DE19643823C2 - Verfahren zur direkten Funktionsmetallisierung der Oberfläche eines Kunststoffgegenstandes - Google Patents

Verfahren zur direkten Funktionsmetallisierung der Oberfläche eines Kunststoffgegenstandes

Info

Publication number
DE19643823C2
DE19643823C2 DE1996143823 DE19643823A DE19643823C2 DE 19643823 C2 DE19643823 C2 DE 19643823C2 DE 1996143823 DE1996143823 DE 1996143823 DE 19643823 A DE19643823 A DE 19643823A DE 19643823 C2 DE19643823 C2 DE 19643823C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
activation layer
metallization
electron
functional
plastic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE1996143823
Other languages
English (en)
Other versions
DE19643823A1 (de
Inventor
Martin Koehl
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LPW Chemie GmbH
Original Assignee
LPW Chemie GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by LPW Chemie GmbH filed Critical LPW Chemie GmbH
Priority to DE1996143823 priority Critical patent/DE19643823C2/de
Publication of DE19643823A1 publication Critical patent/DE19643823A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE19643823C2 publication Critical patent/DE19643823C2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D5/00Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
    • C25D5/54Electroplating of non-metallic surfaces
    • C25D5/56Electroplating of non-metallic surfaces of plastics

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemically Coating (AREA)
  • Treatments Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur direkten Funktionsmetallisierung der Oberfläche eines Kunststoffge­ genstandes mit den Verfahrensschritten
  • 1. 1.1) Aufrauen der Oberfläche des Kunststoffgegenstandes durch Beizen,
  • 2. 1.2) Erzeugen einer Aktivierungsschicht auf der aufge­ rauten Kunststoffoberfläche mit Hilfe einer kolloi­ dalen wässrigen Lösung aus der Gruppe Platinmetalle unter Beigabe eines Reduktionsmittels,
  • 3. 1.3) Einrichtung einer Elektronenleitfähigkeit auf Basis der Aktivierungsschicht,
Spülen der elektronenleitenden Aktivierungsschicht und Auf­ bringen der Funktionsmetallisierung auf die elektronenlei­ tende Aktivierungsschicht mit Außenstrom.
Es versteht sich, dass bei diesem Verfahren praktisch übli­ che Vor- und Zwischenschritte eingesetzt werden können und regelmäßig eingesetzt werden, z. B. Reinigungsbehandlungen, Spülmaßnahmen, Reduzierungen, Vortauchen, Sensibilisieren und dergleichen. Der Ausdruck Funktionsmetallisierung bedeutet im Rahmen der Erfindung, dass die aufgebrachte Metallisierungsschicht technische Funktionen erfüllt, z. B. der elektromagnetischen Abschirmung dient. Das schließt nicht aus, dass die Metallisierung auch oder lediglich dekorative Funktionen erfüllt. Das erfindungsgemäße Verfahren dient zur Metallisierung aller üblichen, metallisierba­ ren Kunststoffe. Insbesondere bezieht sich das Verfahren auf die Metallisierung der Oberfläche von Kunststoffen wie Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) und gegebenenfalls von Blends aus ABS und Polycarbonaten (PC) sowie Polypropylen (PP).
Das Aufrauen der Oberfläche des Kunststoffgegenstandes gemäß Verfahrensschritt 1.1) wird vorzugsweise durch Beizen mit wässriger Chromsäure oder Chromschwefelsäure durchge­ führt, wobei vorzugsweise Metallionen aus der Gruppe Pla­ tinmetalle zugesetzt werden können. Im Anschluss an dieses Beizen ist in der Regel eine Reduktionsentgiftung zur Ent­ fernung der Oxidationsmittel erforderlich, da diese Oxida­ tionsmittel die nachfolgende Aktivierung und somit auch die Metallisierung der Kunststoffoberfläche negativ beeinträch­ tigen. Dabei muss also Chrom(VI) zu Chrom(III) reduziert werden. - Im Rahmen des Verfahrensschrittes 1.2) wird vor­ zugsweise mit einer kolloidalen wässrigen Palladiumlösung gearbeitet. Als Reduktionsmittel wird vorzugsweise Zinn(II)-Chlorid beigegeben. Dabei werden entsprechend Palladium und Zinn auf der vorbehandelten und aufgerauten Oberfläche des Kunststoffgegenstandes adsorbiert.
Bei dem Verfahren, von dem die Erfindung ausgeht (vgl. MO 50 (1996) 1, Seiten 10 bis 14) erfolgt im Anschluss an das Beizen, welches mit einer Chrom/Schwefelsäure-Beize durchgeführt wird, eine Reduktionsentgiftung, bei der Chrom(VI) zu Chrom(III) reduziert wird. Im Anschluss daran erfolgt die Aktivierung, die mit einem Palladium/Zinn-Akti­ vator durchgeführt wird. Auf Basis der erzeugten Aktivierungsschicht wird eine für das anschließende Aufbringen der Funktionsmetallisierung ausreichende Elektronenleitfähig­ keit eingerichtet. Dazu wird im Rahmen der bekannten Maß­ nahmen, nach Zwischenschaltung eines Spülschrittes ein Zinn/Kupfer-Austausch durchgeführt. Die dazu verwendete Lösung enthält Kupferionen, welche von einem biologisch abbaubaren Komplexbildner gebunden sind. Der Zinn/Kupfer- Austausch beruht auf einem Ladungsaustausch, bei dem Zinn(II) durch die Kupferionen zu Zinn(IV) oxidiert wird und wobei die Kupferionen selbst zu metallischem Kupfer reduziert werden und an Palladiumclustern auf der Kunst­ stoffoberfläche angelagert werden. Durch diese Anlagerung von Kupfer werden die Palladiumcluster, die sich bei der Aktivierung gebildet haben, elektronenleitfähig. Die Praxis spricht von der Einrichtung von Kupfer-Links. Die Einrich­ tung der Kupfer-Links ist verfahrenstechnisch aufwendig.
Aus DE 33 23 476 C2 ist ein Verfahren zum galvanische Metallisieren von Gegenständen mit mindestens einer nicht metallischen Oberfläche bekannt. Die Oberflächen werden mit einer Palladium-Zinn-Chlorid-Lösung behandelt. Um Zinnver­ bindungen bzw. Zinn von der Oberfläche zu lösen, wird vor­ zugsweise Fluorborsäure oder stark alkalische Lösungen, die mit Zinn lösliche Alkalisalze bilden, verwendet. Nach einem Beispiel kann zum Entfernen des Zinns eine Tetrafluorbor­ säurelösung eingesetzt werden. Durch diese Behandlung kann eine für die Funktionsmetallisierung ausreichende Elektro­ nenleitfähigkeit der Aktivierungsschicht nicht erreicht werden.
Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, das eine wenig aufwendige direkte Metallisierung der Oberfläche von Kunststoffgegenständen zulässt und mit dem metallisierte Kunststoffoberflächen verwirklicht werden können, die allen Anforderungen genügen.
Zur Lösung dieses technischen Problems lehrt die Erfindung ein Verfahren der eingangs genannten Art, welches dadurch gekennzeichnet ist,
  • 1. 1.4) dass zum Zwecke der Einrichtung der Elektronenleit­ fähigkeit der Aktivierungsschicht eine zinnlösende, vorzugsweise alkalische Lösung von Jodiden und/oder Jod verwendet werden,
  • 2. 1.5) dass die Aktivierungsschicht mit der Lösung der Verbindungen gemäß 1.4) bei erhöhter Temperatur solange behandelt wird, bis eine für das Aufbringen der Funktionsmetallisierung ausreichende Leitfähig­ keit der Aktivierungsschicht erreicht ist,
und dass danach das Aufbringen der Funktionsmetallisierung auf die elektronenleitende Aktivierungsschicht mit Außen­ strom durchgeführt wird. - Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung wird die zinnlösende, vorzugsweise alkalische Lösung nach Merkmal 1.4) gemeinsam mit bekannten Komplex­ bildnern, wie Hydroxycarbonsäuren, Ammen, kondensierten Phosphaten oder Aminocarbonsäuren, verwendet. Insbesondere kann im Rahmen des Merkmals 1.4) eine zinnlösende, vorzugs­ weise alkalische Lösung allein oder gemeinsam mit bekannten Komplexbildnern wie Hydroxycarbonsäuren, Ammen, konden­ sierten Phosphaten oder Aminocarbonsäuren, von Jodiden und/oder Jod verwendet werden. Zweckmäßigerweise erfolgt ein vorgeschaltetes Spülen der elektronenleitenden Aktivie­ rungsschicht. Vorzugsweise wird der Verfahrensschritt 1.5) bei erhöhter Temperatur zwischen 20°C bis 70°C durchge­ führt.
Überraschend ist, dass bei Verwendung dieser Verbindungen nach Maßgabe des Verfahrensschrittes 1.5) die Einrichtung von Kupfer-Links nicht mehr erforderlich ist. Die erfin­ dungsgemäß aufgebrachte Metallisierung genügt allen, selbst extremen Beanspruchungen, die bei bestimmungsgemäßem Ein­ satz der Kunststoffgegenstände mit metallisierter Oberflä­ che auftreten. Im Ergebnis erreicht die Erfindung eine beachtliche Vereinfachung, die insbesondere auch deshalb von Bedeutung ist, weil es sich bei solchen Metallisie­ rungsaufgaben im Allgemeinen um die Metallisierung der Oberfläche von Kunststoffgegenständen handelt, die ihrer­ seits als Produkte einer industriellen Serienfertigung Mas­ senartikel sind.
Im Rahmen der Erfindung kann der Verfahrensschritt 1.5) so geführt werden, dass sich eine Leitfähigkeit einstellt, die es erlaubt, beim Aufbringen der Funktionsmetallisierung mit der für diese üblichen Stromdichte zu arbeiten. Dazu ist bei einer ausreichend hohen Belegung der Oberfläche des Kunststoffgegenstandes mit der Aktivierungsschicht ledig­ lich eine ausreichend lange Behandlung im Sinne des Merk­ mals 1.2) erforderlich. Es besteht aber auch die Möglich­ keit, mit einer verhältnismäßig geringen Belegung der Oberfläche des Kunststoffgegenstandes mit der Aktivierungs­ schicht zu arbeiten, wozu die Erfindung lehrt, dass beim Aufbringen der Funktionsmetallisierung während einer Anfahrzeitspanne mit einer Stromdichte gearbeitet wird, die niedriger ist als die für die Funktionsmetallisierung nach dem Stand der Technik übliche Stromdichte, und dass danach die Stromdichte allmählich auf die übliche Stromdichte er­ höht wird. Die Stromdichte lässt sich über die Spannung leicht steuern oder regeln. - Das Aufbringen der Funktions­ metallisierung auf die elektronenleitende Aktivierungs­ schicht wird vorzugsweise als elektrolytische Metallab­ scheidung von Kupfer oder Nickel aus saurer Lösung durchge­ führt.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbei­ spielen ausführlicher erläutert. Die Ausführungsbeispiele des ersten Teils geben zunächst eine Übersicht über im Rah­ men der Verfahrensschritte 1.1) und 1.2) im Rahmen der Erfindung möglichen und bewährten Maßnahmen. Die Übersicht bedeutet jedoch keine Beschränkung. Das Ausführungsbeispiel des zweiten Teils gibt unter Betonung der Verfahrens­ schritte 1.4) und 1.5) ein Beispiel für im Rahmen der Erfindung erreichbare Metallisierungen, auch für verschie­ dene Kunststoffe.
Ausführungsbeispiele, Teil 1
  • 1. Die Oberfläche eines Kunststoffteils aus Acrylnitril- Butadien-Styrol (ABS) wurde nach einer Vorreinigung in einer Chrom-Schwefelsäure-Beize aus 380 g/l Chromsäure und 400 g/l Schwefelsäure, der 0,01 g/l Palladium zugesetzt waren, bei 65°C 12 Minuten lang behandelt. Danach wurde die Kunststoffoberfläche gespült.
Anschließend wurde die Aktivierung in einem salzsauren Palladium-Zinn-Sol aus 0,35 g/l Palladium, 12 g/l SN(II) und 140 g/l Salzsäure bei 40°C 5 Minuten lang durchge­ führt.
  • 1. Die Oberfläche des Kunststoffteils wurde wie im Bei­ spiel 1a) behandelt, allerdings ahne Zusatz von Palladium zur Chrom-Schwefelsäure-Beize.
Ausführungsbeispiel, Teil 2
Nach der Aktivierung wurde gespült und anschließend mit einer Lösung aus 10 g/l Kaliumjodid, 100 g/l Kaliumbromid, 50 g/l Natriumhydroxid und 80 g/l Kalium-Natrium-Tartrat 3 Minuten lang bei 55°C nachbehandelt. Anschließend wurde die Kunststoffoberfläche erneut gespült.
Daraufhin erfolgt das Aufbringen der Funktionsmetallisie­ rung in Form einer Nickelschicht in einem handelsüblichen Nickelelektrolyten, wobei zunächst die Spannung auf 1 V begrenzt wurde und nach 30 Sekunden mit einer Stromdichte von 4 A/dm2 weitergearbeitet wurde. Nach 5 Minuten waren die Innen- und Außenflächen des Kunststoffteils vollständig von der Nickelschicht bedeckt.

Claims (2)

1. Verfahren zur direkten Funktionsmetallisierung der Ober­ fläche eines Kunststoffgegenstandes mit den Verfahrens­ schritten
  • 1. 1.1) Aufrauhen der Oberfläche des Kunststoffgegenstandes durch Beizen,
  • 2. 1.2) Erzeugen einer Aktivierungsschicht auf der aufge­ rauten Kunststoffoberfläche mit Hilfe einer kolloi­ dalen wässrigen Lösung aus der Gruppe Platinmetalle unter Beigabe eines Reduktionsmittels,
  • 3. 1.3) Einrichtung einer Elektronenleitfähigkeit auf Basis der Aktivierungsschicht,
Spülen der elektronenleitenden Aktivierungsschicht und Auf­ bringen der Funktionsmetallisierung auf die elektronenlei­ tende Aktivierungsschicht mit Außenstrom, dadurch gekenn­ zeichnet,
  • 1. 1.4) dass zum Zwecke der Einrichtung der Elektronenleit­ fähigkeit der Aktivierungsschicht eine zinnlösende, vorzugsweise alkalische Lösung von Jodiden und/oder Jod verwendet wird,
  • 2. 1.5) dass die Aktivierungsschicht mit der Lösung der Verbindungen gemäß 1.4) solange behandelt wird, bis eine für das Aufbringen der Funktionsmetallisierung ausreichende Leitfähigkeit der Aktivierungsschicht erreicht ist,
wobei im Anschluss daran das Aufbringen der Funktionsmetal­ lisierung auf die elektronenleitende Aktivierungsschicht mit Außenstrom erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Behandlung gemäß 1.5) in einem Temperaturbereich von 20° bis 70°C durchgeführt wird und zwar mit von der Tempe­ ratur abhängiger Behandlungszeitspanne von 1 sec. bis 15 min., insbesondere von 1 bis 5 min.
DE1996143823 1996-10-30 1996-10-30 Verfahren zur direkten Funktionsmetallisierung der Oberfläche eines Kunststoffgegenstandes Expired - Lifetime DE19643823C2 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1996143823 DE19643823C2 (de) 1996-10-30 1996-10-30 Verfahren zur direkten Funktionsmetallisierung der Oberfläche eines Kunststoffgegenstandes

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1996143823 DE19643823C2 (de) 1996-10-30 1996-10-30 Verfahren zur direkten Funktionsmetallisierung der Oberfläche eines Kunststoffgegenstandes

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE19643823A1 DE19643823A1 (de) 1998-05-07
DE19643823C2 true DE19643823C2 (de) 2002-10-17

Family

ID=7809617

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE1996143823 Expired - Lifetime DE19643823C2 (de) 1996-10-30 1996-10-30 Verfahren zur direkten Funktionsmetallisierung der Oberfläche eines Kunststoffgegenstandes

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE19643823C2 (de)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2159477B1 (es) * 1999-08-17 2002-04-16 Montana Exposito Vicenta De Procedimiento por el que un zapato infantil o deportivo se recubre de metal transformandose en objeto decorativo o trofeo.
ES2387696T3 (es) 2000-10-09 2012-09-28 Hueck Folien Ges.M.B.H. Lámina metalizada y procedimiento para su fabricación, así como su uso

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3323476C2 (de) * 1982-07-01 1988-10-20 Kollmorgen Technologies Corp., Dallas, Tex., Us
US4895739A (en) * 1988-02-08 1990-01-23 Shipley Company Inc. Pretreatment for electroplating process
EP0538006A1 (de) * 1991-10-15 1993-04-21 ENTHONE-OMI, Inc. Direkt-Metallisierungsverfahren
US5238550A (en) * 1991-11-27 1993-08-24 Shipley Company Inc. Electroplating process

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3323476C2 (de) * 1982-07-01 1988-10-20 Kollmorgen Technologies Corp., Dallas, Tex., Us
US4895739A (en) * 1988-02-08 1990-01-23 Shipley Company Inc. Pretreatment for electroplating process
EP0538006A1 (de) * 1991-10-15 1993-04-21 ENTHONE-OMI, Inc. Direkt-Metallisierungsverfahren
US5238550A (en) * 1991-11-27 1993-08-24 Shipley Company Inc. Electroplating process

Also Published As

Publication number Publication date
DE19643823A1 (de) 1998-05-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102012202787B4 (de) Verfahren zum Lackieren eines Werkstücks
EP0312176B1 (de) Verfahren zum Aufbringen von Konversionsüberzügen
DE2541896C3 (de) Verfahren zum Behandeln einer Substratoberfläche von polymeren! Kunststoffmaterial vor der stromlosen Metallbeschichtung und Lösung zur Durchführung des Verfahrens
DE2716729C3 (de) Verfahren zum Katalysieren von Oberflächen
DE3628303A1 (de) Verfahren zum aufbringen von phosphatueberzuegen
DE2017327B2 (de) Verfahren zur beschichtung von metalloberflaechen
EP1441045A2 (de) Verfahren zur Aktivierung von Substraten für die Kunststoffgalvanisierung
DE19643823C2 (de) Verfahren zur direkten Funktionsmetallisierung der Oberfläche eines Kunststoffgegenstandes
DE2409251B2 (de) Verfahren zum katalytischen bekeimen nichtmetallischer oberflaechen fuer eine nachfolgende, stromlose metallisierung und badloesungen zur durchfuehrung des verfahrens
DE2257378C3 (de) Verfahren und Mittel zur Vorbehandlung von stromlos zu metallisierenden, nichtleitenden Trägeroberflächen
DE10026850A1 (de) Verfahren zum Behandeln bzw. Vorbehandeln von Bauteilen mit Aluminium-Oberflächen
DE2046708B2 (de) Verfahren zur Vorbehandlung von Acrylnitril-Butadien-Styrol-Harzenfür die stromlose Metallbeschichtung
DE1496906A1 (de) Verfahren zum elektrolytischen Entzundern von Eisen und Stahl
DE1665314B1 (de) Basismaterial zur herstellung gedruckter schaltungen
DE69012454T2 (de) Verfahren mit abgekürztem Zyklus zur Herstellung von gedruckten Leiterplatten und Zusammensetzung für die Anwendung.
CH631745A5 (en) Process for cleaning objects after surface treatment by electroplating and/or chemical means
DE19857290C2 (de) Verfahren zur direkten Metallisierung der Oberfläche eines Kunststoffgegenstandes
DE19815175A1 (de) Verfahren zur galvanotechnischen Oberflächenmetallisierung von Kunststoffteilen
DE2550597A1 (de) Verfahren zum aufbringen von festhaftenden metallschichten auf kunststoffoberflaechen
DE2362381A1 (de) Waessrige loesung, insbesondere zur aktivierung von kunstharzoberflaechen fuer die herstellung festhaftender metallueberzuege
DE2103766A1 (de)
DE1446224B2 (de) Saure waessrige loesung zum sensibilisieren von oberflaechen zur anschliessenden stromlosen metallabscheidung
DE10261014B4 (de) Verfahren zur Beschichtung von Metalloberflächen mit einer Alkaliphosphatierungslösung, wässeriges Konzentrat und Verwendung der derart beschichteten Metalloberflächen
DE19960606B4 (de) Verfahren zur Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit von Stahlgegenständen
DE2046689C3 (de) Verfahren zur Vorbehandlung von Acrylnltril-Butadien-Styrol-Harzenfür die stromlose Metallbeschichtung

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
R071 Expiry of right