彩譜-陽(yáng)極氧化,,如何控制色差,?秘密就在這里
鋁的氧化膜的表面是由多孔層構(gòu)成的,其比表面積大,,具有很高的化學(xué)活性,。利用這一特點(diǎn),在陽(yáng)極氧化膜表面可進(jìn)行各種著色處理.可以提高提高產(chǎn)品的裝飾性和耐蝕性,,同時(shí)給鋁制品表面以各種功能性,。
陽(yáng)極氧化膜著色方法大體有三種類型:化學(xué)浸漬法、電解著色法和整體著色法,。室內(nèi)裝飾和工藝品一般采用化學(xué)浸漬法,,建筑鋁門(mén)窗一般采用電解著色法,整體著色法在早期使用過(guò),,但由于色種有限,,成本相對(duì)較高,目前國(guó)內(nèi)外已基本不采用這個(gè)技術(shù),。
現(xiàn)以鋁的陽(yáng)極氧化為例,,介紹該如何解決陽(yáng)極氧化中產(chǎn)生的色差問(wèn)題。首先先了解工藝,。
前處理:除油→堿洗→酸洗→拋光
陽(yáng)極氧化
后處理:水洗→著色→封孔→干燥
注:每個(gè)工序之間都要有相應(yīng)的1-3槽用來(lái)中和和清洗
前處理包括除油,、堿洗、拋光等,,目的是讓其表面光滑有光澤感,,和除去表面雜質(zhì),使之更容易氧化和著色,。
除油是利用除油劑的浸潤(rùn)、分離、乳化,、皂化等作用將油脂脫離金屬外殼表面,。通過(guò)除油,可以清除部品表面油污,,以便后面的堿洗,、氧化等。
堿洗是通過(guò)片堿(NaOH)的皂化作用脫掉多余的油脂,,并去除手機(jī)金屬外殼的自然氧化膜,、毛刺、雜質(zhì),。與鋁件反應(yīng),,去除表面污物,除掉自然氧化膜,,目的是活化表面,,也有去除擠壓條紋,獲得不同反光性表面的作用,。
酸洗是去除堿蝕后表面的污漬掛灰,,以獲得比較潔凈的表面。同時(shí)中和殘留的堿性溶液與鋁件表面化學(xué)反應(yīng)的作用,。
拋光有兩種,,一種是電解拋光、一種是化學(xué)拋光,。電解拋光是利用電流的作用,,使鋁合金發(fā)生電化學(xué)反應(yīng),在鋁合金表面凹凸不平的部分發(fā)生不同程度的深解,,使鋁件表面產(chǎn)生光滑的鏡面效果,。電解拋光的鋁件,經(jīng)過(guò)后續(xù)的陽(yáng)極氧化處理仍能保持大部分光澤,。鋁片的純度越高得到的反射率越高,;化學(xué)拋光是通過(guò)鋁與化學(xué)拋光液發(fā)生的化學(xué)離子反應(yīng),對(duì)樣品表面凹凸不平區(qū)域的選擇性溶解作用來(lái)消除磨痕,、浸蝕整平,。
陽(yáng)極氧化就是在外加電流的作用下,在陽(yáng)極上發(fā)生氧化,,形成一層氧化膜的過(guò)程,。
水洗是陽(yáng)極氧化之后,氧化膜的膜孔中殘留有硫酸溶液,,因此,,染色之前必須將鋁制品*清洗干凈,。避免給染色槽帶人雜質(zhì)離子,尤其是磷酸根離子,、氟離子等,,在染色槽之前設(shè)立純水清洗,并且要對(duì)水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)控,。
著色是采用化學(xué)浸漬法,,通常認(rèn)為是既有物理吸附也包括有機(jī)染料官能團(tuán)與氧化鋁發(fā)生的絡(luò)合反應(yīng)。
封孔處理是陽(yáng)極氧化*的一部分,,在氧化染色后,,唯有進(jìn)行封孔處理才能保證染色膜的原有顏色。封孔工藝可以有多種,,蒸氣封孔,、熱水封孔、中溫封孔都是不錯(cuò)的選擇,,部分染料還可以選擇冷封孔工藝,。氧化膜的表面是多孔的,在這些孔隙中可吸附染料,,也可吸附結(jié)晶水.由于吸附性強(qiáng),,如不及時(shí)處理,也可能吸附雜質(zhì)而被污染,,所以要及時(shí)進(jìn)行填充處理,,從而提高多孔膜的強(qiáng)度等性能.封閉處理的方法很多,如沸水法,、高壓蒸氣法,,浸漬金屬鹽法和填充有機(jī)物(油,合成樹(shù)脂)等,。
根據(jù)著色的整個(gè)工藝,,我們知道,在氧化染色整個(gè)流程中,,因?yàn)檠趸に囋蛟斐扇旧涣枷鄬?duì)比較普遍,。氧化膜的膜厚和孔隙均勻一致是染色時(shí)獲得均勻一致顏色的前提和基礎(chǔ),為獲得均勻一致的氧化膜,,保證足夠的循環(huán)量,,冷卻量,必須要保證良好的導(dǎo)電性的,,和氧化工藝的穩(wěn)定性,。
*:化學(xué)池的濃度
稍高的酸溶液濃度可促進(jìn)氧化膜的溶解反應(yīng)加快,利于孔隙的擴(kuò)張,,更易于染色,;鋁離子濃度偏小,,生成的氧化膜吸附能力降低,影響上色速度,,鋁離子偏大,,氧化膜的均勻性受到影響,容易出現(xiàn)不規(guī)則的膜層,。
第二:溫度
染色過(guò)程中,染色速率隨溫度的升高而加快,,因此,,染一定深度的顏色所需的時(shí)間隨溫度升高而縮短。同時(shí),,槽液溫度上升,,同步封孔也會(huì)加快,如果溫度過(guò)高,,同步封孔過(guò)快,,在染料分子還未有足夠量吸附在膜孔中,染料的積聚就會(huì)因氧化膜的膜孔閉合而中止,,無(wú)法達(dá)到要求的深度,,而相對(duì)較低的溫度下染色,可以染出更深的顏色,,但相應(yīng)的時(shí)間要長(zhǎng),,因而,針對(duì)不同的色澤要求,,可以適當(dāng)調(diào)整染色溫度,,避免染色時(shí)間過(guò)長(zhǎng)或過(guò)短。
第三:染料的濃度
根據(jù)吸附定律,,在一定工作條件下,,染料在陽(yáng)極氧化膜上的吸附量隨著染料濃度的提高而增大。不過(guò),,這一規(guī)律只在氧化膜本身還具有吸附能力時(shí)適用,。對(duì)于不同深度的顏色,染料濃度也應(yīng)作相應(yīng)調(diào)整,,在zui初配制槽液時(shí),,盡可能配制較低濃度的溶液,隨著生產(chǎn)的進(jìn)行,,染料不斷地消耗,,要不斷補(bǔ)充消耗的部分,補(bǔ)充時(shí)要少量多次,。如果對(duì)染料進(jìn)行濃度測(cè)定,,要考慮雜質(zhì)離子的影響,,實(shí)際的有效濃度跟檢測(cè)可能有較大差別,因此,,要定期對(duì)染色槽的實(shí)際染色力進(jìn)行對(duì)比檢測(cè),。
第四:時(shí)間
一般情況,當(dāng)氧化條件確定,,染色液濃度,、溫度等確定。我們只有通過(guò)調(diào)整染色時(shí)間以獲得客戶要求的顏色深度,,如果染色時(shí)間太短就已獲得所要求的顏色,,這存在兩點(diǎn)弊端,一是上色太快,,要獲得均勻一致的顏色不容易,;二是上色太快,所獲得的顏色耐侯性不夠,。染色時(shí)間太長(zhǎng),,或者無(wú)論染多長(zhǎng)時(shí)間都不能獲得要求的顏色深度,此時(shí)我們要考慮氧化膜是不是太薄或者染料濃度太低,。
第五:PH值
穩(wěn)定的ph值對(duì)染色非常重要,,不同的ph值,可能會(huì)有不同的色調(diào),,為加強(qiáng)ph值的穩(wěn)定性,,在配制槽液時(shí)加入緩沖溶液是一種可行的辦法,同時(shí)要加強(qiáng)染色前的水洗,,避免帶入酸性物質(zhì),。
以上這些都是在理論上影響色差問(wèn)題的重要原因,但在實(shí)際操作過(guò)程中,,還有更多影響顏色光澤的問(wèn)題,。
1、上掛
上掛層數(shù)過(guò)多,,上下落差大,,出槽和入槽的時(shí)間相差較大,在化學(xué)拋光過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生不同程度的拋光,,導(dǎo)致不同的光澤度,;在著色過(guò)程中的時(shí)間差異也會(huì)導(dǎo)致不同的染色效果。
2,、水洗
陽(yáng)極氧化前的水洗沒(méi)有清洗掉用于中和的酸性溶液,,殘留的酸性溶液在陽(yáng)極氧化過(guò)程中,會(huì)與氧化鋁發(fā)生化學(xué)反應(yīng),從而在產(chǎn)品表面留下蝕痕,。
3,、原材料
鋁材的含鋁量過(guò)低,鋁表面氧化不均,,產(chǎn)品表面會(huì)有沙孔或者麻點(diǎn),;若是含Si含量過(guò)高,產(chǎn)品做出來(lái)又可能會(huì)整體發(fā)灰等,。
4,、雜質(zhì)
氧化池里異金屬過(guò)多,鋁表面的氧化膜不純凈,,可能會(huì)導(dǎo)致有黑色斑點(diǎn)或條紋等,。
我們同時(shí)也知道,上述這些可以有效地幫助我們對(duì)于色差進(jìn)行針對(duì)性地的調(diào)整,,但是,究竟調(diào)整成多少是,,調(diào)整的程度對(duì)不對(duì),,是該量多點(diǎn)還是少一點(diǎn),我們不得而知,。
所以,,整個(gè)問(wèn)題的關(guān)鍵在于,如何能知曉調(diào)整的程度對(duì)于產(chǎn)品的顏色或光澤是有多大程度上的影響,?
現(xiàn)在越來(lái)越多的企業(yè)利用彩譜測(cè)色儀器和光澤度儀,,替代人眼對(duì)顏色的大致感知,根據(jù)儀器測(cè)量顏色的偏差數(shù)據(jù),,來(lái)調(diào)整相對(duì)應(yīng)的工藝,。每一次調(diào)整,儀器都能以數(shù)值的方式,、準(zhǔn)確記錄顏色的相應(yīng)變化,,以此來(lái)判定調(diào)整的幅度大小。
不僅如此,,每一次鋁型材的來(lái)料檢測(cè),,也都可以用儀器來(lái)檢測(cè)每一批次的顏色和光澤,嚴(yán)格控制后續(xù)可能產(chǎn)生色差問(wèn)題的源頭,。