DE2118313C3 - Verfahren zum Einfärben von anodischen Oxidschichten auf Aluminium - Google Patents

Description

Es ist bekannt, auf Aluminium durch Anodisieren hergestellte Oxidschichten einzufärben, indem man die Oxidschichten mit Stoffen behandelt, welche eine Färbung der Oxidschicht bewirken. Hierbei kann man für andere Zwecke bekannte Färbeverfahren benützen, indem man z. B. die Oxidschicht mit einem Farbstoff bestreicht. Auch das Anwenden von Färbebadern, erhalten durch Auflösen eines Farbstoffes in wasserfreien Stoffen, wie Paraffin, Wachs oder erhalten durch Auflösen phthalocyaninsulfosaurer Salze in Wasser ist bekannt. Es ist auch bekannt, auf eine anodische Oxidschicht Mischungen aufzubringen, die eine organische Edelmetallverbindung enthalten, und danach den zu färbenden Gegenstand zu erhitzen, wobei eine Zersetzung der Edelmetallverbindung mit dem Effekt einer verbleibenden Färbung durch ausgeschiedenes Edelmetall eintritt. Ebenso ist das Einbringen von Metallsalzen in organischen Lösemitteln in Anodisierschichten und darauffolgendes thermisches Zersetzen, wie Ausglühen unter Färbewirkung bekannt.

Auch ist schon vorgeschlagen worden, für solche Zwecke Druckfarben zu verwenden, die als Tragflüssigkeit eine wasserlösliche organische Hydroxy-Verbindung mit einem Siedepunkt über 100°, ein darin gelöstes färbendes Material und einen schließlich wieder ausgeschiedenen Füllstoff, letzterer bestehend aus einem neutralen festen Pigment, enthält, wobei man die Tragflüssigkeit des färbenden Materials durch Erhitzen des zu färbenden Gegenstandes auf Temperaturen von 180-230° beseitigt.

Es ist weiter allgemein bekannt, irgendwelche Gegenstände lackierend zu beschichten durch Elektrophorese in Bädern, welche dispergierte Lackteilchen enthalten, und alsdann zu trocknen. Man hat so in Aluminiiiiiioxidschichtun Kohlenstoff durch Elektrophorese eingelagert und dadurch schwarzgefärbte dichte Schienten erzeugt.

Es hat sich aber gezeigt, daß nur eine sehr beschränkte Anzahl von färbenden Stoffen und Färbemethoden den Ansprüchen der Praxis der Außenarchitektur genügt, insbesondere was die Lichtbeständigkeit und Witterungsbeständigkeit anbetrifft. Dies gilt insbesondere Für eine größere Anzahl von Farbstoffen, welche aufgrund ihrer guten Löslichkeit in irgendwelchen Lösungsmitteln in Form von Lösungen

to in die Anodisierschichten eingebracht zu werden pflegen. Die sogenannten selbstfärbenden Anodisierverfahren andererseits haben den Nachteil, daß die praktisch erzielbaren Farbarten und Farbskalen sehr beschränkt sind.

Vorliegende Erfindung hingegen erlaubt die Herstellung von lichtbeständiger, gefärbten Oxidschichten mittels organischer Farbstoffe in einem großen Bereich von Farben. Sie besieht in einem Verfahren zum Einfärben von durch Anodisieren erzeugten Oxidschichten auf Aluminium und seinen Legierungen durch deren lnberührungbringen mit organischen Farbstoffen und anschließendes Erhitzen, welches Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß man mindestens einen in nichtgelöster Form in Berührung mit der Oxidschicht gebrachten schmelzbaren organischen Farbstoff durch Erwärmen in die Oxidschicht einschmilzt.

Beim Verfahren vorliegender Erfindung dringt der durch die Erhitzung geschmolzene Farbstoff tief und gleichmäßig in die Poren der Oxidschicht ein. Die

jo anzuwendenden Farbstoffe sollen folgende Eigenschaften aufweisen: Gute Lichtbeständigkeit, einen Schmelzpunkt, der wenigstens über den Temperaturen des Gebrauchs des zu färbenden Gegenstandes liegt; er soll bis zu seinem Schmelzpunkt thermisch stabil sein oder

J5 sich beim Erhitzen zu seinem Schmelzpunkt nur insoweit verändern, daß danach noch der jeweils erwünschte Farbton erhalten wird.

Es ist ein Vorteil des Verfahrens der Erfindung, daß auch diejenigen schmelzbaren organischen Farbstoffe, die zufolge ihrer Schwerlöslichkeit nicht ohne weiteres zu einer für eine befriedigende Färbewirkung ausreichenden Konzentration vollständig gelöst werden können, jedoch in in Tragflüssigkeiten suspendierter Form (als Emulsionen) oder trocken anwendbar sind, mit dem Erfolg kräftiger gleichmäßiger und lichtechter Einfärbungau in das Verfahren eingesetzt werden können, indem diese Gruppe von Farbstoffen eine Reihe sehr licht- und witterungsbeständiger Pigmente enthält.

to Gewünschtenfalls kann beim Verfahren der Erfindung die Erhitzung über den Schmelzpunkt des Farbstoffs hinaus getrieben werden, um durch absichtliche teilweise Zersetzung des Farbstoffs bestimmte Farbtöne zu erzielen. Das lnberührungbringen des schmelzbaren Farbstoffes mit der zu färbenden Anodisierschicht kann durch an sich bekannte Mittel, z. B. durch Aufstreuen des Farbstoffpulvers oder durch Auftragen einer Suspension des in der Tragflüssigkeit schwerlöslichen schmelzbaren Pigments mittels Pinsel,

bo mittels einer Malerspritzpistole, aber auch z. B. durch Einlagern der Farbstoffteilchen in die Poren einer Anodisierschichl durch Elektrophorese oder durch Aufdampfen eines verdampfbaren Farbstoffs auf die einzufärbende Oxidschicht erfolgen.

h5 Die Erhitzung des Farbstoffs zwecks dessen Schmelzen kann beim Verfahren der Erfindung durch ein an sich bekanntes Hitzemiltel, /. B. durch Erhitzen mittels warmer Luft oder heißen Ga.>en oder Gasbrennern oder

durch Strahlung, z. B. in einem Tunnelofen mittels Infrarotstrahlung, oder z. B. durch induktive Erhitzung der zu färbenden Gegenstände bewirkt werden.

Es steht nichts im Wege, das Einschmelzen oder das Aufdampfen des Farbstoffes in die Anodisierschicht dadurch zu erleichtern oder zu vervollständigen, daß man durch Anwenden von Unterdruck oder Vakuum eine Entlüftung der Poren der Anodisierschicht und eine Verringerung oxidierender Einwirkung der Luft auf den Farbstoff oder die Legierung bewirkt.

Nach der Abkühlung kann der auf der Oberfläche verbliebene Überschuß des Farbstoffes durch an sich bekannte Mittel, z. B. durch Abwischen mittels weichen Lappen entfernt werden, und die gefärbte Anodisierschicht alsdann nach bekannten Methoden gedichtet oder versiegelt werden.

Es steht nichts im Wege, durch Anwenden an sich bekannter Maßnahmen wie Abdecken eines Teils der Anodisierschichten und darauffolgendes mehrstufiges Einbringen verschiedener Farbstoffe mehrfarbige Muster zu erzeugen.

Beispiel 1

Ein Blech aus Legierung AIMg 1,5 wurde in einem Elektrolyten, welcher 20 Gew.-% Schwefelsäure (10C%) enthielt, bei 25°C während 60 Min. bei einer Stromdichte von 1 A/dm² anodisiert. Nach dem Waschen mit Wasser wurden auf und in der Anodisierschicht durch elektrophoretisches Behandeln in einer wäßrigen (2 Gew.-Teile Farbstoff in 100 Teilen Wasser) von ω Kupferphthalocyanin der später einzuschmelzene Farbstoff eingelagert. Die Elektrophorese erfolgte bei gewöhnlicher Temperatur während 5 Minuten unter Anlegen einer Spannung von 200 Volt. Das Blech wurde 10 Min. lang bei Laboratoriumstemperatur und alsdann in einem Ofen 10 Min. auf 350⁰C gehalten. Hierbei schmolz der Farbstoff und verteilte sich gleichmäßig in den Poren der Oxidschicht Nach dem Entfernen des überschüssigen Farbstoffes mittels eines Lappens und nach dem Dichten in siedendem Wasser wies das Blech eine lichtbeständige Blaufärbung auf.

Beispiel 2

Ein Blech der selben Legierung AlMg 1,5 wurde analog zum Beispiel 1 durch Anodisieren und Elektrophorese in einer wäßrigen Suspension des gelben Farbstoffs Artilengelb der Colour-index constitution number 11 680 mit einer mit diesem Farbstoff beladenen Anodisierschicht versehen. Nach dem Trocknen wurde es 3 Minuten auf 220⁰C gehalten, wobei der Farbstoff in die Poren der Anodisierschich! gleichmäßig einschmolz. Nach dem Entfernen des überschüssigen FarDstoffes und Dichten in siedendem Wasser wies das Blech eine schöne lichtbeständige Gelbfärbung auf.

Beispiel 3

Ein Blech der selben Legierung AIMg 1,5 wurde so wie im Beispiel 1 anodisiert. Nach dem Trocknen wurde pulverförmiger Farbstoff Λ-Methylaminoanthrachinon aufgestreut und das Blech alsdann bis zum Schmelzen des Farbstoffs bei ca. 165°C 3 Minuten lang erhitzt. Ein Teil des Farbstoffs verdampfte. Gleichwohl zeigte das Blech nach dem Reinigen und Dichten eine schöne tiefrote Farbe.

Das selbe Ergebnis vurde erhalten, indem man den Farbstoff verdampfte, den Dampf auf die Oberfläche des Bleches einwirken ließ und ihn darin flüssig oder in festem Zustand kondensierte. Im letzteren Fall führte Erhitzen zum Schmelzen des Farbstoffs und zu gleichmäßiger Verteilung und Färbung.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Einfärben von durch Anodisieren erzeugten Oxidschiebten auf Aluminium und seinen Legierungen durch deren Inberührungbringen mit organischen Farbstoffen und anschließendes Erhitzen, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein in nichtgelöster Form mit der Oxidschicht in Berührung gebrachter schmelzbarer, organischer Farbstoff durch Erwärmen in die Oxidschicht eingeschmolzen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Farbstoff durch Elektrophorese auf und in die Oxidschicht gebracht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Einschmelzen des Farbstoffs durch Erhitzen mittels warmer Luft oder anderer warmer Gase bewirkt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Einschmelzen durch Strahlung bewirkt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Einschmelzen durch induktives Erhitzen des zu färbenden Gegenstandes bewirkt wird.

6. Verwendung der nach Anspruch 1 bis 5 eingefärbten Anodisierschichtcn für drucktechnische Zwecke und Dekorationszwecke.