DE349227C - Verfahren zum Faerben metallischer Flaechen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf das Bronzieren oder Färben metallischer Flächen durch ein elektrolytisches Verfahren, das zu der allgemeinen Gattung gehört, bei der der Elekrroty't ein alkalisches Bad ist, das zugleich das niederzuschlagende Metall in Lösung enthält. Der Ausdruck »Bronzieren« soll nicht nur die Herstellung des als Bronzierung bekannten Farbtons bezeichnen, sondern die Bildung eines Überzuges aus Metalloxyd, der zum Schutz der darunter befindlichen Fläche gegen weitere Oxydation oder Korrosion dient. Ein hervorragender Zweck der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zu schaffen, durch das

»5 die gewünschten Ergebnisse schneller als bisher erhalten werden können. Zu diesem Zweck wird die zu schützende oder zu färbende Oberfläche vorher mit einem elektrolytischen Metallniederschlag überzogen.

ao Gemäß der Erfindung wird eine Fläche dadurch bronziert oder gefärbt, daß man das Metall, z. B. Eisen, aus einem Elektrolyten auf ihr niederschlägt, der aus einer heißen, sehr konzentrierten alkalischen Lösung be-

»5 steht, die ein Oxyd des betreffenden Metalls in Verbindung mit einem Oxyd des anwesenden Alkalimetalls enthält, und daß man darauf die so vorbereitete Fläche färbt oder bronziert. Die Dichte der Lösung liegt vorzugsweise zwischen etwa 1,3 und 1,5 und ihre Temperatur zwischen etwa 120 und 140⁰ C.
Zur Herstellung eines Bades für die Zwecke der Erfindung kann gemäß der Erfindung der Strom innerhalb einer heißen, sehr konzentrierten alkalischen Lösung zwischen Elektroden, die beide aus dem betreffenden Metall, z. B. Eisen, bestehen, wiederholt umgekehrt werden. Die alkalische Lösung kann entweder ein Ätzalkali oder ein Alkalikarbonat sein und eine Dichte zwischen 1,3 und 1,4 und eine Temperatur zwischen etwa 120 und 130° C haben.

Ein weiterer Teil der Erfindung, der nach Bedarf verwendet werden kann, besteht darin, daß die in der Behandlung begriffene Fläche, nachdem sie elektrolytisch mit dem Metall überzogen ist, in eine Lösung von Ätzalkali eingetaucht wird, die etwa 10 bis 20 Prozent eines Metallnitrats oder einer aromatischen Nitroverbindung enthält. Die Dichte der Lösung soll etwa 1,4 und ihre Temperatur etwa 140⁰C betragen.

Nach allen erwähnten Einzelvorgängen oder einigen davon kann die gefärbte Fläche getrocknet und längere Zeit in ein ölbad bei einer Temperatur von etwa 150 bis i8o° C eingetaucht werden. Die Eintauchdauer kann etwa 10 Minuten betragen, und das angewendete öl ist zweckmäßig Olivenöl oder eine Mischung von Leinöl und Mineralöl. Diese Nachbehandlung mit öl gehört aber nicht zu der zu schützenden Erfindung.

Die folgenden Beispiele dienen zur weiteren Erläuterung der Erfindung.

Es wird ein Elektrolyt hergestellt, indem man zwischen Elektroden aus dem zu verwendenden Metall, nämlich Eisen oder Kupfer, in einem Bad von heißem konzentrierten Alkali Strom übergehen läßt und ihn wiederholt umkehrt. Die Dichte des Bades bei Anwendungvon Ätznatron beträgt etwa 1,3 bis 1.4. Äquivalente Mengen von Ätzkali oder einem Alkalikarbonat können ebenfalls verwendet werden. Die Temperatur des Bades wird auf etwa 120 bis 130⁰ C gebracht. Wenn die Elektroden aus Schmiedeeisen, Gußeisen oder Stahl bestehen, so verursachen die wiederholten Stromumkehrungen die BiI-dung eines Eisenoxyds und dessen Auflösung in dem Alkali des Bades oder seine A^erbindung mit ihm. Anscheinend ist das Ergebnis die Bildung eines Alkaliferrits von der Formel Fe₂ O_s · Na₂ O oder Na Fe O₂. ° Wenn die Elektroden aus Kupfer bestehen, so bildet sich ein Kupferoxyd, das in den Elektrolyten eintritt und eine Lösung einer Verbindung bildet, die der der vorher erwähnten Eisenverbindimg analog ist, aber Kupfer ¹S als metallischen Bestandteil enthält.

Wenn der Elektrolyt einmal in dieser Weise hergestellt ist, kann er für unbestimmte Zeitdauer gebraucht werden, ohne sich zu erschöpfen.

Wenn Eisenelektroden verwendet werden sollen, so daß der Elektrolyt ein Eisenoxyd enthält, und wenn der zu färbende Gegenstand glänzend schwarz gefärbt werden soll, so wird er in das Bad getaucht, dieses auf eine Temperatur von etwa 120 bis 130⁰ C gebracht und der Gegenstand etwa 1 bis 2 Minuten als Kathode wirken gelassen. Der Gegenstand bedarf keiner vorherigen Reinigung, sondern kann unmittelbar in das Bad l·⁰ eingetaucht werden, gleichgültig, ob er blank oder rostig ist. Die angewandte Stromdichte beträgt etwa 5 Ampere auf den Ouadratdezimeter der zu färbenden Flache.

Während der Gegenstand so als Kathode wirkt, wird er gleichzeitig gereinigt und mit elektrolytischem Eisen überzogen. Nach Ablauf dieser Zeit wird der Strom umgekehrt und der Gegenstand während 6 bis 8 Minuten als Anode verwendet. Das Ergebnis dieses Vorganges ist die Bildung eines glänzenden schwarzen Oxydüberzuges auf dem Gegenstand, der jedoch weiter verstärkt und besser zum Anhaften gebracht werden kann, indem man ihn einige Minuten in eine Lösung von Ätznatron taucht, die eine Dichte von 1,4 hat, auf etwa 140⁰ C erhitzt ist und 10 bis 20 Prozent Natriumnitrat enthält An Stelle von Natriumnitrat kann fast jedes andere Metallnitrat oder jede aromatische Nitroverbindung in dieser Lösung verwendet werden.

Wenn ein stumpfes Schwarz gewünscht wird, muß der Strom wenigstens zwei- bis dreimal umgekehrt werden, wobei jedoch Sorge getragen werden muß, daß die Stromrichtung zuletzt so ist, daß der Gegenstand j als Anode wirkt, und daß der Strom mindestens 2 Minuten nach Beendigung der Oxyj 'lation weiter hindurchgeht. Die Beendigung der oxydierenden Wirkung wird durch die Klemmenspannung des Bades angezeigt. j Während des Oxydationsvorganges liegt die Spannung in der Nähe von 0,6 Volt, dieser Wert steigt aber auf 1,8 bis 2 Volt, wenn die Oxydation vollendet ist.

Die gefärbten Gegenstände, sowohl glänzende wie stumpfe, werden getrocknet und 10 Minuten lang in ein auf 150 bis 180° C erhitztes Bad von Olivenöl getaucht. An Stelle von Olivenöl kann eine Mischung von Leinöl und Mineralöl benutzt werden. Durch Bürsten werden die gefärbten Flächen immer glänzender.

Wenn rote oder gelbe Farbtöne gewünscht werden, so muß die Konzentration des Bades auf etwa 1,5 und die Temperatur auf etwa 140⁰ C gesteigert werden. Natriumnitrat oder andere Oxydationsmittel können ebenfalls zugesetzt werden.

Wenn Vorsorge getroffen ist, die Gegenstände in einem regelmäßigen Arbeitsgang zu behandeln, so erfordert die vollständige Bearbeitung eines jeden Satzes etwa 10 bis τ,ς Minuten, so daß ein Satz in annähernd dieser Zeit vollständig behandelt wird.

Wenn eine Kupferoberfläche verwendet werden und gefärbt werden soll, so können die vorstehend mit Bezug auf Eisen beschriebenen Verfahren verwendet werden, wobei man jedoch Kupferelektroden benutzt und diejenigen Bedingungen hinsichtlich der Temperatur und Konzentration des Elektrolyten anwendet, die oben für die Schwarzfärbung von Eisen angegeben sind. Die Entstehung der Färbung ist mn die Bildung einer fest anhaftenden Schicht von Eisen- oder "5 Kupferoxyd, je nach dem Einzelfall, auf der Oberfläche der Anode zurückzuführen.

Bei einer abgeänderten Ausführungsform des Verfahrens wird die zu färbende Oberfläche mit einem Niederschlag von elektro- '» Mischern Eisen oder Kupfer überzogen, der nachher durch einfaches Eintauchen in eine alkalische oxydierende Lösung oxydiert wird, beispielweise eine Lösung von Natriumnitrat oder einem andern Metallriitrat oder einer "5 aromatischen Nitroverbindung, z. B. eines der Nitrophenole der allgemeinen Formel C, H₄ CNO.) OH oder eines der Nitronaphtbole.

Das Verfahren gemäß der Erfindung ist leicht ausführbar und wirtschaftlich. Der Kraftverbrauch übersteigt im allgemeinen

Claims (6)

nicht ein Watt auf die Stunde und den Quadratdezimeter der behandelten Oberfläche. Der Verbrauch an Elektrolyten ist so gering, daß er vernachlässigt werden kann. Die Erhitzung des Bades kann in jeder beliebigen Weise geschehen, erfolgt aber vorzugsweise mittels Gas oder Elektrizität. Ρλτεν τ-An Sprüche:

1. Verfahren zum Bronzieren oder Färben metallischer Flächen, dadurch gekennzeichnet, daß man auf ihnen elektrolytisch ein Metall aus einem Elektrolyten niederschlägt, der aus einer heißen, dichten, alkalischen Lösung (z. B. etwa von 120 bis 140⁰ C und einer Dichte von etwa i,3 bis 1,5) besteht und Oxyd des niederzuschlagenden Metalls in Verbindung mit einem Oxyd des anwesenden Alkalimetalls enthält und darauf die so erhaltene Oberfläche färbt oder bronziert.

2. Verfahren zum Bronzieren oder Färben metallischer Flächen, dadurch gekennzeichnet, daß man ein elektrolytisches Bad durch wiederholte Umkehrung eines Stromes innerhalb einer heißen dichten alkalischen Lösung (z. B. eines Bades aus Ätzalkali oder Alkalikarbonat, dessen Dichte etwa r,3 bis 1,4 und dessen Temperatur etwa 120 bis 130° C beträgt) zwischen Elektroden, die beide aus dem niederzuschlagenden Metall bestehen, herstellt, die Oberfläche in diesem Bade elektrolytisch mit diesem Metall überzieht und nach dieser Vorbereitung färbt oder bronziert.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man auf die zu färbende Fläche zur Vorbereitung Eisen niederschlägt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Herstellung eines roten oder gelben Farbtons auf der Fläche der Elektrolyt so hergestellt wird, daß er ein Eisenoxyd enthält, eine Dichte von 1,5 hat, bei einer Temperatur von etwa 140⁰ C verwendet wird und außerdem ein Oxydationsmittel, z. B, Natriumnitrat, enthält.

5. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zu überziehende Fläche als Kathode dient und die Bronzierung oder Färbung durch bloßes Eintauchen in eine oxydierende Lösung, z. B. eine alkalische Lösung, erhalten wird, die ein Metallnitrat oder eine aromatische Nitroverbindung enthält.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als oxydierende Lösung eine heiße Lösung von Ätzalkali bei etwa 140⁰ C dient, die eine Dichte von etwa 1,4 hat und etwa 10 bis 20 Prozent eines Metallnitrats oder einer aromatischen Nitroverbindung enthält, z. B. aus einer Lösung von Natriumnitrat und Ätznatron von der angegebenen Temperatur und Dichte besteht.