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Patent Searching and Data


Title:
RECOMPRESSION PROCESS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1984/000982
Kind Code:
A1
Abstract:
Anodized metal surfaces are cold pressed while they are treated at a temperature lower than 30oC in a still wet state with an aqeous solution containing nickel salt and at least one fluoride. The solution may contain further additives for example a preservating agent, optionally dissolved in a solubilization agent such as alcohols.

Inventors:
GRUENINGER EDGAR (CH)
Application Number:
PCT/CH1983/000100
Publication Date:
March 15, 1984
Filing Date:
September 01, 1983
Export Citation:
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Assignee:
FFA FLUG FAHRZEUGWERKE AG (CH)
International Classes:
C25D11/24; (IPC1-7): C25D11/24
Foreign References:
US3071494A1963-01-01
US3494839A1970-02-10
US4103048A1978-07-25
Other References:
Metal Finishing Abstracts, Vol. 22, No. 4, July/August 1980, Hampton Hill (GB), see page 269D, left-hand column & JP, A, 54116350 (Nippon Senka K.K.) 02 March 1978 (02.03.78)
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Claims:
P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Verfahren zur Nachverdichtung der Ober¬ fläche von anodisch oxidierten, ungefärbten oder ge¬ färbten Metallen, insbesondere Aluminium, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass man die noch nasse Oberfläche bei einer Temperatur unter 30°C mit einer wässerigen Lösung in Berührung bringt, welche mindestens ein Nickelsalz und mindestens ein Fluorid enthält.
2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kation des Fluorides ein Alkali, vorzugsweise Natrium oder Kalium, Ammonium oder ein ein¬ wertiger organischer Rest ist.
3. Verfahren nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lösung ein pH im leicht sauren Bereich aufweist, z.B. zwischen 5,5 und 5,8.
4. Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Salze in an¬ nähernd stöchiometrischer Menge von Nickelsalz, ein &ÖREA OMPI schliesslich Kristallwasser, zu Fluorid verwendet werden.
5. Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Lösung ein Konservierungsmittel und gegebenenfalls weitere Hilfs¬ mittel, z.B. ein Netzmittel, zugesetzt werden.
6. Mittel zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es minde¬ stens ein Nickelsalz und mindestens ein Fluorid enthält.
7. Mittel nach Patentanspruch 6, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass das Fluorid ein Alkalimetallfluorid, ein Ammoniumfluorid oder ein Fluorid mit organischem Kation ist.
8. Mittel nach Patentanspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass es die Salze in annähernd stöchio metrischem Verhältnis von Nickelsalz, einschliesslich Kristallwasser zu Fluorid enthält.
9. Mittel, nach einem der Patentansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass es weitere Hilfsmittel, wie Netz itt'el, Konservierungsmittel, usw., enthält.
10. Aluminiumgegenstand, dadurch gekennzeich¬ net, dass seine Oberfläche nach dem Verfahren gemäss Patentanspruch 1 behandelt wurde.
Description:
Nachverdichtungs erfahren

Beim bekannten anodischen Oxidieren von Metall¬ oberflächen, insbesondere solchen aus Leichtmetallen, wie z.B. Aluminium, durch Umwandlung der obersten Metall¬ schichten entstehen Schutzschichten aus dem entsprechen¬ den Metalloxid. Hierbei entstehen feinporige Ueberzüge, die sich für Reaktionen mit verschiedenen Reagentien und/ oder Farbstoffen eignen,- die es heute ermöglichen, insbe¬ sondere Aluminiumoberflächen in einer grossen Anzahl Farbtöne einzufärben. Je nach dem Verwendungszweck ' dieser als "eloxierte" Aluminiumgegenstände bekannte Produkte im Innen- oder Ausseneinsatz werden mehr oder weniger wetter¬ feste Oberflächen benötigt. Die diversen hierfür geeigne¬ ten Färbemittel und deren Anwendung sind dem Fachmann bestens bekannt und benötigen hier keiner näheren Erläute¬ rung.

Allen anodischen Oxidationsverfahren ist ge¬ meinsam, dass die erhaltenen Oberflächen, ob färblos oder in einer oder mehreren Stufen gefärbt, gegen Berührung

und gegen korrodierende Substanzen empfindlich sind. Um diesen grossen Nachteil zu beheben, wurden verschiedene Nachverdichtungsverfahren, sogenannte Seal erfahren, ent¬ wickelt, durch welche eine berührungs- und korrosions¬ feste Oberfläche erhalten wird. Das gebräuchlichste dieser Nachverdichtungsverfahren ist eine Behandlung mit kochen¬ dem Wasser oder Dampf, bekannt als Heisswasser- und Dampf- sealing. Diese Verfahren erfordern einen sehr hohen Energieverbrauch. Ein weiterer Nachteil der Heisswasser- behandlung ist die Bildung einer unerwünschten Ablagerung aus Kalk und anderen im Badwasser gelösten Salzen und Ver¬ unreinigungen, welche anschliessend in einem zusätzlichen Arbeitsgang mechanisch entfernt werden muss. Zur Verhinde¬ rung solcher Ablagerungen wurden sogenannte Sealhilfs¬ mittel vorgeschlagen, die im allgemeinen auf der Basis hochmolekularer Verbindungen aufgebaut sind, das Verfahren jedoch wiederum verteuern, da sie ergänzt werden müssen.

Auch Metallsalze, wie Nickelsalze, z.B. Nickel- acetat, wurden als Zusatz zu den Heisswasserbädern bereits vorgeschlagen, um die Verichtung noch zu verstärken. Die Verdichtungswirkung dieser Salzbäder tritt bereits bei einer Temperatur von 70°C ein, erfordert also keine Siede¬ temperatur, doch bildet sich auch hier ein sehr starker

Belag, der nicht auf der Oberfläche belassen werden kann.

Ein weiterer Nachteil der bisher vorgeschlage¬ nen Sealverfahren besteht ferner darin, dass bereits ein höherer Gehalt an Silikaten, Phosphaten, Chloriden und dergleichen im Wasser als "Sealgift" wirkt, d.h. es ent¬ stehen Schichten ungenügender Qualität, die im Salztest sehr rasch abgebaut werden und durchkorrodieren.

Eine weitere Schwierigkeit der bisher bekannten Sealbäder besteht ferner darin, dass sie üblicherweise eine Lebensdauer von etwa 3 bis 6 Wochen aufweisen. Nach dieser Zeit sind sie unbrauchbar und ' müssen weggeworfen werden.

Es wurde nun ein neues Seälver.fahren entwickelt, welches eine Behandlung bei Temperaturen unter 30°C und insbesondere auch bei Zimmertemperatur erlaubt, keine Badverunreinigung bewirkt, nur den Ersatz der durch das Behandlungsgut entfernten Badbestandteile aber keine Erneuerung des Bades benötigt und hervorragende Verdich¬ tungen der Ueberzüge ergibt.

Ueberraschenderweise wurde gefunden, dass sich diese Resultate durch Behandlung der anodisch oxidierten und gegebenenfalls gefärbten Metalloberflächen, insbe¬ sondere Aluminiumoberflächen, mit einer wässerigen Lösung,

welche ein Nickelsalz und ein Fluorid enthält, erzielen lassen.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist da¬ her ein Verfahren zur Nachverdichtung anodisch oxidier- ter ungefärbter oder gefärbter Metalloberflächen, insbe¬ sondere Aluminiumoberflächen, welches dadurch gekennzeich¬ net ist, dass die noch nasse Oberfläche bei einer Tempe¬ ratur unter 30°C mit einer wässerigen Lösung behandelt wird, welche mindestens ein Nickelsalz und mindestens ein * Fluorid enthält.

Als Nickelsalze eignen sich anorganische Nickel¬ salze, wie Nickelchlorid, -sulfat, -carbonat, -nitrat, usw.,. wie auch organische Nickelsalze, wie Nickelacetat und andere. Das Fluorid ist vorzugsweise ein Fluorid eines Alkalimetallsalzes, wie Natriumfluorid, Kalium- fluorid, usw., oder des Ammoniums, z.B. (NH. HF£, oder ein organisches Fluorid.

Vorzugsweise werden die Salze " in ' annähernd stöchio etrischen Mengenverhältnissen von Nickelsalz zu Fluorid eingesetzt, wobei beim Nickelsalz auch das vor¬ handene Kristallwasser zu berücksichtigen ist. Es können auch grössere oder.kleinere Mengen des Nickel- oder Fluorid- salzes verwendet werden, doch sind die Resultate im allge¬ meinen weniger gut.

Die optimale Zugabe an Salzen pro Liter Bad¬ flüssigkeit richtet sich nach der jeweils zu behandeln¬ den Oberfläche und kann durch einfache Versuche ermit¬ telt werden. Im allgemeinen beträgt der Salzzustand total (Nickelsalz und. Fluorid) etwa 1 bis 20 g/Liter, wobei eine Menge von etwa 10 g/Litern für Aluminium¬ oberflächen bevorzugt wird.

Das pH der Behandlungslösung liegt mit Vorteil im leicht sauren Bereich, z.B. bei 5,5 bis 5,8 und kann mit einer üblichen Säure, z.B. Essigsäure, eingestellt werden.

Die Behandlung erfolgt bei einer Temperatur unter 30°C, vorzugsweise bei Zimmertemperatur, wodurch der Energieverbrauch drastisch herabgesetzt werden kann. Die Berührungszeit der Salzlösung mit der Metalloberfläche ist nicht kritisch. Im allgemeinen beträgt sie mindestens etwa 10 Minuten. Die Behandlung kann durch.Eintauchen in ein Sealbad oder durch Besprühen, Aufpinseln oder auf jede beliebige Art erfolgen. Die behandelte Oberfläche wird im allgemeinen nach der Behandlung mit kaltem Wasser abge¬ spült, doch kann diese Spülung ohne weiteres wegfallen ohne nachteilige Wirkung auf die Qualität der Oberfläche zu haben.

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Insbesondere, wenn Bäder zur Sealbehandlung verwendet werden, empfiehlt sich der Zusatz eines Kon¬ servierungsmittels, wie sie z.B. auch für Färbebäder und andere galvanische Bäder üblich sind, z.B. For alin, "Preventol" und andere; im allgemeinen genügt ein Zusatz von 0,01 g/Liter. Falls das Konservierungsmittel nicht wasserlöslich ist, kann es in einem mit Wasser misch¬ baren Lösungsmittel, z.B. einem niederen aliphatischen Alkohol, wie Methanol, Aethanol, Propanol, n- oder iso- Butanol, usw. gelöst der wässerigen Seallösung zugesetzt werden. Ein derartiger Zusatz kann auch für Lösungen zum Aufspritzen, Aufbürsten, usw. empfehlenswert sein, wenn diese Lösungen längere ' Zeit offen aufbewahrt wer¬ den, da sie unter Umständen leicht von Mikroorganismen be¬ fallen werden.

Die Seallösungen können weitere übliche Zusätze, wie Netzmittel und dergleichen, enthalten.

Es ist wichtig, dass die zu behandelnden Ober¬ flächen in noch nassem Zustand der erfindungsge ässen Sealbehandlung unterzogen werden, d.h. praktisch unmittel¬ bar im Anschluss an die Oxidation oder Färbung, bzw. an die letzte Spülung. Sobald die Oxidschicht zu trocken be¬ ginnt, ergibt das erfindungsgemässe Verfahren die gewünsch-

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te Verdichtung nicht mehr, selbst wenn die Oberfläche wieder benetzt wird. Dies ist im Gegensatz zu den bis¬ herigen Heisssealverfahren, bei welchen die Oberfläche in trockenem Zustand auch nach längerer Lagerung noch verdichtet werden kann.

Das erfindungsgemässe Verfahren ergibt eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit und ein glattes, ansprechendes Aussehen der Oberfläche.

Die Verdichtungswirkung hat z.B. bei Aluminium im allgemeinen nach 24 Stunden ihr Maximum erreicht. Die behandelten Gegenstände weisen darin eine bleibende Korrosionsfestigkeit auf und eignen sich- für alle üb¬ lichen Verwendungszwecke. Hierbei ist keinerlei Ablage¬ rung oder Hydratbildung auf den Oberflächen zu beobach¬ ten.

Der Abtragswert f.ür Aluminiumblech bestimmt nach

ISO 3210, der gemäss der heute geltenden Eurasnorm bei

2 Heissverdichtung bis zu 30 mg/dm betragen darf, liegt bei erfindungsgemäss kaltverdichteten Blechen bei etwa 7 bis 10 mg/cm . Die erhaltenen Abtragswerte sind sowohl bei farblos eloxierten Aluminiumoberflächen wie insbe¬ sondere bei z.B. mit elektrolytischeT Metallsalzfärbung gefärbten Aluminiumoberflächen gegenüber denjenigen von

heissverdichteten.Oberflächen (mit oder ohne Salzzusatz) wesentlich verbessert.

Ausser der beträchtlichen Energie-Ersparnis bieten die erfindungsgemäss verwendeten Lösungen den Vor¬ teil, wesentlich weniger umweltbelastend zu sein als die bisherigen, da ihre Lebensdauer praktisch unbe¬ schränkt ist, sie also nicht weggeworfen werden müssen.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Er¬ findung ist ein handelsfähiges Mittel zur Durchführung des obigen Kaltsealverfahrens. Dieses Mittel ist gekenn- . zeichnet durch einen Gehalt an mindestens einem Nickel¬ salz und mindestens einem Fluorid der oben beschriebenen Art. Das Mittel kann -als trockenes Gemisch, als Paste oder als Konzentrat vorliegen. Vorzugsweise enthält es die Salze in annähernd stöchiometrischem Verhältnis von Nickelsalz . H-0 zu Fluorid. Das Mittel kann bereits weitere Zusätze, wie Netzmittel, Konservierungsmittel, usw. enthalten, doch können diese auch getrennt beim Zubereiten der Lösung zugesetzt werden. Das Mittel ist unbeschränkt haltbar und kann z.B. in solcher Dosierungs¬ form abgepackt werden, dass keine Wägung, Messung oder dergleichen beim Ansetzen der Lösung oder bei deren Er¬ gänzung mehr notwendig ist.

Beispiel 1

Ein Bad wird hergestellt durch Auflösen von 10 g/Liter eines Gemisches aus 262,9 g Ni(SO.) . 6H 2 0 und 42,0 g NaF in Wasser. Dieser Lösung werden 0,5 g/ Liter des Netzmittels "Ekalin F" (Sandoz) und- 0,01 g/ Liter "Preventol" (Bayer), gelöst in 10 g/Liter Butanol zugesetzt und der pH der Lösung mit Essigsäure auf 5,6 eingestellt.

Aluminiumprofile, die auf übliche Art farblos eloxiert und von denen ein Teil zusätzlich mit "Colinal" 3175 gefärbt wurden (Schichtdicke 24 u), wurden un¬ mittelbar nach Verlassen des letzten Spülbades in das obige Bad, das eine Temperatur von etwa 25°C aufwies, verbracht und 15 Minuten darin belassen. Nach 24 Stunden betrug der Abtragswert bei den farblosen Oberflächen 6,9 bei den gefärbten Oberflächen 9,4 mg/dm 2.

Beispiel 2

Zum Vergleich wurden gleiche farblos eloxierte

Profile mit einer Schichtdicke von 24 u der-üblichen

Heissverdichtung unterworfen, wobei Abtragswerte von 16,4 mg/dm 2 erhalten wurden. Gleiche farblos eloxierte, unverdichtete Profile ergaben nach Verdichtung wie in Bei- spiel 1 beschrieben, einen Abtrag von 14,4 mg/dm .

• g fREA

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