SE409336B - Forfarande for anodisering och anslutande elektrolytisk infergning av det bildade oxidskiktet hos en aluminiumbana medelst vexelstrom i en kontinuerlig genomdragsprocess - Google Patents

Description

1soešf3š -5 2 motelektrod av ett annat material.

Till grund för föreliggande uppfinning ligger därför den upp- giften, att åstadkomma ett förfarande som möjliggör i en kontinuerlig genomdragsprocess såväl anodisering av en aluminiumbana enligt kända metoder, som även elektrolytisk färgning av det bildade oxidskiktet medelst växelström, vilket förfarande undanröjer de nämnda bristerna.

-Uppgiften enligt uppfinningen löses därigenom, att aluminium- banan sedan den lämnat anläggningen för anodisering först genomlöper en vattenhaltig kontaktelektrolyt och sedan en vattenhaltig färg- elektrolyt, som innehåller metalljoner och är skild från kontakt- elektrolyten och att växelström för elektrolytisk utfällning av me- talljonerna över en i kontaktelektrolyten och över åtminstone en i färgelektrolyten anordnad inert elektrod, utan direkt mekanisk kontakt, med asymmetriskt laddningsgenomträde överföres på banan.

Kännetecknen för förfarandet enligt föreliggande uppfinning fram- går av efterföljande patentkrav.

Kontaktelektrolyten har den fördelen, att den, i motsats till en mekanisk kontakt, träder i förbindelse med den elektrolytiskt le- dande vätska som kvarblivit i porerna hos aluminiumoxidskiktet från det förutgående anodiseringsförloppet och direkt kan leda strömmen in i porerna. ' Med förfarandet enligt uppfinningen erhålles asymmetrin i ladd- ningsgenomträdet hos den mellan inertelektroderna pålagda växelström- man, när de elektrokemiska processerna i kontakt- och färgelektro- lyterna är olika. Elektrolyterna väljes därför så, att endast i färg- elektrolyten, men aldrig i kontaktelektrolyten, metall utfälles.

Det konstaterades, att spänningen (potentialskillnad) mellan den inerta elektroden, som exempelvis består av grafit eller platina- belagd metall, och aluminiumbanan i färgelektrolyten måste vara väsent- ligt högre än i kontaktelektrolyten. Denna elektrolyt väljes med för- del så, att spänningen i kontaktelektrolyten uppgår till högst 10 % av totalspänningen mellan de inerta elektroderna. Av denna asymmetri hos spänningarna i kontakt- och i färgelektrolyterna resulterar deti erforderliga katodiska strömöverskottet i färgelektrolyten, tack vare vilket metalljonerna hos färgelektrolyten reduceras och utfälles som metall i porerna hos oxidskiktet på aluminiumbanan. ' Som kontaktelektrolyt är i princip varje syra lämplig, som i den anodiska fasen hos växelströmmen tillåter en ytterligare oxida- tion och vidare bibringar den önskade asymmetrin. Med fördel använder man som kontaktelektrolyt utspädd svavelsyra med en koncentratipn av 7508635 - 5 5 till 500 g/l. Företrädesvis användes en relativt svag koncentration av lO - ÉO g/l, eftersom därigenom en förorening av färgelektrolyten genom medsläpad elektrolyt begränsas så långt som möjligt.

Mellan kontaktelektrolyten och färgelektrolyten kan aluminium- banan genomlöpa en avstrykaranordning eller eventuellt en spolanord- ning, detta framförallt när färgningen_företages i en svagt sur färg- elektrolyt. g Den i och för sig kända färgelektrolyten är antingen en starkt sur metallsaltelektrolyt, som t.ex. innehåller koppar-, tenn-, silver- och/eller tallium-joner, eller en svagt sur metallsaltelektrolyt, som t.ex. innehåller nickel-, kobolt-, kadmium- och/eller järn-joner. I båda fallen kan färgelektrolyten även innehålla ytterligare, i och för sig kända tillsatser, som exempelvis oorganiska och/eller organis- ka syror. " En starkt sur elektrolyt med 2-10 g/l talliumsulfat har t.ex. visat sig speciellt fördelaktig för en snabb, intensiv svartfärgning.

Den önskade färgtonen uppnås genom variation av färgningspara- metrarna, såsom spänning, metalljonsort, färgningstid.

Anodiserings- och4æn.elektrolytiska färgningsprocessen förlöper kontinuerligt med samma banhastighet, varvid denna genom.lämpligt val av anodiserings- och färgbadparametrarna kan inregleras så, att den önskade färgtonen kan väljas från en bred färgskala.

Uppfinningen förklaras närmare under hänvisning till bifogade, ritning. Den visar schematisk en anordning för genomförande av den kontinuerliga genomdragsprocessen för anodisering och elektrolytisk färgning utan direkt mekanisk kontakt med aluminiumbanan vid färg- ningsprocessen.

En på en sida med ett elektriskt ickeledande material belagd aluminiumbana 10 genomlöper, styrd av stödrullar, först en kontaktcell ll och fyra anodiseringsceller 12, 15, 14, 15 hos en i och för sig känd anodiseringsanordning. En strömkälla l6 levererar likström, som över en olöslig anod l7 och den utspädda, vattenhaltiga svavelsyran övergår på aluminiumbanan 10. I anodiseringscellerna lö, l4, 15 är motsvarande katoder 18, 19, 20 av metall, såsom Pb eller Al, anordnade, vilka möjliggör genomflytning av strömmen genom anodiseringselektroly- ten. Ett större motstånd 21 och ett mindre 22 åstadkommer, att banan i de första cellerna, där oxidskiktet börjar växa, respektive fort- farande är tunt, ej erhåller för mycket ström. Ytavsnitten hos banan i anodiseringscellerna förstoras likaså i riktning mot utträdet.

F |I. vsaeszs-s L, i ß Efter lämnandet av anodiseringsbadet renas aluminiumbanan på båda sidor med ett från duschar 25 påsprutat vatten och träder omedel- bart därpå in i den elektrolytiska kontaktcellen 24 med kontaktelektro- ß lyten och slutligen in i den från kontaktcellen avskilda färgnings- cellen 25 med den metallsalthaltiga färgelektrolyten. Här sker den elektrolytiska färgningen medelst sinnsformig växelström med en frek- vens av 50 Hz. En av växelströmskälla 26 matad strömkrets omfattar, frånsett kablar och elektrolyt, en grafitelektrod 27 i kontaktelektro- lyten, aluminiumbanan 10 och ännu en grafitelektrod 28 i färgelektro- lyten. Är aluminiumbanan ej kascherad, utan på båda sidorna är täckt . endast med ett oxidskikt, så kan, symmetriskt i förhållande till alu- miniumbanan, anordnas en andra grafitelektrod.

Totalspänningen Etot mellan de båda grafitelektroderna 27 och 28 uppdelas i den egentliga färg- eller utfällningsspänningen EF mellan elektroden.28 och aluminiumbanan och kontaktspänningen EK mellan elektroden 27 och aluminiumbanan; de övriga komponenterna, som bildar Ekot, är försumbart små, varför: Evo: = EF + EK För det kontinuerliga förfarandet enligt föreliggande uppfinning mås- te följande gälla: _ .. .. . 1 EK < EF, foretradesvis EK s ïö - Ekot Alltefter valet av de viktigaste parametrarna, metalljonsort, spänning och färgningstid, färgas aluminiumbanan i färgbadet elektro- lytiskt, genom reduktion av metalljonerna i oxidporerna, till en be- stämd färgton. ' Iäempel 1 En ensidigt kascherad aluminiumfolie anodiserades i en band- anodíseringsanordning, som den visad i ritningen, till en oxidtjock- lek av 6 -.8 um. Bandhastigheten var 0,5 m/min. Efter spolning med vatten löpte bandet först in i en kontaktcell, som innehöll en vatten- haltig elektrolyt med 20 g/l HQSO4 och var försedd med en grafit- elektrod, därefter in i en färgcell, som innehöll en vattenhaltig _elektrolyt med 20 g/l CuS04 och 7 g/1 H2SO4, och som likaså var för- sedd med en motelektrod, även i detta fall av grafit. Efter pålägg- ning av en spänning av ll volt mellan-grafitelektroderna färgades bandet 1 färgeiëktrolyten enligt följande; .J 5 g 7508635-5 5 min: ljusrosa D6 min: kopparrött 8 min: mörkrött De olika färgningstiderna uppnådde man därigenom, att läget för de i sidled inställbara utloppsrullarna 29-i färgbadet alltefter den önskade uppehållstiden för aluminiumbandet i elektrolyten inreg- leras. l I För att uppnå en homogen strömtäthetsfördelning, är grafit- äektroden i färgbadet horisontal och anpassad till respektive längd hos den indoppade aluminiumbanan, genom att den utbytes eller komplet- teras.

Exempel 2 En ensidigt kasoherad aluminiumfolie färgades enligt uppgif- terna i exempel l, varvid den vattenhaltiga färgelektrolyten dock ej innehöll kopparsulfat, utan 25 g/l SnSO4 och 7 g/l HZSO4. Mellan gra- fitelektrodemåanlades en spänning av 15 volt. Därvid uppnåddes föl- jande färgskala: 5 min: ljusockra 5 min: mörkbrons 8 min: brun 10 min: mörkbrun 15 min: svart Exempel å f En ensidigt kascherad aluminiumfolie färgades enligt uppgif- terna i exempel l, varvid emellertid den vattenhaltiga färgelektroly- ten ej innehöll kopparsulfat, utan 8 g/l Tl2SO4 och 7 g/l H2SO4.

Mellan grafitelektroderna anlades en spänning av 14 volt. Därvid upp- nåddes följande färgskala: l - 2 min: brons 5 min: mörkbrun 5 min: svart Med en elektrolyt, som innehöll talliumjoner, erhöll man därmed en snabb, intensiv svartfärgning.

Exempel 4 En ensidigt kascherad aluminiumfolie färgades enligt uppgif- terna i exempel l, varvid den vattenhaltiga färgelektrolyten innehöll Å 120 g/1 NiSO , 6 H20 och 40 g/l borsyra. Mellan grafitelektroderna anlades en spänning av 14 resp. l6 volt. Därvid uppnåddes följande l färgtoner: ' -rsoaszs -s 6 14 V 3 min: ljusbrons 16 V 5 min: mellanbrons 16 V 6 min: mörkbrons I alla exemplen hade det varit möjligt, att pàlägga en något högre eller något lägre spänning, varvid något kortare resp. längre färgningstider för uppnàende av samma färgtoner hade erfordrats såsom detta är känt från den lclassislca elektrolytislca färg-ningen.

Förfarandet enligt föreliggande uppfinning uppvisar den för- delen, att strömkretsen för färgning är skild från strömkretsen för anodisering och att färgningsströmen därför oberoende av likströms- betingelserna för anodiseringen är lätt inreglerbar och kontroller- bar.

Claims (8)

7508635-5 “ Patentkrav

1. l. Förfarande för anodisering och anslutande elektroly- tisk infärgning av det bildade oxidskiktet hos en aluminium- bana medelst växelström i en kontinuerlig genomdragsprocess, k ä n n e t e o k n a t av att aluminiumbanan efter lämnande av anordningen för anodisering först genomlöper en vattenhaltig kontaktelektrolyt, i vilken metall aldrig utfälles, och sedan en vattenhaltig färgelektrolyt, som innehåller metalljoner och är skild från kontaktelektrolyten, och att växelströmmen för elektrolytisk utfällning av metalljonerna över en i kontakt- elektrolyten och över åtminstone en i färgelektrolyten anord- nad inertelektrod, utan direkt mekanisk kontakt, med asymmet- risk strömgenomgång överföres pà banan, varvid kontaktelektro- lyten avstämmes så.not:färgelektrolyten, att potentialskillna- den mellan motelektrod och föranodiserad aluminiumbana i kon- 1 taktoellen är mindre än motsvarande potentialskillnad i färg- badet och företrädesvis uppgår till högst 10 % av totalspän- ningen mellan de inerta elektroderna.

2. Förfarande enligt krav l, k ä n n e t e o k n a t av att växelströmmen över grafitelektroder överföres på banan.

3. 5. Förfarande enligt krav l, k ä n_n e t e c k n a t av att för en starkt sur färgelektrolyt användes metallsalter, vilka innehåller koppar-, tenn-, silver- och/eller talliumjoner.

4. Förfarande enligt krav 5, k ä n n e t e c k n a t av att talliumsulfat med en koncentration av 2-10 g/1 användes.

5. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att för en svagt sur färgelektrolyt användes metallsalter, vilka innehåller nickel-, kobolt-, kadmium- och/eller järnjoner.

6. Förfarande enligt krav l, k ä n n e t e c k n a t av att som kontaktelektrolyt användes en syra, vilken i den ano- diska fasen hos växelströmmen tillåter en ytterligare oxidation.

7. Förfarande enligt krav 6, k ä n n e t e c k n a t av att utspädd svavelsyra med en koncentration av 5-500 g/l, töreträdesvis lO-50 g/1, användes som kontaktelektro1yt.' Vi' 'zsesezš-s ' M8

8. Förfarande enligtlcravl, kännetecknat av att positionen hos i sidled förskjutbara utloppsrullar i färgbadet inställes alltefter önskadiärgningstíd och att de inerta elektroderna i färgbadet anpassas i motsvarighet där- till. ANFÖRDA PUBLIKATIONER: US 3 766 043 (204-28)