DE102004004140A1

DE102004004140A1 - Beizverfahren und Beizprodukt für Aluminium

Info

Publication number: DE102004004140A1
Application number: DE200410004140
Authority: DE
Inventors: Gabriele Hecht; Josef Dr. Kresse
Original assignee: Henkel AG and Co KGaA
Current assignee: Henkel AG and Co KGaA
Priority date: 2004-01-28
Filing date: 2004-01-28
Publication date: 2005-08-18
Also published as: WO2005073432A1

Abstract

Verfahren zum Beizen von Metallteilen aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen, die zu mindestens 50 Atom-% aus Aluminium bestehen, wobei man die Metallteile mit einer wässrigen alkalischen, Aluminiumionen-haltigen Beizlösung in Kontakt bringt, dadurch gekennzeichnet, dass die Beizlösung eine solche Menge an verdickend wirkenden organischen Polymeren enthält, dass sie bei der jeweiligen Arbeitstemperatur eine Viskosität im Bereich von 30 mPaÈs bis 120 mPaÈs, gemessen nach Brookfield mit Spindel 1 bei 60 Umdrehungen pro Minute, aufweist. Eine bevorzugte Beizlösung enthält mindestens 0,05, vorzugsweise mindestens 0,1, Gew.-% und bis zu 0,5, vorzugsweise bis zu 0,35, Gew.-% Xanthane und vorzugsweise zum Erzeugen eines matten E6-Finishs zusätzlich Acrylat-Copolymere. Weiterhin wird ein Konzentrat zum Herstellen bzw. Ergänzen der Beizlösung beansprucht.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beizen von Metallteilen aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen, die zu mindestens 50 Atom-% aus Aluminium bestehen. Es ist insbesondere zum Beizen von Architekturteilen aus diesen Materialien geeignet, die nach der Beize mit einer chemischen Konversionsschicht oder einer Anodisierschicht überzogen werden. Durch das Beizen wird eine Oberflächenschicht von Aluminium zusammen mit Verunreinigungen oder Ungleichmäßigkeiten der Oberfläche abgelöst. Nach der Beize wird eine gleichmäßig glatte Metalloberfläche erhalten. Dieses gleichmäßige „Oberflächenfinish" bleibt auch nach einer nachfolgenden Korrosionsschutzbehandlung erhalten und führt zu einem ansprechenden optischen Eindruck. Die so behandelten Bauteile genügen also den erforderlichen ästhetischen Kriterien, um sie beispielsweise für Architekturzwecke zu verwenden. Beispiele hierfür sind Fassadenverkleidungen, Fensterrahmen und ähnliches.

Alkalische Beizen, beispielsweise auf Basis von Natronlauge, sind im Stand der Technik seit langem bekannt. Diese reagieren mit Aluminiumoberflächen, wobei eine Oberflächenschicht unter Bildung von Aluminaten abgelöst wird. Beispielsweise wird verwiesen auf das Kapitel 6.3.1 Natronlauge-Beize in: W. Hübner und C.-Th. Speiser „Die Praxis der anodischen Oxidation des Aluminiums", 4. Auflage 1988, Aluminium-Verlag, Düsseldorf. Demnach enthält ein solches Beizbad im Normalfall etwa 175 g/l NaOH. Dieser Normalansatz kann für bestimmte Zwecke von 5 bis 40% variiert werden. Die Badtemperatur beträgt normalerweise 40 bis 60°C, kann jedoch für starke Mattierungen auf bis zu 80°C gesteigert werden. Als Behandlungsdauer zum Entfernen der Oxidschicht wird 5 bis 10 Minuten angegeben. In der Praxis wird diese Zeit jedoch oft beträchtlich überschritten und kann bei einer sogenannten „Langzeitbeize" (s.u.) um 20 Minuten liegen.

Alkalische Beizbäder enthalten als Zusätze insbesondere sogenannte Steinverhinderer. Diese Verhindern eine Ablagerung von festen Aluminiumoxidhydraten insbesondere auf den Heizelementen des Bades, aber auch auf den zu behandelnden Oberflächen. Hierfür hat sich beispielsweise ein Zusatz von 3% Zucker oder Natriumgluconat (bezogen auf NaOH) bewährt. Zucker kann auch in Form von Melasse eingesetzt werden. Beim Beizen in Natronlauge geht ein Teil des Aluminiums in Lösung, wodurch sich der Aluminiumgehalt des Beizbades ständig entsprechend erhöht. Dieser ist ausschlaggebend für den Beizerfolg. Gute Beizresultate erhält man in Bädern mit 20 bis 60 g/l Al, während höhere Gehalte an Aluminium zu schlechten Ergebnissen führen können. Demnach muss dieser Typ von Beizbad bei einem Aluminiumgehalt von etwa 60 g/l abgelassen und erneuert oder regeneriert werden.

Letzteres trifft jedoch bei den sogenannten Langzeit-Beizen nicht zu. Bei diesen lässt man höhere Gehalte an gelöstem Aluminium im Beizbad zu. Hierdurch erhöht sich die Viskosität des Bades. Die erhöhte Viskosität führt dazu, dass beim Ausfahren der gebeizten Teile aus der Beizlösung eine erhöhte Menge an anhaftender Beizlösung mit ausgeschleppt wird. Hierbei wird schließlich ein Gleichgewichtszustand zwischen Auflösen von Aluminium und Ausschleppen durch die anhaftende Beizlösung erreicht, der je nach Arbeitsbedingungen bei etwa 60 bis 120 g/l Aluminium, nach anderen Angaben bei 100 bis 150 g/l Aluminium liegen kann. Der Gleichgewichtszustand zwischen Auflösung von Aluminium und dessen Ausschleppen führt dazu, dass sich Aluminium nicht weiter im Beizbad anreichert und dieses eine konstante Viskosität annimmt. Ein solches Beizbad kann theoretisch für eine unbestimmte Zeit betrieben werden, so lange man dafür sorgt, dass ausgeschleppte Wirkstoffe wie insbesondere NaOH entsprechend ergänzt werden. Allerdings empfiehlt es sich zusätzlich, bei Verwendung einer Langzeit-Beize die Gegenstände vorzureinigen und vorzuentfetten, da sich sonst der Schmutz im Laufe der Zeit im Bad konzentrieren und zu dessen Unbrauchbarkeit führen kann. Weiterhin können Störungen durch Anreicherung verschiedener Begleitelemente wie z.B. Zink oder sonstiger Schwermetalle auftreten. Dieses Problem kann dadurch verringert werden, dass man Schwermetalle als Sulfide ausfällt. Hierzu gibt man der Beizlösung Salze oder Verbindungen zu, die in der Beizlösung Sulfidionen abspalten.

Derartige Langzeit-Beizen sind in der Praxis weit verbreitet. Sie erfüllen die Anforderungen an Oberflächenqualität, die an Architekturteile aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen gestellt werden. Allerdings haben derartige Langzeit-Beizen auch einen technischen Nachteil: Zum Erreichen der Viskosität, die für das Gleichgewicht zwischen Auflösung von Aluminium aus der Oberfläche und dessen Ausschleppen in der anhaftenden Beizlösung erforderlich ist, müssen Aluminiumgehalte von mindestens 60 g/l und bis zu 150 g/l eingestellt werden. Entsprechend groß ist die Menge an Aluminium, die in der anhaftenden Beizlösung mit den Metallteilen aus dem Beizbad ausgeschleppt wird. Diese anhaftende Beizlösung muss anschließend abgewaschen und entsorgt werden. Der hohe Aluminiumgehalt in der ausgeschleppten Beizlösung führt zu einem entsprechend hohen Schlammanfall bei der Abwasserbehandlung und dementsprechend hohen Entsorgungskosten.

Daher besteht Bedarf an einer Langzeit-Beize, bei der das Gleichgewicht zwischen Auflösen von Aluminium und dessen Ausschleppen in der anhaftenden Beizlösung bei deutlich geringeren Gehalten an gelöstem Aluminium erreicht wird, ohne das Oberflächenfinish gegenüber dem Stand der Technik zu verschlechtern.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, die zum Einstellen dieses Gleichgewichts erforderliche Viskosität der Lösung nicht durch die gelösten Aluminiumverbindungen, sondern durch Zusatz wesentlich geringerer Konzentrationen an verdickend wirkenden organischen Polymeren einzustellen.

Die vorliegende Erfindung betrifft daher ein Verfahren zum Beizen von Metallteilen aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen, die zu mindestens 50 Atom-% aus Aluminium bestehen, wobei man die Metallteile mit einer wässrigen alkalischen, Aluminiumionenhaltigen Beizlösung in Kontakt bringt, dadurch gekennzeichnet, dass die Beizlösung eine solche Menge an verdickend wirkenden organischen Polymeren enthält, dass sie bei der jeweiligen Arbeitstemperatur eine Viskosität im Bereich von 30 mPa s (Millipascal-Sekunden) bis 120 mPa s, gemessen nach Brookfield mit Spindel 1 bei 60 Umdrehungen pro Minute, aufweist. Vorzugsweise beträgt die Viskosität mindestens 40 mPa s und höchstens 80 mPa s.

In diesem Beizverfahren wird also eine Langzeit-Beizlösung verwendet, die die üblichen Gehalte an Natrium- und/oder Kaliumhydroxid im Bereich von insgesamt 0,25 bis 1,5 Mol/l aufweist. Jedoch enthält sie deutlich weniger gelöstes Aluminium. Der Gehalt an Aluminiumionen in der Beizlösung beträgt dabei vorzugsweise mindestens 10 g/l und insbesondere mindestens 20 g/l, überschreitet jedoch Konzentrationen von 60 g/l und insbesondere 50 g/l in der Regel nicht. Beispielsweise sind Aluminiumkonzentrationen bis etwa 40 g/l völlig ausreichend. Aufgrund der verdickenden Wirkung der organischen Polymere tritt bereits bei diesen verringerten Aluminiumkonzentrationen das Gleichgewicht zwischen Auflösen und Ausschleppen ein. Im Vergleich zum Stand der Technik wird also weniger Aluminium durch die anhaftende Beizlösung ausgeschleppt, was zu einem entsprechend geringeren Schlammanfall bei der Abwasserbehandlung führt.

Die verdickend wirkenden organischen Polymere sind vorzugsweise ausgewählt aus Xanthanen. Nähere Angaben zu Aufbau und Wirkung der Xanthane sind unter dem Stichwort „Xanthan Gum" in: „Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry", 5. Auflage, Band 25, Seiten 51 bis 54 enthalten. Solche Produkte sind unter verschiedenen Handelsnamen erhältlich. Beispielsweise genannt sei Kelzan^® AR der Firma Kelco oder Xantural^® 180 der Firma Kelco.

Vorzugsweise enthält die Beizlösung mindestens 0,05, insbesondere mindestens 0,1 Gew.-% und bis zu 0,5, insbesondere bis zu 0,35 Gew.-% der Xanthane.

Hiermit werden Beizlösungen erhalten, die eine Viskosität im erforderlichen Bereich aufweisen, um trotz der im Vergleich zum Stand der Technik verringerten Aluminiumgehalte ein Gleichgewicht zwischen Auflösen und Ausschleppen von Aluminium zu erreichen. Hiermit lässt sich erfolgreich beizen, d.h. ein ausreichender Metallabtrag erzielen. Allerdings weisen die gebeizten Oberflächen noch nicht den für Architekturteile häufig gewünschten matten Glanz auf, der in Fachkreisen als „E6-Finish" bekannt ist. Um dieses E6-Finish zu erhalten, kann man den Beizlösungen zusätzlich Copolymere aus mindestens einem ersten Monomer ausgewählt aus Acrylsäure und Methacrylsäure und mindestens einem zweiten Monomer ausgewählt aus Veresterungsprodukten von Acrylsäure und/oder Methacrylsäure mit Alkoholen mit 1 bis 4 C-Atomen zusetzen. Diese Coplymere werden vorzugsweise aus solchen ausgewählt, bei denen das zweite Monomer ein Veresterungsprodukt von Acrylsäure und/oder Methacrylsäure mit Ethanol ist. Insbesondere sind solche Copolymere geeignet, bei denen das erste Monomer Methacrylsäure und das zweite Monomer Ethylacrylat darstellt. Derartige Polymere sind beispielsweise unter den CAS-Nummern 25212-88-8 und 37325-11-4 bekannt.

Dabei ist es bevorzugt, dass die Beizlösung zusätzlich zu den Xanthanen mindestens 0,05, vorzugsweise mindestens 0,1 Gew.-% und bis zu 0,5, vorzugsweise bis zu 0,35 Gew.-% der genannten Copolymere enthält.

Weiterhin ist es bevorzugt, dass die Beizlösung eine oder mehrere weitere Komponenten enthält, die bereits im Stand der Technik bei Langzeit-Beizen bekannt sein können oder die speziell das Beizverhalten der vorliegenden Beizlösung auf Basis organischer Verdickungsmittel positiv beeinflussen. Derartige Komponenten sind beispielsweise

a) Steinverhinderer,
b) anionische oder nichtionische Tenside, insbesondere Anlagerungsprodukte von Ethylenoxid an Fettamine,
c) Sulfidionen-Lieferanten,
d) erforderlichenfalls Entschäumer.

Insbesondere ist es bevorzugt, dass die Beizlösung eine oder mehrere der folgenden Komponenten enthält:

a) 0,1 bis 2 Gew.-% Steinverhinderer, vorzugsweise Polyhydroxyverbindungen mit 4 bis 7 C-Atomen, insbesondere Zucker, Zuckersäure oder Zuckeralkohol,
b) 0,02 bis 0,5 Gew.-% Anlagerungsprodukte von 3 bis 18 Mol Ethylenoxid, vorzugsweise von 8 bis 16 Mol Ethylenoxid, an Fettamine mit 10 bis 18 Kohlenstoffatomen,
c) 0,02 bis 0,5 Gew.-% einer oder mehrerer Verbindungen, die in wässriger Lösung Sulfidionen abspalten können,
d) eine wirksame Menge, vorzugsweise 0,005 bis 0,1 Gew.-%, Entschäumer, vorzugsweise auf Basis von Polysiloxanen.

Als Steinverhinderer a) kommen insbesondere Gluconate, Heptonate oder Sorbit in Betracht. Die Tenside b) basieren vorzugsweise auf Fettaminen, die durch Umwandlung von tierischen oder pflanzlichen Fetten oder Ölen erhalten werden. Solche Produkte enthalten dementsprechend eine Mischung von Molekülen mit unterschiedlichen C-Kettenlängen sowie einer unterschiedlichen Anzahl von Doppelbindungen, wie sie für die Fettsäuren der entsprechenden tierischen oder pflanzlichen Öle oder Fette charakteristisch sind. Besonders geeignet ist ein Ethoxylierungsprodukte von Kokosfettamin. Vorzugsweise liegt dessen mittlerer Ethoxylierungsgrad im Bereich von 10 bis 14, besonders im Bereich um 12. Dabei ist dem Fachmann bekannt, dass solche Ethoxylierungsprodukte Mischungen von Molekülen darstellen, in die eine unterschiedliche Anzahl von Ethylenoxidgruppen eingebaut sind. Die genannten Ethoxylierungsgrade stellen die Durchschnittswerte der Ethylenoxidgruppen dar.

Als Sulfidionen-Lieferant c) sind insbesondere Salze geeignet, in denen Schwefelatome der formalen Oxidationsstufe-2 vorliegen. Insbesondere ist Thiosulfat, beispielsweise als Natriumsalz, geeignet.

Vorzugsweise wird eine Beizlösung eingesetzt, die jede der Komponenten a), b) und c) enthält. Die Verwendung der Entschäumer d) kann dem Bedarf angepasst werden. Aus Gründen der Produktionssicherheit ist es jedoch vorzuziehen, dass die Beizlösung vorbeugend derartige Entschäumer enthält.

Zusätzlich kann die Beizlösung als weitere Komponente Polyglykol enthalten, beispielsweise im Bereich von 0,01 bis 0,5 Gew.-%. Das Polyglykol kann die Viskosität der Beizlösung positiv beeinflussen. Es kann der Beizlösung bewusst zugesetzt werden oder dadurch in die Beizlösung gelangen, dass es als Konfektionierungs-Hilfsmittel einen der anderen Rohstoffe, insbesondere den Entschäumer, begleitet.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung bringt man die Metallteile vorzugsweise für eine Zeitdauer im Bereich von 5 bis 15 Minuten mit der Beizlösung in Kontakt. Die Beizlösung weist vorzugsweise eine Temperatur von mindestens 55°C, insbesondere von mindestens 65°C, und vorzugsweise bis zu 80°C auf. Unter diesen Bedingungen von Zeit und Temperatur tritt ein ausreichender Beizeffekt ein. Je nach Temperaturbereich wird dabei ein unterschiedlicher Oberflächenglanz erhalten. Das häufig bevorzugte matte E6-Finish erhält man insbesondere dann, wenn die Temperatur der Beizlösung mindestens 65°C beträgt.

Mit dem vorstehend beschriebenen Verfahren wird unter den besonders bevorzugten Bedingungen eine matt erscheinende Oberfläche erzeugt, wie sie als „E6-Finish" bekannt ist. Das Beizergebnis entspricht also demjenigen, das man mit konventionellen Langzeitbeizen erhält. Dabei wird jedoch wesentlich weniger Aluminium aus dem Beizbad ausgeschleppt. Dies führt zu einem verringerten Schlammanfall bei der anschließenden Abwasserbehandlung.

Prinzipiell könnte die entsprechende Beizlösung durch Auflösen der einzelnen Komponenten im erwünschten Konzentrationsbereich in Wasser hergestellt werden. Allerdings würde es hierbei genügen, dass die Beizlösung anfangs geringere Gehalte an Aluminiumionen aufweist, da sich der Gleichgewichtszustand zwischen Auflösen und Ausschleppen zu Beginn des Beizvorgangs rasch einstellt. In der Praxis ist es jedoch unüblich, anwendungsfertige Beizbäder vor Ort durch Verdünnen der jeweiligen Rohstoffe mit Wasser herzustellen oder zu ergänzen. Vielmehr werden üblicherweise Konzentrate verwendet, die bereits eine Mischung der wesentlichen Rohstoffe im erwünschten Mischungsverhältnis enthalten und die man entweder zum Ergänzen gebrauchter Beizlösung oder zum Neuansatz von Beizlösung durch Verdünnen mit Wasser einsetzen kann. Derartige Konzentrate können solche Wirkstoffkonzentrationen aufweisen, dass sie mit Wasser um einen Faktor von etwa 5 bis etwa 20 verdünnt werden müssen, um die entsprechende Beizlösung zu ergeben.

Jedoch ist es wiederum unüblich, dass die Konzentrate jeden Wirkstoff der Beizlösung enthalten. Beispielsweise ist es nicht erforderlich, dass das Konzentrat Aluminiumionen enthält, da diese im Beizbad bereits vorliegen oder beim Neuansatz dadurch eingebracht werden können, dass man einen Anteil eines gebrauchten Beizbades mit vetwendet. Weiterhin ist es nicht erforderlich, dass das Beizkonzentrat die gesamte Menge an Alkali, beispielsweise an NaOH enthält. Vielmehr ist es aus Gründen einer flexibleren Dosiermöglichkeit bevorzugt, einen Teil des Alkali getrennt vom eigentlichen Beizkonzentrat zuzusetzen.

Demgemäss betrifft die vorliegende Erfindung in einem weiteren Aspekt ein wässriges Konzentrat zum Herstellen oder Ergänzen einer Beizlösung zum Beizen von Metallteilen aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen, die zu mindestens 50 Atom-% aus Aluminium bestehen, das
insgesamt 0,25 bis 1,5 mol/l Natrium- und/oder Kaliumhydroxid und
mindestens 0,5, vorzugsweise mindestens 1 Gew.-% und bis zu 5, vorzugsweise bis zu 3,5 Gew.-% Xanthane enthält. Um eine Beizlösung zu erhalten, die das häufig gewünschte matte E6-Finish erzeugen kann, ist es bevorzugt, dass das Konzentrat zusätzlich mindestens 0,5, vorzugsweise mindestens 1 Gew.-% und bis zu 5, vorzugsweise bis zu 3,5 Gew.-% Copolymere aus mindestens einem ersten Monomer ausgewählt aus Acrylsäure und Methacrylsäure und mindestens einem zweiten Monomer ausgewählt aus Veresterungsprodukten von Acrylsäure und/oder Methacrylsäure mit Alkoholen mit 1 bis 4 C-Atomen enthält. Für besonders bevorzugte Copolymere gelten die vorstehend im zusammenhang mit der Beizlösung gegebenen Erläuterungen entsprechend.

Dabei ist es wiederum bevorzugt, dass dieses Konzentrat zusätzlich einen oder mehrere der vorstehend beschriebenen Wirkstoffe a) bis d) enthält. Daher ist ein Konzentrat bevorzugt, das zusätzlich eine oder mehrere der folgenden Komponenten enthält:

a) 1 bis 20 Gew.-% Steinverhinderer, vorzugsweise Polyhydroxyverbindungen mit 4 bis 7 C-Atomen, insbesondere Zucker, Zuckersäure oder Zuckeralkohol,
b) 0,2 bis 5 Gew.-% Anlagerungsprodukte von 3 bis 18 Mol Ethylenoxid, vorzugsweise von 8 bis 16 Mol Ethylenoxid, an Fettamine mit 10 bis 18 Kohlenstoffatomen
c) 0,2 bis 5 Gew.-% einer oder mehrerer Verbindungen, die in wässriger Lösung Sulfidionen abspalten können,
d) 0,05 bis 1 Gew.-% Entschäumer, vorzugsweise auf Basis von Polysiloxanen.

Zusätzlich kann das Konzentrat Polyglykol enthalten, das bewusst zugesetzt oder als Komponente eines der Rohstoffe vorhanden sein kann. Beispielsweise kann das Konzentrat 0,1 bis 0,5 Gew.-% Polyglykol enthalten.

Für die als Komponenten a) bis d) bevorzugt einzusetzenden Wirkstoffe gelten die vorstehenden Ausführungen entsprechend.

Ausführungsbeispiele
Bleche aus der Aluminiumlegierung AlMg1 wurden mit einem handelsüblichen alkalischen Reiniger (P3-almeco^® 18 der Anmelderin, 5%ig in Wasser bei 70°C) für 5 Minuten entfettet und danach mit Brauchwasser gespült. Im Anschluss wurden die Bleche für 10 Minuten in einer Beizlösung nachstehender Zusammensetzung gebeizt, falls die Beizlösung überhaupt eine Viskosität im erforderlichen Bereich aufwies.
Alle Beizlösungen enthielten:
0,75 mol/l NaOH,
25 g/l Aluminiumionen,
organische Verdicker gemäß nachstehender Tabelle,
0,8 Gew.-% Sorbit (Steinverhinderer),
0,1 Gew.-% nichtionisches Tensid (Anlagerungsprodukt von 12 Ethylenoxid-Einheiten an Cocosamin),
0,1 Gew.-% Natriumthiosulfat (Sulfidionenquelle),
0,015 Gew.-% modifiziertes Polysiloxan und 0,035 Gew.-% Polyglykol als Entschäumermischung.
Tabelle: Verdickergehalt der Beizlösungen, Beizparameter und Beizergebnisse:

Acryl-copolymer(1):: Methacrylsäure-Ethylacrylat-Copolymer, CAS-Nummer 25212-88-8 oder 37325-11-4.
Acryl-polymer(2):: Acrylsäure-Polymer (Carbopol^® EZ 3, BF Goodrich)
Acryl-polymer(3):: Acrylsäure-Homopolymer, vernetzt mit Polyalkenylether (Carbopol^® ETD 2623, BF Goodrich)
Acryl-polymer(4):: Polyacrylsäure (Carbopol^® 676, BF Goodrich)
Acryl-polymer(5):: vernetztes Polyacrylat-Polymer (Carbopol^® Aqua 30, BF Goodrich)
Polymer(6):: 17-18 Gew.-% Polyurethanharz, 3–5 Gew.-% modifizierte Stärke, 77–80 Gew.-% Wasser (Acrysol^® RM 8 W, Rohm & Haas)
Xanthan:: industrieller Xanthan-Gum mit der CAS-Nr. 11138-66-2.

Die Viskosität wurde bei der jeweils angegebenen Temperatur mit einem Rotationsviskosimeter nach Brookfield mit Spindel 1 bei 60 Umdrehungen pro Minute gemessen.
Der 60° Glanz wurde mit einem Gerät „micro-TRI-gloss" der Firma BYK-Gardner bei einem Einfalls- und Ausfallswinkel von jeweils 60° gemessen. Die Einheit der Messwerte sind Skalenteile (Bereich: 0 bis 180). Das matte E6-Finish ist durch einen Glanzwert < 40 gekennzeichnet.
Die Vergleichsbeispiele 1 bis 6 zeigen Beizlösungen mit einer zu geringen Viskosität bei 70°C. Bei den Beispielen 1 bis 5 liegen die Viskositäten im erwünschten Bereich. Es wird ein ausreichender Metallabtrag erhalten. Bei Beispiel 5 wird das für Architekturanwendungen besonders erwünschte E6-Finish erhalten.

Claims

Verfahren zum Beizen von Metallteilen aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen, die zu mindestens 50 Atom-% aus Aluminium bestehen, wobei man die Metallteile mit einer wässrigen alkalischen, Aluminiumionen-haltigen Beizlösung in Kontakt bringt, dadurch gekennzeichnet, dass die Beizlösung eine solche Menge an verdickend wirkenden organischen Polymeren enthält, dass sie bei der jeweiligen Arbeitstemperatur eine Viskosität im Bereich von 30 mPa s bis 120 mPa s, gemessen nach Brookfield mit Spindel 1 bei 60 Umdrehungen pro Minute, aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Beizlösung insgesamt 0,25 bis 1,5 mol/l Natrium- und/oder Kaliumhydroxid und 10 bis 60 g/l Aluminiumionen enthält.
Verfahren nach einem oder beiden der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die verdickend wirkenden organischen Polymere ausgewählt sind aus Xanthanen.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Beizlösung mindestens 0,05, vorzugsweise mindestens 0,1 Gew.-% und bis zu 0,5, vorzugsweise bis zu 0,35 Gew.-% Xanthane enthält.
Verfahren nach einem oder beiden der Ansprüche 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Beizlösung zusätzlich Copolymere aus mindestens einem ersten Monomer ausgewählt aus Acrylsäure und Methacrylsäure und mindestens einem zweiten Monomer ausgewählt aus Veresterungsprodukten von Acrylsäure und/oder Methacrylsäure mit Alkoholen mit 1 bis 4 C-Atomen enthält.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Beizlösung mindestens 0,05, vorzugsweise mindestens 0,1 Gew.-% und bis zu 0,5, vorzugsweise bis zu 0,35 Gew.-% der Copolymere enthält.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Beizlösung zusätzlich eine oder mehrere der folgenden Komponenten enthält: a) 0,1 bis 2 Gew.-% Steinverhinderer, vorzugsweise Polyhydroxyverbindungen mit 4 bis 7 C-Atomen, insbesondere Zucker, Zuckersäure oder Zuckeralkohol, b) 0,02 bis 0,5 Gew.-% Anlagerungsprodukte von 3 bis 18 Mol Ethylenoxid, vorzugsweise von 8 bis 16 Mol Ethylenoxid, an Fettamine mit 10 bis 18 Kohlenstoffatomen c) 0,02 bis 0,5 Gew.-% einer oder mehrerer Verbindungen, die in wässriger Lösung Sulfidionen abspalten können, d) eine wirksame Menge, vorzugsweise 0,005 bis 0,1 Gew.-%, Entschäumer, vorzugsweise auf Basis von Polysiloxanen.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass man die Metallteile für eine Zeitdauer im Bereich von 5 bis 15 Minuten mit der Beizlösung in Kontakt bringt, die eine Temperatur von mindestens 55°C, insbesondere von mindestens 65°C, und vorzugsweise bis zu 80°C aufweist.
Wässriges Konzentrat zum Herstellen oder Ergänzen einer Beizlösung zum Beizen von Metallteilen aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen, die zu mindestens 50 Atom-% aus Aluminium bestehen, das insgesamt 0,25 bis 1,5 mol/l Natrium- und/oder Kaliumhydroxid und mindestens 0,5, vorzugsweise mindestens 1 Gew.-% und bis zu 5, vorzugsweise bis zu 3,5 Gew.-% Xanthane enthält.
Wässriges Konzentrat nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass es zusätzlich mindestens 0,5, vorzugsweise mindestens 1 Gew.-% und bis zu 5, vorzugsweise bis zu 3,5 Gew.-% Copolymere aus mindestens einem ersten Monomer ausgewählt aus Acrylsäure und Methacrylsäure und mindestens einem zweiten Monomer ausgewählt aus Veresterungsprodukten von Acrylsäure und/oder Methacrylsäure mit Alkoholen mit 1 bis 4 C-Atomen enthält.
Wässriges Konzentrat nach einem oder beiden der Ansprüche 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass es zusätzlich eine oder mehrere der folgenden Komponenten enthält: a) 1 bis 20 Gew.-% Steinverhinderer, vorzugsweise Polyhydroxyverbindungen mit 4 bis 7 C-Atomen, insbesondere Zucker, Zuckersäure oder Zuckeralkohol, b) 0,2 bis 5 Gew.-% Anlagerungsprodukte von 3 bis 18 Mol Ethylenoxid, vorzugsweise von 8 bis 16 Mol Ethylenoxid, an Fettamine mit 10 bis 18 Kohlenstoffatomen c) 0,2 bis 5 Gew.-% einer oder mehrerer Verbindungen, die in wässriger Lösung Sulfidionen abspalten können, d) 0,05 bis 1 Gew.-% Entschäumer, vorzugsweise auf Basis von Polysiloxanen.