Brevet FR2034919A1 — publié le 19701218

L'invention concerne un procédé, pour le traitement de l'aluminium, qui permet dé réaliser des dessins sur la surface de l'aluminium ou de produire des dessins en aluminium sur la surface de matières résistantes aux alcalis et aux acides. 5 ha couche d'aluminium oxydé anodiquement est apte'à la teinture, du fait que les colorants sont absorbés par les porea de cette couche : c'est là une caractéristique de l'aluminium qui ne se retrouve pas sur les autres métaux. Quand des dessins colorés doivent être présentés sur la surface de l'aluminium, 10 il est connu d'utiliser l'aptitude à la teinture de la couche obtenue par oxydation anodique. Mais,par ce procédé9 il n'est pas possible de former des dessins en relief même microscopique• Il est connu que/ si l'on applique un revêtement protecteur sur la couche oxydée anodiquement de l'aluminium, et si on le trempe 15 dans une solution alcaline telle que de l'hydroxyde de sodium dilué pour ronger la couche oxydée anodiquement, exception faite de ce revêtement protecteur9 il peut être réalisé des dessins en relief représentant la couche oxydée anodiquement qui est sous la partie revêtue de la surface de l'aluminium. 20 Si l'aluminium subit une nouvelle oxydation anodique, après rongeage au moyen d'un électrolyte différent du premier, la surface de l'aluminimum peut se distinguer par plus de deux couleurs en même temps. Toutefois le dessin peut être formé en tout cas par ces procédés de façon à se présenter en reliëf-, 25 mais l'on ne peut envisager de colorer les dessins ci-dessus à volonté; seuls en effet les nuances de la couche oxydée anodiquement elle-même peuvent être obtenues. En fait, on ne connaît pas encore .jusqu'ici un moyen simple ou un procédé concret, qui. convienne pour présenter des dessins en relief colorés sur la sur-30 face de l'aluminium. D'autre part, le procédé qui consiste à imprimer des dessins sur des feuilles d'aluminium^et à les découper ensuite pour coller les dessin^ est largement utilisé pour former des décorations, par exemple, pour des pièces moulées en résine 35 synthétique et en verre, car l'aluminium lui-même présente une couleur élégante et est une matière peu coûteuse et qui se travaille facilement. Ce procédé s'applique sur les surfaces des pièces moulées et sur des matières en feuilles comme le papier et les fibres. Mais le découpage de certains dessins intéressants dans des 40 feuilles d'aluminium représente un problème difficile, à moins que 69 10736 « 2 « 203^+919 les dessins n'aient un tracé simple et net ; en conséquence il est impossible de présenter certains dessins délicats comme flâna des photos et des dessins peu nets. C'est pourquoi il devient nécessaire dans beaucoup de cas d'estamper l'aluminium sur une presse pour le 5 produire sur une base commerciale. De plus, en même temps, le procédé présente ce défaut que les dessins ont une épaisseur uniforme et ne donnent pas au décor obtenu l'impression de relief. En cas de collage des dessins, le travail nécessaire pour mettre en place les pièces du dessiil soulève également certains problèmes 10 difficiles. l'invention a pour objet un procédé de traitement de coloration de l'aluminium par oxydation anodique, pour produire sur la surface des dessins colorés, procédé caractérisé par ce qu'on imprime les dessins désirés sur la surface avec 15 une encre qui contient un colorant organique ainsi qu'un véhicule résistant aux acides et aux alcalis, on ronge ensuite la surface par trempage dans une so lution corrosive, de façon à donner un relief aux dessins en couleur exécutés sur la surface de l'aluminium* Grâce à ce procéd^ on peut réaliser des des-20 sins en couleur sur la surface de l'aluminum en attaquant les parties qui sont en dehors du dessin. Il n'est pas seulement possible de présenter des dessins en couleursemais aussi des dessins en relief^qui correspondent exactement aux dessins en couleur sur la surface de 25 l'aluminium. On peut également former des dessins en couleurs sur la surface d'une matière, si une faible quantité de sa surface est résistante aux acides et aux alcalis# lie procédé s'applique facilement et permet 30 une production de masse, tout en étant d'une exécution très peu coûteuse. Quand on établit les dessins sur l'aluminium, l'encre contient un véhicule chimiquement stable ainsi que des colorants "au gras" e^ lorsqu'elle est appliquée sur la couche 35 oxydée anodiquement de l'aluminium, il y a séparation du véhicule et du colorant au gras, celui-ci migrant vers les pores de la couche d'oxydation anodique , alors que le véhicule reste à la surface. En conséquence , si on dispose des dessins en couleur sur la couche oxydée anodiquement et qu'on ronge la couche qui est en dehors des 40 dessins, il sera possible d'obtenia^ non seulement des dessins en BAD ORIGINAL 69 10736 - 3 - 2034919 couleur^mais aussi des figures en relief qui s'adapteront exactement aux dessins colorés de la surface de l'aluminium» Si l'on opère sur une feuille d'aluminium' et si celle-ci est collée sur la surface de matières résistantes 5 aux acides et aux alcalis, il sera possible de produire des pièces dessinées, conformes aux dessins colorés de l'aluminium sur la ' / surface de ces matière^ en prolongeant la durée du rongeâge, ou en procédant à un nouveau.rongeage, et en éliminant la feuille elle- même ainsi que la couche oxydée anodiquement9 en laissant subsister 10 les dessins colorés. Suivant 111 invention, le véhicule de l'encre a une densité différente de celle des colorants au gras, et le véhicule est résistant aux acides et aux alcalis, afin de pouvoir supporter le rongeage et le traitement chimique subséquent. 15 Dans beaucoup de cas, le rongeage est prati qué dans une solution alcaline, mais, dans le traitement chimique subséquent, par exemple une neutralisation, une nouvelle oxydation anodiqueg on opère un trempage dans une solution acide$ et il est par suite nécessaire, comme dit ci-dessus, que le véhicule soit 20 résistant aux acides aussi bien qu'aux alcalis» Pour ces raisons, le véhicule de l'encre consiste en matières dont les éléments principaux sont le caoutchouc ou des résines synthétiques. Le véhicule a une densité plus faible que celle des colorants au gras et est chimiquement résistant aux alcalis et aux acides. 25 En outre,,quand on façonnera des pièces dessinées en aluminium sur la surface d'une matière, cette matière devra être résistante aux acides et aux alcali^ parce qu'elle sera plongée dans l'électrolyte ou la solution rongeante, avec l'aluminium. Dans ce cas, il n'est pas nécessaire que la matière elle-même soit 30 essentiellement résistanbe aux acides et aux alcalinsj il suffit que sa surface présente ces propriétés. En conséquence, l'application tut des résines synthétiques, du verre et des fibres, çst la plus couranfe, mais on peut appliquer l'invention sur des matières dont la surface est revêtue de résines synthétiques, bien qu'elles 35 ne soient pas elles-mêmes résistantes aux acides et aux alcalis. Le point caractéristique de l'invention est que, dans le façonnage de l'aluminium, l'encre que l'on ajoute sur la couche oxydée anodiquement joue le rôle de masque contre le rongeage de la couche CT-ydée anodiquement^qui doit s'opérer en 40 dehors des figures en même temps qu'elle colore lés dessins de ~4 " 2034919 69 10736 ^ la couche. En d'autres termes, il faut réaliser une affinité de teinture pour le corps masquant lui-même. Il est bien connu, dans un revêtement, d'opérer un "masquage!'p c'est-à-dire un garnissage de revêtement que les colorants n'assurent pas facilement, ce 5 Revêtement étant facilement éliminé par la suite sur les parties où le revêtement n' est pas nécessaire. Cette technique est bien connue dans le domaine de 11 aluminium. Suivant le concept de masquage tout-à-fait actuel, il s'efforce de protéger les conditions présentes contre les procédés et opérations qui suivront le 10 masquage; en tout cas il a pour but d'éviter toute modification de cet état. En dehors des idées courantess l'invention prévoit pour l'encre deux propriétés, celle d'apporter la matière colorante pour la teinture et celle d'apporter le corps masquant pour le rongeage. En résumé le procédé de traitement de 15 l'aluminium de l'invention consiste à imprimer ou peindre des dessins sur la couche oxydée anodiquement de l'aluminium,- en utilisant une encre dans laquelle des colorants au-'gras sont dispersés dans un véhicule résistant aux acides et aux alcalis, et on ronge ensuite la couche oxydée anodiquement en dehors des dessins^,en 20 trempant l'aluminium dans une solution telle que de la soude caustique diluée, de façon à présenter des dessins colorés et en relief sur la surface de l'aluminium. Le procédé s'applique au cas où des feuilles d'aluminium sont collées sur la surface de matières résistantes aux 25 acides et aux alcalis, et où une couche d'oxydation anodique est fornée sur la surface de l'aluminium. Dans ce cas, les dessins voulus sont imprimés ou peints avec une encre dans laquelle des colorants au gras sont dispersés dans un véhicule résistant aux acides et aux alcalis, et enfin les feuilles d'aluminium sont éliminées^à l'excep-30 tion des dessin^ en trempant l'aluminium dans une solution rongeante telle que de la soude caustique diluée^de façon à former des pièces dessinées en aluminium en relief sur la surface de la matière conformément aux dessins colorés voulus. En fait, le véhicule qui fait partie de l'en-35 cre est, comme on l'a dit ci-^dessus, composé de matières dont les éléments principaux sont le caoutchouc ou les résines synthétiques, dans la plupart des casr du caoutchouc chloré ou des résines acryliques ou epoxy. S'il est nécessaire toutefois, certaines autres matières suffiront, à condition qu'elles soient résistantes aux 40 acides et aux alcalis, et aient des propriétés appropriées pour 69 10736 - 5 - 2034919 servir de véhicule, les résines naturelles telles que la résine de pin par exemple. En tout cas, il est désirable que le véhicule soit incolore, mais il suffira qu'il soit blanc. Si l'on utilise 5 du caoutchouc chloré, le procédé de préparation consiste à faire un mélange, par exemple de caoutchouc chloré, de paraffine chlorée, de gélifiant pour vernis, d'inhibiteur de séchage et de solvant formant un noyau, et à ajouter ensuite à ce noyau les colorants au gras dissous dans un solvant^ tel que le nitrobenzène, à chauffer -10 ensuite et agiter. Quand on l'utilisera en pratique, on ajoutera^ pour mettre au point la viscosité, du vernis, un diluant, ou de l'huile de lin. Si l'on utilise des résines synthétiques, le procédé de préparation sera à peu près le même, bien que les 15 matières soient différentes. En outre, il est bon de tenir compte des composants de l'encreet deleurs proportions£ela viscosité, et de la vitesse de séchage. Dp.ns beaucoup de cas, la meilleure appréciation de chaque couleur décidera de l'application, notamment par le mode d'impression pratique. 20 La description se rapporte à des exemples de réalisation de l'invention avec référence aux dessins, dans lesquels : - la figure 1 est un tableau de marche^ illustrant le procédé d'application de dessins sur la surface de 25 l'aluminium suivant l'invention, - la figure 2 est un tableau de marche, illustrant le procédé de façonnage des dessins découpés en aluminium sur la surface de matière résistant aux acides et aux alcalis suivant l'invention. 30 Exemple 1 : cas où les dessins sont présentés sur la surface de l'aluminium (voir figure 1.). 1 j 1 • Formation de la couche oxydée anodiquement. On. forme sur la surface de l'aluminium une couche d'c&yde obtenue par anodisation, comportant des pores, qui 35 est susceptible d'absorber des colorants au gras. Dans ce cas, il est désirable que l'électrolyte contienne 15 % d'acide suifurique et les conditions d'électrolyse sont : Qualité du courant s courant continu 2 Densité du courant 0,5 A/om 40 Tension 12 à 15 Y Température de la solution 20° C 69 10736 - 6 - 2034919 10 15 Durée du traitement 45 à 60 minutes 1 S 2» lavage de l1électrolyte Se fait par traitement pendant une minute à l'eau courante. 1 : 3 Déshydratation le séchage naturel et le séchage thermique conviennent tous deux, mais il est plus avantageux pour la suite du travail que la température de l'aluminium soit maintenue à 20 à 30°C. 1x4 Impression des dessins Les dessins voulus sont imprimés sur la couche oxydée anodiquement , en utilisant une encre avec des colorants au gras dispersés dans un véhicule résistant aux acides et aux alcalis « Dans le cas présent, l'impression offset est celle qui convient le mietu^ mais d'autres procédés pourront suffire. Toutefois, comme le comportement de l'encre au séchage dépend du procédé d'impression, il est désirable de préparer l'encre pour qu'elle s'adapte à chaque procédé d'impression. 1 ï 5 Séchage de l'encre Le véhicule et les colorants au gras de l'encre se séparent l'un de l'autre sur la surface de la couche oxydée anodiquement et par suite, l'osmose des colorants au gras dans les pores de la couche oxydée anodiquement reste intacte, et le véhicule reste sur la surface. Il est toutefois désirable de chauffer et de sécher, afin d'améliorer l'affinité de la teinture 25 pour la couche oxydée anodiquement, et pour diminuer la durée des opérations. Comme conditions recommandables, on peut proposer.10 à 15 minutes sous une atmosphère à 80 à 120° C. De toute façon, il est important de sécher jusqu'à ce que l'encre soit complètement gélifiée. 30 1 : 6 Elimination de la couche oxydée anodiquement en dehors des dessins L'aluminium est rongé par trempage pendant une ou deux minutes dans une solution de soude caustique à 20 (température 80 à 90°C). Comme les figures portent, collé sur leur 35 surface^le véhicule résistant aux alcalis, elles ne subissent pas l'effet de la solution rongeante, et la couche oxydée anodiquement à l'extérieur des dessins est éliminée. On obtient ainsi des dessins en relief. 1 ï 7 Lavage de la solution rongeante 40 comme en 1 : 2 10 15 69 10736 -7- 2034919 1 : 8 Neutralisation de la solution rongeante résiduelle Agitation pendant une ou deux minutes dans une solution d'acide à 10 à 15 ; 1 j 9 Lavage de la solution neutralisée Comme en 1 s 2 1 • 10 Formation d'une couche oxydée ancdiquement Une nouvelle oxydation anodique est destinée à former une couche oxydée anodiquement sur la partie rongée en dehors des figures. Dans ce cas, comme la surfacecfes dessins est masquée par le véhicule résistant' à l'acide, elle n'est pas touchée par 1'électrolyte. Les conditions d'électrolyse sont les mêmes qu'en 1:1. 1:11 Lavage de l1électrolyte comme en 1 : 2 1 : 12 Colmatage des porés Les pores de la couche oxydée anodiquement qui est formée par la nouvelle oxydation anodique^ sont colmatés par un traitement à la vapeur. En outrç si l'on désire colorer 20 cette couche oxydée anodiquement, elle doit être teinte avec des couleurs à l'eau avant le traitement de colmatage. 1:13 Elimination du véhicule Il y a deux façons d'enlever le véhicule qui adhère sur la couche oxydée'anodiquement, par voie mécanique ou par 25 voie chimique. Il est préférable de faire un traitement chimique;. par exemple dans une solution aqueuse contenant du carbonate de calcium précipité. 1 : 14 lavage de la solution de véhicule Comme en 1 : 2. Il n'est pas nécessaire si / 30 le véhicule a été enlevé mécaniquement. 1:15 Colmatage des pores Les parties qui forment le dessin et d'où le véhicule a été enlevé contiennent les colorants au gras dans leurs pores, et^ quand les pores sont colmatés^ les colorants sont complè-35 tement fixés. Ce traitement est complété par un séjour de dix p minutes dans la vapeur sous une pression de trois kg/cm environ. Exemple 2. Cas de formation de pièces dessinées en aluminium sur la surface d'une matière (voir figure 2) 2:1 Collage des feuilles d'aluminium 40 Des feuilles d'aluminium sont collées sur la 69 10736 - 8 - 2034919 surface de la matière. L'épaisseur de la feuille n'est pas spécialement limitée, mais par exemple il est désirable qu'elle soit de 0,05 a 0,08 mm. Pour le collage, il est nécessaire que l'adhésif 5 soit résistant aux acides et aux acalis j en conséquence, on préférera un adhésif fait d'une matière analogue au caoutchouc ou d'une matière synthétique. 2 j 2 Formation de la couche oxydée anodiquement Comme en 1 :1 10 2:3 Lavage de 1'électrolyte Comme en 1 : 2 2:4 Déshydratation Comme en 1 : 3 2:5 Impression des dessins 15 Comme en 1 : 4 2:6 Séchage de l'encre Comme en 1 s 5 .On peut opérer à basse température si la matière ne peut supporter une température élevée. 2:7 Elimination de la feuille d'aluminium en 20 dehors des dessins» Comme en 1 : 6. Quand la feuille d'aluminium est épaisse, la durée du traitement peut être prolongée, ou la feuille d'aluminium peut subir un nouveau rongeage. 2 : 8 Lavage de la solution rongeante 25 Comme en 1 : 2 2:9 Neutralisation de la solution rongeante résiduelle Comme en 1 : 9 2 : 10 Lavage de lagalution neutralisée 30 Comme en 1 : 9 2:11 Elimination du véhicule Comme en 1 : 13 2:12 Lavage de la solution d'élimination du Véhicule 35 Comme en 1 : 14 2 : 13 Colmatage des pores Comme en 1 : 15 Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés, à 40 partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes 69 10736 - 9 - 2034919 de réalisation sans pour cela sortir du cadre de l'invention. l'invention s'étend également aux produits conformes à ceux obtenus par le procédé ci-dessus ou similaire» 69 107 - 10 2034919 aEVEUDIOATIOlB 1°) Procédé de traitement de coloration de l'aluminium par oxydation anodique5 pour produire sur la surface des dessins colorés9 procédé caractérisé en ce qu'on imprime les 5 dessins désirés sur la surface avec une encre qui contient un colorant organique ainsi qu'un véhicule résistant aux acides et aux alcalis et qu* ■ on ronge ensuite la surface par trempage dans une solution corroaive, de façon à donner un relief aux dessins en couleur exécutés sur la surface de l'aluminium i" 10 2°) Procédé suivant la revendication 1, carac térisé en ce que le véhicule est composé principalement d« matières analogues au caoutchouc. térisé en ce que le véhicule est composé principalement de résines 15 synthétiques. ri3é en ce-que les - colorants organiques sont des colorants au gras. dications de 1 à 4, caractérisé en ce qu'on colle l'aluminium sur 20 la surface d'une matière résistant aux acides et aux alcalis, puis on l'oxyde anodiquement, on imprime alors sur sa surface les dessins en couleur voulus, avec une encre qui contient un colorant organique ainsi qu'un véhicule résistant aux acides et aux alcalis, et l'on attaque l'aluminium, en dehors des dessins, en trempant sa surface 25 dans une solution corrosive, de façon à former des dessins en relief correspondant aux dessins colorés de la surface. 3°) Procédé suivant la revendication 1, carac- 4°) Procédé suivant la revendication 1, caracté— 5°) Procédé suivant l'une quelconque des reven- 6°) Procédé suivant la revendication 5f caractérisé en ce que la matière résistant aux acides et aux alcalis recouvre une matière qui ne présente pas une telle résistance. 30 7°) Produits conformes à ceux obtenus par le procédé selon l'une quelconque des revendications de 1 à 6.