck.
2. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Oxidschicht 10
bis 22 μπι beträgt
3. Verwendung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die rißfreie Dehnfähigkeit der
Oxidschicht im frisch erzeugten Zustand zwischen 0,7 und 4%o beträgt
4. Verwendung nach einem der Ansprüche i bis 3, dadurch gekennzeichnet daß das Verhältnis der
rißfreien Dehivfähigkeit im frisch erzeugten Zustand
zum eingefärbten Zustand zwischen 1 :1,7 und 1 :5 liegt.
5. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Oxidschicht auf
einer AlMg-Legierung erzeugt ist, wobei der Magnesiumgehalt der Legierung zwischen 0,5 und
5% liegt
6. Verwendung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnesiumgehalt der
AlMg-Legierung zwischen 1 und 3% liegt.
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---|---|---|---|
CH135077 | 1977-02-03 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2714394A1 DE2714394A1 (de) | 1978-08-10 |
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FR2585291B3 (fr) * | 1985-07-24 | 1987-08-21 | Ruse Claude | Procede de transfert d'images polychromes sur un support en aluminium |
FR2597029B1 (fr) * | 1986-04-10 | 1990-02-23 | Sublistatic International | Procede de fabrication d'elements decoratifs par thermo-impression sur un substrat d'aluminium ou d'alliage d'aluminium oxyde anodiquement |
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US3484342A (en) * | 1963-01-18 | 1969-12-16 | Martin Marietta Corp | Printing on anodized aluminum |
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