DE10000791A1 - Leuchtende Metalloberflächen - Google Patents

Leuchtende Metalloberflächen

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Abstract

Bei einem Gegenstand mit einer beschichteten Oberfläche, wobei die Beschichtung entweder aus Metall besteht oder von einer Metallbeschichtung mit einer Konversionsschicht gebildet ist, enthält die Oberfläche sichtbar fluoreszierendes oder phosphoreszierendes Material. Die beschichtete Oberfläche kann eines oder mehrere der folgenden Elemente enthalten: Nickel, Zink, Chrom, Gold, Silber, Ruthenium, Palladium, Kupfer. Sie kann aber auch Messing enthalten oder Phosphor, Nickel, Kupfer oder Gold. DOLLAR A Die beschichtete Oberfläche kann auch ein Metalloxid enthalten. Das Metall kann Aluminium, Titan oder Magnesium sein. Bei einem Verfahren zur Herstellung eines solchen Gegenstandes wird die Beschichtung mittels eines galvanischen Verfahrens oder chemisch aufgebracht. Die Beschichtung kann auch durch Anodisieren hergestellt werden oder durch Vakuumbedampfung aufgebracht werden. Das fluoreszierende oder phosphoreszierende Material wird in Form von Mikrokapseln in die Lösung eingebracht oder es liegt in Form von Pigmenten vor und wird als Suspension in die Lösung eingebracht.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft einen Gegenstand mit einer beschichteten Oberfläche, wobei die Beschichtung entweder aus Metall besteht oder von einer Metallbeschichtung mit einer Konversionsschicht gebildet ist. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Gegenstands.
Gegenstände aus Metall würden in unbehandeltem Zustand oxidieren (rosten) und damit gebrauchsuntauglich und unansehnlich. Es sind daher zahlreiche Verfahren bekannt, nach denen die Oberfläche der Metallgegenstände behandelt oder beschichtet wird. Dadurch wird die Oberflächenbeschaffenheit so geändert, daß Korrosion vermieden oder verzögert werden kann. Auch die Farbe des Metallgegenstandes wird dadurch geändert.
Zu diesen Verfahren gehören die galvanotechnischen Verfahren, chemische Verfahren und Oxidationsverfahren, wie etwa die Anodisierung von Aluminium.
Stand der Technik
Bei der Galvanotechnik werden metallische Schichten auf Werkstoffoberflächen durch die Reduktion der Ionen einer Elektrolytlösung abgeschieden. Mit den dabei erhaltenen Überzügen wird in der Regel beabsichtigt, die physikalischen oder chemischen Oberflächeneigenschaften von Werkstoffen in günstigem Sinn zu verändern, sei es, daß ihnen lediglich zu dekorativen Zwecken metallischer Glanz verliehen werden soll, oder aber, daß ihnen technisch wichtige Eigenschaften, wie Lötbarkeit, elektrische Leitfähigkeit, Widerstand gegen Abrieb und Verschleiß, Korrosionsbeständigkeit usw. oder eine Kombination dieser Eigenschaften vermittelt werden müssen.
In einem weiteren Schritt können die Metallschichten chemisch behandelt werden. Durch Einbringen in eine Passivierungslösung, die z. B. Cr III oder Cr VI enthalten kann, werden die Metallschichten weiter korrosionsbeständig gemacht. Dabei können je nach Beschichungsart dieser Konversionsschicht verschiedene Oberflächenfarben auftreten: blau, gelb, oliv und schwarz, mit denen auch unterschiedliche Eigenschaften verbunden sind. Chromatiertes Zink bildet z. B. eine einfärbbare Schicht, die auch zur Kennzeichnung verwendet werden kann.
Beim Phosphatieren werden - ebenfalls chemisch - in Wasser schwerlösliche Metallphosphatüberzüge auf Metallen hergestellt.
Die anodische Oxidation besteht im Gegensatz zu den galvanischen und chemischen Verfahren in einer elektrischen Behandlung von Aluminium in einem sauren Bade, wodurch anodisch eine Oxidschicht erzielt wird.
Die Oberflächen können weiterhin mit einer organischen Polymerschicht versiegelt oder lackiert werden. Es sind auch zahlreiche weitere Beschichtungsverfahren bekannt, wie die Vakuumbedampfung, kathodische und anodische Tauchlackierung etc.
Es ist ferner die kathodische Coabscheidung von Metallen und dispergierten Feststoffen zur Herstellung von Composite-Werkstoffen bekannt. Dabei wird z. B. pulverförmiges SiC in der Lösung dispergiert, so daß es sich zusammen mit dem Metall, z. B. Nickel, auf der Oberfläche abscheiden kann. Durch die Feststoffe werden die Eigenschaften der Beschichtung verändert. So bewirkt insbesondere SiC einen höheren Härtegrad der Oberfläche. Es können auch je nach Anwendungsgebiet Farbstoffe oder selbstschmierende Komponenten in der Lösung dispergiert werden.
In einer speziellen Anwendung aus dem Stand der Technik werden Verschleißschutzschichten z. B. bei Umformwerkzeugen oder Spritzgusswerkzeugen kontrolliert, indem unter die eigentliche Schutzschicht eine galvanisch abgeschiedene Zwischenschicht aufgebracht wird. Die Zwischenschicht enthält Mikrokapseln, die mit fluoreszierenden Stoffen gefüllt sind. Spezielle Sensoren detektieren diese Substanzen, sobald diese durch Abtrag o. ä. freigesetzt werden und lösen ein Signal aus.
Es sind viele Anwendungen bekannt, bei denen Metallgegenstände im Dunkeln verwendet werden und ertastet werden müssen, wenn eine entsprechende Beleuchtung nicht vorgesehen ist. Eine solche Beleuchtung ist aufwendig und nicht immer zweckmäßig. Zu solchen Anwendungen gehören z. B. Türgriffe, Schließzylinder für Türschlösser, Gehäuse für Mobiltelefone, Anzeigen für Notausgänge und dergleichen. Es gibt weiterhin Anwendungen, bei denen dekorative Gegenstände auch im Dunkeln sichtbar bleiben sollen, wie z. B. in Discotheken oder an Fahrzeugen.
Offenbarung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Sichtbarkeit von Metallgegenständen im Dunkeln zu verbessern.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß, die Oberfläche sichtbar fluoreszierendes oder phosphoreszierendes Material enthält. Dadurch leuchten die Gegenstände mit phosphoreszierendem Material im Dunkeln und können auf diese Weise ohne zusätzliche Beleuchtung gesehen werden. Die Gegenstände mit fluoreszierendem Material leuchten bei Beleuchtung mit Licht bestimmter Wellenlängen.
Je nach Beschichtungsverfahren enthält die beschichtete Oberfläche vorzugsweise Nickel oder Zink. Die Beschichtung kann dann mittels eines galvanotechnischen Verfahrens aufgebracht werden. Das fluoreszierende oder phosphoreszierende Material kann in Form von Pigmenten z. B. auf Aluminium-Basis in die Elektrolytlösung eingebracht werden. Die Pigmente lagern sich dann während der Behandlung in der Oberflächenbeschichtung ein.
Auf eine galvanisch aufgebrachte Schicht kann noch eine mikroporige oder mikrorissige Chromschicht oder Edelmetall-Schicht aus z. B. Gold oder Silber galvanisch aufgebracht werden. Durch die Mikroporen oder Mikrorisse sind dann die fluoreszierenden oder phosphoreszierenden Pigmente sichtbar.
Durch Passivierung oder Chromatieren kann eine Chrom, Phosphat oder vergleichbare Substanzen enthaltende Konversionsschicht aufgebracht werden. Diese Konversionsschicht wird üblicherweise chemisch aufgebracht. Auch hier werden die Pigmente in die chemische Lösung eingebracht und lagern sich in die Beschichtung ein.
Wird eine solche Konversionsschicht auf eine galvanisch hergestellte Schicht aufgebracht, in welcher der fluoreszierende oder phosphoreszierende Stoff enthalten ist, so kann die Konversionsschicht Microrisse, Mikroporen oder dergleichen enthalten, durch welche der Leuchtstoff sichtbar wird.
Bei metallischen Gegenständen kann die beschichtete Oberfläche das Oxid dieses Metalls umfassen, welches elektrisch hergestellt wird. Hierfür eignet sich besonders die Anodisierung von Metallen wie Aluminium, Titan oder Magnesium. Die Pigmente werden während des Oxidationsprozesses oder nach dem Oxidationsprozess in die Lösung eingebracht und lagern sich in die Beschichtung ein. Die Schicht wird dann versiegelt.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung erfolgt die Beschichtung durch Vakuumbedampfung des Gegenstandes.
Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Nachstehend sind einige Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
In einem ersten Ausführungsbeispiel wird ein Metallgegenstand chromatiert. Dazu wird der Gegenstand zunächst gereinigt und entfettet, damit er fett- und oxidfrei ist. Nach dem Abkoch- und/oder Beizentfetten in den entsprechenden Bädern wird in einem elektrolytischen Entfettungsbad zuletzt anodisch entfettet, in verdünnter Salzsäure (1 : 10) dekapiert und hiernach verzinkt. Die Verzinkung erfolgt galvanisch in einer Zink- Lösung. Nach der Verzinkung wird die Ware gespült und vor dem eigentlichen Chromatieren in eine 0,3%ige Salpeterlösung getaucht. Der pH-Wert von 1,8 bis 2,2 wird mittels pH-Meter oder mit geeigneten Indikatorstäbchen gemessen und mit Salpetersäure nach tiefen und Natronlauge nach hohen Werten eingestellt.
Die Passivierungslösung enthält Chrom (III)-Chlorid und Natriumnitrat (NaNO3). Bei Raumtemperatur (20°C) wird der Gegenstand für eine Expositionszeit zwischen 60 und 120 Sekunden in die Chromatlösung eingebracht. Je nach Eintauchart des Gegenstands ist eine Trommelumdrehung von 6 bis 12 Umdrehungen pro Minute oder eine Warenbewegung von 3-4 m pro Minute erforderlich. Die Lösung kann aber auch mittels Lufteinblasung mit 2 bis 10 m3 pro Stunde und m2 Badoberfläche in Bewegung gehalten werden. In dem Bad sind Pigmente eines fluoreszierenden Materials fein dispergiert. Diese Pigmente lagern sich ebenso wie die Konversionsschicht an dem Gegenstand an und bilden somit eine fluoreszierende Oberflächenbeschichtung des Gegenstands.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel wird ein Messinggegenstand mit Nickel beschichtet. Dazu wird der Gegenstand ebenfalls gereinigt und entfettet. Der Gegenstand wird dann als Kathode in einen Nickel-Elektrolyten getaucht. Es wird eine Spannung von etwa 4 V angelegt. Dieses führt zum Abscheiden einer Nickelschicht auf dem Messing. Die im Bad enthaltenen phosphoreszierenden Pigmente lagern sich in der Schicht aus Nickel ein und bewirken so ein Leuchten der Schicht im Dunkeln.
Die Erfindung läßt sich anwenden als Funktionshilfe z. B. für Türklinken, Schließzylinder, Öffnungen für Notausgänge oder Hinweiszeichen für Notausgänge. Sie lässt sich weiterhin anwenden als Dekoration z. B. in Discotheken, für Gehäuse von Mobiltelefonen und dergleichen.

Claims (12)

1. Gegenstand mit einer beschichteten Oberfläche, wobei die Beschichtung entweder aus Metall besteht oder von einer Metallbeschichtung mit einer Konversionsschicht gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche sichtbar fluoreszierendes oder phosphoreszierendes Material enthält.
2. Gegenstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beschichtete Oberfläche eines oder mehrere der folgenden Elemente enthält: Nickel, Zink, Chrom, Gold, Silber, Ruthenium, Palladium, Kupfer.
3. Gegenstand nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beschichtete Oberfläche Messing enthält.
4. Gegenstand nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beschichtete Oberfläche Phosphat, Nickel, Kupfer oder Gold enthält.
5. Gegenstand nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenstand aus Metall besteht und die beschichtete Oberfläche ein Metalloxid enthält.
6. Gegenstand nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Metall Aluminium, Titan oder Magnesium ist.
7. Verfahren zur Herstellung eines Gegenstandes nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung mittels eines galvanotechnischen Verfahrens aufgebracht wird.
8. Verfahren zur Herstellung eines Gegenstandes nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung chemisch aufgebracht wird.
9. Verfahren zur Herstellung eines Gegenstandes nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung durch Anodisieren hergestellt wird.
10. Verfahren zur Herstellung eines Gegenstandes nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung durch Vakuumbedampfung aufgebracht wird.
11. Verfahren zur Herstellung eines Gegenstandes nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das fluoreszierendes oder phosphoreszierendes Material in Form von Mikrokapseln in die Lösung eingebracht wird.
12. Verfahren zur Herstellung eines Gegenstandes nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das fluoreszierendes oder phosphoreszierendes Material in Form von Pigmenten vorliegt und als Suspension in die Lösung eingebracht wird.
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