PL241203B1 - Method of producing an interference coating - Google Patents

Method of producing an interference coating Download PDF

Info

Publication number
PL241203B1
PL241203B1 PL434839A PL43483920A PL241203B1 PL 241203 B1 PL241203 B1 PL 241203B1 PL 434839 A PL434839 A PL 434839A PL 43483920 A PL43483920 A PL 43483920A PL 241203 B1 PL241203 B1 PL 241203B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
dyeing
anodizing
aluminum
amount
electrolyte
Prior art date
Application number
PL434839A
Other languages
Polish (pl)
Other versions
PL434839A1 (en
Inventor
Dawid Wodka
Original Assignee
Canpack Spolka Akcyjna
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canpack Spolka Akcyjna filed Critical Canpack Spolka Akcyjna
Priority to PL434839A priority Critical patent/PL241203B1/en
Priority to CA3183777A priority patent/CA3183777A1/en
Priority to EP21752736.5A priority patent/EP4189147A1/en
Priority to PCT/IB2021/055654 priority patent/WO2022023836A1/en
Priority to US18/018,570 priority patent/US20230357946A1/en
Priority to CN202180049219.9A priority patent/CN115803483A/en
Publication of PL434839A1 publication Critical patent/PL434839A1/en
Publication of PL241203B1 publication Critical patent/PL241203B1/en
Priority to CONC2023/0001764A priority patent/CO2023001764A2/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D11/00Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
    • C25D11/02Anodisation
    • C25D11/04Anodisation of aluminium or alloys based thereon
    • C25D11/18After-treatment, e.g. pore-sealing
    • C25D11/20Electrolytic after-treatment
    • C25D11/22Electrolytic after-treatment for colouring layers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D11/00Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
    • C25D11/02Anodisation
    • C25D11/04Anodisation of aluminium or alloys based thereon
    • C25D11/06Anodisation of aluminium or alloys based thereon characterised by the electrolytes used
    • C25D11/08Anodisation of aluminium or alloys based thereon characterised by the electrolytes used containing inorganic acids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D11/00Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
    • C25D11/02Anodisation
    • C25D11/04Anodisation of aluminium or alloys based thereon
    • C25D11/06Anodisation of aluminium or alloys based thereon characterised by the electrolytes used
    • C25D11/10Anodisation of aluminium or alloys based thereon characterised by the electrolytes used containing organic acids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D11/00Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
    • C25D11/02Anodisation
    • C25D11/04Anodisation of aluminium or alloys based thereon
    • C25D11/14Producing integrally coloured layers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D11/00Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
    • C25D11/02Anodisation
    • C25D11/04Anodisation of aluminium or alloys based thereon
    • C25D11/18After-treatment, e.g. pore-sealing
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D11/00Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
    • C25D11/02Anodisation
    • C25D11/04Anodisation of aluminium or alloys based thereon
    • C25D11/18After-treatment, e.g. pore-sealing
    • C25D11/24Chemical after-treatment
    • C25D11/246Chemical after-treatment for sealing layers

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
  • Chemical Treatment Of Metals (AREA)
  • Coloring (AREA)

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest sposób wytwarzania powłoki interferencyjnej na powierzchni wyrobu ze stopu albo stopów aluminium obejmujący anodowanie i barwienie elektrochemiczne z użyciem prądu przemiennego polega na tym, że elektrolit stosowany podczas barwienia elektrochemicznego zawiera siarczan (VI) miedzi (II) w ilości od 1 do 100 g/l, kwas borowy w ilości od 1 do 40 g/l i kwas winowy w ilości 0,1 g do 20 g/l.The subject of the application is a method of producing an interference coating on the surface of an aluminum alloy or alloy product, including anodizing and electrochemical dyeing with the use of alternating current, which consists in the fact that the electrolyte used during electrochemical dyeing contains copper (II) sulphate in an amount from 1 to 100 g / l, boric acid in an amount from 1 to 40 g / l and tartaric acid in an amount of 0.1 g to 20 g / l.

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania powłoki interferencyjnej na powierzchni wyrobu ze stopu albo stopów aluminium obejmujący anodowanie i barwienie elektrochemiczne z użyciem prądu przemiennego.The present invention relates to a method of producing an interference coating on the surface of an aluminum alloy or alloy product comprising anodizing and electrochemical dyeing with the use of an alternating current.

Stopy aluminium ze względu na korzystny stosunek wytrzymałości do ciężaru właściwego oraz łatwość kształtowania zyskały popularność w wielu branżach produkcyjnych. Obecnie stopy aluminiowe są szeroko wykorzystywane w branży samochodowej, budowlanej czy też do produkcji opakowań żywnościowych. Warunki w jakich wyroby pracują stawiają konieczność dodatkowego zabezpieczenia powierzchni metalu przed niekorzystnymi czynnikami zewnętrznymi. W przypadku niektórych branż efekt wizualny stanowi kluczowy powód w podjęciu decyzji o zakupie danego wyrobu przez klienta. Rosnąca świadomość konieczności zrównoważonego rozwoju stawia kolejne wyzwania przed inżynierami pracującymi nad rozwojem nowych powłok. Obecnie rynek wymaga spełnienia wszystkich trzech wyżej wymienionych aspektów, powłoka musi spełniać określone wymagania techniczne, być przyjazna środowisku oraz oferować niespotykane efekty wizualneDue to the favorable strength to specific weight ratio and the ease of shaping, aluminum alloys have gained popularity in many manufacturing industries. Currently, aluminum alloys are widely used in the automotive, construction and food packaging industries. The conditions in which the products operate make it necessary to additionally protect the metal surface against adverse external factors. For some industries, the visual effect is a key factor in the customer's decision to purchase a given product. The growing awareness of the need for sustainable development poses new challenges for engineers working on the development of new coatings. Currently, the market requires meeting all three of the above-mentioned aspects, the coating must meet certain technical requirements, be environmentally friendly and offer unprecedented visual effects.

Zabezpieczenie powierzchni aluminium może zostać zrealizowane poprzez proces anodowania. Sam proces jest dobrze znany i opisany w dostępnej literaturze.The protection of the aluminum surface can be achieved by the anodizing process. The process itself is well known and described in the available literature.

Dokument US 1869058 z roku 1931 roku opisuje anodowania proces przy niskim napięciu prądu w kwasie siarkowym. Na przestrzeni lat pojawiło się wiele prac prezentujących różne podejścia do rozwoju i udoskonalania techniki w celu spełnienia najnowszych wymogów środowiskowych i konsumenta.US 1869058 of 1931 describes an anodizing process using a low voltage of current in sulfuric acid. Over the years, there has been a lot of work presenting different approaches to the development and improvement of the technique in order to meet the latest environmental and consumer requirements.

Proces barwienia bez poprzedzającego etapu anodowania został opisany w dokumencie US4115212. Dokument ujawnia proces elektrochemicznego barwienia elementów wykonany ze stopów aluminium przy użyciu prądu przemiennego w wodnym roztworze zawierającym kwas siarkowy i kwas borowy albo tylko kwas sulfaminowy oraz sole metali. Proces kończy się dodatkowym zabezpieczeniem powierzchni poprzez naniesienie bezbarwnego lakieru. Warstwa jednak nie posiada efektu interferencji.A dyeing process without a preceding anodizing step is described in US4115212. The document discloses a process for electrochemical dyeing of items made of aluminum alloys using an alternating current in an aqueous solution containing sulfuric acid and boric acid or only sulfamic acid and metal salts. The process ends with additional protection of the surface by applying a colorless varnish. The layer, however, has no interference effect.

Dokument US4066816 opisuje proces anodowania połączony z barwieniem elektrochemicznym, którego efektem jest powłoka interferencyjna. Dokument opisuje dwuetapowe anodowanie w kwasie siarkowym oraz w kwasie fosforowym, co powoduje konieczność przepłukania elementów w celu uniknięcia przeniesienia kąpieli pomiędzy etapami. Drugie anodowanie ma na celu powiększenie porów w warstwie tlenkowej.The document US4066816 describes an anodizing process combined with electrochemical dyeing which results in an interference coating. The document describes a two-step anodizing in sulfuric acid and in phosphoric acid, which necessitates the rinsing of the elements in order to avoid transfer of the bath between the stages. The second anodizing is to enlarge the pores in the oxide layer.

W publikacji naukowej Synthesis and properties of iridescent Zn-containing anodic aluminium oxide films (Thin Solid Films 586 (2015) 8-12) elektrochemiczne nanoszenie atomów cynku z roztworu 80 g/L ZnSO4 7H2O oraz 20 g/L H3BO3 zostało poprzedzone anodowaniem w kwasie fosforowym przez co najmniej 10 minut. W pracy Interference Coloring of Dual-Anodized Films on Aluminum Containing Electrolytically Deposited Thin Metal Layers (Plating and Surface Finishing; 84, 5; 116-119; 1997) efekt interferencji został uzyskany w wyniku naniesienia atomów cyny i niklu w porach tlenku aluminium.In the scientific publication Synthesis and properties of iridescent Zn-containing anodic aluminum oxide films (Thin Solid Films 586 (2015) 8-12), electrochemical deposition of zinc atoms from 80 g / L ZnSO4 7H2O and 20 g / L H3BO3 solutions was preceded by acid anodization phosphorus for at least 10 minutes. In the work Interference Coloring of Dual-Anodized Films on Aluminum Containing Electrolytically Deposited Thin Metal Layers (Plating and Surface Finishing; 84, 5; 116-119; 1997), the interference effect was obtained by depositing tin and nickel atoms in the pores of aluminum oxide.

Dokument WO2019011778 opisuje metodę wytwarzania powłoki opalizującej na wyrobach walcowanych. Anodowana cienka, porowata warstwa tlenku aluminium o grubości od 15 do 25 nm poddawana jest barwieniu z wykorzystaniem barwników azowych, antrachinonowych lub indygo. Proces ten zakończony jest powłoką otrzymaną metodą zol-żel. Tak otrzymana warstwa cechuje się lekkim efektem opalizującym.Document WO2019011778 describes a method of producing an iridescent coating on rolled products. Anodized thin, porous aluminum oxide layer with a thickness of 15 to 25 nm is dyed with azo, anthraquinone or indigo dyes. This process is completed with a coating obtained with the sol-gel method. The layer obtained in this way is characterized by a slight iridescent effect.

Sposób wytwarzania powłoki interferencyjnej na powierzchni wyrobu ze stopu albo stopów aluminium obejmujący anodowanie i barwienie elektrochemiczne z użyciem prądu przemiennego według wynalazku charakteryzuje się tym, że elektrolit stosowany podczas barwienia elektrochemiczneg o zawiera z siarczan (VI) miedzi (II) w ilości od 1 do 100 g/l, kwas borowy w ilości od 1 do 40 g/l i kwas winowy w ilości 0,1 g do 20 g/l.The method of producing an interference coating on the surface of an article from an aluminum alloy or alloys, including anodizing and electrochemical dyeing with the use of alternating current according to the invention, is characterized in that the electrolyte used during electrochemical dyeing contains copper (II) sulphate in an amount from 1 to 100 g / l, boric acid in an amount from 1 to 40 g / l and tartaric acid in an amount of 0.1 g to 20 g / l.

Barwienie prowadzi się w warunkach ciągłego mieszania elektrolitu.The dyeing is carried out under conditions of continuous stirring of the electrolyte.

Czas barwienia wynosi ponad 10 s.The dyeing time is over 10 s.

Barwienie prowadzi się w temperaturze 5-40°C.The dyeing is carried out at a temperature of 5-40 ° C.

Barwienie prowadzi się z wykorzystaniem prądu przemiennego o napięciu w zakresie 0,5-50 V.Coloring is carried out with the use of alternating current with a voltage in the range of 0.5-50 V.

Anodowanie odbywa się w roztworze kwasu siarkowego (VI) o stężeniu 50-500 g/l z dodatkiem jonów aluminium w ilości 0-100 g/l.Anodizing takes place in a solution of sulfuric acid (VI) with a concentration of 50-500 g / l with the addition of aluminum ions in the amount of 0-100 g / l.

Anodowanie prowadzi się przy gęstości prądu 0,1-5 A/dm2.Anodizing is carried out at a current density of 0.1-5 A / dm 2 .

Anodowanie prowadzi się w czasie 10-3600 sekund.The anodizing time is 10-3600 seconds.

Wyrób po barwieniu uszczelnia się.After dyeing, the product seals itself.

PL 241 203 B1PL 241 203 B1

Uszczelnianie prowadzi się metodą hydrotermalną na gorąco albo na zimno albo metodą osadzania z fazy gazowej.Sealing is carried out by hot or cold hydrothermal or vapor deposition methods.

Uszczelnianie prowadzi się metodą osadzania z fazy gazowej wykorzystując technikę osadzania warstw atomowych.Sealing is performed by the vapor deposition method using the atomic layer deposition technique.

W celu zapewnienia dobrej i powtarzalnej jakości powłok należy odtłuścić i wytrawić powierzchnię wyrobu aluminiowej przed rozpoczęciem anodowania. Proces ten może odbywać się w kąpielach opartych na rozpuszczalnikach organicznych, kąpielach wodnych kwaśnych oraz zasadowych. Po wykonaniu mycia i trawienia obrabianego elementu, należy element wypłukać w wodzie dejonizowanej. Po odcieknięciu nadmiaru wody wyrób aluminiowy może zostać poddany procesowi wytwarzania powłoki interferencyjnej. Opisany powyżej sposób przygotowania powierzchni wyrobu może być zastąpiony innym znanym sposobem. W stanie techniki dostępne są inne alternatywne metody mogące zapewnić odpowiednią jakość powierzchni.In order to ensure good and reproducible quality of the coatings, the surface of the aluminum product should be degreased and etched prior to the commencement of anodizing. This process can take place in baths based on organic solvents, acidic and alkaline water baths. After washing and etching the workpiece, rinse it with deionized water. After excess water has drained off, the aluminum product can be subjected to the process of producing an interference coating. The above-described method of preparing the surface of the product can be replaced by another known method. Other alternative methods are available in the art that can ensure an adequate surface quality.

Wyrób po anodowaniu powinno się przepłukać, korzystnie w wodzie dejonizowanej, a następnie przenieść do kąpieli barwiącej.After anodizing, the product should be rinsed, preferably in deionized water, and then transferred to the dyeing bath.

Niekwestionowanymi zaletami sposobu otrzymywania powłoki interferencyjnej według wynalazku jest odpowiedni dobór składników elektrolitu. Wykorzystanie siarczanu (VI) miedzi (II) jest zdecydowanie bezpieczniejsze w stosunku do wcześniej wykorzystywanych elektrolitów np. siarczanu (VI) kobaltu, czy siarczanu (VI) niklu, które są podejrzewane lub wykazują właściwości kancerogenne. Skład elektrolitu pozwala na otrzymanie szerokiego zakresu wariantów kolorystycznych w jednej kąpieli, ułatwiając tym samym proces technologiczny, skracając również czas wytworzenia powłoki co stanowi istotny aspekt ekonomiczny i jest korzystne dla środowiska naturalnego, gdyż obniża zużycie energii.The unquestionable advantages of the method of obtaining the interference coating according to the invention are the appropriate selection of the electrolyte components. The use of copper (II) sulphate (VI) is much safer in relation to the previously used electrolytes, e.g. cobalt sulphate (VI) or nickel sulphate (VI), which are suspected or show carcinogenic properties. The composition of the electrolyte allows to obtain a wide range of color variants in one bath, thus facilitating the technological process, also shortening the time of creating the coating, which is an important economic aspect and is beneficial for the natural environment as it reduces energy consumption.

Sposób według wynalazku może być w szczególności przydatny do otrzymywania nowego efektu graficznego na powierzchni puszek napojowych lub wieczek do nich.The method according to the invention may in particular be useful for obtaining a new graphic effect on the surface of beverage cans or their lids.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunkach, gdzie fig. 1 przedstawia schemat blokowy procesu wytwarzania powłok interferencyjnych, a fig. 2 - przekrój wyrobu aluminiowego obrazujący strukturę powłoki na której zachodzi interferencja światła.The subject of the invention is presented in the embodiment in the drawings, where Fig. 1 shows a block diagram of the interference coatings production process, and Fig. 2 - a cross-section of an aluminum product showing the structure of the coating with light interference.

P r z y k ł a d 1P r z k ł a d 1

Po odtłuszczeniu i wytrawieniu powierzchni wyrób aluminiowy trafia do anodowania w wodnym roztworze kwasu siarkowego (VI) o stężeniu 150 g/l z dodatkiem jonów aluminium poziomie 1,1 g/l w temperaturze 18°C, w warunkach stałoprądowych przy gęstości prądu 1,1 A/dm2. Jako katoda może zostać użyta blacha aluminiowa o powierzchni równej lub większej powierzchni wyrobu aluminiowego. Czas anodowania wyniósł 200 sekund. Po zakończeniu procesu anodowania element należy wypłukać w wodzie dejonizowanej, a po odcieknięciu jej nadmiaru można rozpocząć kolejny etap. Barwienie elektrochemiczne odbywa się przy użyciu prądu przemiennego o napięciu 8 V w elektrolicie zawierającym 15 g/l siarczanu (VI) miedzi (II), 20 g/l kwasu borowego oraz 1 g/l kwasu winowego. Przez cały proc es temperatura elektrolitu wynosi 18°C. Przeciwelektroda z stali nierdzewnej ma powierzchnią roboczą równą lub większą od powierzchni wyrobu aluminiowego. Elektrolit jest nieustannie mieszany, a czas barwienia wynosi 120 sekund. Po zakończeniu procesu wyrób aluminiowy jest płukany w wodzie dejonizowanej a następnie suszony.After degreasing and etching the surface, the aluminum product is anodized in an aqueous solution of sulfuric acid (VI) at a concentration of 150 g / l with the addition of aluminum ions at the level of 1.1 g / l at a temperature of 18 ° C, under constant current conditions with a current density of 1.1 A / dm 2 . An aluminum sheet with a surface equal to or greater than that of the aluminum product may be used as the cathode. The anodizing time was 200 seconds. After completing the anodizing process, the element should be rinsed in deionized water, and after draining off the excess, the next stage can be started. Electrochemical dyeing is performed using an alternating current of 8 V in an electrolyte containing 15 g / l of copper (II) sulphate (VI), 20 g / l of boric acid and 1 g / l of tartaric acid. Throughout the process, the electrolyte temperature is 18 ° C. A stainless steel counter electrode has a working surface equal to or greater than that of the aluminum product. The electrolyte is constantly stirred and the staining time is 120 seconds. After the end of the process, the aluminum product is rinsed in deionized water and then dried.

Schemat blokowy procesu wytwarzania powłok interferencyjnych przedstawiono na rysunku fig. 1, gdzie poszczególne liczby oznaczają:The block diagram of the interference coatings manufacturing process is shown in Fig. 1, where the numbers represent:

- proces mycia i trawienia elementu aluminiowego;- the process of washing and etching the aluminum element;

, 4, 6, 9 - proces płukania wodą dejonizowaną;, 4, 6, 9 - rinsing process with deionized water;

- anodowanie elementu aluminiowego;- anodizing of the aluminum element;

- barwienie prądem przemiennym (AC);- staining with alternating current (AC);

, 10 - suszenie gotowego elementu;, 10 - drying the finished element;

- uszczelnianie powłoki tlenkowej na elemencie aluminiowym.- sealing the oxide coating on an aluminum element.

Przerywaną linią zaznaczono opcjonalną ścieżkę uszczelnienia powłoki wyrobu aluminiowego.The dashed line indicates the optional sealing path for the coating of the aluminum product.

P r z y k ł a d 2P r z k ł a d 2

Wytworzenie powłoki interferencyjnej zgodnie z wytycznymi opisanymi w przykładzie 1, a następnie wykonanie hydrotermalnego uszczelnienia na gorąco. Schemat blokowy procesu wytwarzania powłok interferencyjnych przedstawiono na rysunku fig. 1.Formation of an interference coating according to the guidelines described in example 1, followed by a hydrothermal heat seal. The block diagram of the interference coatings manufacturing process is shown in Fig. 1.

P r z y k ł a d 3P r z k ł a d 3

Wytworzenie powłoki interferencyjnej zgodnie z wytycznymi opisanymi w przykładzie 1, a następnie wykonanie uszczelnienia na zimno. Schemat blokowy procesu wytwarzania powłok interferencyjnych przedstawiono na rysunku fig. 1.Preparation of the interference coating according to the guidelines described in example 1, followed by cold sealing. The block diagram of the interference coatings manufacturing process is shown in Fig. 1.

PL 241 203 B1PL 241 203 B1

P r z y k ł a d 4P r z k ł a d 4

Wytworzenie powłoki interferencyjnej zgodnie z wytycznymi opisanymi w przykładzie 1, a następnie wykonanie uszczelnienia z wykorzystaniem techniki osadzania z fazy gazowej np. techniką osadzania warstw atomowych. Schemat blokowy procesu wytwarzania powłok interferencyjnych przedstawiono na rysunku fig. 1.Formation of an interference coating according to the guidelines described in Example 1, followed by sealing by means of a vapor deposition technique, e.g. by atomic layer deposition. The block diagram of the interference coatings manufacturing process is shown in Fig. 1.

P r z y k ł a d 5P r z o l a d 5

Po odtłuszczeniu i wytrawieniu powierzchni wyrób aluminiowy trafia do anodowania w wodnym roztworze kwasu siarkowego (VI) o stężeniu 145 g/l z dodatkiem jonów aluminium poziomie 1 g/l w temperaturze 11°C, w warunkach stałoprądowych przy gęstości prądu 1,2 A/dm2. Jako katoda może zostać użyta blacha aluminiowa o powierzchni równej lub większej powierzchni wyrobu aluminiowego. Czas anodowania wyniósł 250 sekund. Po zakończeniu procesu anodowania element należy wypłukać w wodzie dejonizowanej, a po odcieknięciu jej nadmiaru można rozpocząć kolejny etap. Barwienie elektrochemiczne odbywa się przy użyciu prądu przemiennego o napięciu 12 V w elektrolicie zawierającym 13 g/l siarczanu (VI) miedzi (II), 22 g/l kwasu borowego oraz 1,6 g/l kwasu winowego. Przez cały proces temperatura elektrolitu wynosi 22°C. Przeciwelektroda z stali nierdzewnej ma powierzchnią roboczą równą lub większą od powierzchni wyrobu aluminiowego. Elektrolit jest nieustannie mieszany, a czas barwienia wynosi 160 sekund. Po zakończeniu procesu wyrób aluminiowy jest płukany w wodzie dejonizowanej a następnie suszony. Schemat blokowy procesu wytwarzania powłok interferencyjnych przedstawiono na rysunku fig. 1.After degreasing and etching of the surface, the aluminum product is anodized in an aqueous solution of sulfuric acid (VI) with a concentration of 145 g / l with the addition of aluminum ions at a temperature of 11 ° C, under constant current conditions with a current density of 1.2 A / dm 2 . An aluminum sheet with a surface equal to or greater than that of the aluminum product may be used as the cathode. The anodizing time was 250 seconds. After completing the anodizing process, the element should be rinsed in deionized water, and after draining off the excess, the next stage can be started. Electrochemical dyeing is carried out using 12 V alternating current in an electrolyte containing 13 g / l of copper (II) sulphate (VI), 22 g / l of boric acid and 1.6 g / l of tartaric acid. The electrolyte temperature is 22 ° C throughout the process. A stainless steel counter electrode has a working surface equal to or greater than that of the aluminum product. The electrolyte is constantly stirred and the staining time is 160 seconds. After the end of the process, the aluminum product is rinsed in deionized water and then dried. The block diagram of the interference coatings manufacturing process is shown in Fig. 1.

P r z y k ł a d 6P r z l a d 6

Po odtłuszczeniu i wytrawieniu powierzchni wyrób aluminiowy trafia do anodowania w wodnym roztworze kwasu siarkowego (VI) o stężeniu 150 g/l z dodatkiem jonów aluminium poziomie 1,1 g/l w temperaturze 18°C, w warunkach stałoprądowych przy gęstości prądu 1,1 A/dm2. Jako katoda może zostać użyta blacha aluminiowa o powierzchni równej lub większej powierzchni wyrobu aluminiowego. Czas anodowania wyniósł 200 sekund. Po zakończeniu procesu anodowania element należy wypłukać w wodzie dejonizowanej, a po odcieknięciu jej nadmiaru można rozpocząć kolejny etap. Barwienie elektrochemiczne odbywa się przy użyciu prądu przemiennego o napięciu 8 V w elektrolicie zawierającym 15 g/l siarczanu (VI) miedzi (II), 20 g/l kwasu borowego oraz 1 g/l kwasu winowego. Przez cały proces temperatura elektrolitu wynosi 18°C. Przeciwelektroda z stali nierdzewnej ma powierzchnią roboczą równą lub większą od powierzchni wyrobu aluminiowego. Elektrolit jest nieustannie mieszany, a czas barwienia wynosi 120 sekund. Po zakończeniu procesu wyrób aluminiowy jest płukany w wodzie dejonizowanej a następnie suszony. Schemat blokowy procesu wytwarzania powłok interferencyjnych przedstawiono na rysunku fig. 1.After degreasing and etching the surface, the aluminum product is anodized in an aqueous solution of sulfuric acid (VI) at a concentration of 150 g / l with the addition of aluminum ions at the level of 1.1 g / l at a temperature of 18 ° C, under constant current conditions with a current density of 1.1 A / dm 2 . An aluminum sheet with a surface equal to or greater than that of the aluminum product may be used as the cathode. The anodizing time was 200 seconds. After completing the anodizing process, the element should be rinsed in deionized water, and after draining off the excess, the next stage can be started. Electrochemical dyeing is performed using an alternating current of 8 V in an electrolyte containing 15 g / l of copper (II) sulphate (VI), 20 g / l of boric acid and 1 g / l of tartaric acid. Throughout the process, the electrolyte temperature is 18 ° C. A stainless steel counter electrode has a working surface equal to or greater than that of the aluminum product. The electrolyte is constantly stirred and the staining time is 120 seconds. After the end of the process, the aluminum product is rinsed in deionized water and then dried. The block diagram of the interference coatings manufacturing process is shown in Fig. 1.

P r z y k ł a d 7P r z k ł a d 7

Po odtłuszczeniu i wytrawieniu powierzchni wyrób aluminiowy trafia do anodowania w wodnym roztworze kwasu fosforowego o stężeniu 120 g/l w temperaturze 18°C z dodatkiem jonów aluminium poziomie 1 g/l, w warunkach stałoprądowych przy gęstości prądu 1,1 A/dm2. Jako katoda może zostać użyta blacha aluminiowa o powierzchni równej lub większej powierzchni wyrobu aluminiowego. Czas anodowania wyniósł 200 sekund. Po zakończeniu procesu anodowania element należy wypłukać w wodzie dejonizowanej, a po odcieknięciu jej nadmiaru można rozpocząć kolejny etap. Barwienie elektrochemiczne odbywa się przy użyciu prądu przemiennego o napięciu 8 V w elektrolicie zawierającym 15 g/l siarczanu (VI) miedzi (II), 20 g/l kwasu borowego oraz 1 g/l kwasu winowego. Przez cały proces temperatura elektrolitu wynosi 18°C. Przeciwelektroda z stali nierdzewnej ma powierzchnią roboczą równą lub większą od powierzchni wyrobu aluminiowego. Elektrolit jest nieustannie mieszany, a czas barwienia wynosi 120 sekund. Po zakończeniu procesu wyrób aluminiowy jest płukany w wodzie dejonizowanej a następnie suszony. Schemat blokowy procesu wytwarzania powłok interferencyjnych przedstawiono na rysunku fig. 1.After degreasing and etching the surface, the aluminum product is anodized in an aqueous solution of phosphoric acid at a concentration of 120 g / l at 18 ° C with the addition of aluminum ions at the level of 1 g / l, under constant current conditions with a current density of 1.1 A / dm 2 . An aluminum sheet with a surface equal to or greater than that of the aluminum product may be used as the cathode. The anodizing time was 200 seconds. After completing the anodizing process, the element should be rinsed in deionized water, and after draining off the excess, the next stage can be started. Electrochemical dyeing is performed using an alternating current of 8 V in an electrolyte containing 15 g / l of copper (II) sulphate (VI), 20 g / l of boric acid and 1 g / l of tartaric acid. Throughout the process, the electrolyte temperature is 18 ° C. A stainless steel counter electrode has a working surface equal to or greater than that of the aluminum product. The electrolyte is constantly stirred and the staining time is 120 seconds. After the end of the process, the aluminum product is rinsed in deionized water and then dried. The block diagram of the interference coatings manufacturing process is shown in Fig. 1.

P r z y k ł a d 8P r z k ł a d 8

Po odtłuszczeniu i wytrawieniu powierzchni wyrób aluminiowy trafia do anodowania w wodnym roztworze kwasu siarkowego (VI) o stężeniu 150 g/l z dodatkiem jonów aluminium poziomie 1,0 g/l w temperaturze 20°C, w warunkach stałoprądowych przy gęstości prądu 1,1 A/dm2. Jako katoda może zostać użyta blacha aluminiowa o powierzchni równej lub większej powierzchni wyrobu aluminiowego. Czas anodowania wyniósł 200 sekund. Po zakończeniu procesu anodowania element należy wypłukać w wodzie dejonizowanej, a po odcieknięciu jej nadmiaru można rozpocząć kolejny etap. Barwienie elektrochemiczne odbywa się przy użyciu prądu przemiennego o napięciu 8 V w elektrolicie zawierającym 15 g/l siarczanu (VI) miedzi (II), 20 g/l kwasu borowego oraz 1 g/l kwasu winowego. Przez cały procesAfter degreasing and etching the surface, the aluminum product is anodized in an aqueous solution of sulfuric acid (VI) at a concentration of 150 g / l with the addition of aluminum ions at a level of 1.0 g / l at a temperature of 20 ° C, under constant current conditions with a current density of 1.1 A / dm 2 . An aluminum sheet with a surface equal to or greater than that of the aluminum product may be used as the cathode. The anodizing time was 200 seconds. After completing the anodizing process, the element should be rinsed in deionized water, and after draining off the excess, the next stage can be started. Electrochemical dyeing is performed using an alternating current of 8 V in an electrolyte containing 15 g / l of copper (II) sulphate (VI), 20 g / l of boric acid and 1 g / l of tartaric acid. Throughout the process

PL 241 203 B1 temperatura elektrolitu wynosi 22°C. Przeciwelektroda z stali nierdzewnej ma powierzchnię roboczą równą lub większą od powierzchni wyrobu aluminiowego. Elektrolit jest nieustannie mieszany, a czas barwienia wynosi 120 sekund. Po zakończeniu procesu wyrób aluminiowy jest płukany w wodzie dejonizowanej a następnie suszony. Schemat blokowy procesu wytwarzania powłok interferencyjnych przedstawiono na rysunku fig. 1.The electrolyte temperature is 22 ° C. A stainless steel counter electrode has a working surface equal to or greater than that of the aluminum product. The electrolyte is constantly stirred and the staining time is 120 seconds. After the end of the process, the aluminum product is rinsed in deionized water and then dried. The block diagram of the interference coatings manufacturing process is shown in Fig. 1.

P r z y k ł a d 9P r z k ł a d 9

Po odtłuszczeniu i wytrawieniu powierzchni wyrób aluminiowy trafia do anodowania w wodnym roztworze kwasu siarkowego (VI) o stężeniu 120 g/l z dodatkiem jonów aluminium poziomie 1,0 g/l w temperaturze 21°C, w warunkach stałoprądowych przy gęstości prądu 1,1 A/dm2. Jako katoda może zostać użyta blacha aluminiowa o powierzchni równej lub większej powierzchni wyrobu aluminiowego. Czas anodowania wyniósł 250 sekund. Po zakończeniu procesu anodowania element należy wypłukać w wodzie dejonizowanej, a po odcieknięciu jej nadmiaru można rozpocząć kolejny etap. Barwienie elektrochemiczne odbywa się przy użyciu prądu przemiennego o napięciu 8 V w elektrolicie zawierającym 15 g/l siarczanu (VI) miedzi (II), 20 g/l kwasu borowego oraz 1 g/l kwasu winowego. Przez cały proces temperatura elektrolitu wynosi 25°C. Przeciwelektroda z stali nierdzewnej ma powierzchnię roboczą równą lub większą od powierzchni wyrobu aluminiowego. Elektrolit jest nieustannie mieszany, a czas barwienia wynosi 100 sekund. Po zakończeniu procesu wyrób aluminiowy jest płukany w wodzie dejonizowanej a następnie suszony. Schemat blokowy procesu wytwarzania powłok interferencyjnych przedstawiono na rysunku fig. 1.After degreasing and etching the surface, the aluminum product is anodized in an aqueous solution of sulfuric acid (VI) at a concentration of 120 g / l with the addition of aluminum ions at the level of 1.0 g / l at a temperature of 21 ° C, under constant current conditions with a current density of 1.1 A / dm 2 . An aluminum sheet with a surface equal to or greater than that of the aluminum product may be used as the cathode. The anodizing time was 250 seconds. After completing the anodizing process, the element should be rinsed in deionized water, and after draining off the excess, the next stage can be started. Electrochemical dyeing is performed using an alternating current of 8 V in an electrolyte containing 15 g / l of copper (II) sulphate (VI), 20 g / l of boric acid and 1 g / l of tartaric acid. The electrolyte temperature is 25 ° C throughout the process. A stainless steel counter electrode has a working surface equal to or greater than that of the aluminum product. The electrolyte is constantly stirred and the staining time is 100 seconds. After the end of the process, the aluminum product is rinsed in deionized water and then dried. The block diagram of the interference coatings manufacturing process is shown in Fig. 1.

P r z y k ł a d 10P r z k ł a d 10

Wyrób aluminiowy wytworzony sposobem według wynalazku posiada powłokę interferencyjną. Fig. 2 przedstawia przekrój takiego wyrobu obrazujący strukturę powłoki, na której zachodzi interferencja światła, gdzie poszczególne oznaczenia liczbowe oznaczają:The aluminum product produced by the method according to the invention has an interference coating. Fig. 2 shows a cross-section of such a product showing the structure of a coating in which light interference occurs, where the individual numerals represent:

- obszar wytrąconej miedzi;- area of precipitated copper;

- por w strukturze warstwy tlenkowej na aluminium;- pores in the structure of the oxide layer on aluminum;

- warstwa tlenkowa na aluminium powstała w wyniku procesu anodowania;- an oxide layer on aluminum resulting from the anodizing process;

- ścianka wyrobu aluminiowego;- wall of the aluminum product;

A - promień światła odbitego od warstwy tlenkowej;A - ray of light reflected from the oxide layer;

B - promień światła odbitego od powierzchni wytrącenia miedzi;B - a ray of light reflected from the surface of copper precipitation;

C - promień światła odbitego od dna struktury porowatej; d - grubość warstwy tlenkowej na aluminium.C - ray of light reflected from the bottom of the porous structure; d - the thickness of the oxide layer on the aluminum.

Claims (11)

1. Sposób wytwarzania powłoki interferencyjnej na powierzchni wyrobu ze stopu albo stopów aluminium obejmujący anodowanie i barwienie elektrochemiczne z użyciem prądu przemiennego, znamienny tym, że elektrolit stosowany podczas barwienia elektrochemicznego zawiera siarczan (VI) miedzi (II) w ilości od 1 do 100 g/l, kwas borowy w ilości od 1 do 40 g/l i kwas winowy w ilości 0,1 g do 20 g/l.A method of producing an interference coating on the surface of an aluminum alloy or alloy product, including anodizing and electrochemical dyeing with the use of alternating current, characterized in that the electrolyte used during electrochemical dyeing contains copper (II) sulphate in an amount from 1 to 100 g / l, boric acid in an amount from 1 to 40 g / l and tartaric acid in an amount of 0.1 g to 20 g / l. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że barwienie prowadzi się w warunkach ciągłego mieszania elektrolitu.2. The method according to p. The process of claim 1, wherein the dyeing is carried out under continuous stirring of the electrolyte. 3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że czas barwienia wynosi ponad 10 s.3. The method according to p. The process of claim 1 or 2, characterized in that the dyeing time is greater than 10 s. 4. Sposób według zastrz. 1 albo 2 albo 3, znamienny tym, że barwienie prowadzi się w temperaturze 5-40°C.4. The method according to p. A process according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the dyeing is carried out at a temperature of 5-40 ° C. 5. Sposób według dowolnego z poprzedzających zastrz., znamienny tym, że barwienie prowadzi się z wykorzystaniem prądu przemiennego o napięciu w zakresie 0,5-50 V.5. The method according to any of the preceding claims, characterized in that the dyeing is performed with alternating current with a voltage in the range of 0.5-50 V. 6. Sposób według dowolnego z poprzedzających zastrz., znamienny tym, że anodowanie odbywa się w roztworze kwasu siarkowego (VI) o stężeniu 50-500 g/l z dodatkiem jonów aluminium w ilości 0-100 g/l.6. The method according to any of the preceding claims, characterized in that the anodizing takes place in a solution of sulfuric acid with a concentration of 50-500 g / l with the addition of aluminum ions in an amount of 0-100 g / l. 7. Sposób według dowolnego z poprzedzających zastrz., znamienny tym, że anodowanie prowadzi się przy gęstości prądu 0,1-5 A/dm2.A method according to any of the preceding claims, characterized in that the anodizing is carried out at a current density of 0.1-5 A / dm 2 . 8. Sposób według dowolnego z poprzedzających zastrz., znamienny tym, że anodowanie prowadzi się w czasie 10-3600 sekund.8. The method according to any of the preceding claims, characterized in that the anodizing is performed for 10-3600 seconds. 9. Sposób według dowolnego z poprzedzających zastrz., znamienny tym, że wyrób po barwieniu uszczelnia się.A method according to any of the preceding claims, characterized in that the article is sealed after dyeing. PL 241 203 Β1PL 241 203 Β1 10. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że uszczelnianie prowadzi się metodą hydrotermalną na gorąco albo na zimno albo metodą osadzania z fazy gazowej.10. The method according to p. A process as claimed in claim 9, characterized in that the sealing is performed by a hot or cold hydrothermal method or by a vapor deposition method. 11. Sposób według zastrz. 10, znamienny tym, że uszczelnianie prowadzi się metodą osadzania z fazy gazowej wykorzystując technikę osadzania warstw atomowych.11. The method according to p. 10. The process of claim 10, wherein the sealing is performed by the vapor deposition method using the atomic layer deposition technique.
PL434839A 2020-07-29 2020-07-29 Method of producing an interference coating PL241203B1 (en)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL434839A PL241203B1 (en) 2020-07-29 2020-07-29 Method of producing an interference coating
CA3183777A CA3183777A1 (en) 2020-07-29 2021-06-25 A method of manufacturing an interference coating
EP21752736.5A EP4189147A1 (en) 2020-07-29 2021-06-25 A method of manufacturing an interference coating
PCT/IB2021/055654 WO2022023836A1 (en) 2020-07-29 2021-06-25 A method of manufacturing an interference coating
US18/018,570 US20230357946A1 (en) 2020-07-29 2021-06-25 Method of manufacturing an interference coating
CN202180049219.9A CN115803483A (en) 2020-07-29 2021-06-25 Method for producing interference coatings
CONC2023/0001764A CO2023001764A2 (en) 2020-07-29 2023-02-17 A method for making an interference coating

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL434839A PL241203B1 (en) 2020-07-29 2020-07-29 Method of producing an interference coating

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL434839A1 PL434839A1 (en) 2022-01-31
PL241203B1 true PL241203B1 (en) 2022-08-22

Family

ID=77300930

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL434839A PL241203B1 (en) 2020-07-29 2020-07-29 Method of producing an interference coating

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20230357946A1 (en)
EP (1) EP4189147A1 (en)
CN (1) CN115803483A (en)
CA (1) CA3183777A1 (en)
CO (1) CO2023001764A2 (en)
PL (1) PL241203B1 (en)
WO (1) WO2022023836A1 (en)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES411895A1 (en) * 1973-02-21 1976-01-01 Iongraf S A Process for colouring by electro-deposition an anodized aluminium or aluminium alloy article
DE4034854C2 (en) * 1989-11-08 2000-08-17 Clariant Finance Bvi Ltd Process for the electrolytic dyeing of aluminum and aluminum alloys
JP2013253317A (en) * 2012-05-08 2013-12-19 Fujifilm Corp Substrate for semiconductor device, semiconductor device, dimming-type lighting device, self light-emitting display device, solar cell and reflective liquid crystal display device
GB2509335A (en) * 2012-12-31 2014-07-02 Univ Tartu Double-structured corrosion resistant coatings and methods of application
CN105386111B (en) * 2015-11-05 2018-07-13 深圳市鑫鸿达清洗技术有限公司 A kind of method of aluminium alloy electrolytic coloring Chinese red

Also Published As

Publication number Publication date
WO2022023836A1 (en) 2022-02-03
CO2023001764A2 (en) 2023-03-07
PL434839A1 (en) 2022-01-31
US20230357946A1 (en) 2023-11-09
CA3183777A1 (en) 2022-02-03
EP4189147A1 (en) 2023-06-07
CN115803483A (en) 2023-03-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9139926B2 (en) Process for making heat stable color anodized aluminum and articles formed thereby
US4414077A (en) Method for production of colored aluminum article
WO1999042641A1 (en) Corrosion-resistant, magnesium-based product exhibiting luster of base metal and method for producing the same
CN102330138A (en) Preparation of aluminum or aluminum alloy dual-layer anodic oxide film and preparation of multi-color coloring film thereof
US20060130936A1 (en) Surface treatment of magnesium and its alloys
US7122107B2 (en) Color stabilization of anodized aluminum alloys
US5102508A (en) Method of producing colored surfaces on parts of aluminum or aluminum alloy
PL241203B1 (en) Method of producing an interference coating
JPH052744B2 (en)
US7097756B2 (en) Method for producing gold-colored surfaces pertaining to aluminum or aluminum alloys, by means of formulations containing silver salt
JP2002505715A (en) Method for coloring aluminum oxide layer
US3207679A (en) Method for electroplating on titanium
US4157944A (en) Method for pretreatment in the production of tin-free steel
JP4223088B2 (en) Corrosion-resistant magnesium material product exhibiting metallic substrate gloss and method for producing the same
US4632735A (en) Process for the electrolytic coloring of aluminum or aluminum alloys
CN109137040A (en) A kind of aluminium alloy mantoquita electrolysis coloring processes and product
KR100266454B1 (en) A method for coloring nonferrous metal using ti-plating
US4042469A (en) Process for electrolytically coloring aluminum and aluminum alloys in gold
CN216585268U (en) Anodized aluminum alloy rim
CN106894019B (en) A kind of titanium, the direct electric plating method of titanium alloy surface
AU1002799A (en) A process for producing colour variations on electrolytically pigmented anodized aluminium
JPH0340117B2 (en)
KR100300764B1 (en) Surface treatment method of magnesium and magnesium alloy with excellent corrosion resistance
CN116917554A (en) Light resistance improver for anodized film of dyed aluminum or aluminum alloy and method for improving light resistance of film
JPH03207895A (en) Electrolytic treatment of aluminum and aluminum alloy