DE2525245B2

DE2525245B2 - Vorrichtung zur kontinuierlichen anodischen oxydation eines langgestreckten gebildes aus aluminium oder einer aluminiumlegierung

Info

Publication number: DE2525245B2
Application number: DE19752525245
Authority: DE
Inventors: Hiroshi; Shimamura Isao; Hiratsuka; Murohushi Norio Yamakita; Abe Masao Yokohama Kanagawa; Ando Yoshio; Takahashi Masaaki; Tokio; Watanabe (Japan)
Original assignee: Ausscheidung in: 25 59 665 Pilot Man-Nen-Hitsu K.K.; Toyo Giken Kogyo K.K.; Tokio
Priority date: 1974-06-08
Filing date: 1975-06-06
Publication date: 1978-02-09
Also published as: CA1072052A; DE2559665A1; US3969211A; FR2273885B1; FR2273885A1; DE2525245A1; JPS50155440A; DE2525245C3; DE2559665B2; JPS5432426B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur kontinuierlichen anodischen Oxydation eines langgestreckten Gebildes aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, mit einer an der Guteinlaufseite des Badbehälters vor der Gegenelektrode angeordneten plattenförmigen Abschirmung für das elektrische Feld.

Eine Vorrichtung dieser Art ist beispielsweise aus der GB-PS 628999 oder aus der GB-PS 629000 bekannt. Um die Ausbildung von Streifen auf der Oberfläche des anodisch oxydierten Guts zu vermeiden, sind bei diesen bekannten Vorrichtungen zu beiden Seiten der Einlaufstelle des Guts in das Bad beispielsweise aus Glas bestehende Isolierplatten vorgesehen, die ..'.as elektrische Feld an der Einlaufstelle abschirmen sollen. Diese bekannte Art der Abschirmung arbeitet jedoch nur bei verhältnismäßig niedrigen Stromdichten zufriedenstellend. Darüber hinaus ist die für die anodische Oxydation erforderliche Zeitdauer groß und man benötigt eine Behandlungsvorrichtung mit großen Abmessungen. Andererseits ist es bekannt, daß man die Zeitdauer für eine derartige anodische Oxydation verkürzen und Behälter mit kleineren Abmessungen verwenden kann, wenn die Behandlung mit einer höheren Stromdichte ausgeführt wird. Bei der Verwendung höherer Stromdichten treten allerdings an der Oberfläche des behandelten Guts Verbrennungen auf, die zu erheblichen Mängeln führen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auch bei einer anodischen Oxydation mit höheren Stromdichten Verbrennungen auf der Oberfläche des be-

handelten Guts zu vermeiden.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die eingangs beschriebene Vorrichtung nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß eine Abschirmung in der Zone vor dei Gegenelektrode und eine Abschirmung in der Zone hinter der Gegenelektrode angeordnet ist und jede Abschirmung mindestens eine, mit einer Durchtrittsöffnung für das Gut versehene selbststehende, in Berührung mit den Behälterseitenwänden und dem Behälterboden stehende, über den Badspiegel hinausragende Platte aufweist.

Die nach der Erfindung ausgebildete Vorrichtung bietet die folgenden Vorteile:

1. Da die anodische Oxydation innerhalb einer verhältnismäßig kurzen Zeitperiode mit einer hohen Stromdichte vorgenommen werden kann, sind mit dem Erfindungsgegenstand wirtschaftliche Vorteile erzielbar, die insbesondere auf einer Herabsetzung der Behandlungs- und damit der Produktionskosten beruhen.

2. Es wird eine gleichförmige und homogene Qualität und Güte des Produkts erzielt, womit eine größere Widerstandsfähigkeit und Haltbarkeit sowie ein gutes äußeres Erscheinungsbild verbunden sind.

3. Die Behandlungsvorrichtung zur anodischen Oxydation kann mit verhältnismäßig kleinen Abmessungen ausgebildet werden und weist eine einfache Konstruktion auf, was zu einer Herabsetzung der Erstellungskosten für die Vorrichtung führt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird somit in der Schaffung einer kontinuierlich arbeitenden Vorrichtung zur anodischen Oxydation eines langgestreckten Gebildes, beispielsweise eines Bandes, eines Streifens, eines Drahtes oder einer Folie aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung gesehen, die sowohl vor als auch hinter der Gegenelektrode eine Abschirmung für das elektrische Feld aufweist. Dazu sei noch folgendes bemerkt: Wenn vor der Gegenelektrode keine Abschirmung vorhanden ist, treten in der anodischen Oxydationsschicht leicht erkennbare Verbrennungen auf. Wenn vor der Elektrode eine Abschirmplatte, aber hinter der Elektrode keine Abschirmplatte vorhanden ist, kann das unbewaffnete Auge im allgemeinen keine Verbrennungserscheinungen in der Oxydationsschicht wahrnehmen. Die Erfinder haben überraschenderweise erkannt, daß auch beim Austritt des Aluminiums aus dem Bad Verbrennungen auftreten, die man nicht ohne weiteres wahrnehmen kann und erst später zutage treten, beispielsweise durch Unregelmäßigkeiten in der Farbe beim anschließenden elektrolytischen Färben des anodisch oxydierten Aluminiums. Die erfindungsgemäße Vorrichtung trägt diesem Umstand Rechnung.

Die als Abschirmung verwendeten Platten bestehen vorzugsweise aus einem Kunstharz oder einem ähnlichen Werkstoff mit elektrischen Isoliereigenschaften. Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind durch Unteransprüche gekennzeichnet.

Im folgenden wird die Erfindung im einzelnen in Verbindung mit bevorzugten Ausführungsbeispielen an Hand von Zeichnungen erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer nach der Erfindung ausgebildeten anodischen Oxydationsvorrichtung im Längsschnitt,

Fig. 2 eine schematische Stirnansicht der dargestellten anodischen Oxydationsvorrichtung im Quer-

schnitt und

Fig. 3 eine derFig. 1 ähnliche, nur teilweise dargestellte, schematische Seitenansicht eines weiteren Ausfü.hrungsbeispiels der Erfindung.

Der Aufbau und die Arbeitsweise einer nach der Erfindung ausgebildeten Behandlungsv urrichtung zur anodischen Oxydation werden im einzelnen an Hand bevorzugter Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den Zeichnungen erläutert. Die Erfindung soll alleidings auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele nicht beschränkt sein.

In der Fig. 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer nach der Erfindung ausgebildeten kontinuierlichen Behandlungsvorrichtung zur anodischen Oxydation dargestellt, bei der auf der Oberfläche eines Bandes eine anodische Oxidschicht ausgebildet wird. Das Band dient als Anode in einem zur anodischen Oxydation dienenden Behälter. Bei diesem Beispiel enthält die Vorrichtung den Behälter 1, eine Elektrode 2 aus Kohle, Blei, Aluminium oder einem ähnlichen mit einem Gleichstrom (Wechselstrom, oder wechselstrom überlagerten Gleichstrom) gespeisten Werkstoff, ein Band 3, das von einer nicht dargestellten Abwickeleinrichtung aus zugeführt wird und sich längs einer vorbestimmten Bahn zur anodischen Oxydationsbehandlung durch eine in dem Behälter 1 befindliche anodische Oxydationslösung 4 erstreckt, und mehrere, das elektrische Feld abschirmende Platten 11 und 12 mit elektrischen Isoliereigenschaften (beispielsweise Polyvinylchlorid, Polyäthylen usw.).

Die Abschirmplatten 11 und 12 sind in einer solchen Weise angeordnet, daß sich die Abschirmplatten

11 als getrennte Gruppe in einer Zone 6 zwischen einer Stelle 5, wo das Band 3 in die Lösung 4 eintritt, und der dieser Stelle gegenüberliegenden Vorderkante 2, der Elektrode 2 befinden. Die Abschirmplatten 12 bilden eine andere getrennte Plattengruppe und befinden sich in einer Zone 8 zwischen der Hinterkante 2₂ der Elektrode 2 und einer Stelle 7, wo das Band 3 aus der Lösung 4 austritt. Die Abschirmplatten 11 und 12 dienen zur wirksamen Abschirmung des Durchtritts des elektrischen Stroms durch die Lösung in dem Behälter 1 und sind aus diesem Grunde derart angeordnet, daß ihre Seiten- und Bodenkanten in enger Berührung mit den Seitenwänden und der Bodenwand des Behälters 1 stehen und daß ihre oberen Abschnitte über den Spiegel der Lösung 4 hinausragen. Ferner sind die Platten in geeigneten gleichmäßigen Abständen voneinander angeordnet. Wie es aus derFig. 2 hervorgeht, weisen die Abschirmplatten 11 und 12 in ihrer Oberfläche Schlitze oder längliche Durchtrittsöffnungen 9 bzw. 10 auf, die den Durchtritt des Bandes 3 durch die Platten gestatten. Die länglichen öffnungen 9 und 10 werden von Aussparungen an den oberen Kanten der unteren Halbteile H₁ und 12j der Abschirmplatten 11 und 12 gebildet. Die nicht weggeschnittenen Abschnitte der Oberkanten der unteren Halbteile H₁ und 12, liegen an den geradlinig verlaufenden unteren Kanten der oberen Halbteile H₂ und 12₂ der Abschirmplatten 11 und

12 an.

Das von der nicht dargestellten Abwickeleinrichtung abgewickelte Band 3 wird aufeinanderfolgenden Vorbehandlungsvorgängen unterzogen, beispielsweise Entfetten, Waschen mit Wasser, Ätzen, Waschen mit Wasser, Neutralisieren und Waschen mit Wasser. Danach wird das Band durch eine nicht dargestellte Energieversorgungszelle mit einem Elektro-

lyten gezogen und dann in das Bad bzw. die Losung 4 für den anodischen Oxydaiionsvorgang gebracht.

An der Stelle 5, wo das Band 3 in die anodische Oxydationslösung 4 eintritt, kommt es zu einer Konzentration der gesamten Menge von elektrischem Strom an der Grenzfläche zwischen dem Band 3 und der anodischen Oxydationslösung 4, wenn das Band 3 in die Losung 4 eintritt. Wenn das Band 3 in der Losung 4 mit einer hohen Stromdichte behandelt wird, kommt es an der Stelle 5 zu einer Verbrennung der Oberfläche des Bandes. Diese Verbrennungen führen zwangsläufig zu einer Verschlechterung der Bandoberfläche. Um die Verbrennungen zu vermeiden, ist in dem Behältger 1 eine das elektrische Feld abschirmende Einrichtung vorgesehen, beispielsweise in Form der Platten 11. Gleichermaßen tritt an der Stelle 7, wo das Band 3 mit der darauf gebildeten anodischen Oxidschicht aus der Lösung 4 auftritt, eine Konzentration der Gesamtmenge des elektrischen Stroms an der Grenzfläche zwischen dem Band 3 und der Lösung 4 auf. Falls die Abschirmung in Form der Platten 12 nicht vorgesehen ist, kommt es in der anodischen Oxidschicht auf dem Band 3 zu Verbrennungen. Diese Verbrennungen führen zu einem unschönen Aussehen des Bandes, insbesondere wenn das Band anschließend einem elektrolytischen Färbevorgang unterzogen wird.

Bei der beschriebenen, nach der Erfindung ausge bildeten Behandlungsvorrichtung sind, wie bereits erwähnt, zwei getrennte Gruppen von Abschirmplatten Jl und 12 für das elektrische Feld vorgesehen. Dadurch wird verhindert, daß sich an der Stelle 5 der elektrische Strom an der Grenzfläche zwischen dem Band 3 und der Lösung 4 konzentriert. Dies wird durch den Abschirmeffekt der Platten 11 bewirkt. Infolgedessen ist es möglich, dem anodischen Oxydationssystem eine geeignete Menge an elektrischem Strom zuzuführen und auf der Oberfläche des Bandes 3 eine von Verbrennungen freie anodische Oxidschicht wirksam auszubilden. Wenn das Band 3 aus der Lösung 4 an der Stelle 7 austritt, verhindert die andere Gruppe von Abschirmplatten 12 für das elektrische Feld, daß es an dieser Stelle zu einer Konzentration der Gesamtmenge des elektrischen Stroms kommt. Somit kann eine geeignete Menge an elektrischem Strom dem System zugeführt werden, und dennoch wird ein Verbrennen der auf der Oberfläche des Bandes 3 ausgebildeten Oxidschicht vermieden.

Mit einer nach der Erfindung ausgebildeten Vorrichtung zur anodischen Oxydation bzw. zum Eloxieren und einer herkömmlichen Vorrichtung wurden vergleichende Versuche ausgeführt. Dazu wurden ein Band aus Aluminium (5005-H4) mit einer Stärke von 0,5 mm und eine Folie aus Aluminium (1100 H) mit einer Stärke von 0,1 mm mit einer anodischen Oxydationslösung von Schwefelsäure mit 300 g/l bei einer Temperatur von 25° C behandelt.

Wenn der anodische Oxydationsvorgang in einer Vorrichtung der üblichen Bauart vorgenommen wurde, d. h. ohne Abschirmung für das elektrische Feld, traten an der Oberfläche des Aluminiumbandes und der Aluminiumfolie bei einer Stromdichte von 7,5 A/dm² mondförmige Verbrennungen auf. Im Gegensatz dazu wurden bei einer nach der Erfindung ausgebildeten Vorrichtung zur anodischen Oxydation mit jeweils vier, in getrennten Gruppen angeordneten Abschirmplatten 11 und 12 aus Polyvinylchlorid mit einer Stärke von 5 mm und mit einem Abstand zwi-

sehen den Platten von 10 mm und bei Verwendung derselben Lösung sowie desselben Bandes und derselben Folie selbst bei einer Stromdichte von 30 A/dnr keine Verbrennungen beobachtet. Dabei wurde eine Arbeitsgeschwindigkeit von 4 m/min erzielt. Diese Geschwindigkeit war viermal höher als bei der üblichen Vorrichtung.

Bei der praktischen Anwendung der Abschirmplatten für das elektrische Feld gemäß der Erfindung in einem anodischen Oxydationsbehandlungsbehälter werden die Konstruktionsmerkmale der das elektrische Feld abschirmenden Platten, beispielsweise die Anordnungszone, das Material, die Dicke, die Anzahl und der Abstand zwischen den einzelnen Platten, entsprechend dem zu behandelnden Material und den Behandlungsbedingungen ausgewählt. Wenn das Band derart geführt wird, daß es beim Durchtritt durch die längliche öffnung in den Abschirmplatten mit ihnen nicht in Berührung kommt, kann man die Abschirmplatten auch aus einem Werkstoff herstellen, der keine elektrischen Isoliereigenschaften aufweist.

Bei einer alternativen Ausführungsform der Abschirmung für das elektrische Feld mit elektrischen Isoliereigenschaften ist es möglich, mehrere Führungseinrichtungen in Form von Rollen aus einem Werkstoff mit elektrischen Isoliereigenschaften vorzusehen, und zwar in einer solchen Weise, daß die Führungseinrichtungen zwischen den Abschirmplatten beide Oberflächen oder eine Oberfläche des durch die Platten tretenden Bandes berühren. Durch die Verwendung einer Einrichtung dieser Art kann man die Abschirmwirkung der Abschirmplatten auf das elektrische Feld weiter verbessern. Um einen glatten oder reibungsfreien Durchtritt des Bandes durch die Abschirmplatten zu gewährleisten, sollten die darin "> vorgesehenen länglichen Öffnungen hinreichend groß sein. Die Größe dieser Öffnungen nimmt jedoch unmittelbar Einfluß auf die Wirkung der Abschirmplatten, und zwar in einer solchen Weise, daß bei einer größeren Öffnungsfläche die erwünschte Abschir-

i" mung des elektrischen Feldes kleiner wird. Aus diesem Grund wird es. bevorzugt, die genannten Fünrungseinrichtungen zu verwenden, die die Schlitze oder länglichen Öffnungen zu beiden Seiten des Bandes abschließen, so daß die Wirkung der das

i"> elektrische Feld abschirmenden Platten erhöht wird.

In der Fig. 3 ist ein solches Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, bei dem mehrere Abschirmplatten 11 für das elektrische Feld vorgesehen

■?<> sind, deren Anzahl jedoch kleiner ist als bei den vorausgegangenen beschriebenen Beispielen. Zwischen den Abschirmplattcn 11 sind mehrere Führungseinrichtungen 20 in Form von Rollen angeordnet, die mit dem Band 3 in Berührung stehen.

-'"> Solche Führungseinrichtungen kann man auch zwischen den Abschirmplatten 12 vorsehen. Die Wirkung dieser Einrichtungen auf die Abschirmung des elektrischen Feldes ist grundsätzlich die gleiche wie die der Führungseinrichtungen 20. Falls das Band glatt

J" durch die Abschirmung geführt werden kann, ist es nicht erforderlich, daß die Führungseinrichtungen drehbar ausgebildet sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur kontinuierlichen anodischen Oxydation eines langgestreckten Gebildes aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, mit einer an der Guteinlaufseite des Badbehälters vor der Gegenelektrode angeordneten plattenförmigen Abschirmung für das elektrische Feld, dadurch gekennzeichnet, daß eine Abschirmung (11) in der Zone (6) vor der Gegenelektrode (2) und eine Abschirmung (12) in der Zone (8) hinter der Gegenelektrode angeordnet ist und jede Abschirmung mindestens eine, mit einer Durchtrittsöffnung (9, 10) für das Gut (3) versehene selbststehende, in Berührung mit den Behälterseitenwänden und dem Behälterboden (1) stehende, über den Badspiegel hinausragende Platte aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmung aus elektrisch isolierendem oder leitendem Material besteht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmungen (11, 12) Führungseinrichtungen (20) aufweisen, die in der Nähe der Durchtrittsöffnungen (9, 10) parallel zu den Abschirmungen und in gleitender Berührung mit dem Gut (3) angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungseinrichtungen als Rollen ausgebildet sind.