176466. lajstromszámú szabadalom • Eljárás szürke-fekete színű, építészeti célú anódos oxidréteg előállítására alumíniumon és alumíniumötvözeten elektrolitikus színezéssel
3 176466 4 A találmány szerinti eljárás lényege tehát abban van, hogy oíyan elektrolitot és technológiai jellemzőket ad meg, amelyek alkalmazásával a keresett szürke-fekete színárnyalatú, építőipari felhasználásra is alkalmas tulajdonságú anódos oxidrétegek alakíthatók ki. Az eljárás üzemi bevezetését, illetve a jelenleg alkalmazott direktszínező anódos oxidáló és hasonló színű termékeket eredményező eljárásnak a találmány szerinti eljárással való felváltását kedvezőbb gazdaságossága indokolja. A találmány szerinti eljárásnál az áramsűrűség nem haladja meg a 2 A/dm2 értéket, átlagosan 0,3—0,6 A/dm2, szemben a direktszínezés 4-10 A/dm2 értékével. A színező váltakozóáramú feszültség szintén alacsonyabb, 10-30 V közötti, így a színezés közvetlen elektromos igénye, valamint az oldat hőmérséklettartásához szükséges hűtési energiaigény a direktszínező anódos oxidáló eljárásokénak töredéke. A direktszínező eljárásoknál tapasztalható 14—15 kWó/m2 fajlagos energiaigénnyel szemben az elektrolitikus színezésnél — beleszámítva az alap anódos oxidréteg előállításának energiaszükségletét — 2,5—3 kWó/m2 energia felhasználással lehet számolni. Az eljárás üzemi méretű alkalmazásánál — 100 ezer m2 éves felület kezelését figyelembe véve — az energia megtakarítás igen jelentős, 0,5-1 millió kWó/év. A kisebb áramigény az adott berendezések kihasználhatóságát is nagymértékben emeli, azonos méretű kádak esetén az elektrolitikus színező eljárás bevezetése a kapacitás 2—3-szoros növelését teszi lehetővé. A találmány szerinti eljárással elérhető szürke színű termékek előállítására a szakirodalom általában a különböző, óntartalmú elektrolitokat alkalmazó elektrolitikus színező eljárásokat ismerteti. Ilyen eljárások pl. a METACOLOR (Metall- und Oberflächenchemie GmbH) és a METOXAL (VAW). Ezen eljárások használatának közös problémája, hogy az ón-só oldatban tartása csak igen korlátozottan biztosítható. Ezért a csapadékos oldatok folyamatos szűrése, a hatóanyag rendszeres és igen gyakori pótlása az eljárások alkalmazását bonyolulttá és költségessé teszi, s az adott színek nehezen reprodukálhatók. A találmány szerinti eljárásnál ilyen problémák nem jelentkeznek, az elektrolit igen stabil, s csak a különben is szokásos ellenőrzést, illetve karbantartást igényli. Más eljárások a különböző elektrolitikus színező elektrolitok kombinációjával állítanak elő különféle színárnyalatú termékeket. Ilyen eljárás pl. az 1 301 577 sz. angol szabadalmi leírásban olvasható, amely az ezüst, vagy réz sót tartalmazó elektrolitban való színezést kombinálja a nikkel só tartalmú elektrolitban végzett színezéssel. Ezen eljárással a barna szín különböző árnyalatainak előállítására van lehetőség. Az anódos oxidációt követő további két színező művelet a módszert találmányunk szerinti eljáráshoz viszonyítva bonyolultabbá, s így gazdaságtalanabbá teszi, s ugyanakkor az általunk kifejlesztett eljárással biztosítható színskála - a keresett világosabb és sötétebb szűrke színárnyalatok — előállítására nem alkalmas. A találmány szerinti eljárás további előnye, a hasonló típusú - különös tekintettel a közel semleges, enyhén savas kémhatású elektrolitokat alkalmazó egyéb - eljárásokhoz képest az, hogy az oldat összetétele meglehetősen nagy puffer-kapacitást biztosítva hosszú élettartamot tesz lehetővé, s az elkerülhetetlenül bekövetkező savasodás esetén (sav áthordás az anódos oxidáló fürdőből) a pH eredeti értékre való egyszerű visszaállításával a színezési hatásfok állandó értéken tartható. A találmány szerinti eljárással kezelt termékek minőségét — korrózióállóságát - az anódos oxidrétegek minősítésére alkalmazott módszerekkel ellenőrizve (DIN 50947, CIDA-EWAA előírások) azt tapasztaltuk, hogy a színtelen kénsavas anódos oxidréteg kedvező tulajdonságait a rétegek megtartják. A színes termékek színtartósága - a gyorsított laboratóriumi vizsgálatok, így 2000 órás Xenotest időjárásállósági vizsgálat szerint is — megfelelő, kielégíti az építőipari felhasználásnál előírt követelményeket. összehasonlító példák 1. példa 99,5% tisztaságú alumíniumlemezt benzines zsírtalanítás után 65 °C hőmérsékletű, 150 g/liter NaOH tartalmú oldatban 1 percig pácoljuk, vizes öblítés után 1 :1 hígítású salétromsavba mártva közömbösítjük, majd 150 g/liter töménységű H2 SO4 elektrolitban 1,5 A/dm2 áramsűrűséggel, egyenárammal 40 percig anódosan oxidáljuk. Vizes öblítés után 25 g/liter NiS04 • 7H2 O, 20 g/liter ZnS04, 15 g/liter H3B03 és 20 g/liter CH3- —C00NH4 összetételű elektrolitban, amelynek pH-ja 6,5, 3 percig színezünk. A színezésnél az áramsűrűség 1,5-0,3 A/dm2, elektrolizáló feszültség 25 V. A színezés után 40 percig forrásban levő desztilláltvízben pórustömítést végzünk. A színezett lemez színe sötétszürke (Y = 3,4). 2. példa 99,5% tisztaságú alumíniumlemezt az 1. példa szerinti előkezelés, anódos oxidáció és utókezelés mellett 40 g/liter NiS04 • 7H20 10 g/liter ZnS04, 40 g/liter H3B03 és 40 g/liter CH3COONH4 összetételű elektrolitban 20 V váltakozóáram feszültséggel 1,2-0,3 A/dm2 áramsűrűséggel 5 percig színezünk. A színezett lemez színe sötétszürke (Y = 2,9). 3. példa AlMgSi 0,5 lemezt az 1. példa szerinti módon kezelünk. A kapott lemez színe bronz (Y = 5,2). 4. példa AlMgSi 0,5 lemezt az 1. példa szerinti módon kezelünk, de a színezést 10 percig végezzük. A kapott lemez színe fekete (Y = 1,9). 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
