PT802267E - Superficie de aluminio com cores de interferencia - Google Patents

Description

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DESCRIÇÃO "SUPERFÍCIE DE ALUMÍNIO COM CORES DE INTERFERÊNCIA” A presente invenção refere-se a uma camada de interferência como camada superficial cromófora de artigos de alumínio, que contém uma camada de óxido de alumínio assim como uma camada parcialmente transparente depositada sobre esta. A invenção refere-se ainda a um processo para a preparação da camada de interferência de acordo com a presente invenção.

Camadas de interferência, que eliminam determinados comprimentos de onda da luz incidente por interferência, são conhecidas na óptica como os chamados filtros. A obtenção desses filtros realiza-se usualmente por colocação de uma fina camada de metal muito puro sobre vidro, por subsquente deposição de uma camada dieléctrica assim como pela posterior colocação de uma camada metálica semi-transparente. A deposição das camadas individuais realiza-se correntemente por utilização de métodos PVD (physical vapour deposition, deposição física de vapores), como crepitação ou metalização. A camada metálica muito pura fina consiste por exemplo em alumínio. Como camadas dieléctricas utilizam-se usualmente camadas de A1203 ou SiOx. Por causa da pequena espessura da camada as camadas de PVD AI em geral não são anodizadas, de modo que, como camadas dieléctricas, na maior parte das vezes utiliza-se PVD-A1203 ou PVD-Si02. A aplicação de camadas de PVD-AI2O3 ou de camadas de PVD-Si02 é no entanto cara. Além disso, as camadas dieléctricas que são aplicadas sob 2 a superfície de alumínio por métodos PVD possuem parcialmente uma adesão insuficiente. Para as camadas semitransparentes utilizam-se usualmente metais, como por exemplo alumínio muito puro.

Para a obtenção de uma camada dieléctrica sobre uma superfície de alumínio pode também utilizar-se o conhecido processo GS, isto é, a oxidação anódica da superfície de alumínio com corrente contínua num electrólito de ácido sulfurico. A camada de protecção resultante no entanto correntemente possui uma elevada porosidade originada pelo processo. A obtenção de camadas superficiais de grande superfície com coloração homogénea necessita uma correspondente constância da espessura da camada de grande superfície da camada de interferência. A obtenção de uma camada dieléctrica de grande superfície de espessura constante com o process GS é no entanto só dificilmente realizável.

As camadas de óxido anódicas produzidas em ácido sulfurico só são incolores e transparentes como vidro sobre alumínio muito puro e ligas AlMg ou AlMgSi à base de alumínio muito puro (AI > 99,85% em peso). Em materiais menos puros, como por exemplo AI 99,85, AI 99,8 ou AI 99,5 podem-se formar na camada de óxido componentes da liga como por exemplo fases intermetálicas ricas em Fe ou Si, que originam então absorção de luz incontrolável e/ou dispersão da luz e portanto camadas mais ou menos turvas ou camadas com uma coloração incontrolável. O objectivo da presente invenção é proporcionar uma camada de interferência que se prepara de uma maneira favorável em relação aos custos como camada superficial cromófora de artigos de alumínio, que evita os inconvenientes anteriormente mencionados e possibilita a coloração sólida à acção da luz das 3

<r superfícies de alumínio ou que pode ser utilizada como superfície reflectora selectiva.

De acordo com a invenção consegue-se que a camada de óxido de alumínio seja uma camada de vedação produzida anodicamente, transparente assim como isenta de poros com uma espessura da camada de vedação d de acordo com a cor superficial pretendida da camada de interferência, em que a espessura da camada de vedação d está compreendida entre 20 e 900 nm (nanómetros) e a camada parcialmente tranparente possui uma transmissão τ(λ) dependente do comprimento de onda que é maior do que 0,01 e menor do que 1.

As camadas de interferência de acordo com a invenção podem ser aplicadas por exemplo sobre superfícies de artigos moldados, bandas, chapas ou folhas de alumínio assim como camadas de cobertura de alumínio de objectos de materiais laminados em especial camadas de cobertura de alumínio de chapas laminadas ou sobre quaisquer materiais com uma camada de alumínio depositada, por exemplo electroliticamente.

Com o material alumínio são abrangidos no presente texto, alumínio de todos os graus de pureza assim como todas as ligas de alumínio. Especialmente, o termo alumínio abrange todas as ligas de alumínio de laminagem, deformação, fundição, forjamento e prensagem. Preferivelmente a superfície do material a dotar com a camada de interferência de acordo com a presente invenção é de alumínio puro com um grau de pureza igual ou maior que 98,3% em peso de AI ou de ligas de alumínio deste alumínio com pelo menos um dos elementos da série de Si, Mg, Mn, Cu, Zn ou Fe. São ainda preferidas superfícies de alumínio de ligas de alumínio muito puras de uma pureza de 99,99% em peso de AI e superior, por exemplo de material 4 7<Lt placado ou de uma pureza de 99,5 a 99,99% em peso de Al.

As superfícies de alumínio podem possuir uma configuração qualquer e podem eventualmente também ser estruturadas. Nas superfícies de alumínio laminadas estas podem por exemplo ser tratadas por meio de rolos de elevado brilho ou com desenhos. Uma utilização preferida de superfícies de alumínio estruturadas encontra-se por exemplo em utilizações na iluminação com a luz do dia, por exemplo lanternas decorativas, espelhos ou superfícies decorativas de elementos do telhado ou da parede ou para utilizações na indústria de construção de automóveis, por exemplo para partes decorativas ou fechaduras. Neste caso, são utilizadas especialmente superfícies estruturadas com tamanhos da estrutura de convenientemente 1 nm a 1 mm e preferivelmente de 50 nm a 100 pm. É essencial de acordo com a presente invenção especialmente que a espessura da camada de vedação seja produzida controladamente correspondendo à cor pretendida. Para se atingir uma solidez de cor o mais alta possível da camada de interferência, a camada de vedação deve ser isenta de poros. Dessa forma, evita-se uma dispersão da luz difusa dificilmente controlável e por consequência um desenvolvimento da cor não uniforme. No entanto sob a expressão "isento de poros" não se entende uma isenção absoluta de poros. Pelo contrário, a camada de vedação da camada de interferência de acordo com a presente invenção é essencialmente isente de póros. Neste caso, é importante que a camada de óxido da alumínio produzida anodicamente não possua porosidade condicionada pelo processo. Sob uma porosidade condicionada pelo processo entende-se por exemplo a utilização de um electrólíto que dissolve o óxido de alumínio. Na presente invenção, a camada de vedação isenta de 5

c Λ póros possui preferivelmente uma porosidade menor do que 1% e especialmente menor do que 0,5%. A constante dieléctrica S da camada de vedação depende entre outros do parâmetro do processo utilizado para a produção da camada de vedação durante a oxidação anódica. Convenientemente, a constante dieléctrica ε da camada de vedação a uma temperatura de 20°C está compreendida entre 6 e 10,5 e preferivelmente entre 8 e 10. A cor da superfície de alumínio dotada com uma camada de interferência de acordo com a invenção é, por exemplo dependente da qualidade superficial da superfície de alumínio, do ângulo de incidência da luz que incide na superfície da camada de interferência, do ângulo de observação, da espessura da camada de vedação, da composição e da espessura de camada da camada parcialmente transparente e da transmissão r(/l) da camada parcialmente transparente. A transmissão dependente do comprimento de onda τ(λ) é no presente texto definida como o quociente t(Á) =I/I0, em que I0 significa a intensidade luminosa da luz do comprimento de onda λ que incide sobre a superfície da camada parcialmente transparente ela intensidade luminosa que sai da camada parcialmente transparente. Na forma de realização preferida, a camada de interferência possui uma transmissão t(ã) compreendida entre 0,3 e 0,7.

Por causa das propriedades ópticas, as espessura da camada da camada de vedação de camadas de interferência de acordo com a presente invenção fica de preferência compreendida no intervalo entre 30e 800 nm e de maneira especialmente

preferida entre 35 e 500 nm.

As camadas de vedação das camadas de interferência podem - observadas sobre toda a superfície da camada de interferência - possuir uma espessura da camada localmente diferente de modo que, por exemplo, se obtêm modelos de cor ópticos sobre a superfície da camada de interferência. A área dos componentes individuais do modelo de cores, isto é, áreas parciais da superfície da camada de interferência com a mesma espessura da camada de vedação, pode variar desde áreas submicrónicas até grandes superfícies - em comparação com a superfície da camada de interferência total.

Como materiais de camada parcialmente transparentes são em princípio apropriados todos os matérias reflectores. Preferem-se metais correntes no comércio com todas as graus de pureza e especialmente Ag, Al, Au, Cr, Cu, Nb, Ni, Pt, Pd, Rh, Ta, Ti ou ligas metálicas que contêm pelo menos um destes elementos mencionados antes. O recobrimento da camada de vedação com a camada parcialmente transparente pode por exemplo relaizar-se por métodos físicos, como metalização ou crepitação, por métodos químicos como CVD (chemical vapour deposition, deposição química de vapores) ou deposição química directa ou por métodos electroquímicos. A camada parcialmente transparente pode ser aplicada sobre toda a superfície da camada de vedação ou apenas em áreas parciais da superfície da camada de interferência. Por exemplo, as áreas parciais podem também formar uma rede com a forma de grelha. Nas camadas parcialmente transparentes, que afectam apenas áreas parciais da camada de interferência, são preferivelmente estruturas submicrónicas. A camada parcialmente transparente pode possuir uma espessura uniforme

ou ter uma espessura da camada estruturada, isto é, localmente diferente sobre a camada parcialmente transparente. Neste último caso, podem também produzir-se desenhos corados na camada de vedação uniformemente mais espessa. A espessura da camada parcialmente transparente está convenientemente compreendida sobre toda a superfície de interferência entre 0,5 e 100 nm, de preferência de 1 a 80 nm e especialmente de 2 a 30 nm. A camada parcialmente transparente pode também ser constituída por uma camada sol-gel de uma espessura de camada de preferivelmente 0,5 a 250 pm e especialmente de 0,5 a 150 pm com partículas reflectoras inseridas, em que as dimensões das partículas reflectoras de preferência estão compreendidas na gama dos mícrones ou dos submícrones e especialmente na gama submicrónica. Como partículas reflectoras são preferivelmente apropriadas partículas metálicas e especialmente as de Ag, Al, Au, Cr, Cu, Nb, Ni, Pt, Pd, Rh, Ta, Ti ou também de ligas metálicas que contêm pelo menos um destes elementos mencionados antes. As partículas reflectoras podem ser distribuídas uniformemente na camada de sol-gel ou podem encontrar-se essencialmente todas num plano paralelo à superfície da camada de vedação. Numa forma de realização preferida a camada sol-gel parcialmente transparente, especialmente se esta possuir partículas reflectoras essencialmente distribuídas de maneira uniforme na camada de sol-gel, possui uma espessura da camada localmente diferente. Desta forma, podem obter-se camadas de interferência com desenhos corados ópticos. A espessura da camada localmente diferente da camada sol-gel parcialmente transparente pode por exemplo preparar-se por estampagem com rolos eventualmente depois de ter-se realizado um tratamento térmico prévio em que se polimeriza pelo

menos parcialmente a camada sol-gel ou se endurece.

Para proteger melhor as camadas de interferência das influências mecânicas e químicas, estas de acordo com um aperfeiçoamento preferido possuem uma camada de protecção transparente sobre o lado da camada parcialmente transparente voltado para a camada de vedação. A camada de protecção pode ser uma camada transparente qualquer que proporciona protecção mecânica e/ou química à camada parcialmente transparente. Por exemplo, a camada transparente é uma camada de tinta, óxido ou sol-gel. Como camada de tinta entende-se por exemplo uma camada de protecção orgânica, incolor, transparente. Como camadas de óxido preferem-se camadas de Si02, AI2O3, Ti02 ou Ce02. Como camadas sol-gel no presente texto designam-se camadas que são preparadas com um processo de sol-gel. A espessura da camada de uma tal camada de protecção transparente está por exemplo compreendida entre 0,5 e 250 pm, convenientemente entre 1 e 200 pm e preferivelmente 1 e 150 pm. A camada de protecção transparente pode por exemplo ser colocada como acabamento anterior da camada de interferência para a protecção contra as interferências atmosféricas ou contra a corrosão por líquidos corrosivos (chuvas ácidas, excrementos de aves, etc).

As camadas sol-gel têm características semelhantes a vidro. As camadas sol-gel contêm por exemplo produtos de polimerização de alcoxissiloxanos orgânicos substituídos da fórmula geral

YnSi(OR)4.n na qual Y significa um grupo orgânico monovalente não hidrolisável e R por exemplo um grupo alquilo, arilo, alcarilo ou aralquilo e n é um número natural de 0 a 3. Se n fôr 9 igual a 1 ou 2, R pode ser um grupo CrC4- alquilo. Y pode ser um grupo fenilo, n igual a 1 e R um grupo metilo.

De acordo com uma outra forma de realização, a camada sol-gel pode ser um produto de polimerização de compostos de alcoxi orgânicos substituídos da fórmula geral

XnAR4-n na qual A pode ter a significação de Si, Ti, Zr ou Al, X a significação de HO-, alquil-O- ou Cl-, R a significação de fenilo, alquilo, alcenilo, éster de vinil o ou éter de epoxi e n significa um dos números 1, 2 ou 3. Exemplos de fenilo são fenilo não substituído ou fenilo monossubstítuido, dissubstítuido ou trissubstítuido por Q-C9- alquilo; exemplos de alquilo são metilo, etilo, propilo, isopropilo, n-butilo, isobutilo, pentilo, etc; são exemplos de alcenilo -CH=CH2, alilo, 2-metilalilo, 2-butenilo, etc; são exemplos de éster de vinilo -(CH2)3-0-C(=C))-C(-CH3)=CH2 e de éter de epoxi -(CH2)3-0-CH2-CH(-0-)CH2.

As camadas de sol-gel são aplicadas vantajosamente por meio de um processo sol-gel directa ou indirectamente sobre a camada de interferência. Para esta finalidade, misturam-se por exemplo alcóxidos e halogenossilanos e hidrolisa-se em presença de água e de catalisadores apropriados e condensa-se. Depois da eliminação da água e do dissolvente forma-se um sol que é aplicado sobre a camada de interferência por imersão, centrifugação, pulverização, etc, em que o sol se transforma numa película de gel por exemplo sob a influência da temperatura e/ou da irradiação. Em geral, para a formação do sol utilizam-se silanos mas é também possível substituir parcialmente os silanos por compostos que, em vez do silício, contêm titânio, zircónio 10 ou alumínio. Por consequência, a dureza, a densidade e o índice de refracção da camada de sol-gel pode variar. A dureza da camada de sol-gel pode igualmente ser controlada pela utilização de diferentes silanos, por exemplo por formação de um entrelaçamento inorgânico para o controlo da dureza e estabilidade térmica ou por utilização de um entrelaçamento orgânico para o controlo da elasticidade. Uma camada de sol-gel que pode ser colocada entre os polímeros inorgânicos e orgânicos pode ser aplicada por meio do processo sol-gel, hidrólise controlada e condensação de alcoxidos, principalmente de silício, alumínio, titânio e zircónio sobre as camadas de interferência. Por meio do processo forma-se um reticulado inorgânico e sobre os ésteres de ácido silicico correspondentemente derivatizados podem-se inserir adicionalmente grupos orgânicos, que por um lado, são utilizados para a funcionalização e por outro lado para a formação de sistemas poliméricos orgânicos definidos. Além disso, a película de sol-gel pode formar-se também por pintura por electro-imersão de acordo com o princípio da separação por catafarese de um material cerâmico modificado com amina e produtos orgânicos.

As camadas de interferência de acordo com a presente invenção são apropriadas preferivelmente para utilizações técnicas de iluminação, por exemplo para a obtenção de superfícies com cores intensas e/ou de cores que dependem da iluminação e/ou do ângulo de observação para por exemplo candeeiros decorativos, espelhos ou superfícies decorativas de elementos de tectos ou paredes. Além disso, correspondentes camadas de interferência podem ser utilizadas como superfícies falsas de objectos da vida diária, por exemplo de embalagens ou contentores. Além disso, preferem-se camadas de interferência deste tipo como superfícies de peças de

automóveis, especialmente peças de carroçarias, de perfis e de elementos para fachadas para a construção civil e para artigos de equipamento de interiores. A presente invenção refere-se também a um processo para a preparação da camada de interferência como camada superficial que proporciona cor de um objecto de alumínio.

De acordo com a presente invenção, isto consegue-se por oxidação da superfície do objecto de alumínio electroliticamente num electrólito que não redissolve o óxido do alumínio e por regulação da espessura da camada pretendida d da camada de óxido produzida, medida em nm, por escolha de uma tensão contínua de electrólise constante U em Volt que é escolhida de acordo com as condições dl 1,6 < U < d! 1,1 e dotando a camada de óxido de alumínio assim formada na sua superfície extreior com uma camada parcialmente transparente. A obtenção da camada de interferência de acordo com a presente invenção necessita de uma superfície de alumínio limpa, isto é, a superfície de alumínio a oxidar electroliticamente deve ser submetida a um tratamento superficial antes do processo de acordo com a presente invenção, o assim chamado pré-tratamento.

As superfícies de alumínio possuem usualmente uma camada de óxido obtida naturalmente, que frequentemente está impuríficada por substâncias estranhas em virtude da sua história prévia. Essas substâncias estranhas podem ser por exemplo restos de agentes auxiliares de laminagem, óleos de protecção durante o transporte, produtos de corrosão ou partículas estranhas comprimidas. Com a finalidade de eliminar essas substâncias estranhas, as superfícies de alumínio são usualmente 12 quimicamente pré-tratadas com composições de limpeza que realizam um determinado ataque de decapagem. Para esse efeito são apropriados - além de agentes de desengorduramento aquosos ácidos - especialmente agentes de limpeza alcalinos à base de polifosfato e de borato. Uma limpeza com desgaste do material moderado a intenso é realizada por decapagem ou ataque por meio de soluções de ataque químico fortemente alcalinas ou ácidas, como por exemplo lixívia de hidróxido de sódio ou uma mistura de ácido nitríco e ácido fluorídrico. Nestas condições, elimina-se a camada natural de óxidos e por consequência todas as impurificações nela inseridas. Por utilização de soluções de decapagem alcalinas de taxa de ataque forte obtêm-se frequentemente camadas de decapagem que têm de ser eliminadas por meio de um tratamento ácido posterior. Uma limpeza sem ataque superficial é conseguida pelo desengorduramento das superfícies por utilização de dissolventes orgânicos ou agentes de limpeza aquosos ou alcalinos.

De acordo com o estado superficial é também necessário um tratamento superficial mecânico com agentes abrasivos. Um tal tratamento prévio superficial pode por exemplo realizar-se por esmerilamento, limpeza com jacto de decapagem, escovagem ou polimento e eventualmente ser completado por um tratamento químico posterior.

No estado metálico polido, as superfícies de alumínio possuem uma elevada capacidade de reflexão da luz e do calor. Quanto mais lisa for a superfície, maior é a reflexão e por consequência mais brilhante é a superfície. Obtém-se o brilho máximo em alumínio muito puro e em ligas especiais como por exemplo AlMg ou AlMgSi.

Consegue-se uma superfície muito reflectora por exemplo por polimento,

fresagem, por laminagem com rolos de polimento de elevado brilho no último passo de laminagem, por abrilhantamento químico ou electrolítico ou por combinação dos processos de tratamento superficiais mencionados: O polimento pode por exemplo realizar-se com discos de camurça de pano macio e eventualmente com a utilização de uma pasta de polimento. No polimento por meio de cilindros, na última passagem de laminagem, pode por exemplo aplicar-se adicionalmente uma estrutura superficial pretendida à superfície do alumínio por laminagem por exemplo com cilindros de aço gravados ou atacados quimicamente ou por intermédio de um meio que possui a estrutura pretendida e é colocado entre os cilindros e o material a laminar. O abrilhantamento químico realiza-se por exemplo por utilização de uma mistura de ácidos muito concentrados a temperaturas usualmente elevadas de cerca de 100°C. Para o abrilhantamento electrolítico podem-se utilizar electrólitos ácidos ou alcalinos, em que são preferidos usualmente electrólitos ácidos.

As camadas de vedação das camadas de interferência de acordo com a invenção, sobre superfícies de alumínio de uma pureza de 99,5 a 99,98% em peso, não apresentam alterações essenciais do ponto de vista técnico de iluminação das propriedades superficiais das superfícies originais de alumínio, isto é, o estado superficial das superfícies de alumínio, como por exemplo existe depois do tratamento de abrilhantamento, mantém-se consideravelmente depois da aplicação da camada de vedação. No entanto, deve tomar-se em consideração o facto de a pureza metálica da camada superficial, por exemplo poder exercer um influência muito positiva sobre o resultado do brilho de uma superfície de alumínio.

No processo de acordo com a presente invenção, dota-se a superfície do alumínio que se oxida com o estado superficial pretendido relativamente à tonalidade de cor desejada ou relativamente à estrutura da cor pretendida e, em seguida, coloca-se num líquido electricamente condutor, o electrólito e liga-se como ânodo a uma fonte de tensão contínua em que como eléctrodo negativo se utiliza usualmente aço inoxidável, grafite, chumbo ou alumínio. De acordo com a invenção o electrólito é de uma natureza tal que o óxido de alumínio formado durante o processo de electrolise não se dissolva quimicamente, isto é, não se verifique a redissolução do óxido de alumínio. No campo de corrente contínua, no cátodo liberta-se hidrogénio gasoso e no ânodo oxigénio gasoso. O oxigénio obtido junto da superfície de alumínio forma por reacção com o alumínio uma camada de óxido cada vez mais espessa ao longo do processo. Porque a resistência da camada aumenta rapidamente com o aumento da espessura da camada de vedação, a densidade de corrente diminui correspondentemente de maneira rápida e o crescimento da camada termina. A preparação por electrolise de camadas de vedação de acordo com a presente invenção permite o controlo preciso da espessura da camada de vedação resultante. A espessura máxima obtida com o processo de acordo com a presente invenção expressa em nanómetros (nm) corresponde em primeira aproximação ao valor da tensão aplicada medida em Volt (V), isto é, a espessura máxima da camada obtida varia linearmente com a tensão de anodização. O valor exacto da densidade máxima da camada atingida em função da tensão contínua U aplicada pode determinar-se por um ensaio prévio simples e varia entre 1,1 e 1,6 nm/V, em que o valor exacto da espessura da camada em função da tensão aplicada depende do electrólito utilizado, isto é, da sua composição, assim como da sua temperatura e da composição do material da camada 15 superfecial do objecto de alumínio. A medição da tonalidade de cor da superfície da camada de interferência pode por exemplo realizar-se por meio de um espectrómetro.

Por utilização de um electrólito que não se redissolve, as camadas de vedação são quase isentas de poros, isto é, os poros que se obtêm em todos os casos resultam por exemplo de sujidades do electrólito ou de pontos defeituosos da estrutura da camada superficial de alumínio, muito embora apenas de maneira insignificante por dissolução do óxido de alumínio no electrólito.

Como electrólitos que não provocam a redissolução, no processo de acordo com a presente invenção podem utilizar-se por exemplo ácidos orgânicos ou inorgânicos, em geral diluídos com água, com o valor pH igual a 2 e maior, preferivelmente 3 e maior, especialmente 4 e maior e 8,5 e menor, preferivelmente 7 e menor, especialmente 5,5 e menor. Preferem-se electrólitos processáveis a frio, isto é, à temperatura ambiente. Preferem-se especialmente ácidos inorgânicos ou orgânicos, como ácido sulfurico ou fosfórico em baixas concentrações, ácido bórico, ácido adípico, ácido cítrico ou ácido tartárico ou as suas misturas, ou soluções de sais de amónio ou de sódio de ácidos orgânicos ou inorgânicos, especialmente dos ácidos mencionados e das suas misturas. Neste caso, as soluções possuem de preferência uma concentração total de 100 g/1 ou menos, especialmente de 2 até 70 g/1, de sal de amónio ou de sódio dissolvido no electrólito. São especialmente preferidos soluções de sais de amónio do ácido cítrico ou do ácido tartárico ou sais de sódio do ácido fosfórico.

Um electrólito especialmente preferido contém 1 a 5% em peso de ácido tartárico, a que por exemplo se pode adicionar a quantidade correspondente de

hidróxido de amónio (NH4OH) para se obter o valor de pH pretendido.

Os electrólitos são de uma maneira geral soluções aquosas. A temperatura óptima do electrólito para o processo de acordo com a presente invenção depende do electrólito utilizados; mas é em geral de importância secundária para a qualidade da camada de vedação obtida. Para o processo de acordo com a presente invenção preferem-se temperaturas de 15 a 97°C e especialmente entre 18 e 50°C. O controlo preciso da espessura da camada de vedação com o processo de acordo com a presente invenção permite, por exemplo, mediante cátodos com a forma pontiaguda ou de placas de construção especial, isto é, por controlo do potencial de anodização que actua localmente, a obtenção de espessuras de camada de vedação localmente diferentes embora pretendidas, por intermédio do que por exemplo se podem formar superfícies de camada de interferência com modelos de cor previamente definidos. Neste caso, escolhe-se a tensão contínua de electrólise U aplicada durante a oxidação anódica da superfície de alumínio de maneira a ser localmente diferente, de modo que depois da aplicação da camada parcialmente transparente se obtenha uma coloração estruturada ou um modelo de cor com por exemplo cores intensas. O potencial de anodização localmente diferente necessário para a obtenção de padrões de cor é preferivelmente conseguido por escolha de uma forma dos cátodos previamente determinada. O processo de acordo com a presente invenção é especialmente apropriado para a obtenção contínua de camadas de interferência por oxidação electrolitica contínua da superfície de alumínio e/ou por aplicação contínua da camada parcialmente 17 transparente numa instalação de funcionamento contínuo, de preferência numa instalação de anodização e recobrimento anódico de bandas.

Exemplo 1:

Objectos de alumínio com uma pureza de 99,90% em peso de AI com uma superfície de elevado brilho e objectos de alumínio com uma pureza de 99,85% em peso de AI com uma superfície de elevado brilho electroquimicamente tomada áspera são abrilhantadas electroquimicamente e dotadas com uma camada de vedação em que a superfície de elevado brilho tomada áspera electroquimicamente é designada também como superfície de brilho mate. Por escolha da tensão de anodização dentro do intervalo de 60 a 280 V obtêm-se camadas de vedação com epesuras da camada de 78 a 364 nm. As amostras são dotadas com uma camada de Au ou Pt parcialmente transparente com uma espessura de aproximadamente 10 nm. As superfícies da camada de interferência resultantes possuem cores que dependem da natureza da superfície de AI assim como do ângulo de observação e da espessura da camada de vedação.

Os Quadros 1 e 2 mostram os resultados das determinações dos parâmetros de microcor determinados de acordo coma norma DIN 5033 para camadas de vedação de diferentes espessuras preparadas sobre superfícies de alto brilho que são dotadas com uma camada metálica parcialmente transparente com uma espessura de cerca de 10 nm, em que no Quadro 1 se referem os valores correspondentes para uma camada parcialmente tranparente de Au e no Quadro 2 os valores para uma camada parcialmente transparente de Pt.

As medições dos parâmetros da microcor de acordo com a norma DIN 5033 18 realizam-se com luz que incide não perpendicularmente sobre a superfície da camada de interferência. A direcção de observação está desviada de 8o em relação à normal da superfície de interferência.

Nos seguintes quadros L*, a* e b* são os valores dos parâmetros da cor. L* traduz a claridade, em que 0 significa o negro absoluto e 100 o branco absoluto, a* designa um valor sobre o eixo vermelho-verde, em que os valores a* positivos designam as cores vermelhas e os valores a* negativos designam as cores verdes, b* representa a posição da tonalidade de cor no eixo amarelo-azul, em que valores b* positivos designam cores amarelas e b* negativos designam cores azuis. A posição de uma tonalidade de cor no plano a* - b* significa portanto uma informação sobre a sua tonalidade de cor e a sua saturação.

As indicações adicionais mencionadas nos seguintes Quadros referem-se às cores visualmente perceptíveis com um ângulo de incidência de 0o e 70° em relação às normais da superfície da camada de interferência.

Quadro 1:

Tensão de anodização Espessura da camada de vedação (nm) Cor (de acordo com RAL) Parâmetros de micro-cor 0o O o L* a* B* 60 78 Amarelo dourado Amarelo de cádmio 62,0 24,8 49,9 80 104 Violeta de urze Bege castanho 53,9 32,7 -46,3 100 130 Azul claro Vermelho lilás 77,2 -31,0 -23,4 180 234 Bege vermelho Amarelo de cádmio 72,0 32,8 13,3 200 260 Violeta de urze Amarelo de mel 65,1 55,9 -32,4 220 286 Azul lilás Azul lilás 66,3 14,7 -30,5 240 312 Verde esmeralda Violeta de urze 77,5 -57,1 17,7 260 338 Verde claro Azul lilás 82,8 -44,3 61,4 280 364 Amarelo ocre Verde esmeralda 81,9 9,1 28,4 19

Quadro 2:

Tensão de anodização Espessura da camada de Cor (de acordo com RAL) Parâmetros de micro-cor vedação (nm) 0o O O L* a* B* 60 78 Castanho esverdeado Cinzento de prata 61,1 u 11,5 80 104 Lilás azulado Cinzento de ráfia velho 60,2 11,3 -17,1 100 130 Azul claro Azul marinho 68,4 -6,6 -35,7 180 234 Amarelo de milho Bege acastanhado 59,4 21,0 2,7 200 260 Lilás avermelhado Castanho pálido 56,3 34,0 -38,6 220 286 Azul violáceo Azul violáceo 56,9 12,8 -48,1 240 312 Verda de platina Lilás azulado 71,8 -51,6 0,4 260 338 Verde claro Azul de água 79,1 -43,0 32,4 280 364 Amarelo de açafrão Verde de Maio 75,2 17,9 24,6

Os Quadros 3 e 4 mostram os resultados das determinações dos parâmetros de microcor de acordo com a norma DIN 5033 para camadas de vedação de espessuras diferentes preparados sobre superfícies de brilho fosco, que são dotadas com camadas metálicas parcialmente transparentes com 10 nm de espessura em que no Quadro 3 se indicam os correspondentes valores para uma camada parcialmente transparente de Au e no Quadro 4 se indicam os valores de uma camada parcialmente transparente de Pt. 20

Quadro 3:

Tensão de anodização Espessura da camada de vedação (nm) Cor (de acordo com RAL) Parâmetros de micro-cor 0o 1 O O L* a* B* 80 104 Violeta de urze Castanho bege 57,8 40,5 -26,1 100 130 Azul claro Lilás avermelhado 77,3 -25,9 -31,5 160 208 Amarelo de enxofre Amarelo de cádmio 91,3 -7,3 70,6 180 234 Amarelo dourado Amarelo de cádmio 81,3 16,9 55,8 200 260 Violeta de urze Amarelo de mel 70,7 53,2 -22,3 220 286 Lilás azulado Lilás azulado 70,5 15,1 -32,7 240 312 Azul turquesa Violeta de urze 73,7 -23,1 -12,8 260 338 Verde claro Lilás azulado 82,1 -55,9 34,7 280 364 Amarelo de cádmio Verde amarelado 86,0 -12,6 59,0

Quadro 4:

Tensão de anodização Espessura da camada de vedação (nm) Cor (de acordo com RAL) Parâmetros de microcor 0o i O O r- L* a* B* 80 104 Castanho bege Cinzento de musgo 55,0 13,2 -8,5 100 130 Azul brilhante Lilás avermelhado 69,0 -L8 -43,8 1160 208 Amarelo de açafrão Amarelo limão 84,7 7,3 39,8 180 234 Amarelo de arroz Bege acstanhado 75,9 8,2 22,6 200 260 Lilás azulado claro Castanho pálido 71,6 19,9 -15,9 220 286 Lilás azulado Lilás azulado 68,9 16,3 -33,1 240 312 Azul pomba Lilás azulado 70,9 -15,1 -21,5 260 338 Verde claro Azul de água 81,1 -43,8 14,0 280 364 Amarelo de zinco Verde claro 84,0 -6,9 39,3 21

Uma comparação das indicações que se encontram no Quadro 1 e 2 com os descritos no Quadro 3 e 4 mostram nitidamente a influência da qualidade da superfície da camada de superfície superior do objecto de alumínio, isto é, a estrutura da camada superficial superior do objecto de alumínio sobre a cor. O Quadro 5 mostra para valores da espessura da camada de vedação escolhidos a comparação de resultados das determinações dos parâmetros de microcor de acordo com DIN 5033 para camadas de interferência com e sem camada parcialmente transparente.

Quadro 5:

Espessura da Superfície mate camada de Não metalizada Metalizada com Au Metalizada com Pt vedação vaporizado vaporizada (nm) L* a* b* L* a* b* L* a* b* 104 90,6 -1,2 -6,4 57,8 40,5 -26,1 55,0 13,2 . -8,5 234 93,1 3,7 0,3 81,3 16,9 55,8 75,9 8,2 22,6 364 94,4 -0,3 3,1 86,0 -12,6 59,0 84,0 -6,9 39,3 Espessura da Superfície camada de Não metalizada Metalizada com Au Metalizada com Pt vedação vaporizado vaporizada (nm) L* a* b* L* a* b* L* a* b* 104 88,0 -3,7 -5,5 53,9 32,7 -46,3 60,2 11,3 -17,1 234 87,4 3,1 -4,4 72,0 32,8 13,3 59,4 21,0 2,7 364 89,5 0,2 -0,2 81,9 9,1 28,4 75,2 17,9 24,6 22

Exemplo 2:

Uma folha de alumínio com uma superfície de alumínio de elevado brilho abrilhantada electroliticamente e dotada com camadas de vedação com espessuras da camada de 39 a 494 nm de acordo com a presente invenção mediante escolha da tensão de anodização num intervalo de 30 a 380 V. As camadas de vedação são dotadas ainda com uma camada de crómio parcialmente transparente com uma espessura da camada uniforme para todas as amostras que está compreendida num intervalo de espessura de 1 a 5 nm. A aplicação da camada de crómio realiza-se por crepitação num processo de tratamento da banda em que a velocidade da banda é aproximadamente igual a 25 m/min. O Quadro 6 mostra os resultados das medições dos parâmetros de microcor de acordo com a norma DIN 5033 para as camadas de interferência descritas antes. Para as mediçãos dos parâmetros de microcor são válidas as observações feitas no Exemplo 1. As indicações adicionais de cor de acordo com RAL no Quadro 6 refer-se às cores visualmente perceptíveis com um ângulo de observação de 0o e 80° relativamente às normais da superfície da camada de interferência. 23

Quadro 6:

Tensão de anodização [VI Espessara da camada de vedação (nm) Parâmetros da microcor Cor (de acorc o com RAL) L* A* b* 0o O O OO 30 39 66 3 18 Amarelo azeitem Marfim claro 40 52 50 7 25 Castanho esverdeado Cinzento azeitona 50 65 38 12 11 Castanho de noz Bege 60 78 30 20 -38 Azul noctumo Castanho pálido 70 91 47 0 -45 Azul de genciana Azul de genciana 80 104 63 -9 -39 Azul celeste Azul celeste 90 117 70 -12 -32 Azul celeste Azul violeta 100 130 84 -15 -13 Azul claro Azul brilhante 110 143 86 -15 -5 Azul turquesa Azul brilhante .120 156 89 -12 22 Bege esverdeado Cinzento azulado 130 169 88 -10 36 Amarelo de mel Incolor 140 182 81 1 63 Amarelo limão Marfim claro 150 195 82 0 62 Amarelo de limão Marfim claro 160 208 70 22 46 Amarelo de açafrão Marfim 170 221 57 47 -8 Rosa velha Amarelo de areia 180 234 48 61 -44 violeta Amarelo dourado 190 247 45 50 -67 Violeta púrpura Amarelo de açafião 200 260 54 1 -61 Azul de genciana Rosê 210 273 61 -22 -50 Azul de genciana Rosa claro 220 286 72 -48 -20 Azul de água Violeta de urze 230 299 80 -52 11 Verde de Maio Lilás avermelhado 240 312 84 -44 38 Verde amarelado Azul brilhante 250 325 85 -32 56 Verde amarelado claro Azul claro 260 338 83 -9 53 Amarelo de giesta Azul claro 270 351 77 27 13 Rosa claro Azul turquesa 280 364 73 42 -5 Rosa velho Verde de maio 290 377 68 57 CM 1 Rosada Verde amarelado 300 390 62 62 1 O Violeta de urze Amarelo de enxofre 310 403 60 56 -46 Púrpura Amarelo de zinco 320 416 59 24 -41 Violetada sinalização Bege 330 429 68 -59 1 Azul de água Rosa clara 340 442 72 -74 17 Verde hortelã Violeta de urze clara 350 455 75 -73 27 Verde do trânsito Violeta de urze 360 468 77 -60 31 Verde esmeralda Violeta de urze escuro 370 481 80 -30 21 Verde de platina Violeta de sinalização 380 494 78 10 1 Incolor Lilás avermelhado

Lisboa, 10 cie Janeiro de, 2000

JfOSE BE SAMPAIO A.O.FX

do Salitre, 195, r/c-Drt. 1250 LISBOA

Claims (16)

1 REIVINDICAÇÕES 1. Camada de interferência com a forma de camada superficial que proporciona cor de corpos de alumínio, que contém uma camada de óxido de alumínio assim como uma camada parcialmente transparente separada sobre esta, caracterizada pelo facto de a camada de óxido de alumínio ser uma camada de vedação produzida anodicamente, transparente assim como isenta de poros, com uma espessura da camada de vedação d previamente escolhida de acordo com a cor superficial da camada de interferência pretendida, em que a espessura da camada de vedação está compreendida entre 20 e 900 nm e a camada parcialmente transparente possuir uma transmissão t(Ã) que é maior que 0,01 e menor do que 1.

2. Camada de interferência de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo facto de a espessura da camada de vedação d estar compreendida entre 30 e 800 nm e especialmente entre 35 e 500 nm.

3. Camada de interferência de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo facto de a camada de vedação para a obtenção de uma coloração estruturada ou para a formação de um modelo corado possuir uma espessura da camada localmente diferente, previamente determinada correspondentemente.

4. Camada de interferência de acordo com uma das reivindicações 1 a 3, 2 caracterizada pelo facto de a camada parcialmente transparente consistir em metal, especialmente Ag, Al, Au, Cr, Cu, Nb, Ni, Pt, Pd, Rh, Ta, Ti ou uma liga metálica que contém pelo menos um destes elementos mencionados.

5. Camada de interferência de acordo com uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada pelo facto de a camada parcialmente transparente possuir uma espessura da camada de 0,5 a 100 nm, de maneira especialmente preferida de 1 a 80 nm e especialmente de 2 a 30 nm.

6. Camada de interferência de acordo com uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada pelo facto de a camda parcialmente transparente para a produção de uma coloração estruturada ou para a formação de um modelo corado possuir espessuras da camada localmente diferentes correspondentemente pré-determinadas.

7. Camada de interferência de acordo com uma das reivindicações 1 a 6, caracterizada pelo facto de a camada parcialmente transparente representar uma rede com a forma de grelha, em que as distâncias das linhas da rede com a forma de grelha preferivelmente estão na gama submicrónica.

8. Camada de interferência de acordo com a reivindicação 1 ou 3, caracterizada pelo facto de a camada parcialmente transparente ser uma camada sol-gel de uma espessura preferivelmente compreendida entre 0,5 e 250 pm com partículas reflectoras inseridas, em que as dimensões das partículas reflectoras de preferência 3 estão compreendidas na zona micrónica ou submicrónica e especialmente na zona submicrónica.

9. Camada de interferência de acordo com a reivindicação 8, caracterizada pelo facto de a camada de sol-gel parcialmente transparente que contém de preferência partículas reflectoras essencialmente distribuídas de maneira uniforme, possuir uma estrutura com espessuras da camada locais diferentes para a obtenção de um desenho óptico de cores.

10. Camada de interferência de acordo com uma das reivindicações 1 a 9, caracterizada pelo facto de o lado voltado para a camada de vedação da camada parcialmente transparente ser protegido com uma camada de protecção transparente contra influências mecânicas e químicas.

11. Camada de interferência de acordo com a reivindicação 10, caracterizada pelo facto de a camada de protecção transparente ser uma camada de verniz, uma camada de sol-gel ou uma camada de óxido fina, de preferência, de Si02, A1203 ou Ti02.

12. Processo para a preparação de uma camada de interferência de acordo com uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo facto de a superfície do corpo de alumínio ser oxidada num electrólito que não redissolve o óxido de alumínio e a espessura da camada pretendida d da camada de óxido obtida, medida em nm, ser 4 regulada por escolha de uma tensão uniforme de electrólise constante U em Volt que é escolhida de acordo com as condições d! 1,6 < U < d/1,1 e a camada de óxido de alumínio assim formada ser dotada na sua superfície livre com uma camada parcialmente transparente.

13. Processo de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo facto de, como electrólito que não provoca a redissolução, se utilizarem soluções que contêm ácidos orgânicos ou inorgânicos e as soluções possuírem um valor pH entre 2 e 8,5.

14. Processo de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo facto de o electrólito que não provoca a redissolução ser uma solução de sais de amónio ou de sódio de ácidos orgânicos ou inorgânicos ou uma solução que contém sais de amónio ou de sódio de ácidos orgânicos ou inorgânicos e os correspondentes ácidos orgânicos ou inorgânicos.

15. Processo de acordo com qualquer das reivindicações 12 a 14, caracterizado pelo facto de a oxidação electrolítica da superfície de alumínio e/ou a aplicação da camada parcialmente transparente se realizar como um processo contínuo numa instalação de funcionamento contínuo de preferência uma instalação de 5 anodização e de formação anódica do revestimento de bandas.

16. Processo de acordo com qualquer das reivindicações 12 a 15, caracterizado pelo facto de, na superfície de alumínio, se aplicar uma tensão contínua de electrólise U localmente diferente de modo que se obtém uma coloração estruturada ou um padrão de cor. Lisboa, 10 de Janeiro de 2000 j/

5250 LISBOA 1 RESUMO ' SUPERFÍCIE DE ALUMÍNIO COM COLORAÇÃO DE INTERFERÊNCIA" Camada de interferência como camada superficial cromófora de artigos de alumínio, que contém uma camada de óxido de alumínio assim como uma camada parcialmente transparente depositada sobre esta. A camada de óxido de alumínio é uma camada de vedação produzida anodicamente, transparente e isenta de poros com uma espessura da camada de vedação d de acordo com a cor superficial pretendida da camada de interferência, em que a espessura da camada de vedação d está compriendida entre 20 e 900 nm e a camada parcialmente transparente possui uma transmissão dependente do comprimento de onda τ(λ) que é maior do que 0,01 e menor do que 1. O lado da camada transparente voltado para o lado da camada de vedação é preferivelmente protegido com uma camada de protecção transparente adicional contra influências mecânicas e químicas. Lisboa, 10 de Janeiro de 2000 /1

Riaa do Salitre, 195, r/c-Drt. 1250 LISBOA