專利名稱：一種鋁板料連續性瓷質紋理圖案效果陽極光氧化復合工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及鋁及鋁合金帶卷材表面處理的技術領域，尤其是指一種鋁板料連續性瓷質紋理圖案效果陽極光氧化復合工藝。
背景技術：
鋁材是有色金屬中使用最大，應用面最廣的金屬材料之一，它具有一系列有力的物理、化學和加工性能，其用途廣泛；高尖端的科技產品、高檔的建筑裝飾材料、交通運輸、航空航天、燈具照明和電子電器產品等。根據鋁材的用途不同，有些性能還不夠理想，如硬度、耐磨、耐老化、耐化學穩定性等表面防護性能及二次加工彎折成型性能，因此這些性能可以通過陽極氧化與光氧化復合工藝對其表面加工處理，在陽極氧化的性能基礎上擴大鋁材應用范圍和延長使用壽命，起
著重大意義。隨著時代的快速發展，人們對陽極氧化鋁板及電解著色工藝的體驗，并非完美，如表面的顏色，花紋、圖案，都不盡人意。
發明內容
本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種耐老化、耐化學穩定性好、裝飾效果好、色彩艷麗、簡單處理即可呈現所需的花紋圖案與紋理效果的鋁板料連續性瓷質紋理圖案效果陽極光氧化復合工藝。為實現上述目的，本發明所提供的技術方案為一種鋁板料連續性瓷質紋理圖案效果陽極光氧化復合工藝，該工藝的處理流程如下
1)、招板料放卷；
2)、絲印工藝，通過網版在放卷后的鋁板表面覆蓋一層油墨，形成所需花色及耐酸堿防護層；
3)、酸蝕除脂出光工藝，將絲印后的鋁板放入由40g-50g/L氟化氫氨、5-8g/L硝酸、5-20g/L葡萄糖酸鈉、5-10g/L鋁脫添加劑配比而成的溶液中，控制溫度在40-65°C，處理20-30秒，以清除鋁材表面的雜物；
4)、酸砂腐蝕工藝或酸性紋理蝕刻工藝，酸砂腐蝕工藝是將酸蝕除脂出光后的鋁材用水清洗后放入由18-20%氟化氫氨、3-5%鋁脫添加劑、2-3%硝酸銨配比而成的溶液中，控制PH值在2-3，控制溫度在30-40 V，處理50-60秒，以使鋁材表面產生均勻砂面；而酸性紋理蝕刻工藝是將酸蝕除脂出光后的鋁材用水清洗后放入由50-60g/L氟化氫氨、10-15g/L氟化氫組合添加劑、5-8g/L硝酸銨與其2g/L金屬鹽配比而成的溶液中，控制溫度在30-40V，處理50-60秒，以使鋁材表面產生均勻砂面；
5)、酸蝕出光工藝，將酸砂腐蝕或酸性紋理蝕刻后的鋁材用水清洗后放入由40-50g/L氟化氫氨、75-85g/L硝酸、5-20g/L葡萄糖酸鈉、2_10g/L鋁脫添加劑配比而成的溶液中，控制溫度在40-65°C，處理20-30秒，對鋁板實現進一步整平出光效果，從而獲得表面細膩柔和砂面；
6)、中和工藝，將酸蝕出光后的鋁材用水清洗后放入硝酸濃度15-25%的溶液中，室溫處理20-30秒，除去附著在鋁材表面的灰狀物，并在鋁材表面形成一層鈍化膜；
7)、除油墨工藝，將中和后的鋁材用水清洗后放入除油墨溶液中，將鋁材上覆蓋的保護性油墨清洗干凈，顯露鋁材本色，其中，氧化類產品用5%的純堿，非氧化類產品用O. 5g/L的純堿加5-10g/L氫氧化鈉，處理溫度不高于40°C ；
8)、陽極氧化工藝，將除油墨后的鋁材用水清洗后放入陽極氧化槽液中作為陽極連接到氧化電源的正極，氧化槽陰極連接到氧化電源的負極，在外加電壓下通過電流以維持電化學反應；其中，所述氧化槽液包含180-230g/L硫酸、8-112g/L羥基乙酸和甘油，氧化溫度為20-23°C，電流密度為1. 0-5A/dm2，連續陽極氧化時間5_20分鐘，以獲得氧化膜保護層；
9)、光氧化防護封閉工藝，將由丙稀酸酯35 45%，丙烯酸樹脂水分散體8 10%，光催化劑5%，Tio2納米級2 3%，氣相Si02及表面活性劑為5_15%，水與乙醇混合物為25 40%配比而成的混合液均勻霧化在陽極氧化后并用水清洗后的鋁板表面上，混合液的PH值為5. 5-6. 0，混合液粘度< 18S，經10 20S的吸附時間，讓混合液滲透氧化孔隙，通過光催化原理對鋁板表面混合液進行光氧化15-30秒，讓表面混合液硬化，使鋁板達到所需的光澤度和防護性能；
10)、收卷，得到所需的張料紋理陽極光氧化復合工藝產品。當需要增加顏色時，陽極氧化工藝處理后的鋁材需經過納米色光氧化封閉工藝處理，形成與鋁基陽極氧化 膜粘附力牢固的有金屬光澤色薄膜層后，才進行光氧化防護封閉工藝。所述納米色光氧化封閉工藝的處理方式為將由丙稀酸酯35 45%、丙烯酸樹脂水分散體8 10%、光催化劑5%、Tio2納米級2 3%、無機與有機染料及分散載體混合物為5-15%、水與乙醇混合物為25 40%配比而成的混合液均勻霧化在陽極氧化后并用水清洗后的鋁板表面上，混合液的PH值為5. 5-6. O,混合液粘度< 18S，經10 20S的吸附時間，讓混合液滲透氧化孔隙，通過光催化原理對鋁板表面混合液進行光氧化15-30秒，讓表面混合液硬化，形成與鋁基陽極氧化膜粘附力牢固的有金屬光澤色薄膜層。所述酸蝕除脂出光工藝、酸砂腐蝕工藝或酸性紋理蝕刻工藝、酸蝕出光工藝、中和工藝、除油墨工藝、陽極氧化工藝、光氧化防護封閉工藝兩兩之間的水清洗采用的是純度為95%的純凈水。本發明在采用了上述方案后，經本發明工藝處理過的鋁板料，具有耐老化，耐空氣腐蝕，裝飾效果均比普通陽極氧化工藝好，產品紋理多變，色彩絢麗，工藝環保節能等特點。
具體實施例方式下面結合具體實施例對本發明作進一步說明。實施例1 :本實施例所述的鋁板料連續性瓷質紋理圖案效果陽極光氧化復合工藝，其處理流程為鋁板料放卷一絲印工藝一酸蝕除脂出光工藝一水清洗一酸砂腐蝕工藝或酸性紋理蝕刻工藝一水清洗一酸蝕出光工藝一水清洗一中和工藝一水清洗一除油墨工藝一水清洗一陽極氧化工藝一水清洗烘干一納米色光氧化封閉工藝一光氧化防護封閉工藝一收卷。
所述鋁板料選用熱軋光面鋁板料或鏡面鋁板料，厚度O. 4-0. 8mm,長寬度不大于600X900mm。所述絲印工藝為油墨絲印工藝，用于形成花色及處理過程的耐酸堿防護層，提高鋁板的裝飾性。本工藝通過預先制作好的各種花紋、圖案的網版在鋁板表面覆蓋一層油墨，形成一種花色，經UV干燥固化，再對鋁板進行酸蝕，除油墨等工藝處理，鋁板上就會形成各種圖案、花紋。油墨絲印工藝參數如下
設備參數范圍
網版目數180-300目
絲印溫度室溫
UV燈功率6.5KWX3
固化線數5_8m/min。本發明所使用的印刷油墨可滿足有較高的耐酸及氟酸蝕，在通過酸蝕槽液時仍能保證在鋁板上有良好的附著能力；耐堿蝕要差，容易被堿溶解去除，在除油墨時可清洗干凈；適應性要好，可制作任何細致 的圖案，精細的網版上油墨也不能溢出。所述酸蝕除脂出光工藝，用于清除鋁材表面的一些油脂、灰物及自然氧化膜等等雜物；其工藝參數如下
氟化氫氨40-50g/L
硝酸5-8g/L
葡萄糖酸鈉5-20g/L
鋁脫添加劑5-10g/L
溫度40-65 °C
時間20-30秒。所述酸砂腐蝕工藝，是氟對鋁基體進行深度腐蝕使其產生均勻的砂面；其工藝參數如下
氟化氫氨18-20%
鋁脫添加劑3-5%
硝酸銨2-3%
溫度30-40 V
時間50-60秒
PH 值2-3。所述酸蝕出光工藝，對鋁板實現進一步整平出光效果，從而獲得表面細膩柔和砂面；其工藝參數如下
氟化氫氨40-50g/L
硝酸75-85g/L
葡萄糖酸鈉5-20g/L
鋁脫添加劑2-10g/L
溫度40-65 °C
時間20-30秒。所述中和工藝，用于除去附著鋁材表面的灰狀物和形成鈍化表面，是一種出光、除灰的工藝，鋁材經過酸或堿浸蝕后，通過中和可以除去附著在鋁材表面的灰狀物。在酸、堿浸蝕過程中，鋁材中所含的金屬間化合物的質點，幾乎不參與酸堿的浸蝕反應，也不會溶解在槽液中，依然殘留在鋁材的表面，形成一層灰黑色、疏松的灰狀物的表面層，中和步驟清除殘留在鋁材表面的灰物，使鋁材表面獲得清潔光亮的鈍化表面；其處理方式為硝酸濃度15%-25%，室溫處理20-30秒。所述除油墨工藝為堿除油墨工藝，將鋁材上覆蓋的保護性油墨清洗干凈，顯露鋁材本色，整體上看與酸蝕后形成的砂面有了鮮明的線條色差，而這種線條色差就形成圖案和花紋。由于鋁材為非氧化類產品，因此本實施例的除油墨工藝是用O. 5g/L的純堿加5-10g/L氫氧化鈉，處理溫度不高于40°C。此外，除油墨工藝用于氧化類產品的工藝參數如下
純堿5%
溫度<40°C。所述陽極氧化工藝，將除油墨后的表面進行陽極氧化處理而獲得氧化膜保護層，鋁材在陽極氧化槽液中作為陽極連接到氧化電源的正極，氧化槽陰極連接到氧化電源的負極，在外加電源下通過電流以維持電化學反應。鋁材陽極氧化是一種電解氧化的過程，在該過程中鋁材的表面轉化為一層氧化膜，該陽極氧化膜透明，膜層多孔，吸附性能強，易于染色或覆蓋封閉層，這層膜具有保護性、裝飾性和其他一些功能。所述陽極氧化工藝的處理方式為180-230g/L硫酸，氧化溫度為18-22°C，電流密度為1. 5_5A/dm2，連續陽極氧化時間5-20分鐘。所述納米色光氧化封閉工藝，產品經陽極氧化工藝后，經三級水清洗確保潔凈，經烘箱60°C干燥20秒后，將含有如下物料的混合液體均勻霧化在板面上(印刷轉移方式也可)，經10 20S的吸附時間，讓混合液滲透氧化孔隙，通過光催化原理對鋁板表面混合液進行光氧化15-30秒，讓表面 混合液硬化，形成與鋁基陽極氧化膜粘附力牢固的環保型有金屬光澤色薄膜層。混合液工藝如下
丙稀酸酯35 45%
丙烯酸樹脂水分散體8 10%
光催化劑5%
無機與有機染料及分散載體混合物5-15%
水與乙醇混合物25 40%
混合液PH值5. 5-6. O,混合液粘度< 18S (涂4)。上述混合液通過壓力霧化裝置均勻覆蓋鋁材表面，液體覆蓋厚度可控制在
O.5-5UM，視所需的顏色深淺而設定厚度，液體霧化量視所需膜厚而定，其覆蓋均勻性及霧化覆蓋的量均由電腦噴霧設備數控方式控制。上述覆蓋層完成10-20秒進行后光催化，本發明光催化工藝采用混合液相應功率的UV紫外燈設備完成處理，光催化的時間為20-30秒。此步驟可反復進行幾次，在鋁板上形成兩種或兩種以上的顏色，構成多種色彩各異的圖案、花紋。光氧化防護封閉工藝，與上述納米色光氧化封閉工藝原理一樣，如不需要增加其他顏色，保持鋁原色，可不實施納米色光氧化封閉工藝，在混合液工藝中去除無機與有機染料及分散載體混合物，而加入調整膜層光啞度及具備膜層一定防護及二次加工性能的載體，具體是氣相Si02及表面活性劑為5-15%，使鋁板達到所需光澤度與特殊防護性能。工藝間的水清洗均采用純度為95%的純凈水進行清洗，確保過程槽液不被板面殘留的液體污染。經上述工藝處理完成后可形成條紋清晰及色彩絢麗的張料瓷質陽極光氧化復合工藝產品經封閉完成后可直接覆蓋保護膜，完成砂面柔和、線條鮮明、色彩鮮艷瓷質與光面或鏡面圖案產品的制作。實施例2 :與實施例不同的是本實施例的原材料需使用我方指定的熱軋鋁材板料，厚度O. 4-1. Omm,長寬度不大于700 X 1200mm。本實施例的酸蝕除脂出光工藝的參數如下
氟化氫氨40g-50g/L
硝酸5-8g/L
葡萄糖酸鈉5-20g/L
硫酸5-10g/L
溫度40-55 °C
時間20-30秒。酸性紋理蝕刻工藝，將板面進行含氟紋理蝕刻工藝，處理后形成均勻一致的砂線紋理效果，其工藝參數如下
氟化氫氨50-60g/L
氟化氫組合添加劑10-15g/L
硝酸銨5-8g/L
硝酸銨金屬鹽2g/L
溫度30-40 V
時間50-60秒。酸蝕出光工藝，產品腐蝕紋理后，表面效果比較粗糙，并且光澤亮度欠佳，因此鋁板表面需進行整平出光，本工藝參數如下
氟化氫氨40-50g/L
硝酸75-85g/L
葡萄糖酸鈉 5-20g/L 鋁脫添加劑2-10g/L
溫度60-65 °C
時間20-30秒。中和工藝，在酸、堿浸蝕過程中，鋁材中所含的金屬間化合物的質點，幾乎不參與酸堿的浸蝕反應，也不會溶解在槽液中，依然殘留在鋁材的表面，形成一層灰黑色、疏松的灰狀物的表面層，中和步驟清除殘留在鋁材表面的灰物，使鋁材表面獲得清潔光亮的鈍化表面，所述中和工藝的處理方式如下
硝酸15-25% (v/v)
溫度室溫
時間20-30秒。陽極氧化工藝，將經過除灰的紋理板材表面進行陽極氧化處理而獲得氧化膜保護層，鋁材在陽極氧化槽液中作為陽極連接到氧化電源的正極，氧化槽陰極連接到氧化電源的負極，在外加電源下通過電流以維持電化學反應。鋁材陽極氧化是一種電解氧化的過程，在該過程中鋁材的表面轉化為一層氧化膜，該陽極氧化膜透明，膜層多孔，吸附性能強，易于染色或覆蓋封閉層，這層膜具有保護性、裝飾性和其他一些功能。本實施所述陽極氧化工藝的處理方式為
硫酸180-230g/L
溫度18-22°C
電流密度1.5_5A/dm2
時間5-20分。納米色光氧化封閉工藝，產品經陽極氧化工藝后，經三級水清洗確保潔凈，經烘箱60°C干燥20秒后，將含有如下物料的混合液均勻霧化在板面上(印刷轉移方式也可)，經10 20S的吸附時間，讓混合液滲透氧化孔隙，通過光催化原理對鋁板表面混合液進行光氧化15-30秒，讓表面混合液硬化，形成與鋁基陽極氧化膜粘附力牢固的環保型有金屬光澤色薄膜層。混合液工藝如下
丙稀酸酯35 45%
丙烯酸樹脂水分散體8 10%
`光催化劑5%
無機與有機染料及分散載體混合物5-15%
水與乙醇混合物25 40%
混合液PH值5. 5-6. O,混合液粘度< 18S (涂4)。上述混合液通過壓力霧化裝置均勻覆蓋鋁材表面，液體覆蓋厚度可控制在
O.5-5UM，視所需的顏色深淺而設定厚度，液體霧化量視所需膜厚而定，其覆蓋均勻性及霧化覆蓋的量均由電腦噴霧設備數控方式控制。上述覆蓋層完成10-20秒進行后光催化，本發明光催化工藝采用混合液相應功率的UV紫外燈設備完成處理，光催化的時間為20-30秒。此步驟可反復進行幾次，在鋁板上形成兩種或兩種以上的顏色，構成多種色彩各異的圖案、花紋。光氧化防護封閉工藝，與上述納米色光氧化封閉工藝原理一樣，如不需要增加其他顏色，保持鋁原色，可不實施納米色光氧化封閉工藝，在混合液工藝中去除無機與有機染料及分散載體混合物，而加入調整膜層光啞度及具備膜層一定防護及二次加工性能的載體，具體是氣相Si02及表面活性劑為5-15%，使鋁板達到所需光澤度與特殊防護性能。經上述工藝處理完成后可形成條紋清晰及色彩絢麗的張料紋理陽極光氧化復合工藝產品，經光氧化防護封閉工藝完成后可直接覆蓋保護膜，完成質感柔和、線條鮮明、色彩鮮艷的陽極光氧化產品的制作。以上所述之實施例子只為本發明之較佳實施例，并非以此限制本發明的實施范圍，故凡依本發明之形狀、原理所作的變化，均應涵蓋在本發明的保護范圍內。
權利要求
1.一種鋁板料連續性瓷質紋理圖案效果陽極光氧化復合工藝，其特征在于該工藝的處理流程如下 1)、招板料放卷； 2)、絲印工藝，通過網版在放卷后的鋁板表面覆蓋一層油墨，形成所需花色及耐酸堿防護層； 3)、酸蝕除脂出光工藝，將絲印后的鋁板放入由40g-50g/L氟化氫氨、5-8g/L硝酸、5-20g/L葡萄糖酸鈉、5-10g/L鋁脫添加劑配比而成的溶液中，控制溫度在40-65°C，處理20-30秒，以清除鋁材表面的雜物； 4)、酸砂腐蝕工藝或酸性紋理蝕刻工藝，酸砂腐蝕工藝是將酸蝕除脂出光后的鋁材用水清洗后放入由18-20%氟化氫氨、3-5%鋁脫添加劑、2-3%硝酸銨配比而成的溶液中，控制PH值在2-3，控制溫度在30-40 V，處理50-60秒，以使鋁材表面產生均勻砂面；而酸性紋理蝕刻工藝是將酸蝕除脂出光后的鋁材用水清洗后放入由50-60g/L氟化氫氨、10-15g/L氟化氫組合添加劑、5-8g/L硝酸銨與其2g/L金屬鹽配比而成的溶液中，控制溫度在30-40V，處理50-60秒，以使鋁材表面產生均勻砂面； 5)、酸蝕出光工藝，將酸砂腐蝕或酸性紋理蝕刻后的鋁材用水清洗后放入由40-50g/L氟化氫氨、75-85g/L硝酸、5-20g/L葡萄糖酸鈉、2-10g/L鋁脫添加劑配比而成的溶液中，控制溫度在40-65°C，處理20-30秒，對鋁板實現進一步整平出光效果，從而獲得表面細膩柔和砂面； 6)、中和工藝，將酸蝕出光后的鋁材用水清洗后放入硝酸濃度15-25%的溶液中，室溫處理20-30秒，除去附著在鋁材表面的灰狀物，并在鋁材表面形成一層鈍化膜； 7)、除油墨工藝，將中和后的鋁材用水清洗后放入除油墨溶液中，將鋁材上覆蓋的保護性油墨清洗干凈，顯露鋁材本色，其中，氧化類產品用5%的純堿，非氧化類產品用O. 5g/L的純堿加5-10g/L氫氧化鈉，處理溫度不高于40°C ； 8)、陽極氧化工藝，將除油墨后的鋁板用水清洗后放入陽極氧化槽液中作為陽極連接到氧化電源的正極，氧化槽陰極連接到氧化電源的負極，在外加電壓下通過電流以維持電化學反應；其中，所述氧化槽液包含180-230g/L硫酸、8-112g/L羥基乙酸和甘油，氧化溫度為20-23°C，電流密度為1. 0-5A/dm2，連續陽極氧化時間5_20分鐘，以獲得氧化膜保護層； 9)、光氧化防護封閉工藝，將由丙稀酸酯35 45%，丙烯酸樹脂水分散體8 10%，光催化劑5%，Tio2納米級2 3%，氣相Si02及表面活性劑為5_15%，水與乙醇混合物為25 40%配比而成的混合液均勻霧化在陽極氧化后并用水清洗后的鋁板表面上，混合液的PH值為5. 5-6. 0，混合液粘度< 18S，經10 20S的吸附時間，讓混合液滲透氧化孔隙，通過光催化原理對鋁板表面混合液進行光氧化15-30秒，讓表面混合液硬化，使鋁板達到所需的光澤度和防護性能； 10)、收卷，得到所需的張料紋理陽極光氧化復合工藝產品。
2.根據權利要求1所述的一種鋁板料連續性瓷質紋理圖案效果陽極光氧化復合工藝，其特征在于當需要增加顏色時，陽極氧化工藝處理后的鋁材需經過納米色光氧化封閉工藝處理，形成與鋁基陽極氧化膜粘附力牢固的有金屬光澤色薄膜層后，才進行光氧化防護封閉工藝。
3.根據權利要求2所述的一種鋁板料連續性瓷質紋理圖案效果陽極光氧化復合工藝，其特征在于所述納米色光氧化封閉工藝的處理方式為將由丙稀酸酯35 45%、丙烯酸樹脂水分散體8 10%、光催化劑5%、Tio2納米級2 3%、無機與有機染料及分散載體混合物為5-15%、水與乙醇混合物為25 40%配比而成的混合液均勻霧化在陽極氧化后并用水清洗后的鋁板表面上，混合液的PH值為5. 5-6. 0，混合液粘度< 18S，經10 20S的吸附時間，讓混合液滲透氧化孔隙，通過光催化原理對鋁板表面混合液進行光氧化15-30秒，讓表面混合液硬化，形成與鋁基陽極氧化膜粘附力牢固的有金屬光澤色薄膜層。
4.根據權利要求1所述的一種鋁板料連續性瓷質紋理圖案效果陽極光氧化復合工藝，其特征在于所述酸蝕除脂出光工藝、酸砂腐蝕工藝或酸性紋理蝕刻工藝、酸蝕出光工藝、中和工藝、除油墨工藝、陽極氧化工藝、光氧化防護封閉工藝兩兩之間的水清洗采用的是純度為95%的純凈水。
全文摘要
本發明所為一種鋁板料連續性瓷質紋理圖案效果陽極光氧化復合工藝，該工藝的處理流程為鋁板料放卷→絲印工藝→酸蝕除脂出光工藝→水清洗→酸砂腐蝕工藝或酸性紋理蝕刻工藝→水清洗→酸蝕出光工藝→水清洗→中和工藝→水清洗→除油墨工藝→水清洗→陽極氧化工藝→水清洗烘干→光氧化防護封閉工藝→收卷。本發明在采用了上述方案后，經本發明工藝處理過的鋁板料，具有耐老化，耐空氣腐蝕，裝飾效果均比普通陽極氧化工藝好，產品紋理多變，色彩絢麗，工藝環保節能等特點。
文檔編號C25D11/04GK103060876SQ20131000461
公開日2013年4月24日 申請日期2013年1月7日 優先權日2013年1月7日
發明者歐海鋒, 蔣勝求, 顧湘, 周利民 申請人:佛山泰鋁新材料有限公司