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Verfahren zur Erhöhung des Farbstoffaufnahmevermögens von oxydischen
Schutzschichten auf Aluminium sowie auf dessen Legierungen ]?s ist bekannt, daß
auf Aluminium sowie- auf dessen Legierungen durch geeignete Methoden oxydische Schutzschichten
erzeugt werden können. Diese oxvdische Schutzschichten verschiedener Art (glänzend,
opak usw.) besitzen nicht nur die Fähigkeit, das Aluminium wirksam gegen Korrosion
zu schützen, sondern sie ermöglichen ebenfalls ein Anfärben des Aluminiums. Das
Farbstoffaufnahmevermögen ist hierbei begrenzt und geht nicht über ein gewisses
Maximum hinaus. In der Praxis sind verschiedene Methoden bekannt, tun das Aufnahmevermögen
der oxydischen Schutzschicht auf Aluminium für Farbstoffe zu verbessern: so kann
z. B. beim Färben mit organischen Farbstoffen durch Einstellen des pH-Wertes der
Farbbäder ein bisher als maximal zu bezeichnendes Aufziehen gewisser Farbstoffe
erreicht werden. Ferner ist es in gewissen Fällenbe'kanntlich möglich, ein solches
maximales Aufnahmeviermögen für gewisse Farbstoffe nach einer Lagerung von 2 bis
3 Tagen zu erreichen, d. h. nach einer Alterung der oxydischen Schutzschicht. In
anderen Fällen wiederum muß das Aluminium besonders stark anodisch oxydiert werden.
Daneben gibt es jedoch noch eine große Anzahl von Farbstoffen, mit denen auch bei
Anwendung der oben beschriebenen
Maßnahmen keine tiefen Färbungen
erzeugt werden können. Ferner ist das Erzeugen von dunklen Nuancen bisher an dieBedingung
geknüpft gewesen, daß die Färbungen bei erhöhter Temperatur vorgenommen werden.
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Es wurde nun gefunden, daß man das Farbstoffaufnahmevermögen von oxydischen
Schutzschichten auf Aluminium sowie auf dessen Legierungen ganz bedeutend steigern
kann, wenn man die oxydische Schutzschicht vor dem Färben einer Behandilung mit
mindestens einer Säure oder mit mindestens einem sauer wirkenden Salz in Lösung
bzw. Suspension unterwirft.
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Als für diese Behandlung besonders geeignete Säuren seien Schwefelsäure,
Salzsäure, Salpetersäure, Phosphorsäure, Borsäure, Ameisensäure, Essigsäure, Oxalsäure,
Weinsäure, Citronensäure, Milchsäure, Trichloressigsäure, Salicylsäure Metanilsäure,
Sulfoanthranilsäure usw. genannt, während als sauerwirkende Salze z. B. Natriunrbisulfat,
Aluminiumchlorid, Weinstein usw. in Frage kommen.
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Die erfindungsgemäße Behandlung wird vorteilhaft bei erhöhter Temperatur
vorgenommen, wobei mit steigender Temperatur die Behandlungsdauer abgekürzt werden
kann.
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Das vorliegende neue Verfahren erweist sich für die Technik von großem
Vorteil, ist es doch dank dieser Erfindung möglich: i. wesentliche Farbstoffmengen
einzusparen; 2. Farbstoffe, die bisher ihrer ungenügenden Affinität wegen Schwierigkeiten
,bereiten, in genügender Farbtiefe zu färben; 3. oxydiertes Aluminium sowie dessen
Legierungen statt, wie bisher, bei 65 bis 70° C auch in der Kälte, d. h. bei Zimmertemperatur,
zu färben; bei diesen Kaltfärbungen werden Farbtiefen erreicht, die meistens diejenigen
der bisherigen bei 65° C erzeugten Färbungen übertreffen oder zumindest denselben
gleichkommen; oxydiertes Aluminium sowie dessen Legierungen lange Zeit zu lagern
und dann nach der Säurebehandlung in normaler Weise zu färben oder direkt nach der
Oxydation des Aluminiums die gebildete oxydische Schutzschicht einer Säurebehandlung
zu unterziehen, längere Zeit zu lagern und hierauf in normaler Weise zu färben,
wobei die Färbbarkeit ebenfalls in unvermindertem Maße erhalten bleibt; 5. mit Farbstoffen,
welche zur Erzeugung von hinreichend kräftigen Färbungen das Einstellen der Färbebäder
auf einen bestimmten PH-Wert Verlangen, nun solche Färbungen ohne Einstellung des
PH-Wertes der Färbebäder zu erhalten; , 6. in der kurzen Zeit von einigen Sekunden
(z. B. 3 Sekunden) mit allen Farbstoffen Färbungen in normalen Stärken zu erhalten,
was bisher nicht möglich war; 7. auf schwächer anodisiertem Aluminium oder auf dessen
Legierungen, die gleichen Farbstärken wie auf normal anodisiertem Aluminium zu erhalten,
wodurch beim Anodisieren Strom oder Zeit eingespart werden kann. Nachfolgende Beispiele
veranschaulichen `das beschriebene Verfahren, ohne jedoch dasselbe zu beschränken.
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Beispiel i Ein mit einer oxydischen Schutzschicht überzogenes Aluminiumgebilde
wird in eine Lösung, bestehend aus 5 Teilen Schwefelsäure 66° B8 und iooo Teilen
Wasser, während 15 Minuten bei 4o° C eingelegt. Das so behandelte Aluminiumgebilde
wird nun in eine wäßrige Lösung von ioo Teilen Kaliumbichromat pro Liter bei 9o°
C während ioMinuten eingetaucht, gespült und anschließend in einer wäßrigen Lösung
von 25 Teilen Silbernitrat pro Liter bei 6o° 'C während io Minuten belassen.
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Es wird auf diese Weise eine dunkle Orangefärbung erhalten. Wird die
Färbung ohne die beschriebene Säurebehandlung vorgenommen, so wird nur ein helles
Gelborange erhalten. Beispiel 2 Ein mit einer oxydischen Schutzschicht Überzogenes
Aluminiumgebilde wird in eine Lösung, bestehend aus 5 Teilen Schwefelsäure 66° Be
und iooo Teilen Wasser, während 15 Minuten bei 40° C eingetaucht. Das so behandelte
Aluminiumgebilde wird mit einer Lösung von i Teil Chromorange DH (S c h u 1 t z,
Farbstofftabellen, 7. Aufl., Nr. 66) und iooo Teilen Wasser bei 6o° C während 15
Minuten gefärbt, und. zwar a) in neutralem Bad (ohne Einstellung des PH-Wertes);
die Färbung auf dem mit Säure vorbehandelten Aluminiumgebilde ist erheblich kräftiger
als eine analoge Färbung auf einem nicht säurevorbehandelten Aluminiumgebilde; b)
der pH-Wert des Färbebades wird mit Soda auf 8 eingestellt. Ein mit Säure vorbehandeltes
Aluminiumgebilde färbt sich viel stärke an als ein nicht säurevorbehandeltes. Beispiel
3 Anodisch oxydiertes Aluminium wird in eine Lösung, bestehend aus 25 Teilen Natriumbisulfat
und iooo Teilen Wasser, während 15 Minuten bei 5o' C eingetaucht. Das so behandelte,
anodisch oxydierte Aluminium wird mit einer Lösung von i Teil Xylenechtbla.u GL
(Schultz, Farbstofftabe'llen, 7. Aufl., Nr. 974) und iooo Teilen Wasser bei 6o°'
C während 15 Minuten gefärbt. Auf diese Weise wird ein volles Blau erhalten. Wird
die gleiche Färbung ohne Säurevorbehandlung vorgenommen, so erfolgt keine oder nur
eine unmerkliche Anfärbung von anodisch oxydiertem Aluminium. Beispiel 4 Anodisch
oxydiertes Aluminium wird in eine Suspension, 'bestehend aus 5o Teilen Salicylsäure
und iooo Teilen Wasser, während 2 Minuten bei 8o' C eingetaucht. Das so behandelte,
anodisch
oxydierte Aluniinitim finit einer Lösung von i Teil Eosin
DWC gelblich (Schultz, Farbstofftabellen, 6. Aufl., Nr. 587) und iooo Teilen Wasser
während 15 Minuten bei 6o' C gefärbt. Die so erhaltene Färbung der Aluminiumotydschicht
ist bedeutend stärker als eine auf nicht säurevorbehandeltem, anodisch oxydiertem
Aluminium ausgeführte analoge Färbung. Beispiel 5 Anodisch oxydiertes Aluminium
wird in eine Lösung, bestehend aus 5o Teilen Essigsäure 8o%, So Teilen Ameisensäure
konz. und iooo Teilen Wasser, während 2 Minuten bei 8o' C eingetaucht. Das so behandelte,
anodisch oxydierte Aluminium wird bei 15 bis 20' C mit einer Lösung von i Teil Echtsäurev
iolett R (Schultz, Farbstofftabellen, 7. Aufl., Nr. 871) und iooo Teilen Wasser
während 15 Minuten gefärbt. Die erhaltene Färbung ist stärker als eine auf nicht
säurevorbehandeltem, anodisch oxydiertem Aluminium ausgeführte analoge Fürl>ung.
Beispiel 6 Anodisch oxydiertes Aluminium wird während 3 Minuten in eine Lösung,
bestehend aus 5o Teilen Sttlfoantliratiilsäure und iooo Teilen Wasser, bei 8o' C
eingetaucht, mit Wasser gespult, mit Soda neutralisiert und erneut gespült. Das
so behandelte, anodisch oxydierte Aluminium wird dann während 3 Sekunden bei 60"
C reit einer Lösung von i o Teilen Direktdunkelgrün S ( S c h u 1 t z, Farbstofftabellen,
7. Atifl., Nr. 670) und iooo Teilen Wasser gefärbt. Die auf diese Weise erhaltene
Färbung ist bedeutend tiefer als eine auf nicht säurevorbehandeltem, anodisch oxydiertem
Aluminitini vorgenommene analoge Färbung. Beispiel 7 Aluminium wird in 2oo/oiger
Schwefelsäure bei einer Temperatur von 19 bis 20'C, einer Strom-(lichte von i.5
Amp/dnil und 12 bis 25 Volt Spannung während io Minuten anodisiert.
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Das auf diese Weise anodisch oxydierte Aluminium wird in eine 1.ösutig,
bestehend aus 5 Teilen Schwefelsäure 66' Be und iooo Teilen Wasser, während i Minute
bei 8o' C eingetaucht, gespült, neutralisiert und nochmals gespült. Das so behandelte,
anodisch oxydierte Aluminium wird dann mit i Teil Tucliechtgelb R (Formanek, 2.
Aufl.. 11. Teil, N r. 573), gelöst in iooo Teilen Wasser, während 15 Minuten
bei 6o' C gefärbt. Die erhaltene Färbung ist stärker als eine auf gleiche \\'eise
ausgeführte F:irbung auf anodisch oxydiertem Altiniiniuni, welches bei sonst gleichbleibenden
Bedingungen während 30 Minuten anodisiert ttnd aitscliließ,etid ohne Säurebehandlung
gefärbt wurde.
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Beispiel 8 Anodisch oxydiertes Aluminium wird in eine Lösung. die
thirch Eintrauen von 5o Teilen Aluininiunichlorid (wasserfrei) in iooo Teilen Wasser
bereitet wurde, während 15 Minuten bei 40'C eingelegt und gespült. Das so behandelte,
anodisch oxydierte Aluminium wird mit i Teil Direktechtscharlach SE (S c h u 1 t
z, Farbstofftabellen, 7. Aufl., Nr. 584), gelöst in iooo Teilen Wasser, während
15 Minuten bei 6o' C gefärbt. Die erhaltene Färbung ist ungef'ä'hr viermal so kräftig
wie eine analoge Färbung auf nicht säurevorbehandeltem, anodisch oxydiertem Aluminium.
Beispiel 9 Ein mit einer oxydischen Schutzschicht überzogenes Aluminiumgebilde wird
in eine Lösung, bestehend aus 5 Teilen Schwefelsäure 66° Be und iooo Teilen Wasser,
während i Minute bei 8o' C eingetaucht, gespült; mit Ammoniak neutralisiert und
erneut gespült. Das so behandelte Aluminiumgebilde wird mit 2 Teilen Alizarinlichtblau
B ( S c h u 1 t z, Farbstofftabellen, 7. Aufl., Nr. i 187), gelöst in iooo Teilen
Wasser, während 15 Minuten bei 6o' C gefärbt. Es wird eine tiefblaue Färbung erhalten.
Wird ohne Säurevorbehandlung nach der gleichen Methode gefärbt, @so wird hingegen
ein helles Blau erhalten.
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Wird der PH-Wert des Färbebades auf 3,6 eingestellt, so wird, bei
im übrigen gleichbleibenden Färbebedingungen, auf nicht säurevorbehandeltem oxydiertem
Aluminium eine Färbung erhalten, die ungefähr doppelt so stark ist wie diejenige
ohne Einstellung des PH-Wertes, die aber in keiner Weise an Stärke der Färbung auf
mit säurevorbehandeltem Aluminium ohne Einstellung des PH-Wertes herankommt. Beispiel
io Ein mit einer oxydischen Schutzschicht überzogenes Aluminiumgebilde wird in eine
Lösung von 5 Teilen Schwefelsäure 66' Be und iooo Teilen Wasser bei 15 bis 20' C
2 Stunden eingelegt, gespült, neutralisiert und nochmals gespült. Das so behandelte
Aluminiumgebilde wird bei einer Temperatur von 15 bis 2o' C mit i Teil Alizarinlichtblau
B (Schultz, Farbstofftabellen, 7. Aufl:, Nr. 1 i87), gelöst in iooo Teilen Wasser,
während 15 Minuten gefärbt. Die so erhaltene Färbung ist stärker als eine bei 6o'
C auf nicht säurevorbehandeltem, oxydiertem Aluminium ausgeführte Färbung. Beispiel
ii Anodisch oxydiertes Aluminium wird a) sofort nach der Oxydation in eine Lösung,
bestehend aus 5 Teilen Salpetersäure konz. und ioooTeilen Wasser, während 15 Minuten
bei 40'C eingetaucht, gespült, mit Soda neutralisiert und erneut gespült. Das so
behandelte, anodisch oxy. dierte Aluminiumgebilde wird während der Dauer eines Monats
gelagert und dann mit 2 Teilen Alizarinlichtblau B, gelöst in iooo Teilen Wasser,
während
15 Minuten bei 6o° C gefärbt. Die erhaltene Färbung ist bedeutend stärker als eine
direkt nach der Oxydation auf nicht säurevorbehandeltem, anodisch oxydiertem Aluminium
unter den gleichen Färbebedingungen erhaltene Färbung; b) nach der Oxydation während
der Dauer eines Monats gelagert und erst nach dieser Zeitdauer in gleicher Weise,
wie unter a) beschrieben, mit Salpetersäure behandelt und neutralisiert, worauf
das so behandelte Aluminium in gleicher Weise, wie unter a) beschrieben, gefärbt
wird. Die erhaltene Färbung ist bedeutend stärker als eine direkt nach der Oxydation
auf nicht säurevorbehandeltem, anodisch oxydiertem Aluminium unter dien gleichen
Färbebedingungen erhaltene Färbung. Beispiel 12 Gemäß der amerikanischen Patentschrift
2132 62o, Beispiel 2, wird anodisch oxydiertes Aluminium mit lndigosolbrillantviolett
14R (Schultz, Farbstofftabellen, 7. Auflage, Nr. 1288) unter Zusatz von o,SO/o Essigsäure
20% gefärbt.
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Wird nach dem hier beanspruchten Verfahren, z. B. mit Schwefelsäure
vorbehandeltes, anodisch oxydiertes Aluminium in gleicher Weise, aber ohne Zusatz
von Essigsäure gefärbt, so wird eine wesentlich kräftigere Färbung erhalten. Beispiel
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Anodisch oxydiertes Aluminium wird in eine Lösung, bestehend aus 5o Teilen
Schwefelsäure 66° Be und iooo Teilen Wasser, während 2 Stunden bei 2o° C eingelegt.
Das so behandelte, anodisch oxydierte Aluminium wird bei 15 bis 20° C mit i Teil
Direktdunkelgrün S (Schultz, Farbstofftabellen, 7. Aufl., Nr. 67o), gelöst in iooo
Teilen Wasser, während 15 Minuten gefärbt. Diese Färi)ung ist gleich stark wie eine
auf nicht säurevorbehandeltem, anodi@sch oxydiertem Aluminium analog durchgeführte
Färbung mit ioTeilen Direktdunkelgrün S bei 6o° C.
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Beispiel 14 Anodisch oxydiertes Aluminium wird in eine Lösung, bestehend
aus 5 Teilen konz. Salpetersäure und iooo Teilen Wasser, während 15 Minuten bei
40° C eingetaucht. Das so behandelte, anodi.ch oxydierte Aluminium wird bei 15 bis
2o' C mit einer Lösung von i Teil Echüsäureviolett R (Schultz, Farbstofftabellen,
7. Aufl., Nr. 871) und iooo Teilen Wasser während 15 bis 2o Minuten gefärbt. Die
erhaltene Färbung ist stärker als eine auf nicht säurevorbehandeltem, anodisch oxydiertem
Aluminium ausgeführte analoge Färbung. Beispiel 15 Anodisch oxydiertes Aluminium
wird während i Minute in eine Lösung, bestehend aus 5 Teilen Schwefelsäure 66° Be
und iooo Teilen Wasser, bei 8o0 C eingetaucht, mit Wasser gespült, mit Soda neutralisiert
und erneut gespült. Das so behandelte,, anodisch oxydierte Aluminium wird dann während
3 Sekunden bei 6o° C mit einer Lösung von io Teilen Direktdunkelgrün S (Schultz,
Farbstofftabellen, 7. Aufl., Nr. 67o) und iooo Teilen Wasser gefärbt. Die auf diese
Weise erhaltene Färbung ist bedeutend tiefer als eine auf nicht säurevorbehandeltem,
anodisch oxydiertem Aluminium vorgenommene analoge Färbung.