DE10303649A1 - Coating of objects such as plastic sprays comprises application of a layer of copper, nickel or a copper-nickel alloy, mechanical surface treatment of at least the outer applied layer and application of a nickel-tungsten layer - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beschichtung von Gegenständen, insbesondere von Sanitärgegenständen wie Sanitärbrausen, die aus Kunststoff bestehen oder Kunststoffoberflächen aufweisen, sowie die mit diesem Verfahren herstellbaren Gegenstände.The invention relates to a method for coating objects, especially of sanitary items like Sanitary showerheads, which consist of plastic or have plastic surfaces, and the objects that can be produced using this method.
Bereits seit langem werden die unterschiedlichsten Gegenstände aus den verschiedensten Gründen mit anorganischen oder organischen Stoffen beschichtet. Grund für diese Beschichtungen sind zum einen funktionelle Anforderungen, z. B. der Korrosionsschutz, oder zum anderen dekorative Anforderungen, z. B. das optische Erscheinungsbild. Häufig werden Gegenstände sowohl aus funktionellen als auch aus dekorativen Gründen beschichtet.The most varied have been around for a long time objects for a variety of reasons coated with inorganic or organic substances. Reason for this Coatings are on the one hand functional requirements, e.g. B. corrosion protection, or other decorative requirements, z. B. the visual appearance. Often objects are both coated for functional as well as decorative reasons.
Von besonderer Bedeutung sind Beschichtungen bei allen Arten von Sanitärgegenständen, insbesondere bei Sanitärarmaturen oder Sanitärbrausen. Diese müssen nämlich einerseits funktionellen Anforderungen genügen, d. h. in hohem Maße korrosionsbeständig sein, leicht zu reini gen sein, kratzbeständig sein, um nur einige dieser Anforderungen zu nennen. Zum anderen müssen sie hohen dekorativen Ansprüchen genügen, d. h. es müssen beispielsweise glänzende oder matte Oberflächen mit bestimmter „Optik" bereitgestellt werden. Um diese Anforderungen zu erfüllen, werden als Beschichtungsmaterialien die verschiedensten Metalle eingesetzt, die häufig durch galvanische Abscheidung auf die entsprechenden Grundkörper aufgebracht werden. Ein bekanntes Beispiel ist hier das Aufbringen von Chrom, wobei glänzende Oberflächen hoher Korrosionsbeständigkeit erhalten werden.Coatings are of particular importance for all types of sanitary items, in particular for sanitary fittings or sanitary showers. These have to namely on the one hand meet functional requirements, d. H. be highly corrosion resistant, be easy to clean, scratch resistant to just a few of these To name requirements. Second, they have high decorative claims sufficient d. H. to have to for example shiny or matt surfaces be provided with certain "optics". To meet these requirements, are a wide variety of metals as coating materials used that frequently applied to the corresponding base body by galvanic deposition become. A well-known example is the application of chrome, being shiny surfaces high corrosion resistance be preserved.
Die bei der Beschichtung von Gegenständen, insbesondere in der Sanitärtechnik, auftretenden Probleme stellen sich bei Gegenständen aus Kunststoff oder mit Kunststoffoberflächen in besonderem Maße. So besitzen Kunststoffe im Gegensatz zu Metallen eine sehr geringe Wärmekapazität. Deshalb ist eine mechanische Oberflächenbehandlung von metallisierten Kunststoffteilen nur eingeschränkt möglich, da sich sonst durch den aus der mechanischen Behandlung resultierenden Wärmeeintrag in das Kunststoffteil die (insbesondere galvanisch aufgebrachten) Metallschichten von den Kunststoffoberflächen wieder ablösen können. Dies kann zu hohen Ausschußraten in der industriellen Produktion führen. Darüber hinaus lassen sich bei beschichteten Kunststoffgegenständen bestimmte „Optiken" nur schwer einstellen. Dies trifft in besonderem Maße für die sogenannte „Edelstahloptik" zu. Bei einer solchen Ausführung soll das metallbeschichtete Kunststoffteil den optischen Eindruck einer Edelstahloberfläche, insbesondere einer gebürsteten Edelstahloberfläche aufweisen. Sanitärarmaturen, Sanitärbrausen oder zumindest die zu solchen Armaturen gehörenden Teile wie Anschlußteile, Rosetten oder Verbindungsteile werden nämlich häufig aus Kunststoff gefertigt und anschließend (mit Metallen) beschichtet. Solche beschichteten Kunststoffteile sollen dann das gleiche optische Erscheinungsbild wie aus Edelstahl gefertigte Gegenstände besitzen.The in the coating of objects, in particular in sanitary engineering, Problems arise with objects made of plastic or with Plastic surfaces in particular. In contrast to metals, plastics have a very low level Heat capacity. Therefore is a mechanical surface treatment from metallized plastic parts only possible to a limited extent, otherwise the heat input resulting from the mechanical treatment into the plastic part the (especially electroplated) Can remove metal layers from the plastic surfaces again. This can lead to high reject rates lead in industrial production. In addition, at coated plastic objects certain "optics" are difficult to adjust. This is particularly true for the so-called "stainless steel look". With such a execution the metal-coated plastic part should give the visual impression a stainless steel surface, especially a brushed one stainless steel surface exhibit. Sanitary fittings, sanitary showers or at least the parts belonging to such fittings, such as connecting parts, Rosettes or connecting parts are often made of plastic and subsequently (with metals) coated. Such coated plastic parts should then have the same visual appearance as stainless steel manufactured items have.
Zur Bereitstellung von Oberflächen bestimmter Optik auf Kunststoffgegenständen gibt es im Stand der Technik bereits verschiedene Ansätze. So wird die gewünschte Oberfläche häufig durch ein Lackierverfahren imitiert. Dabei enthält der Lack beispielsweise Aluminiumpigmente, welche durch den Zusatz von Farbstoffen entsprechend eingefärbt werden. Die dabei erhaltenen Oberflächen sind in Bezug auf optisches Erscheinungsbild und funktionelle Eigenschaften wie Kratzfestigkeit oft nicht zufriedenstellend.To provide surfaces of certain Optics on plastic objects there are already various approaches in the prior art. So will the desired surface frequently imitated by a painting process. The paint contains, for example Aluminum pigments, which by adding dyes accordingly colored become. The surfaces obtained are optical Appearance and functional properties such as scratch resistance often unsatisfactory.
Bei einer anderen Vorgehensweise wird eine auf das Kunststoffteil aufgebrachte Kupferschicht gebürstet und anschließend vernickelt. Diese Nickelschicht wird anschließend mit einem transparenten Schutzlack versehen. Der Nachteil dieses Verfahrens liegt darin, daß bei einer Beschädigung der Lackschicht auch der Korrosionsschutz verlorengeht.With a different approach a copper layer applied to the plastic part is brushed and subsequently nickel-plated. This nickel layer is then covered with a transparent protective lacquer Mistake. The disadvantage of this method is that damage corrosion protection is also lost in the paint layer.
Als Alternative zu den genannten Lackierverfahren kann auch auf matt verchromte Kunststoffteile im Vakuum (PVD-Verfahren) Edelstahl oder eine edelstahlähnliche Schicht aufgebracht werden. Die resultierende Oberfläche hat dann zwar die Farbe von Edelstahl, nicht jedoch die typische Oberflächenstruktur von gebürstetem Edelstahl. Ein weiterer Nachteil liegt darin, daß das Aufbringen von Metallschichten im PVD-Verfahren sehr teuer ist.As an alternative to the above Painting process can also on matt chrome-plated plastic parts in the Vacuum (PVD process) stainless steel or a stainless steel-like Layer can be applied. The resulting surface has then the color of stainless steel, but not the typical surface structure of brushed Stainless steel. Another disadvantage is that the application of metal layers is very expensive in the PVD process.
Die Erfindung stellt sich deshalb u. a. die Aufgabe, die oben genannten Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden. Insbesondere soll ein Beschichtungsvertahren für Gegenstände, die aus Kunststoff bestehen oder Kunststoffoberflächen aufweisen, bereitgestellt werden, bei dem gezielt ein bestimmtes optisches Erscheinungsbild des beschichteten Gegenstands erreicht werden kann. Insbesondere soll mit der Erfindung ein Verfahren zur Bereitstellung eines beschichteten Gegenstands mit dem optischen Erscheinungsbild von gebürstetem Edelstahl erhalten werden. Dabei soll der beschichtete Gegenstand mit dieser Optik die an ihn gestellten funktionellen Anforderungen, insbesondere in der Sanitärtechnik, erfüllen.The invention therefore arises u. a. the task, the above-mentioned disadvantages of the prior art to avoid. In particular, a coating process for objects that consist of plastic or have plastic surfaces provided be targeted at a specific visual appearance of the coated article can be reached. In particular is intended with the invention a method for providing a coated Item with the visual appearance of brushed Stainless steel. The coated object should with this optic the functional requirements placed on it, especially in sanitary engineering, fulfill.
Diese Aufgabe wird gelöst durch das Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch den Gegenstand mit den Merkmalen des Anspruchs 9. Bevorzugte Ausführungsformen dieses Verfahrens bzw. dieses Gegenstands sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 8 und 10 bis 25 dargestellt. Der Wortlaut sämtlicher Ansprüche wird hiermit durch Bezugnahme zum Inhalt dieser Beschreibung gemacht.This task is solved by the method with the features of claim 1 and by the subject with the features of claim 9. Preferred embodiments this method and this object are in dependent claims 2 to 8 and 10 to 25. The wording of all claims will hereby incorporated by reference into the content of this description.
Das eingangs genannte Verfahren zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, daß auf den Gegenstand mindestens eine Schicht aus Kupfer, Nickel oder einer Kupfer-Nickel-Legierung aufgebracht wird und mindestens die dabei erhaltene oberste aufgebrachte Schicht mechanisch oberflächenbehandelt wird. Dann wird über die oberflächenbehandelte Schicht mindestens eine Nickel-Wolfram-Schicht aufgebracht.The method mentioned at the beginning stands out according to the invention from that on the object has at least one layer of copper, nickel or one Copper-nickel alloy is applied and at least the same the uppermost layer obtained is mechanically surface-treated. Then over the surface treated layer applied at least one nickel-tungsten layer.
Die oben genannte Oberflächenbehandlung erfolgt dabei vorzugsweise durch Bürsten und/oder Strahlen. Dabei ist es weiter bevorzugt, wenn die Oberflächenbehandlung in jedem Fall mindestens teilweise durch Bürsten erfolgt. Auch ein Polieren ist als bevorzugte Oberflächenbehandlung zu nennen.The above surface treatment is done preferably by brushing and / or rays. It is further preferred if the surface treatment in any case done at least partially by brushing. Polishing too is the preferred surface treatment to call.
Unter Bürsten soll hierbei eine mechanische Oberflächenbehandlung verstanden werden, bei der die Oberfläche mit einer Bürste oder einem gleichwirkenden Bearbeitungsmittel ausreichender Festigkeit und Härte unter teilweisem Abtrag der Metallschicht bearbeitet wird. Durch diesen Vorgang werden in die Oberfläche die charakteristischen Strukturen wie Rillen, Vertiefungen und dergleichen eingearbeitet, wie sie für eine solche dem Fachmann bekannte Bearbeitung mit Bürsten charakteristisch sind. Dabei wird die betreffende gebürstete Metallschicht selbstverständlich nicht vollständig abgetragen.A mechanical surface treatment is intended here under brushes be understood in which the surface with a brush or an equally effective machining means of sufficient strength and Hardness under partial removal of the metal layer is processed. Through this Process will surface the characteristic structures such as grooves, depressions and the like incorporated as they are for such a processing with brushes known to the person skilled in the art is characteristic are. The brushed metal layer in question is of course not Completely ablated.
Unter Strahlen versteht der Fachmann bekanntlich eine mechanische Oberflächenbehandlung, bei dem beispielsweise (Quarz-)Sand oder Glasperlen als Strahlmittel (Durchmesser üblicherweise 0,5 bis 1,5 mm) mit Hilfe von Druckluftgebläsen auf die entsprechende Oberfläche geschleudert werden. Hierbei entstehen die für das Strahlen charakteristischen Oberflächenstrukturen.The skilled person understands radiation As is well known, a mechanical surface treatment, for example (Quartz) sand or glass beads as blasting media (diameter usually 0.5 to 1.5 mm) with the help of compressed air blowers hurled onto the corresponding surface become. This creates the for the blasting characteristic surface structures.
Wie bereits erwähnt können bei der Erfindung das Bürsten und das Strahlen alternativ oder in Kombination angewendet werden. Bevorzugt wird mindestens ein Teil der zu behandelnden Oberfläche gebürstet, wobei dann insbesondere die Teile der Oberfläche, die mit der Bürste/Bürstscheibe nur schwer erreicht und bearbeitet werden können, gestrahlt werden.As already mentioned, the invention can to brush and the blasting can be used alternatively or in combination. At least part of the surface to be treated is preferably brushed, wherein then in particular the parts of the surface with the brush / brush disc can only be reached and processed with difficulty.
Die Schichten aus Kupfer, Nickel oder Kupfer-Nickel-Legierungen werden erfindungsgemäß vorzugsweise vergleichsweise „weich" ausgebildet, damit eine einfache mechanische Oberflächenbehandlung, insbesondere durch Bürsten, ermöglicht wird. Kupferschichten, insbesondere galvanisch abgeschiedene Kupferschichten, sind üblicherweise ausreichend weich. Bei Nickelschichten ist in diesem Zusammenhang das sogenannte (dem Fachmann bekannte) Sulfamatnickel als bevorzugt hervorzuheben, welches aus einem Nickelbad auf Sulfamatbasis (ohne organische Zusätze) als weiches Mattnickel abgeschieden wird.The layers of copper, nickel or copper-nickel alloys are preferred according to the invention comparatively "soft" trained so a simple mechanical surface treatment, especially by brushing, is made possible. Copper layers, in particular galvanically deposited copper layers, are usually sufficient soft. In this context, the so-called to emphasize (known to the person skilled in the art) sulfamate nickel as preferred, which consists of a nickel bath based on sulfamate (without organic additives) soft matt nickel is deposited.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist vorzugsweise so ausgestaltet, daß auf den Gegenstand zunächst eine Kupferschicht und dann eine Nickelschicht aufgebracht wird. Diese Nickelschicht wird dann mechanisch oberflächenbehandelt, vorzugsweise gebürstet und/oder gestrahlt.The method according to the invention is preferred designed so that on the subject first a copper layer and then a nickel layer is applied. This nickel layer is then mechanically surface-treated, preferably brushed and / or blasted.
Bei den Nickelschichten handelt es sich erfindungsgemäß insbesondere um sogenannte Sulfamatnickelschichten, d. h. weiche matte Nickelschichten, wie sie dem Fachmann bekannt sind.The nickel layers are according to the invention in particular so-called sulfamate nickel layers, d. H. soft matt nickel layers, as they are known to the expert.
Nach der Erfindung ist es weiter bevorzugt, wenn auf die oberflächenbehandelte Schicht vor Aufbringung der Nickel-Wolfram-Schicht mindestens eine weitere Schicht aus Kupfer, Nickel oder einer Kupfer-Nickel-Legierung aufgebracht wird. Solche weiteren Schichten können, je nach verwendetem Metall, die Korrosionsbeständigkeit erhöhen oder besondere optische Effekte bei dem endgültig erhaltenen beschichteten Gegenstand hervorrufen. Vorzugsweise handelt es sich bei der weiteren Schicht um eine Nickelschicht, insbesondere um eine sogenannte Sulfamatnickelschicht.After the invention, it is further preferred if on the surface treated Layer before applying the nickel-tungsten layer at least one another layer of copper, nickel or a copper-nickel alloy is applied becomes. Such additional layers can, depending on the metal used, the corrosion resistance increase or special optical effects in the finally obtained coated Evoke object. It is preferably the other Layer around a nickel layer, in particular around a so-called sulfamate nickel layer.
Wie aus den bisherigen Ausführungen bereits teilweise hervorgeht, werden die Schichten der genannten Metalle erfindungsgemäß vorzugsweise mindestens teilweise durch galvanische Abscheidung, d. h. durch Abscheidung aus einem Elektrolyten unter Stromfluß, erhalten. Vorzugsweise werden alle auf den Gegenstand aufgebrachten Metallschichten galvanisch abgeschieden. Dabei wird der an sich nicht leitende Kunststoffgegenstand durch dem Fachmann bekannte Methoden leitfähig gemacht. So wird die Kunststoffoberfläche beispielsweise mit Palladium stromlos aktiviert und mit Nickel stromlos metallisiert. Auf die so erhaltene dünne Nickelschicht kann gegebenenfalls durch Abscheidung unter Stromfluß eine sogenannte Vornickelschicht aufgebracht werden. Die so erhaltene Grundstruktur wird dann erfindungsgemäß weiterbehandelt.As from the previous statements the layers of the above are already partially apparent Metals preferably at least according to the invention partly by electrodeposition, d. H. by deposition obtained from an electrolyte under current flow. Preferably all galvanically deposited on the object applied metal layers. The plastic object, which is not conductive per se, is replaced by the Methods known to those skilled in the art made. For example, the plastic surface is made with palladium Electroless activated and metallized with nickel electroless. On the thin so obtained If necessary, the nickel layer can be deposited by current deposition Pre-nickel layer can be applied. The basic structure thus obtained is then further treated according to the invention.
In Weiterbildung ist es bei dem erfindungsgemäßen Verfahren bevorzugt, wenn über der (gegebenenfalls obersten) Nickel-Wolfram-Schicht mindestens eine Siloxan- oder Polysiloxan-Deckschicht aufgebracht wird. Siloxane/Polysiloxane werden bekanntlich aus Organosilanen erhalten, beispielsweise durch thermische Behandlung. Besonders geeignet ist hierfür das sogenannte Sol-Gel-Verfahren, das zu den in der Literatur auch unter dem Stichwort „Sol-Gel-Beschichtungen" bekannten Polysiloxanschichten führt. Eine solche Deckschicht bewirkt eine zusätzliche Versiegelung der Oberfläche und kann deren physikalische und chemische Eigenschaften (z. B. in Bezug auf Abriebbeständigkeit, Korrosionsbeständigkeit, Abperleffekt für Flüssigkeiten und dergleichen) verbessern. Obwohl in geeigneter Weise pigmentierte Polysiloxan-Schichten erfindungsgemäß möglich sind, wird es sich im Regelfall bei der Deckschicht um eine transparente Polysiloxan-Schicht handeln.In a further development it is with the method according to the invention preferred if over the (possibly top) nickel-tungsten layer at least a siloxane or polysiloxane top layer is applied. Siloxanes / polysiloxanes are known to be obtained from organosilanes, for example by thermal treatment. The so-called is particularly suitable for this Sol-gel process, that of the polysiloxane layers also known in the literature under the keyword “sol-gel coatings” leads. Such a cover layer causes an additional sealing of the surface and their physical and chemical properties (e.g. in relation to on abrasion resistance, Corrosion resistance, Water repellent effect for liquids and the like) improve. Although appropriately pigmented Polysiloxane coatings are possible according to the invention, the top layer will usually be a transparent one Act polysiloxane layer.
Es versteht sich, daß der zu beschichtende Gegenstand vor Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens einer üblichen Vorbehandlung unterzogen werden kann. Solche Vorbehandlungsschritte sind dem Fachmann bekannt. Neben dem Leitfähigmachen des Gegenstands sind hier die üblichen chemischen und/oder physikalischen Methoden zu nennen, die unter den Stichworten anodische Entfettung, kathodische Entfettung, Heißentfettung, Ultraschallentfettung und dergleichen zitiert werden können. Solche bekannten Vorbehandlungs- und Aktivierungsschritte können selbstverständlich auch zwischen den einzelnen Verfahrensschritten, beispielsweise vor dem Aufbringen weiterer Metallschichten angewendet werden.It is understood that the object to be coated can be subjected to a conventional pretreatment before the method according to the invention is carried out. Such pretreatment steps are known to the person skilled in the art. In addition to the conductive The subject of the article are the usual chemical and / or physical methods which can be cited under the keywords anodic degreasing, cathodic degreasing, hot degreasing, ultrasound degreasing and the like. Such known pretreatment and activation steps can of course also be used between the individual process steps, for example before the application of further metal layers.
Der erfindungsgemäße Gegenstand, d. h. vorzugsweise der erfindungsgemäße Sanitärgegenstand wie eine Sanitärbrause besteht erfindungsgemäß aus einem Grundkörper aus Kunststoff oder einem Grundkörper mit Kunststoffoberflächen. Auf diesem Grundkörper befindet sich mindestens eine Schicht aus Kupfer, Nickel oder einer Kupfer-Nickel-Legierung, wobei die oberste Schicht mechanisch oberflächenbehandelt ist. Über dieser obersten (oberflächenbehandelten) Schicht befindet sich dann mindestens eine Nickel-Wolfram-Schicht.The subject matter of the invention, i. H. preferably the sanitary object according to the invention like a sanitary shower according to the invention consists of a body made of plastic or a basic body with plastic surfaces. On this basic body there is at least one layer of copper, nickel or one Copper-nickel alloy, the top layer being mechanically surface-treated is. about this top (surface treated) Layer is then at least one nickel-tungsten layer.
Die oberste Schicht, auf der sich die Nickel-Wolfram-Schicht befindet, ist insbesondere gebürstet und/oder gestrahlt. Bezüglich der damit definierten Oberflächenstrukturen wird ausdrücklich auf die obigen Ausführungen Bezug genommen und verwiesen.The top layer on top of that the nickel-tungsten layer is in particular brushed and / or blasted. In terms of the surface structures defined with it becomes explicit on the above statements Referenced and referred.
In Weiterbildung befindet sich bei dem erfindungsgemäßen Gegenstand vorzugsweise mindestens eine weitere Schicht aus Kupfer, Nickel oder einer Kupfer-Nickel-Legierung zwischen der oberflächenbehandelten Schicht und der Nickel-Wolfram-Schicht.In training is at the subject of the invention preferably at least one further layer of copper, nickel or a copper-nickel alloy between the surface-treated Layer and the nickel-tungsten layer.
In Übereinstimmung mit den bisherigen Ausführungen lassen sich dementsprechend bevorzugte, erfindungsgemäße Gegenstände durch folgenden Aufbau charakterisieren:
- 1. Gegenstand mit – einem Grundkörper aus Kunststoff oder einem Grundkörper mit Kunststoffoberflächen, – einer sich auf dem Grundkörper befindenden Schicht aus Kupfer oder Nickel, wobei – diese Kupferschicht oder Nickelschicht mechanisch oberflächenbehandelt, vorzugsweise gebürstet ist, und – einer Nickel-Wolfram-Schicht auf der oberflächenbehandelten Kupferschicht oder Nickelschicht.
- 2. Gegenstand mit – einem Grundkörper aus Kunststoff oder einem Grundkörper mit Kunststoffoberflächen, – einer sich auf dem Grundkörper befindenden Kupferschicht, – einer sich auf der Kupferschicht befindenden Nickelschicht, wobei – diese Nickelschicht mechanisch oberflächenbehandelt, vorzugsweise gebürstet ist, und – einer Nickel-Wolfram-Schicht auf der oberflächenbehandelten Nickelschicht.
- 1. Object with - a base body made of plastic or a base body with plastic surfaces, - a layer of copper or nickel located on the base body, - this copper layer or nickel layer being mechanically surface-treated, preferably brushed, and - a nickel-tungsten layer the surface-treated copper layer or nickel layer.
- 2. Object with - a base made of plastic or a base with plastic surfaces, - a copper layer on the base, - a nickel layer on the copper layer, - this nickel layer is mechanically surface-treated, preferably brushed, and - a nickel-tungsten -Layer on the surface-treated nickel layer.
Bei dem unter 2. definierten Gegenstand kann sich zwischen der oberflächenbehandelten Nickelschicht und der Nickel-Wolfram-Schicht vorzugsweise eine weitere Nickelschicht befinden.With the object defined under 2. can between the surface treated Nickel layer and the nickel-tungsten layer preferably another Nickel layer.
Bei allen unter 1. und 2. definierten Gegenständen kann es sich bei der oberflächenbehandelten Nickelschicht vorzugsweise um eine sogenannte Sulfamatnickelschicht handeln. Solche Nickelschichten sind dem Fachmann als weiche matte Nickelschichten bekannt. Die unter 1. und 2. erwähnten Kupferschichten sind vorzugsweise matte Kupferschichten.For all defined under 1. and 2. objects it can be surface-treated Nickel layer preferably around a so-called sulfamate nickel layer act. Such nickel layers are known to the person skilled in the art as a soft matt Nickel layers known. The copper layers mentioned under 1. and 2. are preferably matt copper layers.
Sind weitere Nickelschichten (zwischen oberflächenbehandelter Schicht und Nickel-Wolfram-Schicht) vorhanden, so handelt es sich hierbei vorzugsweise ebenfalls um sogenannte Sulfamatnickelschichten.Are further layers of nickel (between surface treated Layer and nickel-tungsten layer), so it is preferably also so-called sulfamate nickel layers.
Bei allen erfindungsgemäßen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Gegenstands kann sich über der (gegebenenfalls obersten) Nickel-Wolfram-Schicht (mindestens) eine Siloxan-/Polysiloxan-Deckschicht befinden.In all embodiments according to the invention of the subject invention can get over the (possibly uppermost) nickel-tungsten layer (at least) a siloxane / polysiloxane cover layer are located.
Dementsprechend ist ein besonders bevorzugter erfindungsgemäßer Gegenstand durch folgenden Aufbau definiert:
- – ein Grundkörper aus Kunststoff oder ein Grundkörper mit Kunststoffoberflächen,
- – einer sich auf dem Grundkörper befindenden Kupferschicht,
- – einer sich auf der Kupferschicht befindenden Nickelschicht, vorzugsweise Sulfamatnickelschicht, die mechanisch oberflächenbehandelt, vorzugsweise gebürstet ist,
- – einer sich auf der oberflächenbehandelten Nickelschicht befindenden weiteren Nickelschicht, vorzugsweise Sulfamatnickelschicht,
- – einer sich auf dieser weiteren Nickelschicht befindenden Nickel-Wolfram-Schicht, und
- – einer sich auf der Nickel-Wolfram-Schicht befindenden Polysiloxan-Deckschicht
- A base body made of plastic or a base body with plastic surfaces,
- A copper layer located on the base body,
- A nickel layer, preferably sulfamate nickel layer, which is located on the copper layer and is mechanically surface-treated, preferably brushed,
- A further nickel layer, preferably sulfamate nickel layer, located on the surface-treated nickel layer,
- A nickel-tungsten layer located on this further nickel layer, and
- - A polysiloxane top layer located on the nickel-tungsten layer
Grundsätzlich sind bei der Erfindung Nickel-Wolfram-Schichten beliebiger Legierungszusammensetzung verwendbar. Vorzugsweise beträgt der Wolframanteil jedoch zwischen 25 und 45 Atomprozent, insbesondere zwischen 30 und 40 Atomprozent.Basically, the invention Nickel-tungsten layers of any alloy composition can be used. The is preferably However, tungsten content between 25 and 45 atomic percent, in particular between 30 and 40 atomic percent.
Grundsätzlich sind die Schichtdicken der auf den Gegenstand aufgebrachten Beschichtungen nicht kritisch. Um ihre Funktion jedoch besonders gut erfüllen zu können, gibt es bevorzugte Bereiche für diese entsprechenden Schichtdicken. So beträgt die Schichtdicke der ersten sich auf dem Gegenstand befindenden Metallschicht, also insbesondere der Kupferschicht, zwischen 10 μm und 60 μm, vorzugsweise zwischen 20 μm und 50 μm. Innerhalb dieses letztgenannten Bereichs sind Schichtdicken zwischen 30 μm und 40 μm weiter bevorzugt.Basically, the layer thicknesses the coatings applied to the article are not critical. In order to be able to perform its function particularly well, there are preferred areas for this corresponding layer thicknesses. So the layer thickness is the first metal layer on the object, in particular the copper layer, between 10 μm and 60 μm, preferably between 20 μm and 50 μm. Within this latter range, layer thicknesses are between 30 μm and 40 μm further prefers.
Die Schichtdicke der Nickelschichten, vorzugsweise der sich auf einer oberflächenbehandelten Schicht befindenden (weiteren) Nickelschichten beträgt vorzugsweise zwischen 5 μm und 25 μm, vorzugsweise zwischen 5 μm und 15 μm. Hier sind innerhalb des letztgenannten Bereiches Schichtdicken zwischen 6 μm und 10 μm besonders hervorzuheben.The layer thickness of the nickel layers, preferably that on a surface treatment The (further) nickel layers located in the layer is preferably between 5 μm and 25 μm, preferably between 5 μm and 15 μm. Within the latter range, layer thicknesses between 6 μm and 10 μm are particularly noteworthy.
Die Schichtdicken der Nickel-Wolfram-Schichten) sind ebenfalls nicht kritisch, werden jedoch möglichst gering gewählt (beispielsweise kleiner 20 μm). So sind Schichtdicken zwischen 0,1 μm und 5 μm hervorzuheben. Innerhalb dieses Bereichs sind Schichtdicken zwischen 0,2 μm und 2 μm, insbesondere zwischen 0,5 μm und 1 μm weiter bevorzugt.The layer thicknesses of the nickel-tungsten layers) are also not critical, but are chosen to be as small as possible (e.g. less than 20 μm). Layer thicknesses between 0.1 μm and 5 μm should be emphasized. Within this The layer thicknesses range between 0.2 μm and 2 μm, in particular between 0.5 μm and 1 μm prefers.
Die Schichtdicke der Siloxan-/Polysiloxan-Schichten) beträgt vorzugsweise weniger als 5 μm, insbesondere weniger als 1 μm.The layer thickness of the siloxane / polysiloxane layers) is preferably less than 5 μm, in particular less than 1 μm.
Erfindungsgemäß können grundsätzlich alle bekannten und insbesondere üblicherweise industriell eingesetzten (galvanisierfähigen) Kunststoffe beschichtet werden. Dabei kann der Gegenstand entweder selbst aus dem entsprechenden Kunststoffmaterial bestehen oder das Kunststoffmaterial kann zumindest einen Teil der Oberfläche dieses Gegenstands bilden. Vorzugsweise werden bei der Erfindung Grundkörper aus Kunststoffen eingesetzt, wie sie in der Sanitärtechnik Verwendung finden. Insbesondere handelt es sich hierbei bei dem Kunststoff um ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer). Auch PA (Polyamid) und ABS/PC (ABS-Copolymer mit Polycarbonat) sind hervorzuheben.According to the invention, all known and in particular usually can industrially used (galvanizable) plastics coated become. The item can either itself from the corresponding Plastic material exist or the plastic material can at least part of the surface form this item. Preferably in the invention body made of plastics, as used in sanitary engineering Find use. In particular, this is the Plastic around ABS (acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer). Also PA (polyamide) and ABS / PC (ABS copolymer with Polycarbonate) should be emphasized.
In Übereinstimmung mit der eingangs gestellten Aufgabe besitzt der erfindungsgemäße Gegenstand vorzugsweise eine sogenannte Edelstahloptik, d. h. ein edelstahlähnliches Aussehen für den Betrachter. Vorzugsweise handelt es sich bei dieser Edelstahloptik um diejenige von „gebürstetem Edelstahl".In accordance with the beginning the object of the invention preferably has the task set a so-called stainless steel look, d. H. a stainless steel-like Look for the viewer. This stainless steel look is preferably used around that of “brushed Stainless steel".
Durch das erfindungsgemäße Verfahren und durch den erfindungsgemäßen Gegenstand wird eine Lösung für die eingangs erläuterte Aufgabe bereitgestellt. Der erfindungsgemäße Gegenstand erfüllt, insbesondere wenn es sich um einen Sanitärgegenstand handelt, sowohl die an ihn gestellten funktionellen als auch die an ihn gestellten dekorativen Anforderungen. Der Gegenstand ist also einerseits u. a. korrosionsbeständig, abriebbeständig, läßt Flüssigkeiten gut abperlen und besitzt festhaftende Oberflächenschichten. Zum anderen vermittelt er für den Käufer/Nutzer die gewünschte Optik, insbesondere Edelstahloptik, so daß derart beschichtete Kunststoffgegenstände sich optisch nicht von Gegenständen aus dem Vollmaterial Edelstahl oder von tatsächlich edelstahlbeschichteten Gegenständen abheben.By the method according to the invention and by the subject of the invention will be a solution for the explained at the beginning Task provided. The object of the invention fulfills, in particular if it is a sanitary ware acts, both the functional as well as the decorative requirements placed on it. The object is on the one hand u. a. corrosion-resistant, abrasion-resistant, leaves liquids roll off well and has adherent surface layers. On the other hand he mediates for the buyer / user the desired Optics, in particular stainless steel optics, so that plastic objects coated in this way are optically not of objects Made of solid stainless steel or actually coated with stainless steel objects take off.
Weiter umfaßt die Erfindung einen Elektrolyten für die galvanische Abscheidung von Nickel-Wolfram-Oberflächen, insbesondere auf Sanitär gegenständen wie Sanitärarmaturen. Dieser Elektrolyt enthält erfindungsgemäß
- – Natriumwolframatdihydrat (Na2WO4·2 H2O),
- – Nickelsulfathexahydrat (NiSO4·6 H2O),
- – mindestens einen zitronensäurehaltigen Komplexbildner, vorzugsweise Trinatriumcitrat-Dihydrat und/oder Zitronensäuremonohydrat,
- – Ammoniumchlorid (NH4Cl), und
- – gegebenenfalls weitere Additive.
- Sodium tungstate dihydrate (Na 2 WO 4 · 2 H 2 O),
- Nickel sulfate hexahydrate (NiSO 4 .6 H 2 O),
- At least one citric acid-containing complexing agent, preferably trisodium citrate dihydrate and / or citric acid monohydrate,
- - ammonium chloride (NH 4 Cl), and
- - If necessary, other additives.
Bei den oben erwähnten Additiven kann es sich um alle üblichen Zusatzstoffe handeln, wie sie bei der galvanischen Abscheidung in den entsprechenden Bädern oder Elektrolyten Verwendung finden. Hierbei kann es sich beispielsweise um Glanzzusätze, Netzmittel, oberflächenaktive Substanzen und dergleichen handeln. Solche Additive können in unterschiedlichen Mengen, je nach angestrebtem Verwendungszweck, eingesetzt werden.The additives mentioned above may to all the usual Additives act as in galvanic deposition the corresponding baths or electrolytes are used. This can be, for example around brighteners, Wetting agents, surface-active Act substances and the like. Such additives can exist in different ways Amounts, depending on the intended use, are used.
Es ist erfindungsgemäß bevorzugt, wenn bestimmte Mengenbereiche der oben erwähnten Bestandteile des Elektrolyten eingehalten werden. So ist das Natriumwolframatdihydrat im Elektrolyten vorzugsweise in Mengen zwischen 80 g/l bis 140 g/l, insbesondere 80 g/l bis 100 g/l enthalten. Das Nickelsulfathexahydrat liegt im erfindungsgemäßen Elektrolyten vorzugsweise in Mengen zwischen 25 g/l bis 50 g/l, insbesondere 25 g/l bis 35 g/l vor. Für den zitronensäurehaltigen Komplexbildner sind Mengen zwischen 90 g/l bis 150 g/l, insbesondere 100 g/l bis 120 g/l (vorzugsweise als Zitronensäuremonohydrat) hervorzuheben und für das ebenfalls als Komplexbildner wirkende Ammoniumchlorid Mengen zwischen 15 g/l bis 30 g/l, insbesondere 15 g/l bis 20 g/l. Gegebenenfalls vorhandene Glanzzusätze sind vorzugsweise in Mengen zwischen 0 und 20 g/l vorhanden. Für Netzmittel sind bevorzugte Mengenbereiche zwischen 0 und 1 g/l, insbesondere zwischen 0,1 und 0,3 g/l, für oberflächenaktive Stoffe von 0 bis 2 g/l zu nennen.It is preferred according to the invention if certain quantity ranges of the above-mentioned components of the electrolyte be respected. So is the sodium tungstate dihydrate in the electrolyte preferably in amounts between 80 g / l to 140 g / l, in particular Contain 80 g / l to 100 g / l. The nickel sulfate hexahydrate is in the electrolytes according to the invention preferably in amounts between 25 g / l to 50 g / l, in particular 25 g / l to 35 g / l. For the citric acid Complexing agents are amounts between 90 g / l to 150 g / l, in particular To emphasize 100 g / l to 120 g / l (preferably as citric acid monohydrate) and for the ammonium chloride also acts as a complexing agent between 15 g / l to 30 g / l, in particular 15 g / l to 20 g / l. Possibly existing gloss additives are preferably present in amounts between 0 and 20 g / l. For wetting agents are preferred quantitative ranges between 0 and 1 g / l, in particular between 0.1 and 0.3 g / l, for surface-active To name substances from 0 to 2 g / l.
Der erfindungsgemäße Elektrolyt besitzt vorzugsweise einen pH-Wert zwischen 7,5 und 8,5, wobei pH-Werte zwischen 7,6 und 8,2 bevorzugt sind.The electrolyte according to the invention preferably has a pH between 7.5 and 8.5, with pH values between 7.6 and 8.2 are preferred.
Schließlich umfaßt die Erfindung ein Verfahren zur galvanischen Abscheidung von Nickel-Wolfram-Oberflächen, insbesondere auf Sanitärgegenständen wie Sanitärbrausen. Bei diesem Verfahren werden die Nickel-Wolfram-Schichten aus einem Elektrolyten abgeschieden, und zwar vorzugsweise aus dem oben beschriebenen erfindungsgemäßen Elektrolyten. Dabei werden Stromdichten zwischen 0,5 und 3 A/dm2 und Temperaturen > 40 °C, insbesondere zwischen 50 °C und 60 °C angewendet. Vorzugsweise können die zu beschichtenden Gegenstände zur Verbesserung des Abscheideverhaltens bei dem Abscheidevorgang im Elektrolyten bewegt werden, wobei insbesondere Bewegungen zwischen 0 und 1 m/s angewendet werden können.Finally, the invention comprises a method for the electrodeposition of nickel-tungsten surfaces, in particular on sanitary objects such as sanitary showers. In this method, the nickel-tungsten layers are deposited from an electrolyte, preferably from the electrolyte according to the invention described above. Current densities between 0.5 and 3 A / dm 2 and temperatures> 40 ° C, in particular between 50 ° C and 60 ° C are used. The objects to be coated can preferably be moved in order to improve the deposition behavior during the deposition process in the electrolyte, movements in particular between 0 and 1 m / s being able to be used.
Die genannten und weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung des nun folgenden Beispiels in Verbindung mit den Ansprüchen. Dabei können die einzelnen Merkmale jeweils für sich aIlein oder in Kombination miteinander verwirklicht sein.The above and other features the invention will become apparent from the description of the following For example in connection with the claims. The individual characteristics for each be realized alone or in combination with each other.
Zur Beschichtung eines Sanitärgegenstands wird der Grundkörper einer Brause aus dem Kunststoffmaterial ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer) bereitgestellt.For coating a sanitary object the basic body a shower made of the plastic material ABS (acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer) provided.
Dieses Kunststoffteil wird auf übliche Weise galvanisch mit Kupfer (Schichtstärke ca. 40 m) beschichtet. Auf diese Kupferschicht wird galvanisch eine sogenannte Sulfamatnickelschicht (Nickel matt) abgeschieden (Schichtstärke ca. 10 μm). Die so erhaltene Nickeloberfläche wird anschließend gebürstet und sandgestrahlt. Für das Bürsten wird eine kommerziell erhältliche Bürstscheibe verwendet, die geeignet ist, eine für Edelstahlteile typische Bürststruktur mit den entsprechenden Rillen, Vertiefungen und dergleichen aufzubringen. Diejenigen Stellen des Kunststoffteils, die mit der Bürstscheibe nicht gut bearbeitet werden können, wie z. B. enge Übergänge, werden durch Sandstrahlen bearbeitet. Nach diesen mechanischen Oberflächenbehandlungen wird ein mattes, gut oberflächenstrukturiertes metallbeschichtetes Kunststoffteil erhalten.This plastic part is galvanized in the usual way with copper (layer thickness approx. 40 m) coated. On this copper layer one is galvanically so-called sulfamate nickel layer (matt nickel) deposited (layer thickness approx. 10 μm). The nickel surface thus obtained will then brushed and sandblasted. For the brushing becomes a commercially available Bürstscheibe used, which is suitable, a brush structure typical of stainless steel parts with the corresponding grooves, depressions and the like. Those places of the plastic part that with the brush disc can't be edited well such as B. tight transitions processed by sandblasting. After these mechanical surface treatments becomes a matt, well-textured surface received metal-coated plastic part.
Auf die gebürstete/sandgestrahlte Oberfläche wird nach der mechanischen Oberflächenbehandlung eine weitere Sulfamatnickelschicht aufgalvanisiert. Diese Schicht besitzt im vorliegenden Fall eine Dicke von ca. 8 μm.On the brushed / sandblasted surface after the mechanical surface treatment another layer of sulfamate nickel is electroplated. This layer has a thickness of approx. 8 μm in the present case.
Auf diese Nickelschicht wird dann eine ca. 1 μm dicke Nickel-Wolfram-Schicht aus einem erfindungsgemäßen Elektrolyten aufgalvanisiert. Der Wolframanteil dieser Schicht liegt bei 40 Atomprozent. Der verwendete erfindungsgemäße Elektrolyt enthält die folgenden Komponenten:
- – 84,6 g/l Natriumwolframatdihydrat
- – 28,8 g/l Nickelsulfathexahydrat
- – 112 g/l Zitronensäuremonohydrat
- – 17,7 gl/Ammoniumchlorid.
- - 84.6 g / l sodium tungstate dihydrate
- - 28.8 g / l nickel sulfate hexahydrate
- - 112 g / l citric acid monohydrate
- - 17.7 gl / ammonium chloride.
Dieser Elektrolyt ist auch für andere Anwendungen zur Abscheidung von Nickel-Wolfram-Schichten geeignet.This electrolyte is also for others Applications suitable for the deposition of nickel-tungsten layers.
Der erhaltene Schichtaufbau ist vom Farbton her zum einen identisch mit demjenigen von Edelstahl und zum anderen entspricht die erhaltene (mechanisch behandelte) Oberflächenstruktur derjenigen von gebürstetem Edelstahl. Damit sind die erfindungsgemäß beschichteten Kunststoffteile optisch nicht von Teilen aus dem Vollmaterial Edelstahl oder von mit Edelstahl beschichteten Kunststoffteilen zu unterscheiden.The layer structure obtained is from The color is identical to that of stainless steel and on the other hand, the obtained (mechanically treated) surface structure corresponds of those of brushed Stainless steel. The plastic parts coated according to the invention are thus optically not of parts made of solid stainless steel or of distinguish between stainless steel coated plastic parts.
In einem letzten Arbeitsgang wird das metallbeschichtete Kunststoffteil mit einer Polysiloxanschicht versiegelt (Schichtdicke ca. 0,5 μm). Diese abschließende Deckschicht beeinflußt das optische Erscheinungsbild und die Haptik des erfindungsgemäßen Gegenstands nicht. Es werden jedoch hervorragende Abperleigenschaften bzw. schmutzabweisende Eigenschaften durch diese Deckschicht erreicht. Die Polysiloxan-Deckschicht läßt sich auf den metallbeschichteten Gegenstand aufgrund der gebürsteten/sandgestrahlten Oberflächenstruktur besonders einfach aufbringen und haftet auch besonders gut an diesem metallbeschichteten Gegenstand.In a last step the metal-coated plastic part with a polysiloxane layer sealed (layer thickness approx. 0.5 μm). This final one Surface layer influenced the optical appearance and the feel of the object according to the invention Not. However, it has excellent repellency and dirt-repellent properties Properties achieved through this top layer. The polysiloxane top layer let yourself on the metal coated object due to the brushed / sandblasted surface structure it is particularly easy to apply and adheres particularly well to it metal coated object.
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