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铝阳极氧化膜的染色工艺介绍

2022/4/17 21:28:03 阅读量:1888 来源:中国包装大全-装饰工艺篇 作者:包装之家
摘要:我们日常生活里经常能够看到那些闪闪发亮的各种化妆品包装,富有金属光泽。然后,他们并不是通过金属制成的,而是使用了电镀和染色工艺。下面,小编和大家分享来自于《中国包装大全-装饰工艺篇》文章,简述该工艺流程。

铝阳极氧化

       一种电解氧化过程,在该过程中铝的表面通常会转化成一层氧化膜,这层氧化膜有防护性、装饰性以及一些其它的功能特点。

(铝件口红,来自包装之家精品展览馆)

       阳极氧化的作用:1、增加铝件的耐腐蚀性,氧化膜的钝化作用,能防止铝件表面进一步氧化,从而起到保护作用;2、增加铝件的硬度,氧化膜的硬度是纯铝的3倍,同时增加铝件的耐磨性。3、易于着色,硫酸氧化膜是多孔型,容易使染色液渗入到膜孔中去发生化学作用或物理作用,染成各种鲜艳的颜色。

铝阳极氧化膜染色的原理

       由于阳极氧化膜孔隙率高,吸附能力强,容易染色。染色法是将阳极氧化后的铝工件清洁后立即浸渍在含有染料的溶液中,氧化膜孔隙因吸附染料而染上各种颜色。

       由于这种方法上色快,色泽鲜艳,操作简便;染色后经封孔处理,染料能牢固地附着在膜孔中,提高了膜层的防蚀能力、抗污能力以及可以保持美丽的色泽,为此染色法得到了迅速的发展和广泛应用。

阳极氧化膜的颜色

       物体的颜色由入射到物体上的光产生反射的波长决定,因此会依据入射物体的光,物体的表面状态和观察者的识别力等而变化。

       铝阳极氧化膜本身是透明的,入射光不仅在阳极氧化膜表面反射,还可以提高阳极氧化膜在铝基体表面反射,成为复杂光进入观察者的眼内。

       还有铝材通过冲压后,其表面或多或少是有方向性的凹凸现象。而由于入射光的入射方向和视角不同,其颜色也会变化。

(1)产品表面亮雾度不同,使用同种染料时,在产品表面会表现出不同的视觉效果。


(产品亮面效果图)

(2)形成氧化膜后,可根据客户对产品颜色的不同需求进行着色。

(产品着色图)

       氧化膜的柱状孔便于吸收染料分子,能够显著改变和提高铝制品的外观和使用性能,进一步提高铝制品的装饰和保护效果。阳极氧化着色除白色和渐变色之外,潘通卡(PANTONE®)有的颜色都可生产出。

染色对氧化膜的要求

(1)铝在硫酸溶液中得到的阳极氧化膜无色而多孔,因此最适合染色。

(2)氧化膜必须是有一定的厚度,浅色产品需大于3μm,深色产品需大于8μm。

(3)氧化膜应有一定的松孔和吸附性,所以硬质氧化膜不适于染色。

(4)氧化膜应完整、均匀,不应有划伤、砂眼、点腐蚀等缺陷。

(5)膜层本身具有合适的颜色,且没有金相结构的差别。合金成分中硅、镁、锰、铁、铜、铬等含量过高时,往往会引起氧化膜暗淡,在染色时产生色调变化。

染料的染色机理

(1)有机染料的吸附方式分为物理吸附和化学吸附。分子或离子以静电方式的吸附为物理吸附;以化学方式吸附的叫化学吸附。无机染料得到的颜色范围有限,色泽不够鲜亮,但却耐温耐晒,因此有某些独特的用途。

(2)有机染色品中繁多,能用于阳极氧化膜的染色需具有以下条件:

a.考虑到成本和使用方便,生产中一般都在有机染料的水溶液中进行染色。因此不溶于水的染料不可使用。

b. 考虑到染色后的色泽度、耐晒度和结合牢度,则光照下易于变色的染料不宜使用。

c.因为氧化膜孔壁呈电正性,所以优先考虑负电性的阴离子染料。

色彩的组合与调配

(1) 在7种颜色中,有三种是最基本的,用任何其它颜色也调不出来的色。分别是红、黄、蓝,被称为三原色。它们互相调配能产生其它的色,故三原色被称为第一次色。

(2) 将三原色中的任何两色作等量混合而产生的颜色为间色。即橙、绿、紫,它们被称为第二次色。如橙=红+黄,绿=黄+蓝,紫=红+蓝。

(3) 原色和间色或两间色调配而产生的颜色称为复色。复色为第三次色,如黄灰=橙+绿,红灰=橙+黄,蓝灰=紫+绿。

(4) 补色又称为互补色。三原色中的一原色 ,与其它两原色混合的间色,即互为补色关系,如红(原色)与绿(间色)为互补关系,即红与绿为补色。互补的二色相互排斥,配色时要注意。

(5) 染色调配拼色时,必须用同一类型的染料。只有染色亲和力、扩散力、坚牢度、耐晒度等性能相近的染料配色时才能保证良好的染色质量。

(6) 采用混合染料染色时,由于染料被膜层吸附的速度不一样,染液成分容易发生变化,因此要根据实际颜色变化规律进行定量补偿。

(7)混合染料配色时的个数应尽量少,一般用两个,最多使用三个,以免制程变化复杂,不便量产。

(8)色彩的调配拼色如下图所示:

(色料调配拼色示意图)

染色设备

(1) 染色槽:染色槽多数用水溶性有机染料,因为一部分金属灰会与染料进行反应,故一般染色槽用PP材料。

(2) 加热器:要选用与染色溶液不能发生反应的耐酸材质,通常选用PVC外罩加热管。

(3) 搅拌机循环:为了保持染色槽内的温度和浓度均匀,对染色槽进行搅拌,为了除掉颗粒状污物,有时还需用过滤装置过滤。

(4)排气:有时要对染色槽内溶液进行加温,需加装排气装置。

色样标准的管理

(1) 染色技术员的培训:用肉眼进行对色调色必经有对标准有时样板的观察与识别能力。要定期进行实物培训,不要产生过大的判断误差。

(2) 标准颜色样板(色水板)的使用:与客户协商选出基本的色板,要以此为基体色妥善保管。再复制几份用于现场对色和调色。检查用的色水板反复在现场使用,膜表面也可能受到槽液的污染,为此有必要定期更新色水板。

(3) 规范色水板的标记:色水板要有明确的品名和编号,防止用错。

(4) 色水判断的标准:亮雾、基色、深浅。

(5) 光源条件对颜色的影响:不同光源铝件会显示不同的基色,因此应以标准D65光源为准判断。多批次多部件生产时,要保持颜色基本一致。

染色槽液的管理

(1) pH值对染色与阳极氧化膜二者之间的亲和性影响颇大,大部分的染料pH值在5~7之间,具体参照染料的物性表。

(2) 大部分染料常温染色,特殊染料需加温30℃~40℃染色。

(3) 染料浓度超过规定值既不经济,亦无效果,过程中采用定量补偿。

(4) 配槽:染料不充分溶解时,会有色点,必要时进行过滤。

染色过程中的操作注意事项

(1) 如果未封孔的情况下,受到硝酸或硫酸浸渍,会出现褪色。这种褪色方法对氧化膜几乎没有影响,洗净后可以染色。

(2) 阳极氧化后在水槽中长时间放置,会染色困难,可用硝酸溶液活化,再重新染色,未染色的产品需存放在弱酸性的纯水槽中。

(3) 工件经阳极氧化后必经用流动水彻底清洗干净。特别是工件狭缝、盲孔处,避免残留酸碱慢慢冒出表面,出现发花和吐酸。

(4) 大部分染料在封孔和烘干后会出现基色的变化,在实际生产中要抓出其变化量,确定染色时的颜色和深浅。

(5)大面积的产品染色时需充分搅拌,防止染色不均。

染色不良原因及改善对策

(染色不良原因及改善对策表)

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