NO137241B - Fremgangsm}te for elektrolytisk farging av aluminium - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrorer en fremgangsmåte for innfarging

av på forhånd anodisk oksyderte gjenstander av aluminium eller aluminiumlegeringer ved elektrolytisk behandling av aluminiumoksydskiktet méd vekselstrom i en sur, vandig elektrolytt, som inneholder opploste fargegivende metallsalter, fortrinnsvis ioner av minst ett av metallene Ni, Co, Cu, Sn, Ag, Se, og det særegne ved fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen er :at elektrolytten tilsettes aminoalkohol, slik at aminoalkoholinnholdet utgjor minst 1 g/l, foretrukket minst 2 g/l.

Det er kjent at oksydskikt på aluminium og aluminium-1egeringer,

som f.eks. er fremstilt etter likestromsmetoden, kan innfarges ved etterfolgende vekselstrorirbehandling i sure, vandige metallsalt-losninger. Ved ventilvirkningen av oksydskiktet blir vekselstrommen i sterk grad likerettet og i den fase, hvori arbeidsstykket er katodisk, finner det ved reduksjon av kationene sted en metallutskilling i oksydporene.

For denne metallutskilling er pH-området for metallsaltlosningen av avgjorende betydning. De derved frigitte protoner kommer ikke til særlig virkning i et sterkt surt område hvori protonkonsentrasjonen allerede er hoy. I et svakt surt område, hvori protonkonsentrasjonen er noen tierpotenser lavere, vil imidlertid de ytterligere protoner ha en betydelig virkning. Derfor forventes det en betydelig pH-forskyvning ved elektrolytter med metallsalter, hvis metaller utskilles fra svakt sure losnirsger, f.eks. i pH-området mellom 4 og 6. Puffervirkningen av borsyre ar ikke tilstrekkelig til å unngå

en sterk synkning av pH-verdien.

Okningen i fritt syreinnhold under innfargingen skjer fremfor alt

når det arbeides med inerte motelektroder, f.eks. av grafitt*. Den manglende likevekt ved elektrodereaksjonen har man tidligere sokt

avhjulpet ved at det for pH-innstUlingen ble anvendt ammonium-hydroksyd og/eller alkalihydroksyder. Dette virker imidlertid uheldig, da disse til-setninger i enkelte elektrolytter kan fore til punktvis dyp korrosjon, d.v.s. til nålestikkformede eller punktformede feilsteder og lokal avskalling av oksydskiktene. Den oppgave som ligger til grunn for den foreliggende oppfinnelse er å utvikle en fremgangsmåte for innfarging av på forhånd anodisk oksyderte gjenstander av aluminium eller aluminiumlegeringer ved elektrolytisk behandling av aluminiumoksydskiktet med vekselstrom i en sur, vandig elektrolytt, som inneholder fargegivende metallsalter, og hvormed en forhoyet fargejevnhet hurtig og reproduser-bart kan oppnås. Dermed vil også de nevnte mangler være overvunnet.

Aminoalkoholtilsettingen kan foregå til en elektrolytt som allerede er tatt i bruk for å korrigere den under forlopet av innfargings-prosessen synkende pH-verdi. Aminoalkoholene tilsettes kontinuerlig eller periodisk til den onskede pH-verdi på nytt er oppnådd.

Når en ny elektrolytt tas i bruk, kan den onskede virkning oppnås

når minst 1 g/l, foretrukket minst 2 g/l av aminoalkohol tilsettes. Hvis pH-v.erdien stiger for sterkt ved denne tilsetning, kan den korrigeres ved tilsetning av svovelsyre.

Fargeelektrolytten kan inneholde alle kjente metallsalter, foretrukket ionene av minst ett av metallene Ni, Co, Cu, Sn, Ag, Fe.

Tilsetning av aminoalkohol, spesielt mono-/ di- og tri-etanolamin, har den fordel at på den ene side kan pH-verdieii forhoyes, og på den annen side kan det opprettes gunstigere utskillingsbetingelser for. metallionene. Således forbedres f.eks. fargejevnheten av de farge fargede oksydskikt på grunn av den forhoyde ledningsevne. En ytterligere fordel ved tilsetningen av aminoalkoholer består deri,

at det ved vanlig anvendte innfargingstider erholdes en mer intens, morkere fargetoning. For en bestemt fargetone behover man altså bare en kortere fargetid og/eller kan vekselstromspenningen reduseres. Videre nedsettes elektrolyttenes folsomhet overfor tilfeldige forurensninger ved alkali-, jordalkali-y og ammonium-ioner, og dette ytrer seg ved at det ved vanlige betingelser, også ved morkere

farger, ikke opptrer noen nålestikk- og punkt-formede feilsteder.

Som aminoalkoholer kommer ved siden av de nevnte etanolaminer

også ytterligere aminer på tale, hvor et til tre av de til N-atomet forbundne H-atomer er substituert med minst en alkohol-gruppe med 0.^- eller C3—kjede og et ytterligere H-atom er substituert med en metyl-, etyl-, propyl-, butyl- eller fenyl-gruppe, som f.eks. metyldietanolamin, dietyletanolamin, butyl-etanolamin, fenyletanolamin, idet den mengde som tilsettes bestemmes enkelt på grunnlag av den korrektur av pH-verdien i badet som skal oppnås, henhv. ved tilberedning av et friskt bad, og som utgjor minst et gram/liter og foretrukket minst 2 g/l.

De fargede aluminiumgjenstander anvendes foretrukket, men ikke utelukkende, for dekorative formål og i eksteriorarkitekturen0

Ete empel 1.

Blikkformede prover av en aluminiumlegering, bestående av 1,4-

1,8% Mg, 0,4% Fe, 0,4% Si, 0,l%-0,3% Mn, 0,1% Zn, 0,05% Cu, og resten aluminium med vanlige forurensninger, ble anodisert i svovelsyre og deretter behandlet i en vandig fargeelektrolytt som inneholdt

ved en temperatur på 20-25°C med vekselstrom. Midt ut for midten av en proveflate ble det på den ene side benyttet en grafittstav med 6 mm diameter, i en avstand på 8 cm, som motelektrode.

Ved anordning av en spenning av 16 V*~* i 120 sek. erholdes en farging med en midlere bronsetone» På den flate som vendte bort fra grafitt-motelektroden viser provene farge-uensartethet i form av morke kantflater»

Blir provene under ellers like betingelser underkastet en vekselstrom på 16 Vi 15 min., viser de en sort farge. På grunn av den dypsorte innfarging kan uregelmessigheter ikke lenger konstateres.

Eksempel 2.

* o 2 Omtrent 100 foranodiserte prover med en totaloverflate pa 1 m ble

farget etter hverandre i en elektrolytt, idet legeringen i provene, sammensetningen av elektrolytten, den geometriske anordning og vekselstromsspenningen stemte overens med eksempel 1.

Under innfargingen synker pH fra 4,7-4,2 og alle prover viser

den i eksempel 1 nevnte farge-ujevnhet.

Ved en tilsetning av 4 g/l trietanolamin til elektrolytten

forhoyes pH på nytt fra 4,2 til 4,7. Deretter farges på nytt omtrent 100 prover idet det anvendes vekselstrom med omtrent 16 V. Etter bare 90 i stedet for 120 sek.'s behandlingstid erholdes den samme midlere bronsetone som i eks. 1 og alle prover viser på begge flater en regelmessig innfarging. Under innfargingen av de 100 prover synker pH på nytt til 4,2 og den kan på nytt forhoyes ved fornyet trietanolamin-tilsetning.

For en sortfarging med samme intensitet som i eks. 1 er det nodvendig med en behandlingstid på bare 10 i stedet for 15 min0

Ved tilsetningen av trietanolamin kan således ikke bare den opprinnelige pH-verdi i fargebadet på nytt etableres, men det kan også oppnås en forkprtet fargetid såvel som en forbedring av fargej evnheten.

Dette eksempel viser også at de farged prover forst fremviser den onskede fargejevnhet når trietanolamin tilsettes. Ved en industriell anvendelse av fremgangsmåten må det derfor allerede for innfargingen tilsettes minst 1 g/l av en aminoaLkfchol.

Eksempel 3.

Foranodiserte prover med den samme legeringssammensetning som i

eks. 1 behandles i en vandig fargeelektrolytt, som inneholdt 20 g/l SnS04 og 7 g/l H2S04, som ga en pH på 1,4 ved 20 - 25°C med vekselstrom.

Etter at pH er sunket til 1,3 tilsettes 3 g/l monoetanolamin. Derved forhoyes ikke bare pH på nytt til 1,4, men også fargejevnheten forbedres og innfargingstiden forkortes. Selv om det bortsett fra monoetanolamintilsetningen arbeides med de samme betingelser som ved vanlige fremgangsmåter, kan altså en bestemt fargetone fra den oppnåelige fargeskala oppnås hurtigere, og med bedre kvalitet.

Claims (4)

1. Fremgangsmåte ved innfarging av på forhånd anodisk oksyderte gjenstander av aluminium eller aluminiumlegeringer ved elektrolytisk behandling av aluminiumoksydskiktet med vekselstrom i en sur, vandig elektrolytt, som inneholder opploste fargegivende metallsalter, fortrinnsvis ioner av minst ett av metallene Ni, Co, Cu, Sn Ag,Se, karakterisert ved at elektrolytten tilsettes aminoalkohol slik at aminoalkoholinnholdet i badet utgjor minst 1 g/l, foretrukket minst 2 g/l.

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at den under innfargingen synkende pH-verdi korrigeres ved tilsetning av aminoalkohol.

3. Fremgangsmåte som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at en ved tilsetning av aminoalkohol for innfargingen for sterkt forhøyet pH-verdi korrigeres med svovelsyre.

4. Fremgangsmåte som angitt i krav 1-3, karakterisert ved at det som aminoalkoholer anvendes mono-di- eller trietanolamin eller blandinger derav.