DE3107272A1 - Verfahren zur herstellung eines zweifarbigen polyedrischen aluminiumkoerpers - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines zweifarbigen polyedrischen aluminiumkoerpers

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DE3107272A1 DE19813107272 DE3107272A DE3107272A1 DE 3107272 A1 DE3107272 A1 DE 3107272A1 DE 19813107272 DE19813107272 DE 19813107272 DE 3107272 A DE3107272 A DE 3107272A DE 3107272 A1 DE3107272 A1 DE 3107272A1
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Description

Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines zweifarbigen polyedrischen Aluminiumkörpers der im Oberbegriüf des Patentanspruchs 1 genannten Art.
Speziell .betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung dekorativer Färbungen, speziell zweifarbiger Einfärbungen, auf der Oberfläche eines polyedrischen Körpers aus Aluminium oder einer zumindest im wesentlichen aus Aluminium bestehenden Legierung, wobei all diese Werkstoffe im folgenden kurz als "Aluminium" bezeichnet und zusammengefaßt sind. Die Erfindung betrifft in diesem Sinne speziell ein Verfahren zum.hellfarbigen und dunkelfarbigen Einfärben der Flächen eines polyedrischen Aluminiumkörpers, bei dem die einzelnen unterschiedlich gefärbten !''lachen durch die Polyederkanten scharf und ästhetisch zufriedenstellend voneinander getrennt sind.
Aus Aluminium im vorstehend definierten Sinne hergestellte Artikel mit anodisch oxidierten und eingefärbten Oberflächen sind zu den verschiedensten Zwecken im Einsatz und auf Grund ihres geringen Gewichtes, der Schönheit und der Vielfalt ihrer Einfärbungen sowie auf Grund ihrer Korrosionsbeständigkeit sehr beliebt. So haben beispielsweise aus Aluminium hergestellte. Uhrengehäuse, insbesondere Armbanduhrengehäuse, mit anodisch oxidierten und gefärbten Oberflächen in jüngerer Zeit durchaus einen wirtschaftlichen Erfolg erzielen können. Bislang konnten solche Uhrengehäuse jedoch nur einfarbig hergestellt werden, obwohl durch die Kantenbrechungen gerade an Armbanduhrengehäusen eine zweifarbige Ausgestaltung des Uhrengehäuses vom ästhetischen Standpunkt durchaus erstrebenswert ist.
Zweifarbige polyedrische Aluminiumkörper, durchaus also auch Uhrengehäuse, lassen sich prinzipiell durchaus in der Weise herstellen, daß ein anodisch oxidierter und gefärbter Aluminiumartikel mit partiell entfernten Oberflächenschichten einer zweiten anodischen Oxidation und Einfärbung mit einer zweiten Farbe unterworfen wird; Dieses mitunter tatsächlich angewendete Verfahren kann jedoch insofern zu keinem befriedigenden Ergebnis führen, da die in der ersten Verfahrensstufe gebildete eingefärbte anodische Oxidschicht bei der zweiten anodischen Oxidation und Einfärbung spürbar abgebaut und in Mitleidenschaft gezogen wird, wobei insbesondere die mechanischen und .die optischen Oberflächenkenndaten der ersten Oxidschicht verschlechtert werden. Dieses Verfahren der zweistufigen anodischen Oxidation und Einfärbung der Oxidschichten zur Herstellung zweifarbiger Aluminiumkörper hat daher keinen Eingang in die Praxis finden . können.
Angesichts dieses Standes der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zur Herstellung zweifarbiger polyedrischer Aluminiumkörper durch zweimalige anodische Oxidation und zweimaliges Einfärben dahingehend zu verbessern, daß hell und dunkel gefärbte Polyederflächen, die in den Polyederkanten des Körpers zusammenstoßen, scharfkantig und mit scharfen Grenzlinienkonturen gegeneinander abgegrenzt sind .und daß die in der ersten anodischen Oxidationsstufe und bei der ersten Einfärbung erhaltenen Oberflächen durch die zweite anodische Oxidation und den zweiten Einfärbungsprozeß nicht in Mitleidenschaft gezogen werden. Der Erfindung liegt damit weiterhin die Aufgabe zugrunde, einen zweifarbigen polyedrischen Aluminiumkörper zu schaffen, der bei scharfer und sauberer Abgrenzung der veischiedenfarbigen Flächen gegeneinander auf allen Flächen gleichgute Kenndaten aufweist, und zwar unabhängig von der Färbung der Flächen.
Zur Lösung dieser Aufgabe schafft die Erfindung ein Verfahren der eingangs genannten Art, das erfindungsgemäß die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 genannten Merkmale aufweist. Der zur Lösung der gestellten Aufgabe weiterhin, von der Erfindung geschaffene polyedrische zweifarbige Aluminiumkörper weist erfindungsgemäß die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 6 genannten Merkmale auf.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Das Verfahren der Erfindung zur Herstellung eines zweifarbigen polyedrischen Aluminiumkörpers ist also durch die Folge der nachstehenden Verfahrensschritte bekennzeichnet:
(a) Anodische Oxidation der Oberfläche des Aluminiumkörpers .unter Bildung einer Oxidschicht auf der gesamten Oberfläche;
(b) Einfärben der so erzeugten Oxidschicht mit dem dunkleren der beiden zum zweifarbigen Einfärben des Aluminiumkörpers vorgesehenen Farbtöne;
(c) anschließendes Versiegeln der gesamten in der beschriebenen Weise anodisch oxidierten und eingefärbten Oberfläche;
(d) mechanisches Entfernen der versiegelten und eingefärbten Oxidschicht von den Polyederflächen des polyedrischen Aluminiumkörpers, die mit der zweiten Farbgebung eingefärbt werden sollen, wobei die Oxidschicht soweit entfernt wird, daß auf diesen Polyederflächen die metallische Aluminiumoberfläche freiliegt;
(e) Aktivieren der auf diese Weise freigelegten metallischen Aluminiumoberfläche;
(f) anodisches Oxidieren der freigelegten und aktivierten metallischen Aluminiumoberfläche in einem Elektrolyten, der zumindest eine organische Säure enthält, wobei zur Bildung der Oxidschicht bei dieser anodischen Oxidation eine Spannung von 50 bis 80 V angelegt wird;
(g) Einfärben der während der zweiten anodischen Oxidation auf dem Aluminiumkörper gebildeten Oxidschicht in einem hellen Farbton; und
(h) anschließendes Versiegeln der durch die zweite anodische Oxidation hergestellten und eingefärbten Oberfläche in einem zweiten Versiegelungsprozeß.
Die Erfindung ist im folgenden an Hand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 in perspektivischer Darstellung ein unbearbeitetes Uhrengehäuse als Beispiel für einen polyodrisehen Körper vor der Einfärbung;
Figuren im Schnitt und in vergrößerter Teildarstellung
a '-, „ 5 drei Stadien des Herstellungsverfahrens des und 2c
polyodrischen zweifarbigen Körpers;
Fig. 3 in perspektivischer Darstellung ein nach dem
Verfahren der Erfindung fertiggestelltes zweifarbiges Uhrengehäuse.
Unter einem "polyedrischen Körper" im Sinne der Erfindung wird in geringer Abweichung von der exakten geometrischen Definition ein Körper verstanden, der zumindest zwei Flächen aufweist, die eben oder gekrümmt sein können und sich so schneiden, daß sie zusammen mindestens eine Kantenlinie bilden. Jede dieser mindestens zwcL voneinander durch eine Kantenlinie getrennten Flächen weist eine von der anderen Fläche verschiedene Färbung auf, und zwar primär aus ästhetischen Gründen. Typische Beispiele solcher polyedrischer Körper im Sinne der Erfindung sind Uhrengehäuse, insbesondere Armbanduhrengehäuse, Armbänder, Ketten und Halsbänder sowie beliebige andere, im wesentlichen ringförmige Artikel und reifförmige Artikel, solange diese mindestens zwei Oberflächen aufweisen, die durch mindestens eine Polyederkante •gegeneinander abgesetzt sind.
Nach dem Verfahren der Erfindung wird ein solcher polyedrischer Körper aus Aluminium mit einer Kombination von zwei verschiedenen Farben eingefärbt, wobei eine der beiden Farben auf einer der beiden öberflachen, die andere der beiden Farben auf die andere der beiden Oberflächen aufgebracht wird. Die beiden unterschiedlichen Farben weisen vorzugsweise einen relativ deutlichen Unterschied in ihrem Helligkeitswert auf. Als dunklerer Farbton dienen vorzugsweise schwarz, dunkelblau, dunkelbraun, dunkelgrün oder ein tiefes Dunkelrot, während als helle Farben vorzugsweise goldgelb, silberweiß, gelb, hellgrün oder hellblau verwendet werden. Die Wahl einer Kombination heller und dunkler Farben erfolgt dabei prinzipiell aus ästhetischen Überlegungen, ohne hinsichtlich der technischen Aspekte des Verfahrens der Erfindung einschränkend zu wirken. So können mit dem Verfahren der Erfindung insbesondere folgende, aus ästhetischen Gesichtspunkten bevorzugte Farbkombinationen hergestellt werden: schwarz/goid; braun/gold oder schwarz/silber.
Der polyedrische Körper besteht aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung prinzipiell beliebiger Art, solange diese anodisch oxidierbar ist. Diese Werkstoffe sind im Rahmen der Erfindung insgesamt kurz als "Aluminium" bezeichnet.
Aus Gründen der Vereinfachung der Beschreibung und der klareren Darstellung ist die Erfindung nachstehend an Hand des Beispiels eines aus Aluminium hergestellten Armbanduhrengehäuses als Beispiel für einen polyedrischen Körper beschrieben. Diese Beschreibung soll jedoch nicht dem Zweck dienen, die Erfindung auf diese Anwendung zu beschränken. Vielmehr sei an dieser Stelle noch einmal ausdrücklich betont, daß sich der aus der Erfindung abgeleitete Anspruch auf alle Arten polyedrischer Aluminiumkörper, also insbesondere auch Schmuckstücke beliebiger Art, bezieht.
In der Fig. 1 ist in perspektivischer Darstellung der Rohling eines Uhrengehäuses gezeigt, und zwar in einem Zustand, in dem er unmittelbar aus der Fertigung kommt, beispielsweise wie er unmittelbar nach dem Stanzen und anschließenden spanabhebenden Bearbeitungsschritten erhalten wird. Vor der Durchführung der ersten anodischen Oxidation wird der so erhaltene und in der Fig. 1 gezeigte Rohling des Uhrengehäuses in an sich bekannter und gebräuchlicher Weise entfettet und gewaschen. Der so gereinigte Rohling wird anschließend einer ersten anodischen Oxidation in einem elektrolytischen Bad, vorzugsweise einem Schwefelsäurebad, zur Bildung einer Oxidschicht an der Oberfläche unterworfen. Diese"erste anodische Oxidation wird typischerweise bei einer Temperatur im Bereich von -10 bis +100C mit einer Spannung von 30 bis 40 V bei einer Stromdichte von 3 bis 5 A/dm2 bei einer Dauer der Elektrolyse von 30 bis 60 min durchgeführt. Unter diesen Parametern der anodischen Oxidation wird auf der Oberfläche des Aluminiumgehäuses 1 eine Oxidschicht 2 zu beiden Seiten der ·
Polyederkante 3 des Gehäuses gebildet (Fig. 2a). Die Dicke der so hergestellten Oxidschicht beträgt bei Durchführung der Elektrolyse unter den angegebenen Parametern ca. 4 0 bis 60 μΐη.
Nach Abschluß der ersten anodischen Oxidation, die in der vorstehend beschriebenen Weise durchgeführt wird, wird der Gehäuserohling aus dem Bad genommen, mit Wasser gewaschen und in eine Farbstofflösung getaucht. Die Farbe die- · ser Farbstofflösung entspricht dabei dem dunkleren der beiden Farbtöne, in dem das Uhrengehäuse eingefärbt werden soll. In dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel sei angenommen, daß' das nach der ersten anodischen Oxidation mit Wasser gewaschene Uhrengehäuse in eine schwarze Farbstofflösung eingetaucht wird. Dabei können die Parameter des Einfärbens in weiten Bereichen schwanken, und zwar je nach Art und Konzentration der verwendeten Farbstofflösung. Gebräuchlicherweise wird bei Farbbadtemperaturen von 500C oder darüber eine Verweilzeit von 10 bis 30 .min zum vollständigen Einfärben der anodischen Oxidschicht benötigt. Nach dem Einfärben wird der Gehäuserohling dann mit Wasser abgespült und versiegelt. Dieses Versiegeln erfolgt vorzugsweise durch·Eintauchen in heißes reines Wasser, und zwar bei einer Temperatur des Wassers von 900C für eine Dauer von 10 bis 60 min. Dabei wird ein Uhrengehäuse er-, halten, das über seine gesamte Oberfläche schwarz eingefärbt ist, wobei die Oberfläche insgesamt durch die Nachbehandlung im heißen Wasser hermetisch versiegelt ist.
Eine oder mehrere bestimmte Flächen des in der vorstehend beschriebenen Weise insgesamt dunkel, hier schwarz, eingefärbten Uhrengehäuses werden dann mechanisch, beispielsweise durch Schleifen, in der Weise bearbeitet, daß die aufgebrachte gefärbte Oxidschicht abgetragen und die darunterliegende blanke metallische Oberfläche des Aluminiumgehäuses freigelegt wird. Die freigelegte blanke metallische
Aluminiumoberfläche wird anschließend durch Schwabbeln poliert. Bei diesen Arbeitsschritten ist darauf zu achten, daß die Sauberkeit der Kantenlinie 3, genauer gesagt der Trennlinie zwischen der verbleibenden Oxidschicht 2 und der freigelegten metallischen Aluminiumoberflache, nicht in der Weise in Mitleidenschaft gezogen wird, daß sie unscharf oder in anderer Weise unsauber und ausgebrochen wird. Dieser Zustand der sauber abgeschliffenen und geschwabbelten metallischen Aluminiumoberfläche im Kantenbereich zu einer dunkel gefärbten Oberfläche mit Oxidschicht ist in der Fig. 2b gezeigt.
Die in der beschriebenen Weise freigelegte und polierte metallische Aluminiumfläche des Gehäuses wird anschließend aktiviert. Die Aktivierung erfolgt in der Weise, daß das Uhrengehäuse in die wässrige Lösung einer Säure getaucht wird. Zu diesem Zweck der Aktivierung werden vorzugsweise eine 20 bis 50 Gew.-%ige wässrige Schwefelsäurelösung oder eine 5 bis 40 Gew.-%ige wässrige Salpetersäure verwendet. Bei einer Temperatur des Aktivierungsbades im Bereich von 15 bis 400C werden Verweilzeiten·für die Aktivierung im Bereich von 1 bis 5 min benötigt. Bei der Wahl der Parameter für diese Aktivierungsbehandlung ist darauf zu achten, daß die Aktivierung nicht bis zu einem solchen Ausmaß fortgeführt wird, daß die gefärbte Oxidschicht 2, die während des ersten anodischen Oxidierens und anschließenden Färbens der Oxidschicht erhalten wird, in ihrem Aussehen und in ihrer Färbung in Mitleidenschaft gezogen wird. Außerdem soll durch die Aktivierung der metallische Glanz der spiegelpolierten blanken Aluminiumoberfläche nicht vermindert werden.
Das in dieser Weise und in diesem Ausmaß und unter Beachtung der genannten Grenzkriterien auf seinen freigelegten metallischen Aluminiumoberflächen aktivierte Uhrengehäuse
wird dann einer zweiten anodischen Oxidation in einem elektrolytischen Bad unterzogen, das mindestens eine organische Säure enthält. Als organische Säure werden in dem elektrolytischen Bad für die zweite anodische Oxidation vorzugsweise Oxalsäure, Weinsäure, Äpfelsäure oder SuIfophthalsäure eingesetzt. Diese Säuren können einzeln oder im Gemisch miteinander, auch im Gemisch mit mehr als zwei Komponenten, verwendet werden. Die Gesamtkonzentration der organischen Säuren im elektrolytischen Bad für die zweite anodische Oxidation liegt vorzugsweise im Bereich von 3 bis 200 g/l.
Die zweite anodische Oxidation unterscheidet sich prinzipiell und wesentlich von der ersten anodischen Oxidation dadurch, daß sie unter Anlegen einer Spannung im Bereich, von 50 bis 80 V, also mit einer Spannung, die wesentlich höher als die in der ersten anodischen Oxidation verwendete Spannung ist, durchgeführt wird. Im übrigen wird die zweite anodische Oxidation vorzugsweise bei einer Badtemperatur von 20 bis 400C, bei einer Stromdichte von 3 bis 6 A/dm2 und bei einer Elektrolysedauer von 15 bis 40 min durchgeführt. Die unter diesen Elektrolysebedingungen während der zweiten anodischen Oxidation erzeugte Oxidschicht hat vorzugsweise eine· Dicke von mindestens 20 μπι, insbesondere vorzugsweise eine Dicke von mindestens 30 μΐη, um dem fertiggestellten Uhrengehäuse eine ausreichend zuverlässige Korrosionsbeständigkeit und Kratzfestigkeit und in ausreichendem Maße das erwünschte unbeexntrachtigte dekorative Aussehen zu verleihen. Vergleichbare Werte gelten auch für andere auf diese Weise behandelten Gegenstände, insbesondere für Schmuckstücke.
An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, daß gebräuchlicherweise bei Durchführen mehrerer anodischer Oxidationen an Aluminiumoberflächen die Spannung der zweiten und gegebenen-
falls dritten anodischen Oxidation üblicherweise niedriger als die Spannung gewählt wird, mit der die erste anodische Oxidation durchgeführt worden ist". Diese Maßnahme soll dem Zweck dienen, einer Oberflächenbeeinträchtig.ung und einem Abschälen der während der ersten anodischen Oxidation gebildeten Oxidschicht .während der Durchführung .der zweiten anodischen Oxidation vorzubeugen. Die Durchführung der zweiten anodischen Oxidation bei derart geringen .Spannungen weist jedoch den prinzipiellen Nachteil auf, daß auch die Geschwindigkeit der Bildung der Oxidschicht wesentlich vermindert wird,- so daß für die zweite anodische Oxidation extrem lange Verweilzeiten des zu oxidierenden Gegenstandes im Elektrolysebad erfordert werden- Dies wiederum, wenn die zweite Oxidschicht eine ausreichende Dicke aufweisen soll, führt verstärkt· zur Beeinträchtigung der während des ersten Oxidationsvorganges gebildeten Schicht.
Ohne Rücksicht auf die vorstehend beschriebenen Schwierigkeiten, die bei herkömmlichen Verfahren zur· zweiten anodischen Oxidation auftreten, kann beim Verfahren der Erfindung die zweite anodische Oxidation bei einer wesentlich höheren Spannung, nämlich bei einer Spannung im Bereich von 50 bis 80 V,·durchgeführt werden, ohne daß die in der ersten anodischen Oxidation gebildete Oxidschicht optisch oder mechanisch ungünstig beeinträchtigt wird. Dieses überraschende und völlig unerwartete Ergebnis ist vermutlich darauf zurückzuführen, daß die freigelegte blanke metallische Aluminiumfläche vor der Durchführung der zweiten anodischen Oxidation aktiviert wird. Durch diese Aktivierung wird eine relativ dicke Sperrschicht zwischen der Aluminiumoberfläche und der Oxidschicht ausgebildet, ohne den metallischen Glanz der aktivierten Oberfläche zu beeinträchtigen. Diese durch die Aktivierung gebildete Sperrschicht bewirkt eine Verbesserung der Haftung der in der zweiten anodischen
Oxidation gebildeten Oxidschicht, auf der Aluminiumoberfläche und verbessert weiterhin gleichzeitig die Korrosionsbeständigkeit der so aktivierten Oberfläche. Mit anderen Worten, die Durchführung der zweiten anodischen Oxidation wird vorzugsweise mit einer solchen Zusammensetzung und einer solchen Konzentration des elektrolytischen Bades und unter solchen elektrolytischen Verfahrensparametern durchgeführt/ daß die oben angegebenen Grenzkriterien und Erfordernisse eingehalten werden.
Nach Abschluß der zweiten anodischen Oxidation wird das Uhrengehäuse mit Wasser gründlich abgespült und durch Eintauchen in eine zweite Farbstofflösung, die einen heller gefärbten Farbstoff enthält, beispielsweise einen goldgelben Farbstoff, gefärbt. Die Einfärbung kann dabei unter den gleichen Parametern erfolgen, wie im Zusammenhang mit der ersten Einfärbungsstufe beschrieben. Als letz-.ter Verfahrensschritt zur Durchführung des Verfahrens der Erfindung wird das zum zweiten Mal durch Eintauchen in die Farbstofflösung gefärbte Uhrengehäuse einem zweiten Versiegelungsprozeß unterworfen, der in an sich bekannter Weise und unter gebräuchlichen Bedingungen durchgeführt werden kann. Dabei wird schließlich ein zweifarbiges Uhrengehäuse der in der Fig. 2c in vergrößertem Querschnitt in Teildarsteliung gezeigten Art erhalten. Die dunkel gefärbte Fläche 2 und die hell gefärbte Fläche 4 stoßen unter Bildung einer scharf konturierten Kantenlinie 3 zusammen, ohne daß die beiden Farben miteinander vermischt sind oder einander durchdringen und dadurch den ästhetischen Eindruck des zweifarbigen Uhrengehäuses beeinträchtigen.
In der vergrößerten Schnittdarstellung der Fig..2c ist deutlich dargestellt, daß der Außenrand der während der zweiten anodischen Oxidation gebildeten heller gefärbten Oxidschicht 4 in den Zwischenraum zwischen bzw. in die
Phasengrenzfläche zwischen der während der ersten anodischen Oxidation gebildeten Oxidschicht .2 und der Oberfläche des.unter dieser Oxidschicht liegenden Aluminiumkörpers entlang der Kantenlinie 3 hineinragt. Dieses Hinterschneiden der Kante der ersten Oxidschicht 2 b.zw. dieses Hineindringen der während der zweiten an.odischen Oxidation hergestellten Oxidschicht 4 in die Phasengrenzfläche zwischen der Aluminiumoberfläche und der auf dieser aufgebrachten ersten anodischen Oxidschicht 2 verstärkt die Farbkontrastwirkung zwischen den dunkel gefärbten und den hell gefärbten Oberflächen entlang der Trennlinie oder Kantenlinie 3', verbessert die Korrosionsbeständigkeit des mehrfarbig eingefärbten polyedrischen Körpers, hier des Uhrengehäuses, ganz erheblich und verbessert .schließlich die Haftung sowohl der Oxidschicht 2 als auch 'der Oxidschicht 4 sowohl aneinander als auch insbesondere im Kan-r tenbereich auf der Aluminiumoberfläche.
Die vorstehende Beschreibung läßt deutlich werden, daß die nach dem Verfahren der Erfindung hergestellten zweifarbigen polyedrischen Körper mit hellen und dunklen Oberflächen zu beiden Seiten von Kantenlinien vor allem durch eine ästhetisch zufriedenstellende- scharf konturi.erte Trennung der verschiedenfarbigen Flächen voneinander gekennzeichnet sind. Zusätzlich weisen die so hergestellten zweifarbigen Polyeder eine besonders gute Haftfestigkej t der Oxidüchie-hten, insbesondere auch an· den Kantenbereichen, auf, wodurch die nach dem Verfahren der Erfindung eingefärbten Polyeder eine besonders gute Korrosionsbeständigkeit zeigen. Dabei weisen- insbesondere sowohl die während eines ersten anodischen Oxidationsvorganges gebildete Oxidschicht als auch die während eines zweiten anodischen Oxidationsvorganges gebildete Oxidschicht gleicherweise gute Korrosionsbeständigkeit und gute mechanische und optische Kenndaten auf.
Das vorstehend allgemein und im wesentlichen an Hand eines Uhrengehäuse's beschriebene".Verfahren der Erfindung ist im folgenden'an Hand eines speziellen Ausführungsbeispiels noch einmal näher erläutert. Als polyedrischer Körper dient dabei wiederum ein ■Armbanduhrengehäuse der in der Fig.'1 gezeigten'Art.
Beispiel" ' . ' ' = -'■■''
(I) Der Rohling eines Armbandührengehäuses der in Fig. 1 gezeigten Art wird raffs einem Aluminiumblock durch-Fließpressen, Stanzen, spanabhebendes Bear- ■ ■ beiten und ' anschließendes .. Schleif en und Polieren hergestellt.. Der so hergestellte Rohling, des Uhren-
■ gehäuses wird ■ dann entfettet und gereinigt, und .zwar ' zunächst durch Eintauchen in eine 7 %ige wässrige Natronlauge bei 700C für die Dauer von 2 min und an— . schließend für.die Dauer von 1 min in eine 35 %ige wässrige Salpetersäurelösung von 500C. Der Rohling wird anschließend mit Wasser abgespült.
(II) Der so· gereinigte Rohling wird anschließend in einem elektrolytischen Bad der anodischen Oxidation unterworfen'. Das Bad hat eine Temperatur von 00C und enthält 150 g/1 Schwefelsäure und 15 g/l Glycerin. Die anodische Oxidation wird bei einer Spannung von ,35 Y und einer Stromdichte von 4 A/dmJ 4 0 min durchgeführt. Anschließend wird das auf diese Weise anodisch oxidierte Uhrengehäuse aus dem Elektrolysebad genommen und mit Wasser abgespült. Durch diese erste anodische Oxidation wird auf dem Uhrengehäuse-eine 50 μΐη dicke Oxidschicht gebildet.
Das so erhaltene anodisch oxidierte Uhrengehäuse wird anschließend in eine Farbstofflösung getaucht, die
in einer Konzentration von 10 g/l einen im Handel erhältlichen schwarzen Farbstoff enthält. Bei einer Temperatur der Farbstofflösung von mindestens 500C wird das Gehäuse 30 min in diese Lösung getaucht. Dabei wird ein insgesamt vollständig schwarz gefärbtes Gehäuse erhalten, das dann zum Versiegeln 30 min in reines Wasser mit einer Temperatur von 900C eingetaucht wird.
(III) Eine.Reihe von Oberflächen des Uhrengehäuses, nämlich die in der Fig. 3 hell dargestellten Flächen 4, werden durch mechanisches Schleifen von der schwarz
■ gefärbten Oxidschicht befreit. Dabei wird die reine blanke metallische Aluminiumoberfläche des Gehäusegrundkörpers freigelegt. Die freigelegten Flächen werden anschließend durch Schwabbeln spiegelpoliert.
(IV) Das auf diese Weise behandelte Uhrengehäuse mit ' den' spiegelpolierten Flächen 4 wird 2 min in eine wässrige Schwefelsäurelösung mit einer Konzentration von 400 g/l und einer Temperatur von 300C eingetaucht. Durch diesen Vorgang werden die freigelegten und polierten blanken metallischen Aluminiumoberflächen aktiviert. Nach dem Abspülen mit Wasser werden die auf diese Weise aktivierten Oberflächen in einem elektrolytischen Bad anodisch oxidiert, und zwar bei einer Badtemperatur von 300C. Das Bad enthält 100 g/1 SuIfophthalsäure, 50 g/l Oxalsäure, TO g/l Weinsäure und 5 g/l Apfelsäure. Bei einer " Spannung von 60 V und einer Stromdichte von 4 A/dm2 wird die anodische Oxidation 20 min durchgeführt. Dabei wird unter diesen Bedingungen während dieser zweiten anodischen Oxidation eine Oxidschicht mit einer Dicke von ca. 30 μπι erhalten.
Das auf diese Weise der zweiten anodischen Oxidation unterzogene Uhrengehäuse wird anschließend in eine zweite Farbstofflösung getaucht, die 10 g/l eines im Handel erhältlichen goldgelben Farbstoffes enthält. Die Farbstofflösung hat eine Temperatur von mindestens 500C. Die Tauchdauer beträgt 30 min. Dabei bildet sich auf der Oberfläche der während der zweiten anodischen Oxidation gebildeten Oxidschicht eine besonders schöne goldene Färbung aus. Die so eingefärbte, durch die zweite anodische Oxidation erhaltene Oxidschicht wird dann zum zweiten Versiegeln 30 min in reines Wasser von einer Temperatur von 900C eingetaucht .
Nach diesem abschließenden Versiegeln wird ein Uhrengehäuse der in Fig. 3 gezeigten Art erhalten, dessen dunklere Oberflächen 2 rein schwarz eingefärbt sind, während dessen heller dargestellte Oberflächen 4 einen reinen Goldton aufweisen, wobei die schwarzen und die goldenen Flächen durch die Kantenlinien 3 scharf konturiert voneinander getrennt und' gegeneinander abgesetzt sind.
Leerseite

Claims (1)

  1. JAEGER, GRAMS & PONTANI
    P AT E N T A N WA LT K
    DIPL.-CHEM. DR. KLAUS JAEGER DIPL.-ING. KLAUS D. GRAMS DR.-ING. HANS H. PONTANI
    GRÄFELFING · ARIBOSTR. 47 8031 STOCKDORF · KREUZWEG 34 8753 KLEINOSTHEIM · HIRSCHPFAD 3
    CZN-1
    Citizen Watch Co., Ltd.
    1-1, Nishi-Shinjuku 2-chome,
    Shinjuku-ku, Tokyo (Japan)
    Verfahren zur Herstellung eines zweifarbigen polyedrischen Aluminiumkörpers
    Patentansprüche
    M./ Verfahren zur Herstellung eines zweifarbigen polyedrischen Aluminiumkörpers,
    gekennzeichnet durch die folgenden .Verfahrensschritte:
    (a) Anodische Oxidation der Oberfläche des Aluminiumkörpers zur Herstellung einer dünnen Oxidschicht an der Oberfläche;
    (b) Einfärben der Oberflächenoxidschicht auf dem Aluminiumkörper in einem relativ dunklen Farbton;
    TELEPHON: (Ο89) 85427Ο1; 8574080) (Ο6Ο27) 8825 · TELEX: 5 21 777 Isar d
    (c) Durchführen einer ersten Versiegelung der so anodisch oxidierten und gefärbten Oberfläche
    ■ des'Aluminiumkörpers; ·
    (d) mechanisches Entfernen der Oxidschicht auf der . Oberfläche des Aluminiumkörpers von einem Teil der polyedrischen Flächen des Aluminiumkörpers, und zwar in der Weise, daß die blanke metallische Aluminiumoberfläche freiliegt;
    (e) Aktivieren der auf diese Weise freigelegten Aluminiumoberfläche;
    (f) anodisches Oxidieren der so freigelegten und aktir vierten blanken Aluminiumoberfläche in einem elektrolytischen Bad, das zumindest eine organische Säure enthält, wobei zur Bildung einer Oxidschicht auf den blanken Aluminiumoberflächen eine elektrische Spannung im Bereich von 50 bis 80 V angelegt wird;
    (g) Einfärben der auf der Oberfläche des Aluminiumkörpers in der Verfahrensstufe (f) durch die zweite anodische Oxidation gebildeten Oxidschicht in einem relativ hellen Farbton; und
    (h) Versiegeln der so anodisch oxidierten und in einem helleren Farbton eingefärbten Oberfläche in einer zweiten Versiegelungsstufe.
    Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet , daß die Aktivierung in der Verfahrensstufe (e) in der Weise durchgeführt wird, daß die freigelegte blanke Aluminiumoberfläche mit der wässrigen Lösung einer Säure in Berührung gebracht wird.
    Verfahren nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet , daß die wässrige Lösung der Säure eine wässrige Schwefelsäurelösung mit einer Konzentration von 20 bis 50 Gew.-% oder eine wässrige Salpetersäure mit einer Konzentration von 5 bis 40 Gew.-% ist.
    4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3., dadurch gekennzeichnet , daß die organische Säure in der Verfahrensstufe (f) SuIfophthalsäure, Oxalsäure, Weinsäure oder Äpfelsäure ist.
    5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Konzentration der organischen Säure im elektrolytischen Bad im Bereich von 3 bis 200 g/l liegt.
    6. Zweifarbiger polyedrischer Aluminiumkörper mit mindestens zwei Flächen, die auf der Oberfläche des Aluminiumkörpers eine durch anodische Oxidation hergestellte Oxidschicht tragen und durch eine Kante des Polyeders voneinander getrennt sind und auf einer ersten der beiden Flächen anders als auf der zweiten der beiden Flächen eingefärbt sind, dadurch gekennzeichnet , daß der äußere Rand der durch anodische· Oxidation hergestellten Oxidschicht der zweiten Fläche sich, bis zwischen die durch anodische Oxidation auf der ersten Fläche hergestellte Oxidschicht und die Oberfläche des Aluminiumkörpers unter dieser Oxidschicht auf der ersten Fläche hinein erstreckt.
    Zweifarbiger polyedrischer Aluminiumkörper nach Anspruch 6, · dadurch gekennzeichnet , daß der Farbton, in dem die zweite Fläche eingefärbt i.st, heller als der Farbton ist, in dem die erste Fläche eingefärbt ist.
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