DE102005054463A1

DE102005054463A1 - Beschichteter Sanitärgegenstand

Info

Publication number: DE102005054463A1
Application number: DE102005054463A
Authority: DE
Inventors: Armin Waidele; Martin Surm
Original assignee: Hansgrohe SE
Current assignee: Hansgrohe SE
Priority date: 2005-11-08
Filing date: 2005-11-08
Publication date: 2007-05-10
Anticipated expiration: 2025-11-09
Also published as: US20080280158A1; DE102005054463B4; WO2007054256A1

Abstract

Ein Gegenstand, insbesondere Sanitärgegenstand, weist einen Grundkörper, eine gegebenenfalls auf dem Grundkörper vorhandene erste Schicht und über dieser ersten Schicht eine Ruthenium-haltige Schicht auf. Diese Ruthenium-haltige Schicht ist mit einem PVD-Verfahren aufgebracht und besteht vorzugsweise aus einer Ruthenium-haltigen Legierung. Bei dieser Legierung handelt es sich insbesondere um eine Nickel-Chrom-Ruthenium-Legierung. DOLLAR A Weiter umfaßt die Erfindung ein entsprechendes Herstellungsverfahren und ein PVD-Target aus einer Nickel-Chrom-Ruthenium-Legierung.

Description

Die Erfindung betrifft beschichtete Gegenstände, insbesondere beschichtete Sanitärgegenstände, ein Verfahren zu deren Herstellung sowie ein damit in Zusammenhang stehendes Target für ein PVD- (physical vapour deposition) Verfahren.

Es ist bereits seit langem bekannt, die unterschiedlichsten Gegenstände, insbesondere solche, die im weitesten Sinne dem sogenannten Haushaltsbereich zuzuordnen sind, mit Beschichtungen aus anorganischen oder organischen Materialien zu versehen. Derartige Beschichtungen werden zum einen aufgrund funktioneller Anforderungen, z. B. zum Korrosionsschutz, oder zum anderen aufgrund dekorativer Anforderungen, z. B. zur Erzeugung einer bestimmten Optik, aufgebracht. Häufig wird dabei derselbe Gegenstand sowohl aus funktionellen als auch aus dekorativen Gründen beschichtet.

Von besonderer Bedeutung sind die erwähnten Beschichtungen bei allen Arten von Sanitärgegenständen, insbesondere bei Sanitärarmaturen, Sanitärbrausen und dergleichen. Diese Sanitärgegenstände müssen nämlich einerseits bestimmten funktionellen Anforderungen genügen, d. h. beispielsweise in hohem Maße korrosionsbeständig sein, leicht zu reinigen 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 einer bestimmten Optik bereitgestellt werden. Dabei haben in den letzten Jahren Beschichtungen und Oberflächen mit einem metallischen Aussehen eine immer größere Bedeutung erlangt. So sollen bei Sanitärgegenständen zum einen sowohl helle und silbrigweiße Oberflächen als auch eher mattglänzende Oberflächen bereitgestellt werden. Zum anderen ist gerade auch die sogenannte Aluminiumoptik begehrt, d. h. eine Oberfläche, die dem optischen Erscheinungsbild von Alumini um möglichst nahekommt.

Gerade bei Sanitärgegenständen ist es häufig schwierig, die gestellten Anforderungen in funktioneller Hinsicht und dekorativer Hinsicht gleichzeitig zu erfüllen. So gibt es zum einen Beschichtungen, die zwar ausreichend korrosionsbeständig und dergleichen sind, jedoch keine zufriedenstellende Optik bereitstellen. Zum anderen gibt es Beschichtungen, die die gewünschte Optik mehr oder weniger gut treffen, jedoch nicht ausreichend korrosionsbeständig sind oder eine vorhandene Korrosionsbeständigkeit negativ beeinflussen. Schließlich gibt es Beschichtungen, die nur mit sehr aufwendigen Verfahren auf die entsprechenden Gegenstände aufgebracht werden können und dementsprechend für übliche Produktionsverfahren, insbesondere in Großserien, nicht geeignet sind.

Dies zeigt sich beispielsweise im Zusammenhang mit der oben erwähnten Aluminiumoptik. So gibt es gängige Herstellungsverfahren zum Erreichen einer solchen Optik, wie beispielsweise

– Lackieren der Gegenstände mit Metallpigmenten,
– Einsatz von eloxiertem Aluminium,
– Bedampfen des Gegenstands mit Aluminium und anschließendes Aufbringen eines Schutzlacks,
– Verchromen einer Oberfläche aus Halbglanznickel.

Alle diese Verfahren haben jedoch den bereits geschilderten Nachteil, daß sie entweder zu wenig der gewünschten Aluminiumfarbe entsprechen oder nicht die hohen Anforderungen des Sanitärmarkts in Bezug auf Chemikalien- und Abriebbeständigkeit erfüllen.

Dementsprechend stellt sich die Erfindung die Aufgabe, Sanitärgegenstände und ein Verfahren zu deren Herstellung bereitzustellen, mit deren Hilfe die zuvor genannten Oberflächen realisiert sind bzw. realisiert werden. Insbesondere soll dabei die bereits erwähnte Aluminiumoptik erzielt werden. Gleichzeitig sollen die so bereitgestellten Gegenstände die hohen funktionellen Anforderungen im Sanitärbereich, also insbesondere im Hinblick auf Korrosionsbeständigkeit, Chemikalienbeständigkeit, Abriebbeständigkeit und dergleichen erfüllen.

Diese Aufgabe wird gelöst durch den Gegenstand mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch das Beschichtungsverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 17. Bevorzugte Ausführungsformen dieses Gegenstands bzw. dieses Verfahrens sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 16 und 18 bis 31 dargestellt.

Weiter umfaßt die Erfindung ein sogenanntes Target für ein PVD- (physical vapour deposition) Verfahren gemäß Anspruch 32 und dessen Verwendung gemäß Anspruch 40. Besondere Ausführungsformen des beanspruchten Targets sind in den abhängigen Ansprüchen 33 bis 39 dargestellt.

Der Wortlaut sämtlicher Ansprüche wird hiermit durch Bezugnahme zum Inhalt dieser Beschreibung gemacht.

Der erfindungsgemäße Gegenstand, insbesondere der Sanitärgegenstand, besteht aus einem Grundkörper, auf den die bereits erläuterte Beschichtung aufgebracht wird. Dieser Grundkörper kann erfindungsgemäß direkt beschichtet sein. Häufig ist jedoch auf den Grundkörper gegebenenfalls mindestens eine Schicht (im folgenden als erste Schicht bezeichnet) aufgebracht, auf die dann die erfindungsgemäß vorhandene (weitere) Schicht aufgebracht ist. Dabei besteht diese erste Schicht vorzugsweise aus mindestens einem Metall oder mindestens einer Metallegierung.

Bei der (weiteren) Schicht auf dem Grundkörper oder auf der ersten Schicht handelt es sich erfindungsgemäß um eine Ruthenium-haltige Schicht. Ruthenium (Ru) gehört bekanntlich zur Gruppe der Platinmetalle und zeichnet sich einerseits durch eine hohe Korrosions- und Chemikalienbeständigkeit und andererseits durch eine metallisch helle Eigenfarbe aus. Im Gegensatz zu Platin oder Palladium ist Ruthenium in Bezug auf den Preis wesentlich günstiger in der Beschaffung.

Bei der Erfindung ist es bevorzugt, wenn die Ruthenium-haltige Schicht mit einem PVD- (physical vapour deposition) Verfahren aufgebracht ist. Auf diese Weise läßt sich das Ruthenium besonders gleichmäßig auf die zu beschichtende Oberfläche aufbringen. PVD-Verfahren sind dem Fachmann bekannt und werden später im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren noch näher erläutert.

Bei besonders bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Gegenstands besteht die Ruthenium-haltige Schicht aus einer Ruthenium-haltigen Legierung. Durch die zusätzlichen Legierungsbestandteile (neben dem Ruthenium) läßt sich zum einen die Oberflächenfarbe der aufgebrachten Schicht und zum anderen insbesondere die Korrosions- und Abriebbeständigkeit dieser Schicht günstig beeinflussen. Dabei handelt es sich bei dieser Ruthenium-haltigen Legierung insbesondere um eine Nickel-Chrom-Ruthenium- (NiCrRu) Legierung. Ohne die Erfin dung hier in irgendeiner Weise beschränken zu wollen, beeinflußt das in der Legierung enthaltene Nickel und Ruthenium die Oberflächenfarbe, während das in der Legierung enthaltene Chrom einen Einfluß auf die Korrosions-, Chemikalien- und Abriebbeständigkeit ausübt. Dementsprechend ist die Kombination der Legierungsbestandteile Nickel, Chrom und Ruthenium besonders vorteilhaft.

Bei den bereits beschriebenen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Gegenstands beträgt der Rutheniumgehalt der Ruthenium-haltigen Schicht, insbesondere der genannten Legierung, mindestens 12 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 15 Gew.-%. Dabei sind Rutheniumgehalte zwischen 15 Gew.-% und 25 Gew.-%, insbesondere zwischen 20 Gew.-% und 24 Gew.-%, besonders bevorzugt.

Die Nickelgehalte der Schicht bzw. der Legierung betragen vorzugsweise mindestens 60 Gew.-%, insbesondere mindestens 70 Gew.-%. Dabei sind Nickelgehalte zwischen 70 Gew.-% und 85 Gew.-%, insbesondere zwischen 74 Gew.-% und 78 Gew.-%, weiter bevorzugt.

Die bevorzugten Chromgehalte in der Schicht bzw. der Legierung betragen mindestens 1 Gew.-%. Vorzugsweise liegen die Chromgehalte zwischen 2 Gew.-% und 4 Gew.-%.

In Übereinstimmung mit den bisherigen Ausführungen besteht die Ruthenium-haltige Schicht dementsprechend bei bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung aus einer Nickel-Chrom-Ruthenium-Legierung mit Nickelgehalten zwischen 74 Gew.-% und 78 Gew.-%, Chromgehalten zwischen 2 Gew.-% und 4 Gew.-% und Rutheniumgehalten zwischen 20 Gew.-% und 24 Gew.-%. Von diesen Nickel-Chrom-Ruthenium-Legierungen ist eine Legierung mit einem Nickelgehalt von ca. 74 Gew.-%, einem Chromgehalt von ca. 2 Gew.-% und einem Rutheniumgehalt von ca. 24 Gew.-% besonders bevorzugt.

Die Dicke der Ruthenium-haltigen Schicht auf dem Grundkörper bzw. auf der sich auf dem Grundkörper befindenden ersten Schicht kann innerhalb weiter Grenzen variiert werden. Zum einen muß diese Schicht ausreichend dick sein, um ihre Funktion bezüglich der Chemikalien-, Korrosions- und Abriebbeständigkeit zu erfüllen. Zum anderen wird man versuchen, die Schichtdicke möglichst gering zu wählen, um den Materialeinsatz, insbesondere an dem vergleichsweise teuren Material Ruthenium, möglichst gering zu halten. Dementsprechend sind Schichtdicken für die Ruthenium-haltige Schicht zwischen 0,1 μm und 5 μm bevorzugt. Innerhalb dieses Bereichs sind Schichtdicken zwischen 0,2 μm und 2 μm, vorzugsweise zwischen 0,2 μm und 1 μm, besonders hervorzuheben.

Der Grundkörper für den erfindungsgemäßen Gegenstand kann grundsätzlich aus jedem beliebigen Material gefertigt sein. Insbesondere handelt es sich dabei um alle Arten von Materialien, die auf dem Sanitärgebiet eingesetzt werden können. Dies sind zum einen vorzugsweise Grundkörper aus Metallen oder Grundkörper mit metallischen Oberflächen. Dabei handelt es sich insbesondere um Grundkörper aus Messing oder Zink (insbesondere Zinkdruckguß), wie sie beispielsweise bei Sanitärarmaturen zum Einsatz kommen. Zum anderen sind Grundkörper aus Kunststoffen oder Grundkörper mit Kunststoffoberflächen hervorzuheben. Dabei handelt es sich insbesondere um Grundkörper aus ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer), aus PA (Polyamid) oder ABS/PC (ABS-Copolymer mit Polycarbonat). Solche Kunststoffe finden beispielsweise als Material für Grundkörper von Sanitärbrausen und dergleichen Verwendung.

In Weiterbildung ist es bei der Erfindung bevorzugt, wenn der Grundkörper oder eine auf den Grundkörper aufgebrachte erste Schicht (insbesondere die oberste erste Schicht) mechanisch oberflächenbehandelt sind. Damit können Strukturen in Form von Erhebungen und Vertiefun gen in die Oberfläche eingebracht werden, die dann nach Beschichtung einen besonderen Oberflächeneffekt hervorrufen. Bei dieser mechanischen Oberflächenbehandlung kann es sich insbesondere um ein Bürsten oder Strahlen, insbesondere Sandstrahlen, handeln.

Wie bereits erläutert, bestehen die gegebenenfalls zunächst auf den Grundkörper aufgebrachten ersten Schichten vorzugsweise aus Metallen oder Metallegierungen. Diese können insbesondere chemisch (stromlos) oder galvanisch (mit Strom) aufgebracht sein. Hier sind als Metalle und Metallegierungen insbesondere Kupfer, Nickel und Kupfer-Nickel-Legierungen zu nennen. Vorzugsweise ist als oberste erste Schicht eine Chromschicht aufgebracht. Insbesondere kann es sich hier um eine Mattchromschicht handeln. Die entsprechenden Verfahrensschritte sind dem Fachmann bekannt. Die Schichtdicken der ersten Schicht(en) liegen üblicherweise zwischen 10 μm und 50 μm, im Falle des Chrom natürlich wesentlich niedriger.

In Weiterbildung kann sich über der Ruthenium-haltigen Schicht mindestens eine Deckschicht aus einem Siloxan/Polysiloxan befinden. Derartige Beschichtungen sind dem Fachmann ebenfalls bekannt und dienen im vorliegenden Fall dazu, einen sogenannten Fingerprint-Effekt zu verhindern bzw. die Reinigungsfreundlichkeit und das Abperlverhalten für Wasser zu verbessern. Durch solche Beschichtungen wird vermieden, daß fetthaltige Fingerabdrücke auf dem Gegenstand verbleiben. Die Schichtdicken solcher Deckschichten betragen vorzugsweise < 5 μm, insbesondere < 1 μm.

Wie bereits dargestellt, umfaßt die Erfindung auch ein Verfahren zur Herstellung der beschriebenen Gegenstände, insbesondere Sanitärgegenstände. Dieses Verfahren beinhaltet, daß auf einen Grundkörper, der erfindungsgemäß beschichtet werden soll, gegebenenfalls zunächst mindestens eine (erste) Schicht aufgebracht wird. Vorzugsweise besteht dieses (erste) Beschichten aus dem Aufbringen mindestens eines Metalls oder mindestens einer Metallegierung.

Auf den Grundkörper direkt oder auf die zunächst aufgebrachte(n) (erste(n)) Schicht(en) wird dann eine Ruthenium-haltige Schicht aufgebracht. Erfindungsgemäß erfolgt dies mit Hilfe eines PVD- (physical vapour deposition) Verfahrens. Derartige Verfahren zur physikalischen Gasphasenabscheidung sind dem Fachmann bekannt. Es handelt sich dabei um ein Beschichtungsverfahren, bei dem das Material, das abgeschieden werden soll, zunächst in fester Form vorliegt. In der Regel findet das Verfahren in einer Vakuumkammer bei Unterdruck statt. Dabei wird die Vakuumkammer mit dem zu beschichtenden Gegenstand beladen und evakuiert. Dann erfolgt die eigentliche Beschichtung, worauf die Vakuumkammer belüftet und der beschichtete Gegenstand entnommen wird. Es lassen sich auch Durchlaufverfahren über entsprechende Schleusensysteme realisieren. Im Normalfall werden PVD-Verfahren zur Abscheidung dünner Schichten im Bereich weniger nm bis hin zu einigen μm verwendet.

Grundsätzlich kann dabei das feste Ausgangsmaterial für die Beschichtung über ein Verdampfen (mit Lichtbogen, [englisch: arc] oder Elektronenstrahl) oder über eine Kathodenzerstäubung im Hochvakuum in die Dampfphase überführt und anschließend auf dem zu beschichtenden Gegenstand wieder niedergeschlagen werden. Derartige Verfahren sind dem Fachmann bekannt und brauchen hier nicht näher erläutert zu werden. Die im Zusammenhang mit der Erfindung durchgeführten und später noch erläuterten Versuche wurden mit Hilfe der Kathodenzerstäubung im Hochvakuum durchgeführt. Dieses Verfahren nennt sich auch Hohlkathodengasflußsputtern.

In allen wesentlichen Punkten kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren auf die Erläuterungen zu dem bereits beschriebenen erfindungsgemäßen Gegenstand Bezug genommen und verwiesen werden. Alle entsprechenden Merkmale und deren Beschreibung im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Gegenstand werden also ausdrücklich auch zum Inhalt der Beschreibung des erfindungsgemäßen Verfahrens gemacht.

Besonders hervorgehoben werden soll in diesem Zusammenhang jedoch das Aufbringen der Ruthenium-haltigen Legierung, insbesondere der bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Gegenstand beschriebenen Nickel-Chrom-Ruthenium-Legierung, insbesondere auch mit den dort genannten bevorzugten Gehalten an Ruthenium, Nickel und Chrom. Dementsprechend werden bei den erfindungsgemäßen Verfahren auf den Grundkörper bzw. den mit der ersten Schicht beschichteten Grundkörper vorzugsweise Legierungen mit einem Nickelgehalt zwischen 74 Gew.-% und 78 Gew.-%, einem Chromgehalt zwischen 2 Gew.-% und 4 Gew.-% und einem Rutheniumgehalt zwischen 20 Gew.-% und 24 Gew.-% aufgebracht. Insbesondere handelt es sich bei dieser Legierung um diejenige mit einem Nickelgehalt von ca. 74 Gew.-%, einem Chromgehalt von ca. 2 Gew.-% und einem Rutheniumgehalt von ca. 24 Gew.-%. Auch die Schichtdicke der Ruthenium-haltigen Schicht von bevorzugt 0,1 μm bis 5 μm, insbesondere 0,5 μm bis 2 μm, soll nochmals ausdrücklich genannt werden.

In unmittelbarem Zusammenhang mit dem beschriebenen erfindungsgemäßen Gegenstand und dem beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren umfaßt die Erfindung darüber hinaus das sogenannte Target für ein PVD- (physical vapour deposition) Verfahren, wie es in Anspruch 32 dargestellt ist. Unter Target versteht man bei einem PVD-Verfahren die feste Materialquelle, aus der das Material für die Beschichtung stammt. Dieses Target wird dann bei Durchführung des Verfahrens im Sinne der obigen Ausführungen verdampft bzw. zerstäubt, um so auf dem Substrat, d. h. dem zu beschichtenden Gegenstand, wieder abgeschieden zu werden.

Erfindungsgemäß besteht dieses Target aus einer Ruthenium-haltigen Legierung, vorzugsweise aus einer Nickel-Chrom-Ruthenium-Legierung. Auch hier kann auf die entsprechenden Ausführungen zum erfindungsgemäßen Gegenstand und der dort definierten Legierung Bezug genommen und verwiesen werden.

Dementsprechend weist die NiCrRu-Legierung vorteilhaft einen Rutheniumgehalt von mindestens 12 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 15 Gew.-%, auf. Bei derartigen Ausführungsformen des Targets liegt der Rutheniumgehalt der Legierung insbesondere zwischen 15 Gew.-% und 25 Gew.-%, wobei innerhalb dieses Bereichs Rutheniumgehalte zwischen 20 Gew.-% und 24 Gew.-% weiter hervorzuheben sind.

Die Nickelgehalte der Legierung betragen mindestens 60 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 70 Gew.-%. Innerhalb dieser bevorzugten Bereiche sind Nickelgehalte zwischen 70 Gew.-% und 85 Gew.-% hervorzuheben, wobei hier wiederum Nickelgehalte zwischen 74 Gew.-% und 78 Gew.-% weiter bevorzugt sind.

Die Chromgehalte der Legierung liegen bei mindestens 1 Gew.-%, vorzugsweise betragen sie zwischen 2 Gew.-% und 4 Gew.-%.

In Übereinstimmung mit den bisherigen Ausführungen besteht das erfindungsgemäße Target dementsprechend vorzugsweise aus Nickel-Chrom-Ruthenium-Legierungen mit Nickelgehalten zwischen 74 Gew.-% und 78 Gew.-%, Chromgehalten zwischen 2 Gew.-% und 4 Gew.-% und Rutheniumgehalten zwischen 20 Gew.-% und 24 Gew.-%. Besonders bevorzugt ist das Target aus einer Legierung mit einem Nickelgehalt von ca. 74 Gew.-%, einem Chromgehalt von ca. 2 Gew.-% und einem Rutheniumgehalt von ca. 24 Gew.-% gefertigt.

Erfindungsgemäß wird das beschriebene Target vorzugsweise zur Beschichtung von Sanitärgegenständen wie Sanitärarmaturen, Sanitärbrausen und dergleichen verwendet.

Aus den bisherigen Schilderungen geht eindeutig hervor, daß die Erfindung mit einer ganzen Reihe von Vorteilen verbunden ist.

So stellt die Erfindung Gegenstände, insbesondere Sanitärgegenstände, bereit, die zum einen wichtige funktionelle Anforderungen und zum anderen wichtige dekorative Anforderungen erfüllen. So lassen sich zum einen Gegenstände mit hochbeständigen Oberflächen fertigen, wie sie gerade auf dem Gebiet der Sanitärtechnik erwünscht sind. Hierbei sind insbesondere die Eigenschaften Korrosionsbeständigkeit, Chemikalienbeständigkeit und Abriebbeständigkeit zu nennen. Zum anderen weisen die Gegenstände erfindungsgemäß metallische Oberflächen (je nach Wunsch glänzend oder eher matt oder in Aluminiumoptik) auf, die dem Kundenwunsch, auch hier insbesondere wieder auf dem Gebiet der Sanitärtechnik, in hohem Maße entsprechen. Diese gleichzeitige Erfüllung funktioneller und dekorativer Anforderungen zeichnet die Erfindung in besonderem Maße gegenüber dem Stand der Technik aus. Hinzu kommt, daß das Ruthenium noch ein vergleichsweise kostengünstiges Element der Platingruppe des Periodensystems der Elemente darstellt und dementsprechend gerade für eine Fertigung in größeren Produktserien einsetzbar ist.

Hinzu kommt, daß sich die Optik der Oberfläche unter Beibehaltung der für den jeweiligen Einsatzzweck erforderlichen Oberflächenbeständigkeit variieren läßt. Dies gilt insbesondere bei Einsatz der bevorzugten Nickel-Chrom-Ruthenium-Legierungen. Hier können durch Wahl der drei Legierungselemente Nickel, Chrom und Ruthenium, insbesondere innerhalb der in den Ansprüchen genannten bevorzugten Grenzen, die Oberflächenoptik, insbesondere deren Helligkeit und Farbe, variiert werden. Eine weitere Variationsmöglichkeit besteht darüber hinaus auch in der Auswahl des verwendeten PVD-Verfahrens und seiner Parameter bei dem erfindungsgemäßen Beschichtungsverfahren. So können bei PVD-Verfahren zusätzlich Reaktivgase in das verdampfte/zerstäubte Be schichtungsmaterial eingebracht werden. Bei diesen Reaktivgasen kann es sich beispielsweise um Sauerstoff, Stickstoff, Acetylen oder Methan handeln. Je nach Auswahl und Mischung der Reaktivgase lassen sich auf diese Weise auch die Helligkeit und Farbe der Beschichtung (Ruthenium-haltige Schicht) beeinflussen. Dies stellt ein weiteres bevorzugtes Mittel dar, um gerade auf dem Gebiet der Sanitärtechnik vom Kunden gewünschte Optiken bereitzustellen.

Diese Auswahl kann gerade auch in Abhängigkeit von den sich auf dem Grundkörper befindenden ersten Schichten getroffen werden. Will man einen (beispielsweise durch eine Mattchromschicht erzeugten) mattglänzenden optischen Eindruck erhalten, stellt man die Ruthenium-haltige Schicht durch Auswahl einer entsprechenden Legierungszusammensetzung und/oder durch Auswahl von Reaktionsgasen so ein, daß sie nicht zu hell oder glänzend ist. Umgekehrt kann sowohl bei eher matten oder bei glänzenden Untergründen eine helle oder glänzende Ruthenium-haltige Schicht bereitgestellt werden.

Die genannten und weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem nachfolgenden Beispiel in Verbindung mit den Ansprüchen. Dabei können die einzelnen Merkmale jeweils für sich alleine oder in Kombination miteinander verwirklicht sein.

Zum Herstellen eines erfindungsgemäßen Gegenstands wurde eine Anlage zum Hohlkathodengasflußsputtern verwendet. Derartige Anlagen sind dem Fachmann grundsätzlich bekannt.
Wie bereits erläutert, wird dabei eine sogenannte Hohlkathode als Target des PVD-Verfahrens verwendet. Diese Hohlkathode bestand im vor liegenden Fall aus einer Nickel-Chrom-Ruthenium-Legierung mit 74 Gew.-% Nickel, 2 Gew.-% Chrom und 24 Gew.-% Ruthenium. Dieses Target wird als Kathode gegenüber einer sich ebenfalls in der Anlage befindenden Anode geschaltet, und es wird durch Anlegen einer Spannung eine Hohlkathoden-Glimmentladung erzeugt. Dadurch findet eine Zerstäubung des Kathodenmaterials an der (inneren) Kathodenoberfläche statt. Das dort zerstäubte Material wird mit Hilfe eines Argongasstromes nach außen getragen und zwar in Richtung auf das zu beschichtende Substrat. Bei diesem Substrat handelte es sich im vorliegenden Fall um den Grundkörper einer Sanitärarmatur aus Messing, der in bekannter Weise mit mehreren (ersten) Schichten, zuoberst einer Mattchromschicht beschichtet war. Außerhalb der Hohlkathode wurde als Reaktivgas Sauerstoff eingespeist.
Bei der im Beispiel eingesetzten Anlage wurde bei einer Beschichtungsdauer von 3 Minuten eine Ruthenium-haltige Beschichtung mit einer Schichtdicke von ca. 400 nm erzeugt. Eine Elementaranalyse ergab, daß die Zusammensetzung der Beschichtung der Zusammensetzung des Targets entsprach, d. h. die Beschichtung wies einen Nickelgehalt von 74 Gew.-%, einen Chromgehalt von 2 Gew.-% und einem Rutheniumgehalt von 24 Gew.-% auf. Die Schichtdicke war über den gesamten Gegenstand gleichmäßig ausgebildet.
Die Eigenschaften der erhaltenen Beschichtungen und damit des beschichteten Gegenstands selbst entsprachen den Anforderungen im hohem Maße. Dies bedeutet zum einen, daß die Oberfläche ein metallisches Erscheinungsbild hatte. Die Oberflächenerscheinung war im Einklang mit der obersten (ersten) Mattchromschicht mattglänzend. Zum anderen ergaben Tests eine sehr gute Chemikalienbeständigkeit, insbesondere gegen übliche Haushaltsreiniger und eine ausgezeichnete Abriebbeständigkeit. Darüber hinaus zeigten Korrosionstests eine sehr gute Korrosionsbeständigkeit.

Claims

Gegenstand, vorzugsweise Sanitärgegenstand wie Sanitärarmatur, Sanitärbrause und dergleichen, dadurch gekennzeichnet, daß er aufgebaut ist aus: – einem Grundkörper, – gegebenenfalls mindestens einer auf dem Grundkörper aufgebrachten ersten Schicht, wobei vorzugsweise die erste Schicht aus mindestens einem Metall oder mindestens einer Metallegierung besteht, und – mindestens einer Ruthenium-haltigen Schicht auf dem Grundkörper oder auf der ersten Schicht.
Gegenstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ruthenium-haltige Schicht mit Hilfe eines PVD- (physical vapour deposition) Verfahren aufgebracht ist.
Gegenstand nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ruthenium-haltige Schicht aus einer Ruthenium-haltigen Legierung, vorzugsweise einer Nickel-Chrom-Ruthenium-Legierung, besteht.
Gegenstand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rutheniumgehalt der Ruthenium-haltigen Schicht mindestens 12 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 15 Gew.-%, beträgt.
Gegenstand nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Rutheniumgehalt zwischen 15 Gew.-% und 25 Gew.-%, vorzugsweise zwischen 20 Gew.-% und 24 Gew.-%, beträgt.
Gegenstand nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Nickelgehalt der Ruthenium-haltigen Legierung mindestens 60 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 70 Gew.-%, beträgt.
Gegenstand nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Nickelgehalt zwischen 70 Gew.-% und 85 Gew.-%, vorzugsweise zwischen 74 Gew.-% und 78 Gew.-%, beträgt.
Gegenstand nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Chromgehalt der Ruthenium-haltigen Legierung mindestens 1 Gew.-%, vorzugsweise zwischen 2 und 4 Gew.-%, beträgt.
Gegenstand nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ruthenium-haltige Legierung einen Nickelgehalt zwischen 74 Gew.-% und 78 Gew.-%, einen Chromgehalt zwischen 2 Gew.-% und 4 Gew.-% und einen Rutheniumgehalt zwischen 20 Gew.-% und 24 Gew.-% besitzt.
Gegenstand nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Ruthenium-haltige Legierung aus ca. 74 Gew.-% Nickel, ca. 2 Gew.-% Chrom und ca. 24 Gew.-% Ruthenium zusammengesetzt ist.
Gegenstand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichtdicke der Ruthenium-haltigen Schicht zwischen 0,1 μm und 5 μm, vorzugsweise zwischen 0,2 μm und 2 μm, insbesondere zwischen 0,2 μm und 1 μm, beträgt.
Gegenstand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper aus Metall besteht oder metallische Oberflächen aufweist, wobei vorzugsweise der Grundkörper aus Messing oder Zink gefertigt ist.
Gegenstand nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper aus Kunststoff besteht oder Kunststoffoberflächen aufweist, wobei vorzugsweise der Grundkörper aus ABS gefertigt ist.
Gegenstand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper oder mindestens eine aufgebrachte erste Schicht mechanisch oberflächenbehandelt ist, wobei vorzugsweise es sich bei der Oberflächenbehandlung um ein Bürsten oder Strahlen, insbesondere Sandstrahlen, handelt.
Gegenstand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der ersten Schicht um eine Schicht aus Kupfer, Nickel oder einer Kupfer-Nickel-Legierung handelt und/oder um eine Chromschicht handelt.
Gegenstand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Ruthenium-haltige Schicht mindestens eine Siloxan-/Polysiloxan-Deckschicht aufgebracht ist.
Verfahren zur Beschichtung von Gegenständen, insbesondere von Sanitärgegenständen wie Sanitärarmaturen, Sanitärbrausen und dergleichen, bei dem – gegebenenfalls auf einen Grundkörper mindestens eine erste Schicht, vorzugsweise aus mindestens einem Metall oder mindestens einer Metallegierung, aufgebracht wird, und – auf den Grundkörper oder auf die zunächst aufgebrachte erste Schicht mindestens eine Ruthenium-haltige Schicht mit Hilfe eines PVD- (physical vapour deposition) Verfahrens aufgebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß als Ruthenium-haltige Schicht eine Ruthenium-haltige Legierung, vorzugsweise eine Nickel-Chrom-Ruthenium-Legierung aufgebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 17 oder Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Ruthenium-haltige Schicht einen Rutheniumgehalt von mindestens 12 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 15 Gew.-%, besitzt.
Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Rutheniumgehalt zwischen 15 Gew.-% und 25 Gew.-%, vorzugsweise zwischen 20 Gew.-% und 24 Gew.-%, beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Nickelgehalt der Ruthenium-haltigen Legierung mindestens 60 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 70 Gew.-%, beträgt.
Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Nickelgehalt zwischen 70 Gew.-% und 85 Gew.-%, vorzugsweise zwischen 74 Gew.-% und 78 Gew.-%, beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Chromgehalt der Ruthenium-haltigen Legierung mindestens 1 Gew.-%, vorzugsweise zwischen 2 Gew.-% und 4 Gew.-%, beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Nickelgehalt zwischen 74 Gew.-% und 78 Gew.-%, der Chromgehalt zwischen 2 Gew.-% und 4 Gew.-% und der Rutheniumgehalt zwischen 20 Gew.-% und 24 Gew.-% beträgt.
Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Ruthenium-haltige Legierung aus ca. 74 Gew.-% Nickel, ca. 2 Gew.-% Chrom und ca. 24 Gew.-% Ruthenium zusammengesetzt ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Ruthenium-haltige Schicht in einer Schichtdicke zwischen 1 μm und 5 μm, vorzugsweise zwischen 0,2 μm und 2 μm, insbesondere zwischen 0,2 μm und 1 μm, aufgebracht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper aus Metall besteht oder metallische Oberflächen aufweist, wobei der Grundkörper vorzugsweise aus Messing oder Zink gefertigt ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper aus Kunststoff besteht oder Kunststoffoberflächen aufweist, wobei vorzugsweise der Grundkörper aus ABS gefertigt ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper oder mindestens eine auf den Grundkörper aufgebrachte erste Schicht mechanisch oberflächenbehandelt wird, wobei vorzugsweise der Grundkörper oder die erste Schicht gebürstet oder gestrahlt, insbesondere sandgestrahlt, wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß als erste Schicht eine Schicht aus Kupfer, Nickel und/oder einer Kupfer-Nickel-Legierung aufgebracht wird und/oder eine Schicht aus Chrom aufgebracht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Ruthenium-haltige Schicht mindestens eine Siloxan-/Polysiloxan-Deckschicht aufgebracht wird.
Target für ein PVD- (physical vapour deposition) Verfahren, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einer Ruthenium-haltigen Legierung, vorzugsweise einer Nickel-Chrom-Ruthenium-Legierung besteht.
Target nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß der Rutheniumgehalt der Legierung mindestens 12 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 15 Gew.-%, beträgt.
Target nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß der Rutheniumgehalt zwischen 15 Gew.-% und 25 Gew.-%, vorzugsweise zwischen 20 Gew.-% und 24 Gew.-%, beträgt.
Target nach einem der Ansprüche 32 bis 34, dadurch gekennzeichnet, daß der Nickelgehalt der Legierung mindestens 60 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 70 Gew.-%, beträgt.
Target nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß der Nickelgehalt zwischen 70 Gew.-% und 85 Gew.-%, vorzugsweise zwischen 74 Gew.-% und 78 Gew.-%, beträgt.
Target nach einem der Ansprüche 32 bis 36, dadurch gekennzeichnet, daß der Chromgehalt der Legierung mindestens 1 Gew.-%, vorzugsweise zwischen 2 Gew.-% und 4 Gew.-%, beträgt.
Target nach einem der Ansprüche 32 bis 37, dadurch gekennzeichnet, daß die Legierung aus 74 Gew.-% bis 78 Gew.-% Nickel, 2 Gew.-% bis 4 Gew.-% Chrom und 20 Gew.-% bis 24 Gew.-% Ruthenium besteht.
Target nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß die Legierung aus ca. 74 Gew.-% Nickel, ca. 2 Gew.-% Chrom und ca. 24 Gew.-% Ruthenium zusammengesetzt ist.
Verwendung des PVD-Targets nach einem der Ansprüche 32 bis 39 zum Aufbringen Ruthenium-haltiger Beschichtungen auf Gegenstände, insbesondere auf Sanitärgegenstände wie Sanitärarmaturen, Sanitärbrausen und dergleichen.