DE3530934C1 - Verfahren zur gleichmaessigen elektrolytischen Einfaerbung von eloxiertem Aluminium bzw. Aluminiumlegierungen - Google Patents
Verfahren zur gleichmaessigen elektrolytischen Einfaerbung von eloxiertem Aluminium bzw. AluminiumlegierungenInfo
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D11/00—Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
- C25D11/02—Anodisation
- C25D11/04—Anodisation of aluminium or alloys based thereon
- C25D11/12—Anodising more than once, e.g. in different baths
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C25D11/02—Anodisation
- C25D11/04—Anodisation of aluminium or alloys based thereon
- C25D11/18—After-treatment, e.g. pore-sealing
- C25D11/20—Electrolytic after-treatment
- C25D11/22—Electrolytic after-treatment for colouring layers
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur reproduzierbaren
gleichmäßigen elektrolytischen Einfärbung von eloxiertem
Aluminium bzw. Aluminiumlegierungen, wobei die zu färben
den Waren, auch stark profilierte Teile, eng nebeneinander
in mehreren Reihen hängen können, wobei die zu färbende
Warenfläche, auch stark profilierter Teile, wesentlich
vergrößert wird und die Oberflächen farbgleich eingefärbt
werden.
Beim elektrolytischen Einfärben von Eloxalschichten wird
bekanntlich in einem Färbebad, das ein Metallsalz enthält,
elektrolytisch mit Wechsel- oder Gleichstrom in den Poren
der Schicht Metall- oder Metalloxid abgeschieden. Dieses
Verfahren ist großtechnisch gebräuchlich, die so gefärb
ten Eloxalschichten haben eine hohe Witterungsbeständig
keit.
Die Färbung der Schichten ist jedoch nicht gleichmäßig,
besonders zeigen stark profilierte Teile oft Abweichungen
im Farbton.
Auch die zu färbende Warenfläche ist begrenzt; es ist
üblich, nur einen Warenbalken im Färbebad zu behandeln oder
bei zwei Warenbalken eine Mittelelektrode zu benutzen.
In der DE-PS 25 38 622 wird ein Färbeverfahren für
Eloxalschichten beschrieben, bei dem die Ware vor dem
kathodischen Einfärben zur Erhöhung der Gleichmäßigkeit
der Farbe vor dem Färben in einem Bad, welches das gleiche
Metallion enthält wie das Färbebad, anodisch behandelt
wird. Ziel dieses Verfahrens ist eine Verbesserung des
Färbens hinsichtlich Gleichmäßigkeit der Färbung, ohne daß
Verunreinigungen im Färbebad oder Veränderungen im pH-Wert
stören.
In der DE-PS 26 09 146 wird ein Färbeverfahren für Eloxal
schichten beschrieben, bei dem die Ware beim Einfärben mit
tels Wechselstrom zur Erhöhung der Farbgleichmäßigkeit in
demselben Färbebad anodisch behandelt wird. Das Färbebad
enthält dabei mindestens drei Metallsalze oder mindestens
zwei Metallsalze und eine stark reduzierende Verbindung.
Weiterhin ist dieses Färbebad mit einer anorganischen oder
mit einer organischen Säure versetzt.
In der DE-PS 24 07 860 wird ein Färbeverfahren zur Erhöhung
der Farbgleichmäßigkeit für Eloxalschichten beschrieben,
bei dem in dem Färbebad, einer Metallsalzlösung, ein Hilfs
mittelsalz, z. B. ein Kupfersalz, enthalten ist und ein
pH-Wert bis 1,8 eingestellt wird. Bei der Färbung wird
eine modifizierte Wechselspannung verwendet, und zwar ist
die Wechselspannung symmetrisch sinusförmig oder recht
eckig mit der Periode 2N, jeweils zwischen 0,5N langen
positiven und 0,5N langen negativen Spannungsbereichen
0,5N lange spannungslose Bereiche oder symmetrisch sinus
förmig jeweils zwischen N langen positiv-negativen Span
nungsbereichen N lange spannungslose Bereiche.
Mit dem in der DE-PS 25 38 622 beschriebenen Verfahren
kann nur dann eine Verbesserung der Farbgleichmäßigkeit
erreicht werden, wenn in dem verwendeten Färbebad neben den
erwähnten Metallionen auch Sperrschichtbildner enthalten
sind. Dieser entscheidende Zusammenhang wurde bisher nicht
erkannt. Weiterhin ist eine kathodische Einfärbung technisch
ungebräuchlich, da sie schwer realisierbar ist. Eine katho
dische Einfärbung von in mehreren Reihen aufgehängten Wa
ren wurde bis heute nicht versucht. Dagegen ist die Ver
wendung von Wechselstrom bei der elektrolytischen Einfär
bung heute Stand der Technik. Eine reproduzierbare Ver
besserung der Farbgleichmäßigkeit ist nach dem Verfahren
nicht möglich.
Mit dem in der DE-PS 26 09 146 beschriebenen Verfahren
kann ebenfalls nur dann eine Verbesserung der Farbgleich
mäßigkeit erreicht werden, wenn in dem verwendeten Färbe
bad neben den erwähnten Metallionen auch Sperrschichtbildner
enthalten sind. Dieser entscheidende Zusammenhang wurde
bisher nicht erkannt. Nicht notwendig ist auch die Gegen
wart von "mindestens drei Metallsalzen oder mindestens
zwei Metallsalzen und einer stark reduzierenden Verbindung",
zwingend notwendig dagegen ist die Anwesenheit eines
Sperrschichtbildners, wie erfindungsgemäß erkannt worden
ist.
Eine reproduzierbare Verbesserung der Färbungsgleichmäßig
keit ist mit obigem Verfahren nicht möglich, da die beim
Prozeß ablaufenden Vorgänge an der Gegenelektrode und der
Ware nicht berücksichtigt werden.
Mit dem in der DE-PS 24 07 860 beschriebenen Verfahren zur
Einfärbung von Eloxalschichten kann ebenfalls nur dann
eine Verbesserung der Farbgleichmäßigkeit erreicht werden,
wenn in dem verwendeten Färbebad neben den erwähnten Me
tallionen auch Sperrschichtbildner enthalten sind. Dieser
entscheidende Zusammenhang wurde bisher nicht erkannt.
Nicht notwendig ist die Anwesenheit eines "Hilfsmittel
salzes" im Färbebad, wie erfindungsgemäß erkannt worden
ist. Die Verwendung von modifizierter Wechselspannung beim
Einfärben ist in der Praxis zu aufwendig. Eine reproduzier
bare Verbesserung der Färbungsgleichmäßigkeit ist mit dem
vorgenannten Verfahren nicht möglich, da die beim Prozeß
ablaufenden Vorgänge an der Gegenelektrode und der Ware
nicht berücksichtigt werden.
Aus der DE-OS 30 35 319 ist ein Verfahren zur Erzeugung von anodisch
gefärbten Gegenständen aus Al undAl-Legierungen bekannt, bei dem man auf
der Oberfläche des Gegenstands einen anodischen Oxidfilm bildet, den
anodisierten Gegenstand einer elektrolytischen Vorbehandlung unterwirft
um die Schrankenschicht des anodischen Oxidfilms zu verstärken und
hierauf den Gegenstand unter Verwendung von Gleichstrom, der mit positi
ven Impulsen überlagert ist, einfärbt. Als Sperrschichtbildner werden
auf S.9 dieser Druckschrift unter anderem Borsäure und Citronensäure
vorgeschlagen.
Jedoch ist das vorgenannte Verfahren im Hinblick auf eine gleichmäßige
Einfärbung der Gegenstände verbesserungsbedürftig.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, reproduzierbar
eine gleichmäßige Einfärbung von in mehreren Reihen neben
einander aufgehängten Waren, die auch stark profiliert
sein können, in einem Colorbad ohne unwirtschaftliche
Änderung der Stromversorgung oder der Zusammensetzung des
Colorbades zu erreichen.
Zur Lösung der vorgenannten Aufgabe werden erfindungsge
mäß die durch die Dicke der Sperrschicht bedingten Wider
stände der zu färbenden Eloxalschichten durch eine anodi
sche Behandlung in einem Sperrschichtbildnerbad oder in
einem Colorbad mit Sperrschichtbildnerzusatz so verändert,
daß die elektrodenzugewandten wie die elektrodenabgewandten
Eloxalschichten bei einer elektrolytischen Einfärbung farb
gleich eingefärbt werden können. Eine reproduzierbare
gleichmäßige Einfärbung wird erreicht, wenn die Gegen
elektroden vor der anodischen Behandlung der Ware einer
Aktivierung (Anlegen einer Gleichspannung zwischen Gegen
elektroden und Hilfselektroden) unterworfen werden und die
zu färbenden Teile nach der anodischen Behandlung stromlos
im Colorbad verweilen.
Gegenstand der Erfindung ist somit das im Patentanspruch 1
definierte Verfahren zur farbgleichen reproduzierbaren
elektrolytischen Einfärbung von eloxiertem Aluminium oder Aluminium
legierungen.
Spezielle Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens
sind in den Unteransprüchen 2 bis 4 beschrieben.
Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens
besteht darin, daß das Colorbad in mehreren Reihen neben
einander mit Ware beschickt werden kann, wobei auf der
gesamten Oberfläche eine gleichmäßige Einfärbung erzielt
werden kann.
Nachstehend wird die Erfindung anhand von Beispielen näher
erläutert.
Zwei AlMg1-Bleche (30×40 cm2) werden im Abstand von
20 mm voneinander aufgebunden, eloxiert (20 µm Schicht
dicke) und in ein Bad (20°C) mit 15 g/l SnSO4, 20 g/l
H2SO4 und als Sperrschichtbildner 5 g/l Sulfosalicylsäure
gefahren. Die Gegenelektroden (V4A) werden als Anode, die
Hilfselektroden (V4A-Stäbe) als Kathode geschaltet; an
schließend wird für 15 Sekunden eine Spannung von 8 V an
gelegt. Nach dieser Elektrodenaktivierung wird zwischen
den Blechen als Anode und der Gegenelektrode als Kathode
eine Spannung von 25 V für 30 Sekunden angelegt, anschlie
ßend bleiben die Bleche für 3 Minuten stromlos im Bad.
Nach der stromlosen Verweilzeit werden die Bleche bei 18 V
in 10 Minuten elektrolytisch eingefärbt.
Die Bleche sind auf der Innen- und Außenseite farbgleich
schwarz. (Lichtpunkttoleranz nach dem Dr.-Lange-Meßgerät
UME1 ± 5 Lichtpunkte).
Zum Vergleich werden zwei entsprechend aufgebundene und
mit 20 µm Eloxalschicht versehene Bleche ohne erfindungs
gemäße Prozedur elektrolytisch eingefärbt. Die Innenseite
der Bleche ist 80-90 Lichtpunkte heller als die Außen
seite.
Zwei AlMg1-Bleche (30×40 cm2) werden im Abstand von 20 mm
voneinander aufgebunden, eloxiert (20 µm Schichtdicke) und
in ein Bad bei 20°C mit 50 g/l NiSO4 · 6 H2O, 25 g/l MgSO4 ·
7 H2O, 15 g/l (NH4)2SO4, 25 g/l HSO3NH2 und als Sperr
schichtbildner 50 g/l Borsäure gefahren. Die Gegenelektro
den (Nickelbleche) werden als Anode, die Hilfselektroden
(Nickelstäbe) als Kathode geschaltet; anschließend wird
für 30 Sekunden eine Spannung von 8 V angelegt.
Nach dieser Elektrodenaktivierung wird zwischen den Ble
chen als Anode und der Gegenelektrode als Kathode eine
Spannung von 23 V für 40 Sekunden angelegt, anschließend
bleiben die Bleche für 3 Minuten stromlos im Bad.
Nach der stromlosen Verweilzeit werden die Bleche elektro
lytisch dunkelbronze bei 15 V in 5 Minuten eingefärbt.
Die Bleche sind auf der Innen- und Außenseite farbgleich
(Lichtpunkttoleranz nach dem Dr.-Lange-Meßgerät UME1 ± 5
Lichtpunkte).
Zum Vergleich werden zwei entsprechend aufgebundene und
mit 20 µm Eloxalschicht versehene Bleche ohne die erfin
dungsgemäße Prozedur elektrolytisch eingefärbt. Die Innen
seite der Bleche ist 80-90 Lichtpunkte heller als die
Außenseite.
Zwei AlMg1-Bleche (30×40 cm2) werden im Abstand von 20 mm
voneinander aufgebunden, eloxiert (20 µm Schichtdicke)
und in ein Bad bei 20°C mit 100 g/l CoSO4 · 7 H2O,
190 g/l MgSO4 · 7 H2O und als Sperrschichtbildner 40 g/l
Borsäure und 10 g/l Weinsäure gefahren.
Die Gegenelektroden (V4A) werden als Anode, die Hilfs
elektroden (V4A-Stäbe) als Kathode geschaltet; anschließend
wird für 30 Sekunden eine Spannung von 8 V angelegt.
Nach dieser Elektrodenaktivierung wird zwischen den Ble
chen als Anode und der Gegenelektrode als Kathode eine
Gleichspannung von 22 V für 40 Sekunden angelegt, an
schließend bleiben die Bleche 3 Minuten stromlos im Bad.
Nach der stromlosen Verweilzeit werden die Bleche bei
18 V 20 Minuten elektrolytisch eingefärbt.
Die Bleche sind auf der Innen- und Außenseite farbgleich
(Lichtpunkttoleranz nach dem Dr.-Lange-Meßgerät UME1 ± 5
Lichtpunkte).
Zum Vergleich werden zwei entsprechend aufgebundene und mit
20 µm Eloxalschicht versehene Bleche ohne die erfindungsge
mäße Prozedur elektrolytisch eingefärbt. Die Innenseite
der Bleche ist 80-90 Lichtpunkte heller als die Außenseite.
Zwei AlMg1-Bleche (30×40 cm2) werden im Abstand von 20 mm
voneinander aufgebunden, eloxiert (20 µm Schichtdicke) und
bei 20°C in ein Bad mit 15 g/l CuSO4 · 5 H2O, 20 g/l H2SO4
und als Sperrschichtbildner 5 g/l Sulfophthalsäure gefahren.
Die Gegenelektroden (V4A) werden als Anode, die Hilfs
elektroden (V4A-Stäbe) als Kathode geschaltet; anschließend
wird für 30 Sekunden eine Spannung von 8 V angelegt.
Nach dieser Elektrodenaktivierung wird zwischen den Ble
chen als Anode und der Gegenelektrode als Kathode eine
Gleichspannung von 22 V für 30 Sekunden angelegt, an
schließend bleiben die Bleche 3 Minuten stromlos im Bad.
Nach der stromlosen Verweilzeit werden die Bleche bei 13 V
15 Minuten elektrolytisch eingefärbt.
Die Bleche sind auf der Innen- und Außenseite farbgleich
(Lichtpunkttoleranz nach dem Dr.-Lange-Meßgerät UME1 ± 5
Lichtpunkte).
Zwei AlMg1-Bleche (30×40 cm2) werden im Abstand von 20 mm
voneinander aufgebunden, eloxiert (20 µm Schichtdicke)
und bei 20°C in ein Bad mit 5 g/l KMnO4, 5 g/l H2SO4
und als Sperrschichtbildner 1 g/l Phosphonobutantricarbon
säure gefahren.
Die Gegenelektroden (V4A) werden als Anode, die Hilfs
elektroden (V4A-Stäbe) als Kathode geschaltet; an
schließend wird für 30 Sekunden eine Spannung von 8 V ange
legt.
Nach dieser Elektrodenaktivierung wird zwischen den Ble
chen als Anode und der Gegenelektrode als Kathode eine
Gleichspannung von 22 V für 40 Sekunden angelegt, an
schließend bleiben die Bleche 3 Minuten stromlos im Bad.
Nach der stromlosen Verweilzeit werden die Bleche bei 11 V
8 Minuten elektrolytisch eingefärbt.
Die Bleche sind auf der Innen- und Außenseite farbgleich
(Lichtpunkttoleranz nach dem Dr.-Lange-Meßgerät UME1 ± 5
Lichtpunkte).
Zum Vergleich werden zwei entsprechend aufgebundene und
mit 20 µm Eloxalschicht versehene Bleche ohne die erfin
dungsgemäße Prozedur elektrolytisch eingefärbt. Die Innen
seite der Bleche ist 80-90 Lichtpunkte heller als die
Außenseite.
Claims (4)
1. Verfahren zur farbgleichen reproduzierbaren elektrolytischen
Einfärbung von Al und Al-Legierungen, bei dem eine
Sperrschichtveränderung des einzufärbenden Oxids durch anodische Behandlung mit
einem Sperrschichtbildner durchgeführt wird, dadurch
gekennzeichnet, daß man
- a) die beim Einfärben verwendete Gegenelektrode durch Anlegen einer Gleichspannung von 2-9 V zwischen Gegenelektrode (als Anode) und Hilfselektrode (als Kathode) 5-30 Sekunden aktiviert,
- b) anschließend in an sich bekannter Weise die anodische Behandlung mit dem Sperrschichtbildner durchführt,
- c) anschließend eine stromlose Wartezeit von 0,5-5 Minuten einhält und
- d) schließlich in an sich bekannter Weise die elektrolytische Einfärbung durchführt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man
als Sperrschichtbildner Weinsäure, Borsäure,
Sulfosalicylsäure, Citronensäure oder Glykolsäure
verwendet.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man
die elektrolytische Einfärbung mittels Wechselstrom
durchführt.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man
die anodische Behandlung 10-200 Sekunden bei 15-30 V
durchführt.
Priority Applications (3)
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DE3530934C1 true DE3530934C1 (de) | 1987-04-16 |
Family
ID=6279699
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE3530934A Expired DE3530934C1 (de) | 1985-08-29 | 1985-08-29 | Verfahren zur gleichmaessigen elektrolytischen Einfaerbung von eloxiertem Aluminium bzw. Aluminiumlegierungen |
Country Status (3)
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Legal Events
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8363 | Opposition against the patent | ||
8365 | Fully valid after opposition proceedings | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: BEFELD SYSTEME GMBH, 4700 HAMM, DE |
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8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |