BE481172A - - Google Patents

Description

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    "   Perfectionnements au brillantage des surfaces d'ob- jets en aluminium   ".   



   La présente'invention est relative au brillantage des surfaces d'aluminium, c'est-à-dire à l'opération consistant à rendre brillantes lesdites surfaces afin d'améliorer leur aspect et leur pouvoir réfléchissant spé-   culaire';   elle vise plus spécialement les traitements de brillantage dans lesquels on utilise une solution chimi- que sans application de force électromotrice externe. Tel qu'il est utilisé ici, le terme "aluminium" comprend l'aluminium pur, l'aluminium du commerce contenant les impuretés   habituelles et.. les   alliages à base d'aluminium. 



   Des objets en aluminium brillante ont une grande / 

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 utilité pour diverses applications dans lesquelles on recherche un aspect décoratif plaisant, particulièrement lorsqu'un degré élevé de poli spéculaire est désiré. 



  Habituellement, on donne le brillant aux objets en alumi- nium par un traitement anodique desdits objets dans l'un des divers électrolytes bien connus. Les traitements élec- trolytiques nécessitent un appareillage électrique coûteux et ils ne sont pas commodes à appliquer pour le traitement de petits objets ou pour divers objets différents. De grands efforts ont été faits pour rendre brillants des objets en aluminium clans des solutions chimiques simples, mais autant que la demanderesse le sache, aucun de ces traitements n'a donné satisfaction à toutes les exigences, notamment pour ce qui est de l'obtention de surfaces à pouvoir spéculaire élevé. 



   L'un des objets de l'invention est un procédé écono- mique et convenable de brillantage des objets en alumi- nium, procédé donnant des surfaces agréables de brillant uniforme et de pouvoir spéculaire élevé. Un autre objet est un traitement chimique simple pour le brillantage d'ob- jets en aluminium et particulièrement un procédé suscep- tible de produire des surfaces à pouvoir spéculaire élevé. 



  Ces objets apparaîtront, avec d'autres, dans la description de l'invention qui va être donnée maintenant. 



   Le procédé de brillantage d'une surface d'un objet en aluminium formant l'objet de l'invention consiste à plonger ledit objet dans une solution contenant envi- ron de 68 à 85   %   d'acide phosphorique, de 1 à 10   %   envi- ron d'acide nitrique et de 11 à 28 % environ d'eau, solu- tion maintenue à une température supérieure à 70 C. en- viron, lesdits pourcentages étant indiqués sur la base du poids en se référant au poids total d'acide phosphori- 
 EMI2.1 
 que, d'ncido nitrique et d'vau ùnml la molution. Un 

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 produit ainsi   un   fini   brillant   ot le pouvoir spéculaire du fini est plus prononcé si la surface est initiale- ment lisse, bien que le procédé soit efficace pour amé- liorer le pouvoir spéculaire de surfaces initialement rugueuses.

   Ainsi qu'on l'expliquera ci-après, on a constaté également que l'acide acétique, l'acide sulfu- rique ou ces deux acides peuvent aussi être compris dans les solutions. Cependant, il faut un choix minutieux des quantités des divers composants des solutions pour l'ob- tention de solutions appropriées. 



   La teneur en eau indiquée pour les solutions est leur teneur totale en eau, que celle-ci soit ajoutée avec les acides ou séparément. Pour l'obtention de résultats optima, on doit employer de telles solutions contenant de 73 à 83   %   environ d'acide phosphorique, de 2 à 5 % environ d'acide nitrique et de 14 à 23 % environ d'eau. 



   Des solutions essentiellement constituées par les trois composants indiqués plus haut , dans les limites précisées, sont très efficaces pour le brillantage d'ob- jets en aluminium. Toutefois, des solutions dans les- quelles les composants spécifiés ci-dessus ne forment qu'une portion comprise entre les deux tiers et les trois quarts du total se sont montrées efficaces. Par exemple, une substance additionnelle que l'on peut introduire dans les solutions est l'acide acétique, qui peut être présent en quantités en poids allant jusqu'à un tiers .environ du poids total d'acide phosphorique, d'acide nitri- que et d'eau dans la solution . L'acide sulfurique peut aussi être présent en quantités en poids allant jusqu'à plus de la moitié du poids total d'acide phosphorique, d'acide nitrique et d'eau dans la solution.

   Ltacide sulfu- rique semble être un diluant particulièrement économique pour les solutions. L'acide acétique et l'acide sulfurique      peuvent être présents tous deux, mais la quantité combinée      

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 de ces acides en poids doit être limitée, au maximum, à une valeur comprise entre un tiers et une moitié envi- ron du poids total d'acide phosphorique, d'acide nitrique et d'eau dans la solution. 



   Il y a lieu de noter que la composition de la solu- tion et la température à laquelle elle est employée sont toutes Roux très importantes. C'est seulement lorsque l'acide phosphorique et l'acide nitrique sont mélangés en certaines proportions , avec une quantité appropriée d'eau, que l'on obtient les solutions de brillantage formant l'objet de l'invention. De plus, c'est seulement lorsque ces solutions sont utilisées à des températures supérieures à 70 C. environ qu'elles sont efficaces pour améliorer le brillant et le pouvoir spéculaire des surfaces d'aluminium. 



   Pour l'obtention des meilleurs résultats, la solu- tion utilisée doit être soumise à une agitation modérée et être maintenue à une température comprise entre 70 C et 110 C. environ. Il est préférable de maintenir la solution à une-température voisine de la limite supé- rieure ci-dessus indiquée, mais inférieure à 100 C., par exemple à 90 C. 



   La durée de l'immersion varie avec le type d'alu- minium traité et avec la température de la solution;en général, le temps compris entre un quart de minute envi- ron et cinq minutes environ convient. Des durées d'immersion plus courtes suffisent souvent ; des durées d'immersion plus longues ne semblent pas donner de résultats supérieurs* Une seule immersion dans la solu- tion est, bien entendu, habituellement suffisante. 



   Bien que l'on puisse immerger les objets en alumi- nium dans la solution sans aucun traitement préalable, il   est à     conseiller de'nettoyer   lesdits objets soigneu- 

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 sement au moyen d'un solvant afin d'enlever les ma- tières étrangères superficielles telles que la graisse ou le cambouis avant l'immersion dans la solution de brillantage . De plus, les objets peuvent être polis ou finis mécaniquement avant application des traitements de nettoyage et de brillantage. 



   Bien que l'on puisse traiter par la solution, et obtenir des résultats avantageux, des objets faits en aluminium du commerce de diverses provenances et en al- liages à base d'aluminium, on obtient des finis à pouvoir spéculaire élevé avec des objets en aluminium de grande pureté, 28 (aluminium pur du commerce), 38 ( un alliage contenant du manganèse) et 528 (un alliage contenant du magnésium), par exemple . De plus, on peut obtenir une amélioration notable du pouvoir spéculaire des surfaces par traitement dans la solution, même si les objets traités ne conviennent pas pour l'obtention de finis à pouvoir spéculaire plus élevé. 



   Le fini amélioré que l'on peut obtenir par l'applica- tion de l'invention est illustré par les essais compara- tifs suivants dans lesquels on a utilisé trois solutions du différentes pour donner/brillant à un certain nombre de panneaux d'aluminium de compositions diverses, préparés par des traitements préliminaires divers. Dans ces es- sais, la solution n  1 a été préparée conformément à l'invention ; la solution n  2 est le type de celles connues antérieurement à l'invention; la solution n  3 est le type de celles utilisées dans le brillantage électrolytique de l'aluminium. 



   Solution n  1 -------------- 
 EMI5.1 
 
<tb> Acide <SEP> phosphorique <SEP> 80,5 <SEP> % <SEP> en <SEP> poids
<tb> 
<tb> Acide <SEP> nitrique <SEP> 3,5 <SEP> % <SEP> en <SEP> poids
<tb> 
<tb> Eau <SEP> 16 <SEP> % <SEP> en <SEP> poids.
<tb> 
 

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  Solution n  2       
 EMI6.1 
 
<tb> Acide <SEP> nitrique <SEP> 5 <SEP> % <SEP> en <SEP> poids
<tb> 
<tb> Acide <SEP> fluorhydrique <SEP> 0,25 <SEP> % <SEP> en <SEP> pods
<tb> 
<tb> Eau <SEP> 94,75 <SEP> % <SEP> en <SEP> poids
<tb> 
 Solution n  3 ------------- 
 EMI6.2 
 
<tb> Acide <SEP> fluorborique <SEP> 1,8 <SEP> % <SEP> en <SEP> poids
<tb> 
<tb> Eau <SEP> 98,2 <SEP> % <SEP> en <SEP> poids
<tb> 
 
On a préparé pour le traitement dans chaque solu- tion des panneaux d'essai de feuilles d'aluminium réflé- chissant n  2 (surface composée d'aluminium de grande pureté contenant 0,03 à 0,06 % de cuivre et un maximum de 0,15 % d'impuretés), d'aluminium 28 (aluminium du commerce ne contenant pas plus de 1 % d'impuretés), d'alliage d'aluminium 38 (alliage d'aluminium contenant environ 1,2   %   de manganèse )

   et d'alliage d'aluminium 528 (alliage d'aluminium contenant environ 2,5 % de magné- sium et 0,25 % de chrome. 



   Une série de panneaux a été simplement nettoyée âu moyen d'un solvant avant brillantage (panneaux non polis indiqués dans les tableaux suivants); l'autre série de panneaux a été soumise à un polissage sommaire, nettoyée dans une solution d'acide sulfurique et d'acide chromi- que et avivée avant brillantage (panneaux polis indi- qués dans les tableaux suivants). Les panneaux brillan- tés dans la solution n  1 y ont été.immergés séparément pendant trois minutes, la solution étant à une tempéra- ture d'environ 93 C. Ceux traités dans la solution n  2 ont été immergés pendant quatre minutes, la solution étant à une température d'environ 99 C.

   Les panneaux brillantés électrolytiquement dans la solution n  3 ont été utilisés séparément comme anode dans ladite solution pendant dix minutes, la solution étant à une 

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 température d'environ 32 C. et la tension appliquée étantd'environ 14 volts. Ces derniers panneaux ont égale- ment subi un traitement de décrassage dans une solution chaude d'acide phosphorique et d'acide   chiomique.   Les panneaux ont été rincés et séchés après traitement dans les solutions. Ceux qui avaient été immergés dans la solu- tion n  1 avaient un pouvoir spéculaire beaucoup plus prononcé que ceux immergés dans la solution n  2 et ledit pouvoir était habituellement égal (et dans certains cas supérieur) à celui des panneaux traités   électrolyti-   quement dans la solution n  3.

   Bien que les différences de brillant et de pouvoir spéculaire des panneaux soient facilement apparentes pour l'oeil, elles ont été établies avec plus de précision par des mesures quantitatives de pouvoir réfléchissant lumineux apparent au moyen d'un réflectromètre universel normal de Hunter décrit dans le National   Bureau   of Standards Journal of Research,   Vol.25,   pages 581 à 618, novembre   1940.   Les mesures de pouvoir réfléchissant lumineux apparent ont été reconnues comme étant l'une des meilleures mesures du pouvoir spé- culaire des surfaces d'aluminium; les faibles valeurs indiquent un degré élevé de pouvoir spéculaire et les for- tes valeurs un faible degré de pouvoir spéculaire .

   Les résultats obtenus par ces mesures ont été les suivantes: 
Traitement dans la Pouvoir réfléchissant solution n  lumineux apparent. 



   ------------------------------------------------ 
 EMI7.1 
 
<tb> Panneaux <SEP> 528 <SEP> - <SEP> non <SEP> polis
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 1 <SEP> 0,0231
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 2 <SEP> 0,1000
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Panneaux <SEP> 38 <SEP> - <SEP> non <SEP> polis
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 1 <SEP> 0,0201
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 2 <SEP> 0,0596
<tb> 
 

 <Desc/Clms Page number 8> 

 
 EMI8.1 
 
<tb> Panneaux <SEP> 28 <SEP> - <SEP> non <SEP> polis
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 1 <SEP> 0,0176
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 2 <SEP> 0,0577
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Panneaux <SEP> 28 <SEP> - <SEP> polis
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 1 <SEP> 0,0180
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 2 <SEP> 0,0442
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 3 <SEP> 0,0203
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Feuille <SEP> réfléchissante <SEP> n  <SEP> 2 <SEP> - <SEP> polie
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 1 <SEP> 0,

  0161
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 2 <SEP> 0,0381
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 3 <SEP> 0,0152
<tb> 
 
Les valeurs faibles de pouvoir réfléchissant lumineux apparent pour la solution n  1 montrent clai- rement la très grande efficacité de cette solution pour la production de surfaces d'aluminium brillantées à pouvoir spéculaire élevé. En fait, le pouvoir spéculaire d'une surface d'un groupe de panneaux traités dans la solution n  1 a été amélioré de 10 à 80 % d'après ce qui est déterminé par les mesures de'pouvoir réfléchis- sant lumineux apparent, l'amélioration étant facilement apparente pour l'oeil dans chaque cas ( et habituelle-      ment d'une manière marquée).

   Par d'autres essais, on a observé que tous les panneaux traités dans la solution n  1 possédaient un pouvoir réfléchissant total pour la lumière blanche de 87 % au moins, que ces panneaux aient été préalablement polis ou non. Ces résultats sont typi- ques parmi les nombreux essais faits par la demanderesse.' 
Bien que l'on ait utilisé avec succès un grand nom- bre de solutions diverres dans les limites de composi- tion ci-dessus mentionnées, on citera, comme exemples additionnels de solutions que l'on a reconnu convenir pour la mise en pratique de l'invention, les compositions suivantes :

   

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 Solution n    4   -------------- Pourcentage en poids , de solution   destrois   premiers   composants   
 EMI9.1 
 
<tb> Acide <SEP> phosphorique <SEP> 70 <SEP> 82,5
<tb> 
<tb> Acide <SEP> nitrique <SEP> 2 <SEP> 2,5
<tb> 
<tb> Eau <SEP> 13 <SEP> 15
<tb> 
<tb> Acide <SEP> acétique <SEP> 15 <SEP> (moins <SEP> de <SEP> 1/5 <SEP> de <SEP> ce <SEP> qui <SEP> précède)
<tb> 
 Solution n  5      Pourcentage en   poids . , .. :

   .   de solution des trois premiers composants 
 EMI9.2 
 
<tb> Acide <SEP> phosphorique <SEP> 61 <SEP> 72,5
<tb> 
<tb> Acide <SEP> nitrique <SEP> 8 <SEP> 9,5
<tb> 
<tb> Eau <SEP> 15 <SEP> 1
<tb> 
<tb> Acide <SEP> sulfurique <SEP> 16 <SEP> (moins <SEP> de <SEP> 1/5 <SEP> de <SEP> ce <SEP> qui
<tb> précède)
<tb> 
 Solution n  6 Pourcentage en poids de solution des trois premiers composants 
 EMI9.3 
 
<tb> Acidse <SEP> phosphorique <SEP> 50 <SEP> , <SEP> 72,5
<tb> 
<tb> Acide <SEP> nitrique <SEP> 6,5 <SEP> 9,5
<tb> 
<tb> Eau <SEP> 12,5 <SEP> 18
<tb> 
<tb> Acide <SEP> acétique <SEP> 6 <SEP> (moins <SEP> de <SEP> 1/2 <SEP> de <SEP> ce <SEP> qui
<tb> prècede)

  
<tb> 
<tb> Acide <SEP> sulfurique <SEP> 25
<tb> 
 
Il est bien entendu que les surfaces d'aluminium brillantées produites conformément à l'invention peuvent être convenablement protégées par des laques ou des ver- nis, par formation sur elles d'enduits d'oxyde ou par d'autres procédés connus de finissage si on le désire.- , 
REVENDICATIONS, 
 EMI9.4 
 ;;< w.w.--- 

**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.

Claims (1)

1. Procédé de brillantage de la surface d'un objet' en aluminium, caractérisé en ce qu'on plonge l'objet précité dans une solution contenant environ 68 à 85 % d'acide' phosphorique, environ à 10 % d'acide nitrique et <Desc/Clms Page number 10> environ 11 à 28 % d'eau, la solution étant maintenue à une température supérieure à 70 C. environ, les pour- centages précités étant déterminés en poids sur les bases du poids total' d'acide phosphorique, d'acide nitri-, que et d'eau dans la solution.

2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les pourcentages susvisés sont d'environ 73 à 83 pour cent d'acide phosphorique, d'environ 2 à 5 pour cent pour l'acide nitrique et d'environ 14 à 23 pour cent pour l'eau.

3. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendica- tions 1 et 2, caractérisé en ce que la solution con- tient également de l'acide acétique dont la quantité en poids peut atteindre le tiers du poids total d'acide phosphorique, d'acide nitrique et d'eau dans la solu- tion.

4. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendica- tions 1 et 2, caractérisé en ce que la solution contient également de l'acide sulfurique dont la quantité en poids peut atteindre la moitié du poids total de l'acide phos- phorique, de l'acide nitrique et de l'eau dans la solu- tion.

5. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendica- tions 1 et 2, caractérisé en ce que la solution con- tient aussi de l'acide acétique et de l'acide sulfuri- que en quantité combinée pouvant atteindre en poids de un tiers à la moitié du poids total d'acide phosphorique d'acide nitrique et d'eau dans la solution.

6. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendica- que tions précédentes, caractérisé en ce/la solution est maintenue à une température d'environ 70 à 110 C.

7. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce que l'objet est plongé dans la solution précitée pendant un laps de <Desc/Clms Page number 11> temps d'environ un quart de minute à cinq minutes.

6. Objets en aluminium à surfape brillantée par le procédé suivant l'une ou l'autre des revendications pré- cédentes.