Способ получения цветных изображений на изделиях из алюминия и его сплавов

 

Изобретение относится к области окрашивания анодированного алюминия и может быть использовано в приборостроении, машиностроении и других областях промышленности для получения на поверхности изделий из алюминия и его сплавов черно-белых или иных цветных изображений в виде надписей, рисунков, картинок и т.п. Изделия из алюминия и его сплавов анодируют, накладывают на анодированную поверхность изображение на носителе, нагревают, выдерживают при повышенных температурах, наполняют, причем изображение на носителе выполняют в зеркальном отображении с использованием красителей, способных к возгонке при температурах 120-220^oС, с размерами молекул или частиц не более 0,02 мкм и у которых средство к анодированной поверхности выше, чем к материалу носителя, а нагрев и выдержку при повышенных температурах ведут при прижатии носителя к анодированной поверхности с усилием до 0,5 кг/см². Техническим результатом является получение контрастного высококачественного цветного изображения на алюминии и его сплавах, обладающего высокой светостойкостью и стойкостью к воздействию органических растворителей. 3 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к области окрашивания анодированного алюминия и может быть использовано в приборостроении, машиностроении и других областях промышленности для получения на поверхности изделий из алюминия и его сплавов черно-белых или иных цветных изображений в виде надписей, рисунков, картинок и т.п.

Известен способ получения цветных изображений на поверхности изделий из алюминия и его сплавов, включающий анодирование и формирование цветного изображения методом трехцветной печати. [В.Ф. Хенли, Анодное оксидирование алюминия и его сплавов, перевод с английского Л.И. Павлова, под ред. д.т.н. B. C. Синявского. М.: Металлургия, 1986, с.89].

Основными недостатками известного способа являются высокая сложность и трудоемкость нанесения цветного изображения на анодированную поверхность, особенно по форме отличающейся от плоскости, а также невозможность получения резкого цветового перехода на границе частей изображений различного цвета.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ получения цветного изображения на изделиях из алюминия, включающий анодирование, наложение на анодированную поверхность изображения на носителе - сухой пленке с красителем, нагрев и выдержку при повышенных температурах, наполнение в горячей воде. [Патент США 4451335, C 25 D 11/18, 1984].

Недостатком известного способа получения цветных изображений, основанном на возгонке красителя и его конденсации при нагревании и выдержке при повышенных температурах, является сложность получения требуемого резкого, контрастного перехода на границе частей изображений различного цвета, особенно когда изображение включает переходы глубоких насыщенных цветов. Это связано с тем, что получение цветных изображений с глубокими насыщенными цветами требует достаточного, преимущественно увеличенного, количества краски на носителе и время выдержки при повышенных температурах 150-250^oС не менее 5 мин. При таких параметрах осуществления известного способа и увеличенном содержании красителя на носителе граница переходов насыщенных цветов изображения получается размытой, в виде заметного плавного перехода от одного цвета к другому, что значительно снижает качество изображения.

Задачей изобретения является получение цветных изображений на алюминии и его сплавах с повышенным контрастом цветовых границ изображения с глубокими насыщенными цветами, при обеспечении высокой коррозионной стойкости, стойкости к истиранию и воздействию органических растворителей, светостойкости.

Техническим результатом является получение высококачественного контрастного цветного изображения на алюминии и его сплавах, обладающего высокой светостойкостью и стойкостью к воздействию органических растворителей.

Сущность изобретения заключается в том, что способ получения цветных изображений на изделиях из алюминия и его сплавов включает анодирование, наложение на анодированную поверхность изображения на носителе, нагрев и выдержку при повышенных температурах, наполнение, причем изображение на носителе выполнено в зеркальном отображении с использованием красителей, способных к возгонке при температурах 120-220^oС, с размерами частиц или молекул более 0,02 мкм и у которых сродство к анодированной поверхности выше, чем к материалу носителя, а нагрев и выдержку при повышенных температурах ведут при прижатии носителя к анодированной поверхности с усилием до 0,5 кг/см². Кроме того, в качестве носителя используют бумагу или полимерную пленку; анодирование ведут при анодной плотности тока 0,5-1,5 А/дм², температуре 15-25^oС до толщины анодной оксидной пленки 8-35 мкм в электролите, содержащем, г/л: серная кислота 150-180, щавелевая кислота 8-20 или лимонная кислота 5-8, бисульфат натрия 25-30; нагрев и выдержку при повышенных температурах ведут при температурах 150-250^oС в течение 0,5-3 мин.

Способ реализуется следующем образом.

Изделие из алюминия или его сплавов анодируют в электролите на основе серной кислоты, с добавкой щавелевой кислоты или лимонной кислоты и бисульфата натрия.

Изображение располагают на носителе - бумаге или полимерной пленке - в зеркальном отображении, используя дисперсии и/или растворы органических красителей, способных к переносу с носителя на анодированную поверхность, т.е. способных к возгонке при температурах 120-220^oС, с размерами частиц или молекул не более 0,02 мкм и у которых сродство к анодированной поверхности выше, чем к материалу носителя. Красители с указанными выше свойствами и необходимым цветом могут быть выбраны из различных классов красителей, преимущественно из антрахиноновых или азокрасителей.

Нанесение изображения на носитель изображения осуществляют различными путями, например кистью, распылением, цветным струйным принтером и т.д.

После сушки носитель с изображением накладывают на сухую анодированную поверхность и прижимают к ней с усилием не более 0,5 кг/см². Желательно, чтобы время нахождения анодированной поверхности в сухом состоянии было минимальным. После этого изделие нагревают до температуры 150-250^oС и выдерживают в течение 0,5-3 мин. Затем носитель отделяют от изделия и проводят операцию наполнения путем погружения изделия в горячую (до 100^oС) дистиллированную воду на 20-50 мин.

Пример 1.

Панель из технического алюминия подвергали анодированию при анодной плотность тока 0,5 А/дм², температуре 15-25^oС до толщины покрытия 15 мкм в электролите следующего состава, г/л: серная кислота 150, бисульфат натрия 30, щавелевая кислота 8. Цветное изображение в зеркальном отображении наносили на полимерную пленку распылением через трафареты, используя 10%-ную дисперсию азокрасителя "Дисперсный красный 3" и 5%-ный раствор антрахинонового красителя "Прямой голубой К". После сушки носитель накладывали на сухую анодированную поверхность и прижимали с усилием 0,04 кг/см². Затем изделие нагревали до температуры 150^oС и выдерживали в течение 3 мин. После отделения носителя наполнение проводили в горячей дистиллированной воде в течение 20 мин.

Пример 2.

Панель из алюминий-магниевого сплава подвергали анодированию при анодной плотность тока 1,5 А/дм², температуре 15-25^oС до толщины покрытия 25 мкм в электролите следующего состава, г/л: серная кислота 180, бисульфат натрия 15, лимонная кислота 8. Цветное изображение в зеркальном отображении наносили на бумагу валиком через трафареты, используя 7%-ную дисперсию азокрасителя "Дисперсный темно-синий 2К" и 10%-ный раствор красителя производного антрахинона "Активный желтый 2КТ". После сушки носитель накладывали на сухую анодированную поверхность и прижимали с усилием 0,45 кг/см². Затем изделие нагревали до температуры 220^oС и выдерживали в течение 0,5 мин. После отделения носителя наполнение проводили в горячей дистиллированной воде в течение 50 мин.

Полученные цветные изображения имели высокий контраст на требуемых участках.

После нанесения цветных изображений панели подвергли следующим стандартным испытаниям: - испытание при относительной влажности 100%, температуре +50^oС, в течение 10 суток; - испытание на воздействие пониженной температуры -50^oС в течение 24 часов; - испытание на воздействие повышенной температуры +100^oС в течение 24 часов; - испытание на воздействия соляного тумана при температуре +35^oС в течение 2 суток;.

- испытание на стойкость к истиранию путем десяти тысяч ручных переключений ключей типа ПМФ и пяти тысяч переключений ключей типа П2-Г, установленных на панели; - испытание на светостойкость на установке с использованием ультрафиолетовых источников излучения - газоразрядных ламп ЛУФ-80, при освещенности 1850-1900 ЛК, яркости 780-820 кд/м² в течение 88 часов; - испытания на стойкость к воздействию органических растворителей: ацетон, этиловый спирт, растворитель 646, бензин, ксилол, уайт-спирит, толуол, путем окунания образцов в растворитель и протирки поверхности тампонами, смоченными в растворителе.

Проведенные испытания панелей с цветными изображениеми показали их высокую коррозионную стойкость, стойкость к истиранию и воздействию органических растворителей, а также высокую светостойкость.

Формула изобретения

1. Способ получения цветных изображений на изделиях из алюминия и его сплавов, включающий анодирование, наложение на анодированную поверхность изображения на носителе, нагрев и выдержку при повышенных температурах, наполнение, отличающийся тем, что изображение на носителе выполнено в зеркальном отображении с использованием красителей, способных к возгонке при температурах 120-220^oС, с размерами молекул или частиц не более 0,02 мкм и у которых сродство к анодированной поверхности выше, чем к материалу носителя, а нагрев и выдержку при повышенных температурах ведут при прижатии носителя к анодированной поверхности с усилием до 0,5 кг/см².

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве носителя используют бумагу или полимерную пленку.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что анодирование ведут при анодной плотности тока 0,5-1,5 А/дм², температуре 15-25^oС до толщины анодной оксидной пленки 8-35 мкм в электролите, содержащем, г/л: серная кислота 150-180, щавелевая кислота 8-20 или лимонная кислота 5-8, бисульфат натрия 25-30.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что нагрев и выдержку при повышенных температурах ведут при температурах 150-250^oС в течение 0,5-3 мин.