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Verfahren zum Färben von Aluminiumoxydüberzügen Die Erfindung betrifft
ein Verfahren zum Färben von Aluminiumoxydüberzügen. Der Ausdruck Aluminium umfaßt
dieses Metall in jedem Reinheitsgrade und alle seine Legierungen, die genügend Aluminium
enthalten, um die Bildung eines geeigneten Oxydüberzuges auf der Oberfläche des
Gegenstandes zu gestatten, d. h. ' Legierungen; in denen der Aluminiumgehalt ungefähr
50- % oder mehr ist.
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Es ist bereits bekannt, däß man Aluminiumoxydüberzüge mit sauren Farbstoffen
färben kann. Fernerhin wurde schon die Verwendung von Beizen bei der Benutzung von
basischen Farbstoffen für das Färben gewisser Faserstoffe vorgeschlagen.
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Die bisherige Erfahrung hat jedoch gelehrt, daß nicht alle organischen
Verbindungen der allgemein als Farbstoffe und als Färbungsmittel bekannten Klasse
die gewünschten Erfolge ergeben; wenn nämlich das überzogene Metall mit einer Lösung
eines basischen organischen Farbstoffes behandelt wird, wird der Farbstoff nicht
in dem Überzug adsorbiert und das Metall daher nicht gefärbt. Wegen der glänzenden
und charakteristischen Farben der basischen organischen Farbstoffe ist es aber erwünscht,
ein. Verfahren zu schaffen, gemäß dem sie zum Färben von Aluminium oder seinen Legierungen
benutzt werden können: Gemäß der Erfindung wird. der Oxydüberzug mit Lösungen behandelt,
die eine in dem Überzug adsorbierte, unlösliche organische Farbverbindung bilden.
Vorzugsweise wird der Oxydüberzug nacheinander mit der Lösung einer sauren Beize
und mit der Lösung eines basischen organischen Farbstoffes behandelt. Hierdurch
lassen sich Aluminiumoxydüberzüge durch basische , organische Farbstoffe färben.
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Die Ablagerung einer unlöslichen Farbverbindung, in dem Öxydüberzug
kann auch in der Weise ausgeführt werden, daß man- ihn mit einer diazotiierten Verbindung
und iner Kupplungslösung behandelt. Hierzu wird z. B. die Lösung eines Diazonitrobenzols,
insbesondere Paranitroänilin, und .eine Kupplüngslösung von Betanaphthol verwendet:
-Wenn nun gemäß der Erfindung öxydüberzogenes Aluminium oder Aluminiumlegierungen
in eine Lösung einer Beize und hierauf in eine Lösung eines basischen organischen
Farbstoffes eingetaucht werden, so wird der Farbstoff leicht in dem. die Beize enthaltenden
Oxydüberzug adsorbiert und bildet auf dem oxydüberzogenen Aluminium oder der Aluminiumlegierung
eine schöne, gleichmäßig gefärbte Oberfläche.
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Der Ausdruck Oxydüberzug ist eine wohlbekannte- Bezeichnung der Technik
und bezeichnet eine Schicht aus Aluminiumoxyd, diakünstlich auf den Aluminium- öder
AluminiumIegierungsflächen durch Behandlung der Metallflächen mit Säuren erzeugt
wird; vorzugsweise mit . Schwefel- oder Chromsäure, oder mit Alkalien, wie beispielsweise
Nätriumcarbonat oder Alkalisulfate und saure Sulfate, z. B. Natriumsulfat oder saures
Natriunlsulfat,
, alle_ ,mit ,gle,rohne Zusatz.. von.
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anderen Stoffen und mit .oder ohne die V,zrwendung vnäuße@rlicl anggendeter
elektrischer Energie.. Der Ausdruck Oxydübergug i schließt nicht die sehr dünne
Haut von Alu-
miniumoxyd ein, die auf dem Metall auf natürlichem Wege durch
Berührung mit der Luft hergestellt wird: r Bei der praktisch zweckmäßigsten.Durchführung
der Erfindung' wird das zu behaudelnde.Aluminium oder die Alulniniumlegierung zuerst
mit einem Oxydüberzug von gewissen Eigenschäften versehen. Damit 4r Überzug sich
nicht später von der Metalloberfläche trennt, muß er hart pnd dicht und anhaftend
sein. Von.großerichtigleit s@.t. indessen die -adsorbierende Beschaffenheit des
Überzuges. Um die besten Erfolge zu erzielen, muß der Oxydüberzüg so beschaffen
sein, daß er eine wesentliche Menge der Lösung adsorbiert, mit der er, wie oben
_erwähn_t, später in Berührung kommt.
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Bei der Bildung eines Qyelüberzuges auf Aluminium oder seinen Legierungen
unter Verwendung von Schwefelsäurelösungen werden vorzugsweise verdünnte Lösungen
angewendet, bei denen die Konzentration der Säure im - Bereich von ungefähr i .bis.
75 °lo liegt. Der zü: überziehende Metallgegenstand wird dabei in dem Bad als Anode
geschaltet. A.1 Kathode dient ein anderer Aluminiumgegenstand oder Blei oder ein
anderes Mj3ta11. Wenn eine. 7 o[oige Schwefeisäurplösung benutzt wird, wird eine
Stromdichte von etwa j °pxoaz5 bis o,o62 Arnp. je QuadxalzentmQter ' angewendet;
diese Einwirkung a,uf das Alumirium oder .die Aluminiurrlggjrung : läßt man ungefähr
3o Minuten andauern. Bei geringeren -SäurekonzentratiQpen wird die Lösung zweckmäßig
erwärmt, uni die 5chnelligkeit der Wirkung Zu steigern. Bei hohen Säuzekonzentratiönen
werden vorzugsweise niedrigereanod_ ischeStromdichtenangewendpt.
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Wird .eine Lösung -von Natriumcarbonat und. Kaliumbichromat benutz,-
um ,einer Oxydüberzüg auf Aluminiuru oder Alumilliumlegierüngen zu erzeuge]R, so
taugtet man einfach das zu überziehende Stück. in die Lösung ein, Ahne iiußere elektrische
Energie zuzuführen. Zweckmäßig ist es auch, die Lösung während des Überzieheps bis
zum Sieden-zu @rhitgen.ixieLösung, .die etwa P,5
bis 6 °/o Natriumbicarbonat
und ungefähr o, bis. r: 91o Kaliurnbichromsl enthält, .gibt gute Erggbqisse; besonders
gute Ergphnisse .erhält rnan indes mit Lösungen reit einem .Gehalt v=on etwa 2 %
Natriumbicarbonat und ß,5 ol.p Kaliumbichramat.
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Nachdem .da@--.oxydüberzogene Aluminium oder die Alülniriumlegierüng
in .der oben her sghrebenen Wise hergestellt worden ist, ist das überzogene Metall
zur Behandlung nach dem. Verfahren gemäß' der Erfindung fertig. .Dasselbe umfaßt,
wie oben erwähnt, als erste Stufe, die Behandlung des überzogenen Metalls in einer
Beizlösung, die im Oxydüberztrg während dieser Behandlung adsorbiert wird, und als
zweite Stufe eine weitere Behandlung des oxydüberzogenen Metalls in oder mit einer
Lösung eines basischen organisehen Farbstoffes. .Die Oberfläche des oxydüberzogenen
Metalls wird auf diese Weise gemäß der Erfindung glänzend gefärbt und der basische
organische Farbstoff so fest und haftend in dem Oxydüberzug adsorbiert, daß er für
alle praktischen Zwecke im wesentlichen ein dauernder Teil desselben wird.
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In der Stufe, die die Behandlung des .oxydüberzogenen Metalls mit
einen Lösung einer Beize umfaßt, kann als Beize irgendein Stoff benutzt werden,
der, wenn er in dem Oxydüberzug adsorbiert ist, die Adsorption des basischen :organischen
Farbstoffs. darin und das Anhaften daran hervorruft, mit dem das oxydüberzogene
Metall hierauf behandelt werden soll.. Der Ausdruck Beize wird hier in der üblichen
Bedeutung benutzt, wie er in der Färbüngs- oder Farbstofftechnik verwendet wird.
Unter den zahlreichen Stoffen, die als Beizen beputzt werden können, befinden sich
Gerbsäure, . Zitronensäure, Weinsteingäure, Bhäsplhörwolfräm$,äure, Salicylsäure;
Oxalsäure.Stearinsäure; sulfoniertes Rizinusöl; benzQlsäures Xatriumsilicat, Weinsteinrahm,
Ammoniumoxalat, Natriumbenzoat, Eisenammoniu zitrat, Dia mmoniumhydrophosphät, Natriumoxalat,
Dinatriumhydrophosphat,. Natrium tartrat, Ammoniumzitrat, Natrium Ammoniurnmolybdat,
Ammoniumzitrat, 1'yrogallussäure, Antimonkalium- i tartrat, Kaliumferrocyarlid,
Natriumbenzoat und Kaliumbichromat..
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In der nächsten Stufe wird das oxydüberzogere Metall,. in dessen -Überzug
eine Beize a.dsarbiert ist, mit einer Lösung eines organi- i schon basischen Farbstoffes
von der gewünschterl eharakteristischen Färbe behandelt. Diese Behandlung, .die
durch einfaches Eintauchen oder Spritzen ausgeführt- werden kann, verleiht der Oberfläche
des Metalls die Farbe des Farbstoffs,. worauf .der Gegenstand getrocknet wird.
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Bei der Durchführung der Erfindung kann irgendeiner der basischen
organischen. F.arbstoffe Verwendung finden, von denen Safranin T, Rhodamin B, ViktoriagrüK
Auramir, Chrysoidn R., Brillantgrün und Viktoriablau B genannt sein mögen. Die Erfindung
,ist jedoch nicht auf -diese besonders erwähnten oegegzt, sondern, schließt alle
basischen erpnischen Farbstoffe ein.
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Bei der Durchführung des neuen Verfahrens
hat sich
gezeigt, daß die Konzentration der Lösungen, in die .das oxydübexzogene Metall eingetaucht
wird, in weiten Grenzen schwanken kann, und: daß Lösungen, die nur I 1/p der löslichen
benutzten Verbindungen enthalten, oder Lösungen, die mit den löslichen Verbindungen
vollständig gesättigt sind, die gewünschten Farben ergeben; die letzteren haben
sich im allgemeinen als vorteilhafter erwiesen. Es hat sich ferner gezeigt, daß
die Temperatur der Lösungen zu der Zeit, in der das oxydüberzogene Metall darin
eingeführt wird, ohne Bedeutung ist und daß befriedigende Farben sowohl beim Eingeben
in heiße wie in kalte Lösungen. erhalten werden.
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Als besondere Beispiele der Erfindung können die folgenden genannt
werden: Beispiel A Ein Gegenstand aus einer Aluminiumlegierung wurde mit einem geeigneten
Oxydüberzug versehen, indem man den Gegenstand zur Anode einer elektrolytischen
Zelle machte, in der eine wäßrige Lösung von Schwefelsäure als Elektrolyt benutzt
wurde. Der erhaltene oxydüberzogene Gegenstand wurde hierauf in eine 5 °/oige Lösung
von Kalium-Antimon-Tartrat ungefähr io Minuten lang eingetaucht. Der Gegenstand
wurde hierauf gründlich gewaschen und dann durch ein etwa i2 Minuten langes Eintauchen
in eine i °[oige Lösung von Safranin T glänzendrot gefärbt.
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Beispiel B Ein Aluminiumgegenstand wurde mit einem Oxydüberzug wie
im Beispiel A versehen und in eine Aoige Lösung von Natriumsilicat etwa io Minuten
lang eingetaucht. Der Gegenstand wurde alsdann vollständig gewaschen und dann durch
ein etwa 15 Minuten langes Eintauchen in eine i °/oige Lösung von Viktöriablau B
tiefblau gefärbt. Beispiel C Ein mit einem Oxydüberzug wie in Beispiel A überzogener
Aluminiumgegenstand wurde in eine 5 °1öige Gerbsäurelösung etwa 5 Minuten lang eingetaucht.
Der Gegenstand wurde alsdann vollständig gewaschen und dann durch etwa io Minuten
langes Eintauchen in eine i °/oige Lösung von Rhodamin B glänzendrot gefärbt. Beispiel
D Der oxydüberzogene Gegenstand aus Aluminiumlegierung wurde in eine 5 °/oige Lösung
von Phosphorwolframsäure etwa 15 Minuten lang eingetaucht. Der Gegenstand wurde.
alsdann vollständig gewaschen und eine glänzendrote Färbung auf der Oberfläche.
desselben erzeugt, indem man ihn etwa 15 Minuten lang in -eine 1 °/oige Lösung von
Safranin T .eintaiiehte. ' ` ' Gewisse Farbstoffe; die in- den meisten Lösungsmitteln
unlöslich-oder schwer löslich sind, können auch in dem porösen adsorbierenden Oxydüberzug
dadurch abgelagert werden, daß man nacheinander den Überzug mit zwei oder mehreren
Lösungen von Komponenten behandelt, die miteinander unter Bildung eines unlöslichen
Farbstoffes reagieren. Es werden hierdurch farbige Überzüge von großer Haltbarkeit
erzielt. Die Diazofarbstoffe beispielsweise können in dieser Weise abgelagert werden,
ebenso gewisse Küpenfarbstoffe und Farbstoffe, die durch Oxydation von Leukogrundverbindungen
hergestellt werden können, wie gewisse der Triphenyl-Methan-Farbstoffe. Pararot,
ein Diazofarbstoff, der im wesentlichen in Wasser unlöslich ist, kann z. B. durch
Behandlung eines adsorbierenden Überzugs mit einer wäßrigen Lösung eines Diazonitrobenzols,
insbesondere Paranitroanilin, und einer Kupplungslösung von Betanaphthol abgelagert
werden. Eine Diazolösung wird in . der üblichen Weise durch Behandlung einer io
°/oigen Lösung von Paranitroanilin mit H Cl und darauffolgende Behandlung mit Natriumnitrit
bei einer Temperatur von etwa -5 bis io° C hergestellt. Der zu färbende Gegenstand
wird in die kalte Diazolösung getaucht und die Lösung in und auf dem Oxydüberzug
adsorbiert. Der Gegenstand wird hierauf in eine alkalische Lösung von Betanaphthol
getaucht, die etwa . 5 °/o Betanaphthol enthält. Diese Lösung wird ebenfalls in
und auf dem Oxydüberzug adsorbiert und reagiert mit der adsörbierten Diazolösung
unter Ablagerung der glänzendroten als Pararot bekannten Farbenverbindung. Die Reihenfolge,
in der die Lösungen in dem Überzug adsorbiert werden, ist gleichgültig, doch ist
es zweckmäßig, die diazotisierte Paranitroanilinlösung zuerst zu adsorbieren. Auch
ist es im allgemeinen vorteilhaft, den Oxydüberzug zuerst mit einer :Beize, wie
beispielsweise Phosphorwolfram- oder Gerbsäure, zu beizen, wenn auch unter geeignetenBedingungen
befriedigendeErfolge auch ohne Beize erhalten werden können.