DE2009959A1

DE2009959A1 - Fluorinated resin coating on aluminium

Info

Publication number: DE2009959A1
Application number: DE19702009959
Authority: DE
Inventors: Charles P. Upper Montclair N.J. Covino (V.St.A.)
Original assignee: General Magnaplate Corp., Linden, N.J. (V.StA.)
Priority date: 1966-06-01
Filing date: 1970-03-03
Publication date: 1971-09-30

Abstract

The cleaned aluminium or aluminium alloy surface is anodised in an aqs. bath contg. 4% - 7.34% sulphuric acid and 0.5% - 3% carboxylic acid through which air is blown, operation being at 25 degrees - 80 degrees F with a voltage of 24-130 and a current density of 10-120 amps/sq. ft. The surface is then heated to 150 degrees -212 degrees F and immersed in an aqs. impregnation bath at 40 degrees - 80 degrees F contg. a polymer of mean particle size up to 5 microns. The oxide film is at least 0.0005 inch thick and the polymer at least 0.0001 inch.

Description

B e s c h r e i b u n g zu der Patentanmeldung "Verfahren zur Herstellung eines Verbundwerkstoffs auf der Basis von Aluminium und einer Kun5itoffbeachichtungll Zusatz zu P 16 21 956.6 Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen Materials, dessen eine Schicht Aluminium oder ein Aluminiumwerkstoff ist, auf welcher sich als Zwischenschicht Aluminiumoxid befindet. Auf dieser Zwischenschicht befindet sich eine Schicht aus fluorierten Kunststoffen. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird der Aluminiumgrunakorper in einem wässrigen Elektrolyt bei einer Temperatur zwischen -4°C und 240C (25 - 80°F) anodisch oxidiert. Der Elektrolyt enthält 4 bis 7,340 Schwefelsäure und 0,5 bis 3% einer Carbonsäure. Der anodisch oxidierte Äluminiumgrundkörper wird abgespült und dann in ein wässriges Tränkbad getaucht, welches Teilchen von fluorierten Polymerisaten enthält, wodurch eine Kunststoffschicht in einer Stärke von etwa 2,5m (0,1 mil) aufgetragen wird.D e c tio n to the patent application "Method of production a composite material based on aluminum and a Kun5itoffbeachichtungll Addition to P 16 21 956.6 The invention relates to a method for producing a multilayer material, one layer of which is aluminum or an aluminum material is, on which there is aluminum oxide as an intermediate layer. On this intermediate layer there is a layer of fluorinated plastics. In the inventive The aluminum green body is placed in an aqueous electrolyte in a process Temperature between -4 ° C and 240C (25 - 80 ° F) anodized. The electrolyte contains 4 to 7,340 sulfuric acid and 0.5 to 3% of a carboxylic acid. The anodized aluminum base body is rinsed off and then transferred to an aqueous one Immersed soaking bath, which contains particles of fluorinated polymers, whereby a layer of plastic about 2.5 m (0.1 mil) thick is applied.

Die Erfindung betrifft auch noch die Auftragung eines Kunststoffs auf einen Gegenstand mit aufgerauhter oder poröser Oberfläche. Dieser Grundkörper wird getrocknet, z.B. bei einer Temperatur von etwa 600C (14top) und dann in die Kunststoffdispersion bei einer Temperatur unter 32°C (900F) getauchtsbis eine entsprechende Schicht an Kunststoffteilchen abgeschieden ist. The invention also relates to the application of a plastic on an object with a roughened or porous surface. This basic body is dried, e.g. at a temperature of about 600C (14top) and then in the Plastic dispersion submerged at a temperature below 32 ° C (900F) until an appropriate temperature Layer is deposited on plastic particles.

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich ganz besonders zur Herstellung von Kochgeschirren, also sogenannten 'tTeflon-Pfannen" oder dergleichen, wobei die Aluminiumgefäße verschiedenster Form mit einem fluorierten Xohlenwasserstoffpolymerisat beschichtet sind. The method according to the invention is particularly suitable for production of cookware, so so-called 'tTeflon pans "or the like, the Aluminum vessels of various shapes with a fluorinated hydrocarbon polymer are coated.

Wie erwähnt, wird auf dem Aluminiumgrundkörper zuerst eine Aluminiumoxidschicht gebildet. Diese ist unregelmäßig, kristallin, porös und weitgehend aufnahmefähig. Auf diese Oxidflache wird dann feinstes Kunststoffmaterial in einem entsprechenden Trägermedium aufgebracht. Das Polymerisat erfüllt die Poren und Zwischenräume zwischen den Kristallen des Oxids und bildet darüber eine ununterbrochene Kunststoffschicht. Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich auf eine große Anzahl von Aluminiumlegierungen anwenden, namlich Knetlegierungen, Gießlegierrnen, aber auch durch Warmverformung hergestellte Aluminiugegenstände. Die Aluminiumrohkörper werden zuerst sogfältig gereinigt, um Schmutz, Rückstände aus der Formung und Oxidschichten oder dergleichen zu entfernen, wie dies bei der elektrolytischen Oxydation von Aluminiumgegenständen allgemein üblich ist. Für viele Aluminiumlegierungen eignet'sich hierfür eine heiße Natronlauge, z.B. 37,5 bis 45 g/i' NaOH während 1 min. Anschließend wird 1 min in eine Chrom-Salpetersäurelösung getaucht, schließlich abgespült und gegebenenfalls getrocknet. As mentioned, an aluminum oxide layer is first applied to the aluminum base body educated. This is irregular, crystalline, porous and largely absorbent. The finest plastic material is then placed on this oxide surface in a corresponding Carrier medium applied. The polymer fills the pores and spaces between the crystals of the oxide and forms an uninterrupted layer of plastic on top. The method according to the invention can be applied to a large number of aluminum alloys use, namely wrought alloys, casting alloys, but also by hot forming manufactured aluminum articles. The aluminum raw bodies are carefully treated first cleaned to dirt, residue from molding and oxide layers or the like to remove, as is the case with the electrolytic oxidation of aluminum objects is common. For many aluminum alloys, a hot one is suitable for this Sodium hydroxide solution, e.g. 37.5 to 45 g / l NaOH for 1 min dipped in a chromium nitric acid solution, finally rinsed off and if necessary dried.

Bei der anodischen Oxydation des Aluminiumgegenstands in einem Schwefelsäureelektrolyt bei relativ hohen Spannungen und Stromdichten wachst das Aluminiumoxid auf der Aluminiumfläche auf und aus dieser heraus, wodurch man eine außerordentlich stark absorbierende Oxidschicht in einer Stärke von zumindest 12,5Am (0,5 mil), vorzugsweise zumindest 25Am (1 mil) erhalten kann. Für besondere Anwendungsgebiete sollte die Oxidschicht stärker sein, z.B. 50/4m (2 mil). Sobald die gewünschte Schichtstärke von Aluminiumoxid erhalten ist, wird der Gegenstand aus dem Elektrolyt genommen, abgespült und in eine wässrige Dispersion, enthaltend außerordentlich feine Teilchen von fluorhaltigen Kunststoffen, getaucht und zwar so lang, bis die Zwischenräume und Poren der Aluminiumoxidschicht mit dem Kunststoff gefüllt und sich über der Oxidschicht eine Lage von Kunststoff in einer Stärke von zumindest etwa vorzugsweise 5p,m gebildet hat. Zwischen der Oxidschicht und dem Grundkörper besteht eine innige Verbindung. In the anodic oxidation of the aluminum object in a sulfuric acid electrolyte at relatively high voltages and current densities, the aluminum oxide grows on the aluminum surface on and out of this, creating an extraordinarily strong absorbent Oxide layer at least 12.5Am (0.5 mil) thick, preferably at least 25Am (1 mil) can be obtained. The oxide layer should be used for special areas of application be stronger, e.g. 50/4 m (2 mil). Once the desired layer thickness of aluminum oxide is obtained, the object is removed from the electrolyte, rinsed and placed in an aqueous dispersion containing extremely fine particles of fluorine-containing Plastics, dipped until the gaps and pores of the aluminum oxide layer filled with the plastic and a layer of plastic over the oxide layer has formed in a thickness of at least about preferably 5p, m. Between the There is an intimate connection between the oxide layer and the base body.

Der Elektrolyt für die anodische Oxydation soll etwa 4 bis 7,34 Vol-% Schwefelsäure (66° se) enthalten. Bevorzugt enthält der Elektrolyt eine Carbonsäure wie Oxalsäure oder ähnliche Säuren, z.B. MalXon- oder Bernsteinsäure, in Mengen zwischen etwa 0,5 und 3%, vorzugsweise etwa 1/5 der Konzentration der Schwefelsäure. Sin Zucker, z.B. Rohrzuckerg in geringen Mengen kann ebenfalls in dem Elektrolyt enthalten sein. Zur Herstellung des, Schwefelsäureelektrolyten kann man handelsübliche Schwefelsäure anwenden. The electrolyte for the anodic oxidation should be about 4 to 7.34 vol-% Contain sulfuric acid (66 ° se). The electrolyte preferably contains a carboxylic acid such as oxalic acid or similar acids, e.g. malxonic or succinic acid, in quantities between about 0.5 and 3%, preferably about 1/5 of the concentration of the sulfuric acid. Small amounts of sugar, e.g. cane sugar, can also be in the electrolyte be included. For the production of the sulfuric acid electrolyte one can commercial Apply sulfuric acid.

Während der anodischen Oxydation wird der Elektrolyt heftig gerührt. Es ist wesentlich, daß der Elektrolyt eine relativ hohe Konzentration von Sauerstoff und vorzugswese auch Kohlendioxid enthält. Dies erreicht man, indem große Mengen an Luft, vorzugsweise etwa 3,25 bis 7,5 l/min.l (0,5 - 1 cubic foot per minute per gallon) durch das Bad geleitet werden. Durch diese Begasung wird gleichzeitig eine Badbewegung erreicht. During the anodic oxidation, the electrolyte is vigorously stirred. It is essential that the electrolyte have a relatively high concentration of oxygen and preferably also contains carbon dioxide. This can be achieved by using large amounts in air, preferably about 3.25 to 7.5 l / min. l (0.5 - 1 cubic foot per minute per gallon) through the bath. This fumigation is also a Bath movement reached.

Der Elektrolyt wird bei einer Temperatur zwischen etwa -4 bis 270C, vorzugsweise unter etwa 18°C, insbesondere zwischen 1,5 und 700 (25 bis 80, 65, insbesondere 35 - 450F) gehalten. Die anzuwendende Temperatur hängt in gewissem Maß von der Art der Aluminiumlegierung ab. Mit der speziell bevorzugten Arbeitstemperatur kann man jedoch einwandfrei die meisten handelsüblichen Aluminiumlegierungen anodisch oxydieren. Im allgemeinen benötigt man hierzu zumindest etwa 18 bis 20 min, es kann aber auch eine Zeit bis zu 1 1/2 h erforderlich sein, abhängig von der Aluminiumlegierung, der Stromdichte und der Spannung sowie der gewünschten Stärke der Oxidschicht. Die Spannung kann zwischen etwa 24 und 130 V schwanken, wobei jedoch etwa 90 V bevorzugt wird. Die Stromdichte soll zwischen 1 und etwa 15 A/dm2, vorzugsweise 2,5 bis 12 A/dm2 liegen. Die im Anfang benötigte Stromdichte wird an der Aluminiumfläche bei relativ geringen Spannungen erreicht. The electrolyte is at a temperature between about -4 to 270C, preferably below about 18 ° C, in particular between 1.5 and 700 (25 to 80, 65, especially 35-450F). The temperature to be used depends to a certain extent Dimension depends on the type of aluminum alloy. With the specially preferred working temperature However, most commercially available aluminum alloys can be perfectly anodized oxidize. In general, this takes at least about 18 to 20 minutes, it can but a time of up to 1 1/2 hours may also be required, depending on the aluminum alloy, the current density and voltage as well as the desired thickness of the oxide layer. the Voltage can vary between about 24 and 130 volts, but about 90 volts is preferred will. The current density should be between 1 and about 15 A / dm2, preferably 2.5 to 12 A / dm2. The current density required in the beginning is on the aluminum surface at relatively low voltages achieved.

Mit fortschreitender Oxydierung steigt der elektrische Widerstand der Schidt merklich an, so daß auch wesentlich höhere Spannungen zur Aufrechterhaltung der benötigten Stromdichten erforderlich werden. Die Spannung ist also von Zeit zu Zeit oder dauernd nachzuregeln. Auf-diese Weise wird die Ausbildung von länglichen Aluminiumoxidkristallen begünstigt. As the oxidation proceeds, the electrical resistance increases the Schidt noticeably, so that much higher tensions are needed to maintain it the required current densities are required. So the tension is of time to To readjust over time or continuously. In this way the formation of elongated Alumina crystals favored.

Nach Beendigung der anodischen Oxydation wird der Gegenstand aus dem Bad genommen, mit kaltem Wasser säurefrei gewaschen und in die Fluorkunststoffdispersion eingetaucht.After completion of the anodic oxidation, the object becomes from the Taken a bath, washed acid-free with cold water and immersed in the fluoroplastic dispersion immersed.

Der Feststoffgehalt der Kunststoffdispersion oder -lösung kann weit schwanken und von 1% aufwärts brauchbar sein. Der bevorzugte Arbeitsbereich liegt zwischen etwa 10 und 35 Gew.-, also mit etwa 1 kg Kunststoff auf 15 bis 20 kg Wasser (18 -24%ig), was besonders bevorzugt wird. Höhere Feststoffgehalte; z,B. bis auf ein Gewichtsverhältnis von 1:1 kann man anwenden, jedoch treten bei höheren Konzentrationen wegen der sirupartigen Konsistenz des Bades manchmal Schwierigkeiten bei der Hand habung aul. Das Kunststoffmaterial soll sehr feinteilig sein, so daß es molekular angezogen werden kann und in die-feinsten Zwischenräume und Poren des grohkristallinen,absorptionsfähigen Aluminiumoxidüberzugs eindringen kann. Eine Korngröße bis etwa 51tm ist entsprechend, bevorzugt werden jedoch feinere Pulver angewandt, und zwar bis herunter zu etwa 2 Am und gegebanenfalls auch unter 1 µm. Brauchbare Ergebnisse er-zielt man auch mit handelsübliche-n Dispersionen mit einer Teilchengröße von maximal 0,02m. The solids content of the plastic dispersion or solution can be wide fluctuate and be useful from 1% upwards. The preferred work area is between about 10 and 35% by weight, i.e. with about 1 kg of plastic to 15 to 20 kg of water (18-24%), which is particularly preferred. Higher solids content; z, B. until a weight ratio of 1: 1 can be used, but occur at higher concentrations sometimes difficult to handle because of the syrupy consistency of the bath habung aul. The plastic material should be very finely divided, so that it is molecular Can be attracted and in the-finest spaces and pores of the coarsely crystalline, absorbent Aluminum oxide coating can penetrate. A grain size up to about 51tm is accordingly, however, finer powders are preferred, down to about 2 Am and possibly also below 1 µm. You also get useful results with commercially available dispersions with a maximum particle size of 0.02 m.

Die Arbeitstemperaturen der Polymerdispersion können zwischen Gefrierpunkt und Siedepunkt liegen. Wird bei höheren Temperaturen gearbeitet, so wird der Aluminiumgegenstand vorzugsweise vor Eintauchen benetzt. Wird mit einer Temperatur zwischen 32 und 430<) (90 - 1100F) gearbeitet, so werden die Aluminiumgegenstände vorzugsweise auf eine Temperatur zwischen 60 und 1000C, vorzugsweise auf 65 bis 930<) (140 -212, vorzugsweise 150 - 2000F) vorgewärmt. Werden heißere Gegenstände eingetaucht, kann es zu einer Verdampfung aus dem Bad kommen. The working temperatures of the polymer dispersion can be between freezing point and boiling point. If you work at higher temperatures, the aluminum object becomes preferably wetted before immersion. Used with a temperature between 32 and 430 <) (90-1100F), the aluminum items are preferably placed on a Temperature between 60 and 1000C, preferably to 65 to 930 <) (140-212, preferably 150 - 2000F) preheated. If hot objects are immersed, a Evaporation coming from the bathroom.

Es zeigte sich, daß die oben beschriebenen kalten, wässrigen Dispersionen von Fluorkunststoffen- in den oben angegebenen Zusammensetzungen stabil, lang betriebsfähig und außerordentlich geeignet sind, in die poröse Oberfläche insbesondere des oxydierten Aluminiums einzudringen. Das Bad sollte zwischen Gefrierpunkt und etwa 52°C gehalten werden, z.B. im Bereiche maximaler Viskosität kurz vor dem Erstarren. Am meisten geeignet ist eine Temperatur zwischen 45 und 270<) (40 - 800F). Die höchste Abscheidungsgeschwindigkeit, also die größte abgeschiedene Menge je Zeiteinheit1 erreicht man, wenn die anodisch oxydierten Aluminiumgegenstände nach Beendigung der Oxydation mit Wasser gewaschen, getrocknet und auf eine Temperatur zwischen 60 und 1000C vor Eintauchen in die kalte Kunststoffdispersion erwärmt werden. It was found that the cold, aqueous dispersions described above of fluoroplastics - stable in the compositions given above, long service life and are extremely suitable in the porous surface, especially the oxidized Penetrate aluminum. The bath should be kept between freezing point and about 52 ° C e.g. in the range of maximum viscosity shortly before solidification. The most a temperature between 45 and 270 <) (40 - 800F) is suitable. The highest deposition rate, so the largest amount deposited per unit of time1 is achieved when the anodic washed oxidized aluminum objects with water after the oxidation, dried and to a temperature between 60 and 1000C before immersion in the cold Plastic dispersion are heated.

Die benötigte Tauchzeit kann leicht ermittelt werden und hängt ab von der gewünschten Schichtstärke und den Arbeitsbedingungen des Bades. Wird ein benetzter, oberflächlich oxydierter Gegenstand bei Raumtemperatur in ein Bad mit einer Temperatur von über etwa 60°C etwa 5 min getaucht, so erhält man eine Schichtstärke von etwa 5» µm (0,2 mil). The dive time required can easily be determined and depends the desired layer thickness and the working conditions of the bath. Becomes a wetted, superficially oxidized object in a bath at room temperature Immersed for about 5 minutes at a temperature of over about 60 ° C, a layer thickness is obtained about 5 »µm (0.2 mil).

Minliche und manchmal überlegene Ergebnisse erhält man, wenn die oxydierten Gegenstände heiß und trocken nur wenige Minuten getaucht werden. Minor and sometimes superior results are obtained when the oxidized objects can only be immersed hot and dry for a few minutes.

Die Tauchzeit ist die benötigte Zeit zum Aufbau der gewünschten Schichtstärke, z.B. etwa Unter den Begriff "fluorierte Kunststoffe11 oder "Fluorkunststoffe" fallen Homopolymere oder Copolymere von chlorhaltigen Kohlenwasserstoffen einschließlich Polytetrafluoräthylen sowie dessen Mischpolymerisat mit Hexafluorpropylen. The immersion time is the time required to build up the desired layer thickness, e.g. fall under the term "fluorinated plastics11 or" fluoroplastics " Homopolymers or copolymers of chlorine-containing hydrocarbons including Polytetrafluoroethylene and its copolymer with hexafluoropropylene.

Die perfluorierten PolyEthylene werden bevorzugt.The perfluorinated polyethylenes are preferred.

Die mit Kunststoff überzogenen Gegenstände werden nach Beendigung der Beschichtung vorzugsweise in trockener Luft bei einer Temperatur über etwa 480C getrocknet und anschließend in trockener Luft bei Temperaturen zwischen etwa 170 und 4000C gesintert. Bei Temperaturen von etwa 4000C ist der Überzug besonders gut gesintert (350 - 75O0F). The objects covered with plastic are after completion the coating preferably in dry air at a temperature above about 480C dried and then in dry air at temperatures between about 170 and sintered 4000C. The coating is particularly good at temperatures of around 4000C sintered (350 - 75O0F).

Größere Schichtdicken an Fluorkunststoffen können durch Aufspritzen der Kunststoffpulver in einem entsprechenden Trägermedium auf die getrocknete Beschichtung, wie sie im obigen bei schrieben worden ist, erhalten werden. Bei dem Trägermedium kann es sich um eine organische Substanz handeln, in welcher der Kunststoff dispergiert und/oder gelöst ist. Man bevorzugt ein flüchtiges Trägermedium, besonders bevorzugt werden wässrige Dispersionen. Die Teilchengröße dieser Dispersionen kann in der gleichen Größenordnung liegen wie bei der Dispersion zur Auftragung der Kunststoffschicht auf die Aluminiumoxidschicht. Larger layers of fluoroplastics can be sprayed on the plastic powder in a suitable carrier medium on the dried coating, as it has been written in the above. With the carrier medium it can be an organic substance in which the plastic disperses and / or is resolved. A volatile carrier medium is preferred, particularly preferred are aqueous dispersions. The particle size of these dispersions can be in the are of the same order of magnitude as in the case of the dispersion for applying the plastic layer on the aluminum oxide layer.

Man kann jedoch auch mit gröberen Dispersionen arbeiten. Auf I diese Weise lassen sich Schchtdicken in der Größenordnung von Zehntel mm erhalten. Nach diesem Spritzauftrag kann wieder wie oben beschrieben das Sintern erfolgen.However, you can also work with coarser dispersions. On I this In this way, layer thicknesses on the order of tenths of a mm can be obtained. To This spray application can be sintered again as described above.

beispiel Eine Aluminiumplatte (305 x 305 x 3,17- mm) wurde mit einer mäßig konzentrierten Lauge von 65 65°C 1 - 1,5 min gereinigt, abgespült, dann in eine Chromsalpetersäurelösung bei Raumtemperatur 0,5 bis 1 min zur Entfernung des Schmutzes gegeben, dann wieder abgespült und in einem Schwefelsäurebad anodisch oxydiert. Das Bad enthielt 135 g/l Schwefelsäure und 26,2 g/l Oxalsäure sowie eine geringe Zuckermenge; (18 oz./gal. und 3,5 oz./gal.).example An aluminum plate (305 x 305 x 3.17- mm) was fitted with a moderately concentrated lye at 65 65 ° C 1 - 1.5 min cleaned, rinsed, then in a chromium nitric acid solution at room temperature for 0.5 to 1 min to remove the Dirt given, then rinsed again and anodic in a sulfuric acid bath oxidized. The bath contained 135 g / l sulfuric acid and 26.2 g / l oxalic acid as well as one low amount of sugar; (18 oz./gal. And 3.5 oz./gal.).

Temperatur 10<) (30°F). Lurch das Bad wurde ein Luftstrom 0,75 1/min, berechnet auf 1 Badflüssigkeit, geleitet. Die Anfangsspannung betrug 18 V und die Anfangsstromstårke 28 A entsprechend einer Stromdichte von etwa 2,5 A/dm2. Die Stromdichte wurde bei diesem Wert gehalten, wozu die Spannung alle 2 min um etwa 1 bis 2 V erhöht werden mußte. Nach 45 min war die Oxydation beendet und eine Oxidschicht von etwa 25 fim gebildet.Temperature 10 <) (30 ° F). An air flow through the bath was 0.75 1 / min, calculated on 1 bath liquid. The initial voltage was 18 volts and the initial current strength 28 A corresponding to a current density of about 2.5 A / dm2. The current density was kept at this value, for which purpose the voltage increased every 2 minutes about 1 to 2 V had to be increased. After 45 minutes the oxidation was complete and one Oxide layer of about 25 fim is formed.

Der Gegenstand wird dann in von Luft durchströmtem, kaltem Wasser 15 min gespült und anschließend in eine Polytetrafluoräthylen-Dispersion mit einem Feststoffgehalt von etwa 4,2% (1 Teil Kunststoff auf 24 Teile Wasser) getaucht. The object is then placed in cold water with air flowing through it Rinsed for 15 min and then in a polytetrafluoroethylene dispersion with a Submerged solids content of about 4.2% (1 part plastic to 24 parts water).

Die Teilchengröße der Dispersion betrug etwa 0,2 4m, Temperatur der Dispersion 7100. Nach 30 min wurde der Gegenstand aus der Dispersion genommen, an der Luft getrocknet und 15 min bei 2000C gehärtet. Die Kunststoffschicht betrug etwa 7,6/>m, sie war glatt und fehilerfrei und zeigte überragende Eigenschaften.The particle size of the dispersion was about 0.2 4 m, temperature of Dispersion 7100. After 30 minutes, the article was removed from the dispersion air dried and cured for 15 min at 2000C. The plastic layer was about 7.6 /> m, it was smooth and free of defects and showed outstanding properties.

In Abwandlung dieser Verfahrensweise wurde der anodisch oxydierte Gegenstand mit kaltem Wasser und anschließend mit warmem Wasser abgespült und auf etwa 82°C vorgewärmt. Der warme, trockene Gegenstand wurde in eine Dispersion von 20 Gew.-% Polytetrafluoräthylen von 15 bis 180<) (60 - 65°F) getaucht. Das Bad enthielt bis zur Sättigung ein nicht ionogenes, oberflächenaktives Mittel. TeSchengröße der Dispersion 0,2 µm, Tauchzeit etwa 2 bis 5 min. Danach wurde sofort bei etwa 490c (1200F) getrocknet. Die Kunststoffoberfläche war glatt und nicht haftend. Das Kunststoffmaterial war offensichtlich in die Poren und Zwischenräume der Oxidkristalle eingedrungen, und zwar in einem viel weitgehenderem Ausmaß durch das Warmtauchen. In a modification of this procedure, the anodically oxidized Rinse the object with cold water and then with warm water and put it on preheated to about 82 ° C. The warm, dry article was made into a dispersion of 20 wt% polytetrafluoroethylene from 15 to 180 <) (60 - 65 ° F) immersed. The bathroom contained a non-ionic surfactant to saturation. TeSize of the dispersion 0.2 µm, immersion time about 2 to 5 minutes, then immediately at about 490c (1200F) dried. The plastic surface was smooth and non-sticky. That Plastic material was evident in the pores and spaces of the oxide crystals penetrated, and in a lot to a greater extent the warm diving.

Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich spesiell anwenden zur Herstellung von Bratpfannen, wie dies anhand der beiliegenden Figuren erläutert werden soll. The process according to the invention can be used spesiell for production of frying pans, as will be explained with reference to the accompanying figures.

Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht der Bratpfanne 10 mit Teilen der fertigen Fläche 26, der Fläche 20 des Aluminiumkörpers und der Fläche 24 der Oxidschicht. Fig. 1 shows a perspective view of the frying pan 10 with parts the finished surface 26, the surface 20 of the aluminum body and the surface 24 of the Oxide layer.

Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch den Schichtaufbau nach dem Schnitt 2-2 der Fig. 1. Fig. 2 shows a cross section through the layer structure after the section 2-2 of Fig. 1.

Eine übliche Pfanne mit dem Boden 11 und dem Rand-12 einschließlich des am Rand angebrachten Stiels 14 wurde erfindungsgemäß behandelt. Die Pläche 20 des Pfannenbpdens 11 wurde anodisch oxydiert, wodurch sich eine Zwischenschicht 18 aus absorptionsfähigen,unregelmäßig geformten, grob kristallinen, porösen AluminiumoxidkristallenKbildete. Durch Behandlung mit der Kunststoffdispersion wurden die Hohlräume und Poren 16 zwischen den Aluminiumoxidkristallen 24 mit Kunststoff gefüllt und darauf eine Kunststoffschicht erzeugt. Um eine anodische Oxydation auch auf der unteren Pläche des Pfannenbodens 22 zu au vermeiden, wurde dem Aluminiumrohkörper an den nicht zu oxydierenden Stellen eine maskierende Schicht oder ein Schutzüberzug angebracht. Die angedeutete Oxidschicht ist etwa 25 stark. Da die Oxidkristalle aus der Aluminiumoberfläche herauswachsen und der Kunststoff zwischen den Kristallen eingebettet ist, besteht eine vollständige Verbindung der drei Schichten miteinander. Die Kunststoffoberfläche 26 auf der Oxidschicht 18 ist absolut kratzfest und läßt sich von der Oxidschicht bzw. die Oxidschicht von dem Aluminiumgegenstand nicht abtrennen. - Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich auch in einfacher Weise gleichzeitig auf beiden Flächen eines ebenen oder aufgebogenen Aluminiumgegenstandes, wie einem Topf oder einer Bratpfanne durchführen. In diesem Fall liegt an beiden Seiten des Aluminiumgegenstandes eine Oxidschicht und darin und darauf eine Kunststoffschicht vor. Auch diese Gegenstände lassen sich sehr gut als Kochgeschirr verwenden. A common pan with the bottom 11 and the rim-12 inclusive the handle 14 attached to the edge has been treated according to the invention. The area 20 of the pan base 11 was anodized, creating an intermediate layer 18 formed from absorbent, irregularly shaped, coarsely crystalline, porous aluminum oxide crystals K. By treatment with the plastic dispersion, the cavities and pores 16 between the aluminum oxide crystals 24 filled with plastic and a plastic layer on top generated. There is also anodic oxidation on the lower surface of the bottom of the pan 22 to avoid au, the aluminum raw body in the areas not to be oxidized a masking layer or protective coating is applied. The indicated oxide layer is about 25 strong. Because the oxide crystals grow out of the aluminum surface and the plastic is embedded between the crystals, there is a complete Connection of the three layers with each other. The plastic surface 26 on the oxide layer 18 is absolutely scratch-resistant and can be removed from the oxide layer or the oxide layer do not separate from the aluminum object. - The inventive Method can also be carried out in a simple manner on both surfaces at the same time flat or bent aluminum object, such as a saucepan or frying pan carry out. In this case there is one on both sides of the aluminum object Oxide layer and a plastic layer in and on it. These items too can be used very well as cookware.

Die erfindungsgemäß hergestellten Verbundwerkstoffe und Gegenstände zeichnen sich durch eine extreme Haftfestigkeit, Elastizität und Kratzfestigkeit sowie einer hervorragenden Korrosionsbeständigkeit aus. Sie besitzen einen außerordentlich geringen Reibungskoeffizient und daher einen hohen Grad an Schlüpfrigkeit. Sie besitzen eine ungewöhnliche Kombination sehr hoher Korrosionsbeständigkeit, Schlüpfrigkeit und Abriebfestigkeit verbunden mit einer sehr guten Oberflächenhärte. The composites and articles made in accordance with the present invention are characterized by extreme adhesive strength, elasticity and scratch resistance as well as excellent corrosion resistance. You have one extraordinary low coefficient of friction and therefore a high degree of slipperiness. You own an unusual combination of very high corrosion resistance, slipperiness and abrasion resistance combined with a very good surface hardness.

Darüberhinaus besitzt das Material einen sehr guten Wärmedurchgang. Es hat gute Isoliereigenschaften und ist weitgehend bestandig gegenüber strahlungsbedingtem Abbau. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gelingt die Herstellung von Gegenständen mit überragender Oberflächengüte und geringen Toleranzen.The material also has very good heat transfer properties. It has good insulating properties and is largely resistant to radiation Dismantling. The production of objects is possible according to the method according to the invention with outstanding surface quality and low tolerances.

- Ptentansprüche -- Pension entitlements -

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e 0 Process for producing a composite material on the basis of aluminum or an aluminum alloy on which a layer is formed of aluminum oxide and then, according to P 16 21 936.6, a layer of a fluoroplastic in which the pure metal surface is anodically oxidized in an electrolyte from -4 to + 37 ° C, containing about 4 to 7.34 vol .-% sulfuric acid and about 0.5 to 3% by volume of a carboxylic acid with simultaneous flushing of the electrolyte with Air at a voltage between 24 and 130 V and maintaining an anodic Current density between about 1 and 12 A / dm2 up to a layer thickness of at least whereupon after rinsing into an aqueous dispersion of a fluoroplastic with a Particle size up to about 5 nm is immersed until the pores and interstices of the oxide layer filled and a plastic layer of at least about 2.5 microns is deposited.

2. The method according to claim 1, characterized in that g e k e n n -z e i c h n e t that in the electrolyte for anodic oxidation at least one carboxylic acid in the form the mal / on, oxalic or succinic acid in an amount corresponding to about 1/5 of the Sulfuric acid is present, the bath temperature is 1 to 18 ° C, the air flow is at least 3.25 l / min. l bath volume, the current density to at least approximately 2.5 A / dm2 is maintained and the plastic dispersion has a pesticide content of about 10 to 35% by weight with a particle size of up to about 2 »m.

3. The method according to claim 2, characterized in that g e k e n n -z e i c h n e t that oxalic acid is used as the carboxylic acid and a temperature between about 1 and 70 <).

4. The method according to claim 3, characterized in that g e k e n n -z e i c h n e t that the ElektrolyXt for anodic or 4 to is6% oxidation has about 6 to 7.34o sulfuric acid contains, except for an oxide thickness of at least about 25 »m is anodized, the plastic dispersion a solids content of about 18 to 24fo with an average particle size of up to about 1 µm, whereupon the plastic layer at the temperature of at least around 1750 <) is hardened or sintered.

5. The method according to claim 1 to 4, characterized in that g e -k e n n z e i c h n e t that the fluoroplastic is polytetrafluoroethylene or its copolymer with hexafluoropropylene.

6. The method according to claim 1 to 5, characterized in that g e -k e n n z e i c h n e t that you can still wet the anodized object after rinsing the plastic dispersion is immersed at a temperature of over about 320 <).

7. Process for coating objects with rough or porous Surface with plastic by heating the objects to dryness on a Temperature above about 600C, in particular 65 to 1000C, immersion of the warm object in an aqueous plastic dispersion with a temperature below about 32 ° C, in particular 5 to 270 <), containing particles with a mean Grain size up to about 5 µm, preferably up to 2 stone fluoroplastics up to a plastic layer is formed of at least about 2.5 µm.

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