PL19856B1 - Sposób obróbki tlenkowych powlok glinowych na przedmiotach metalowych. - Google Patents

Description

Wynalazek niniejszy dotyczy sposobu obróbki powlok, wytwarzanych na przed¬ miotach metalowych, zwlaszcza powlok, skladajacych sie glównie z tlenku glino¬ wego, w celu zmiany wlasciwosci tych po¬ wlok. Wynalazek niniejszy dotyczy zwla¬ szcza obróbki powlok tlenkowych, wytwa¬ rzanych na powierzchniach przedmiotów z glinu lub ze stopóW glinowych, które w ni¬ niejszym opisie objete sa ogólna nazwa „(powierzchni glinowych".Powierzchnie glinowe mozna pokrywac róznemi sposobami powloka tlenkowa.Powloka ta sklada sie zasadniczo z tlen¬ ku glinowego. Zaleznie od sposobu jej wy¬ twarzania moze ona zawierac inne sklad¬ niki, zmieniajace istotnie jej wlasciwosci charakterystyczne. Powloki tlenkowe po¬ siadaja wogóle dobra odpornosc na koro¬ zje i na scieranie oraz zdolnosc do przyj¬ mowania w róznym stopniu barwników or¬ ganicznych lub nieorganicznych w razie wytwarzania powierzchni zabarwionych.Powloki tlenkowe moga byc mniej lub wiecej przepuszczalne i adsorbowac lub absorbowac wilgoc lub ciecze. Czestokroc równiez powloki te tworza doskonala izo¬ lacje, nieprzejpuszczajaca pradu elektrycz¬ nego.Powloki tlenkowe mozna wytwarzac na powierzchniach glinowych rozmaitemi sposobami. Glin moze byc anoda w komo-rze elektrolitycznej, zawierajacej elektro¬ lit, np. kwa^l|iarko\iry* ^kifoas chromowy, kwasy organiczne, kyrzsns sole i t. d. Pod¬ czas przepuszczania przez komofe energji elektrycznej ze zródla zewnetrznego na tej anodzie powstaje powloka tlenkowa.Wedlug innego sposobu glin zanurza sie w odpowiednim roztworze, naogól alkalicz¬ nym, i powloke tlenkowa wytwarza sie za- pomoca reakcji chemicznej bez stosowania energji elektrycznej z zewnatrz. Znane sa równiez i stosowane inne Sjposoby wytwa¬ rzania sztucznie powlok tlenkowych. We wszystkich przypadkach, których dotyczy niniejszy wynalazek powloke tlenkowa wytwarza sie srodkami sztucznemi. Natu¬ ralna blonka tlenku, tworzaca sie na po¬ wierzchniach glinowych, wedlug niniejsze¬ go wynalazku nie jest brana pod uwage.Przedmiot glinowy z powloka tlenkowa mozna nastepnie zanurzac w barwnikach organicznych albo roztworach barwników, w celu wytworzenia charakterystycznych zabarwien.Celem niniejszego wynalazku jest ob¬ róbka powlok tlenkowych, wytworzonych na powierzchniach glinowych, która ma na celu osiagniecie pewnych dodatnich wyni¬ ków, a mianowicie: zmniejszenie przepu¬ szczalnosci powloki tlenkowej, zmiane zdolnosci adsorbcji lub absorbcji powloki tlenkowej wzgledem czynników barwia¬ cych, zwiekszenie odpornosci powloki na korozje, zwiekszenie zdolnosci zabarwionej powloki tlenkowej do zachowywania barwy wobec dzialania rozpuszczalników. Poza tern wynalazek polega na obróbce zabarwio¬ nych powlok tlenkowych po zabiegu bar¬ wienia, majacej na celu równomierne u- trwalenie barwy na powloce oraz wewnatrz powloki.Cele powyzsze osiaga sie w mniejszym lub wiekszym stopniu, zaleznie od rodza¬ ju obrabianych powlok i sposobu obróbki.W kazdym jednak razie otrzymuje sie do¬ datni wynik, wyrazajacy sie w wiekszej u- zytecznosci przedmiotu glinowego z po¬ wloka tlenkowa.Wynalazek opiera sie na spostrzezeniu, ze podczas obróbki przedmiotu glinowego z powloka tlenkowa w goracych lub wrza¬ cych roztworach pewnych soli wlasciwosci powloki ulegaja korzystnej zmianie. Roz¬ tworami, stosowanemi przy wykonywaniu sposobu wedlug niniejszego wynalazku, sa roztwory, zawierajace sól slabej zasa¬ dy metali, zdolna do hydrolizy w roztwo¬ rze i do wytwarzania zasadniczo nieroz¬ puszczalnego zwiazku metalu w powloce tlenkowej. Stezenie jonów wodorowych w roztworze powinno byc takie, aby hydro¬ liza w goracym lub wrzacym roztworze przyspieszala stracanie zwiazku metalu, co da sie zwykle stwierdzic przez zmet¬ nienie roztworu. Z posród soli, które two¬ rza takie roztwory (przy odpowiedniem na¬ stawieniu stezenia jonów wodorowych) nalezy wymienic: octany niklu, kobaltu, kadmu, cynku, baru, miedzi, glinu, octany cynku lub olowiu, siarczany metali, szcza¬ wiany, chlorki, azotany, cytryniany, winia¬ ny i fluorki, Poza tern istnieja równiez in¬ ne sole o podobnych wlasciwosciach che¬ micznych, dajace pozadane wyniki.Wynalazek niniejszy obejmuje ogólnie stosowanie takich roztworów, jednakze z doswiadczenia okazalo sie, ze pewne sole sa odpowiedniejsze od innych. Ze wzgledu np. na trudnosc utrzymania odpowiedniego stezenia jonów wodorowych odpowied¬ niejisze sa przy obróbce na wieksza skale sole slabych kwasów i slabych zasad me¬ tali pod warunkiem, aby posiadaly wyzej podane wlasciwosci, a zwlaszcza wlasci¬ wosc ulegania hydrolizie w goracych lub wrzacych roztworach i wytwarzania osa¬ du w powloce tlenkowej. Ró»wniez w spe¬ cjalnych przypadkach zastosowania wy¬ nalazku w praktyce bardzo czesto pozada¬ ne jest, aby roztwór soli nie bar*wil powlo¬ ki i (albo) zeby nie pozostawial w niej zwiazków trujacych lub toksycznych. Z — 2 —pewnych wzgledów handlowych pozadane jest irowniez, aby roztwór soli nie atako¬ wal lub nie rozpuszczal w znaczniejszym stopniu powloki tlenkowej lub samego glinu.Roztwory, stosowane do obróbki wedlug niniejszego wynalazku, przygotowywa sie, rozpuszczajac sól jednego z podanych wy¬ zej metali w wodzie, a nastepnie doprowa¬ dzajac w razie potrzeby stezenie jonów wodorowych do wartosci, przy której hy¬ droliza goracych, to jest ogrzanych powy¬ zej 40°C, lub wrzacych roztworów spowo¬ duje stracanie sie osadu w powloce tlen¬ kowej. Hydroliza w tych warunkach moze zachodzic tak, iz w roztworze wytwarza sie zawiesina koloidalna i osad nie jest widoczny. Jesli jednak podczas ogrzewa¬ nia pojawi sie osad, to stezenie jonów wo¬ dorowych reguluje sie tak, aby glówna czesc zasady metalicznej nie ulegala stra¬ caniu w postaci klaczków i nie wypadala z roztworu. Pozadane jest, aby w roztwo¬ rach, w których podczas hydrolizy osad jest widoczny, hydrolizy nie prowadzic zbyt dlugo po pojawieniu sie zmetnienia.Okreslenie „zmetnienie", uzyte w opisie i zastrzezeniach, stosuje sie nietylko dó roztworu metnego, lecz'takze opalizujace¬ go lub obloczkowatego. W praktyce zwykle zachodzi takie wlasnie zmetnienie. Wla¬ sciwe stezenie jonów wodorowych pH la¬ two oznacza sie zgóry zapomoca prostego doswiadczenia, lecz najlepiej jest i zaleca sie zwykle stosowac roztwory o stezeniu jonów wodorowych, mierzonem w tempe¬ raturze 25°C i wynoszacem 4,5 — 7,5. Je¬ zeli wartosci stezenia jonów wodorowych wykraczaja daleko poza te granice, to nie osiaga sie wlasciwych warunków w roz¬ tworze, a nawet glin z powloka tlenkowa moze zostac zaatakowany. W przypadku kazdego roztworu wlasciwe stezenie jonów wodorowych mozna latwoj i prosto okreslic doswiadczalnie, zanurzajac kilka kawal¬ ków glinu z powloka 'tlenkowa w roztwo¬ rach o róznych stezeniach jonów wodoro¬ wych i obserwujac otrzymane przytem wy¬ niki.Jesli sól jest sola slabej zasady i moc¬ nego kwasu pozadane jest dodanie do roz¬ tworu srodka hamujacego, np. kwasu bor¬ nego, boranów, octanóW lub innych dobrze znanych srodków tego rodzaju, aby w ten sposób móc latwo osiagnac i podtrzymac wlasciwe stezenie jonów wodorowych, przyczem srodek hamujacy obniza czulosc nastawienia. Równiez jesli pozadane jest uzycie soli slabej zasady i slabego kwasu, to zastosowanie srodka hamujacego slu¬ zy do utrzymania okreslonego zgóry poza¬ danego stezenia jonów wodorowych. Do¬ skonale wyniki otrzymuje sie, dodajac kwasu bornego do roztworów octanu niklu lub kobaltu.Roztwór soli moze zawierac duze lub male ilosci powyzszych soli. Chociaz roz¬ twory 0,1%-owe sa juz skuteczne, jak rów¬ niez dobrze dzialaja roztwory nasycone, to jednak zaleca sie stosowac w praktyce 1 lub 2% -owe roztwory, jezeli na to pozwo¬ li rozpuszczalnosc soli. Od czasu do czasu mozna roztwór odnawiac.Przedmiot glinowy z powloka tlenko¬ wa zanurfca sie w .goracym lub wrzacym roztworze soli na czas, potrzebny do osia¬ gniecia pozadanego wyniku. Czas obróbki jest zmienny w zaleznosci od poszczegól¬ nych powlok oraz poszczególnych pozada¬ nych wyników. Wynosi on zwykle okolo 2 do 30 minut.Bardzo czesto powloke tlenkowa wy¬ twarza sie na naczyniach glinowych, np. na tacach, zbiornikach maszynek do lodów i t. d. W takich przypadkach powloki nie barwi sie. Takie tace i zbiorniki stykaja sie czesto z zabarwionemi cieczami koloidal- nemi lub innemi i ciecze takie zostaja wchloniete przez powloke tlenkowa, która plamia. Dzieki obróbce powleczonego wy¬ robu/ roztworem soli wedlug wynalazku powloka staje sie zasadniczo nieporowata _ 3 —i nieprzepuszczalna, tracac w ten sposób lub znacznie zmniejszajac zdolnosc do pla¬ mienia sie. W tym przypadku zastosowania wynalazku pozadane jest poslugiwanie sie roztworami soli, które same przez sie nie barwia powloki tlenkowej albo tez dziala¬ ja, jako srodek wywabiajacy wzgledem czynników barwiacych.Przedmiot glinoiwy moze byc zaopatrzo¬ ny w zabarwiona powloke tlenkowa albo w powloke, zawierajaca w swych porach taka substancje, jak krzemian sodowy, wzmagajacy odpornosc powloki na koro- zije. Takli powleczony przedmiot glinowy moze byc w czasie swqgo uzytku wystawio¬ ny na dzialanie szkodliwych czynników zewnetrznych, np. wilgoci, wplywów at¬ mosferycznych, rozpuszczalników i t. d. powodujacych usuwanie czynników bar- wiacych lub innych materjalów z por po¬ wloki. Zapomoca obróbkli powleczonego przedmiotu sposobem wedlug wynalazku roztworami soli opisanego rodzaju nadaje sie powloce calkowita albo prawie calko¬ wita nieprzepuszczalnosc, a jednoczesnie substancja pozyteczna, czy materjal bar¬ wiacy lub inny zostaje mniej lub bardziej trwale zwiazany w porach powloki tlenko¬ wej i .zabezpieczony od dzialania rozpu¬ szczalników i innych czynnikóW.Jesli przedmiot glinowy z powloka tlenkowa zanurzyc do roztworu barwnika organicznego, jak to sie zwykle w prak¬ tyce czyni, to wieksza czesc barwnika, po¬ zostajaca na pr/zedmiocie po usunieciu roz¬ tworu barwiacego i splókaniu, zostaje po¬ chlonieta przez powloke tlenkowa, lecz pewna ilosc barwnika, lezaca na albo przy powierzchni powloki, nie jest dosc mocno zwiazana z powloka. Wskutek tego barw- nik sciera sie podczas uzycia. Aby temu zapobiec, stosowano w praktyce zabezpie¬ czanie zabarwionej (powloki, lecz jest ono czesto kosztowne i w przypadku malych wyrobów, jak np. guzików i szpilek, prak¬ tycznie niewykonalne. Traktujac przed¬ mioty, iSiposobem wedlug niniejszego wyna¬ lazku utrwala .sie barwnik na powierzchni albo wpoblizu powierzchni tak, iz sciera¬ nie go lub inne niepozadane zjawiska zo¬ staja zmniejszone do minimum.Chociaz kazdy z roztworów soli opisa¬ nego powyzej szeregu daje wymienione wyniki w mniejszym lub wiekszym stop¬ niu, to jednak jak juz zaznaczono, pewne sole sa pod tym wzgledem lepsze od in¬ nych. Z posród stosowanych w praktyce najlepszemi okazaly sie: octan niklu, octan kobaltu, siarczan niklu i siarczan ko¬ baltu, z posród zas ostatnio wymienionych soli lepsze naogól sa octany. Srodki hamu¬ jace korzystnie dzialaja zarówno w rozr tworach siarczanów jak i octanów.. PL

Claims (8)

1. Zastrzezenia patentowe. 1. Sposób obróbki tlenkowych powlok glinowych na przedmiotach metalowych, zwlaszcza glinowych lub ze stopów glino¬ wych, znamienny tern, ze przedmioty te zanurza sie do roztworu soli slabej zasa¬ dy, dzieki czemu wskutek hydrolizy stra¬ ca sie . w powloce tlenkowej zasadniczo nierozpuszczalny zwiazek metalu.
2. 2. Sposób wedlug izastrz. 1, znamien¬ ny tern, ze hydrolize w roztworze przepro¬ wadza sie az do powstania zmetnienia, przyczem roztwór nie powinien, zawierac namacalnych ilosci klaczkowatego osadu.
3. 3. Sposób wedlug zastrz,. 1 i 2, zna¬ mienny tern, ze temperatura roztworu, u- zywanego do obróbki, przewyzsza 4Q°C,
4. 4. Sptosób wedlug zastrzi. 1 — 3, zna¬ mienny tern, ze przedmioty zanurza sie w roztworze soli slabej zasady i slabego kwasu.
5. 5. Sposób, wedlug zastrz. 1 i 3, zna¬ mienny tern, ze przedmioty zanurza sie w roztworze soli niklu lub kobaltu, wskutek czego podczas hydrolizy straica sie w po¬ wloce tlenkowejr zasadniczo, nierozpu¬ szczalny zwiazek iniklu lub kobaltu. — 4 —....
6. 6. Sposób wedlug zastrz. 1 — 4, zna¬ mienny tern, ze do roztworu dodaje sie znanych srodków hamujacych np. kwasu bornego, boranów i L d.
7. 7. Sposób wedlug zastrz. 5 i 6, zna¬ mienny tern, ze przedmioty zanurza sie w roztworze octanu niklu lub siarczanu niklu.
8. 8. Sposób wedlug zastrz. 5 i 6, zna¬ mienny tern, ze przedmioty zanurza sie w roztworze octanu kobaltu lub siarczanu ko¬ baltu. Aluminum Colors Incorpor at e d. Zastepca: M. Skrzypkowski, rzecznik patentowy. Druk L. Boguslawskiego i Ski, Warszawa. PL