DE102020109202A1 - Verfahren zur optischen Gestaltung einer Metalloberfläche - Google Patents

Abstract

Die Erfindung schlägt ein Verfahren zur optischen Gestaltung einer Metalloberfläche vor, mit folgenden Verfahrensschritten:• es wird ein metallischer Träger bereitgestellt,• der metallische Träger wird zumindest dort verchromt, wo die gewünschte optische Gestaltung der Metalloberfläche erzielt werden soll, und• zur Erzielung einer Verfärbung wird die verchromte Oberfläche thermisch in der Art beaufschlagt, dass die Chromschicht verfärbt wird.Weiterhin schlägt die Erfindung ein Möbel vor, mit einer Möbeloberfläche aus Metall, die durch ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche erzeugt worden ist.

Description

• Die Erfindung betrifft die optische Gestaltung einer Metalloberfläche.
• Es ist bekannt, metallische Oberflächen durch thermische Behandlung optisch zu gestalten, indem so genannte Anlassfarben erzeugt werden. Derartige Anlassfarben können jedoch üblicherweise problemlos auspoliert werden, so dass sie sich kaum für mechanisch belastete metallische Oberflächen eignen.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, welches eine möglichst dauerhafte, auch gegen mechanische Beanspruchungen beständige optische Gestaltung einer Metalloberfläche ermöglicht. Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Möbel anzugeben, welches eine derartige Oberfläche aufweist.
• Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Verfahrensschritten des Anspruchs 1 gelöst sowie durch ein Möbel nach Anspruch 14. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
• Die Erfindung schlägt mit anderen Worten vor, zwar einen metallischen Gegenstand zu verwenden, der aber im Rahmen des vorliegenden Vorschlags lediglich als Träger dient und nicht unmittelbar thermisch behandelt wird. Vielmehr ist vorschlagsgemäß vorgesehen, den metallischen Träger zunächst zu verchromen und erst anschließend thermisch zu beaufschlagen, so dass eine Verfärbung in der Chromschicht erreicht wird. Dies ist insofern überraschend, als üblicherweise eine Verchromung dann vorgesehen ist, wenn unerwünschte Verfärbungen eines metallischen Trägers vermieden werden sollen und vielmehr durch die Verchromung ein gleichmäßiger Glanz erreicht werden soll, die Verchromung also einer Verfärbung bewusst entgegenstehen soll.
• Die Temperatur muss vorschlagsgemäß auf die verchromte Oberfläche einwirken, um deren Verfärbung zu erreichen. Dementsprechend muss nicht notwendigerweise der gesamte metallische Träger auf die gewünschte Temperatur gebracht werden. Die in das Werkstück eingebracht thermische Energie kann daher ggf. vorteilhaft gering bemessen werden, was erstens wirtschaftlich vorteilhaft ist und zweitens auch technisch vorteilhaft ist, da ein Verzug des Werkstücks möglichst gering gehalten oder sogar ganz vermieden werden kann. Zwar kann vorgesehen sein, das gesamte Werkstück einschließlich seiner verchromten Oberfläche zur thermischen Behandlung in einen Ofen einzubringen, jedoch kann auch vorgesehen sein, die thermische Eindringtiefe in das Werkstück dadurch möglichst gering zu halten, dass die verchromte Oberfläche beispielsweise mittels Laser- oder Plasma-Bestrahlung oder induktiv auf die gewünschte Temperatur gebracht wird. In ersten praktischen Versuchen hat sich herausgestellt, dass durch die vorschlagsgemäße Verfahrensweise eine optische Gestaltung der metallischen Oberfläche erreicht werden kann, die überraschend stabil auch gegenüber mechanischen Einflüssen beständig ist.
• Vorteilhaft kann der metallische Träger aus einem warmgewalzten Stahl bestehen. Überraschend hat sich in ersten Versuchen herausgestellt, dass dies zu besseren Ergebnissen führt. Ein möglicher Grund könnte darin liegen, dass im Unterschied zu einem kaltgewalzten Stahl der warmgewalzte Stahl eine geringere Oberflächenrauhigkeit in Form von Riefen aufweist, welche das Verchromen erleichtert. Allerdings bewirkt bereits die erwähnte Verchromung eine Vergleichmäßigung der Oberflächenstruktur, insbesondere wenn die Chromschicht eine dafür ausreichend große Schichtdicke aufweist, wie später noch näher erläutert wird. Zudem wird durch das Kaltwalzen eine Verfestigung der Oberfläche bewirkt, die eine spätere bewusste Oberflächenbearbeitung zur Erzielung eines bestimmten Glanzgrades erschwert. Je nach Anwendungsgebiet kann jedoch beispielsweise eine seidenmatte Oberfläche mit möglichst gleichmäßigem Glanzgrad über die gesamte Fläche wünschenswert sein, die bei Verwendung eines warmgewalzte Stahls als metallischer Träger mit einem hervorragenden Gleichmaß erreicht werden kann.
• Vorteilhaft kann der metallische Träger aus Edelstahl bestehen. Dieses Material eignet sich hervorragend für eine Verwendung, bei der ein Kontakt mit Lebensmitteln vorgesehen oder zumindest nicht ausgeschlossen ist. Ein Anwendungsfall für eine vorschlagsgemäß optisch ausgestaltete Metalloberfläche kann im Bereich von Küchenmöbeln liegen, wobei metallische Gestelle der Küchenmöbel, aber auch Wangen, Türen, Schubladenfronten und dergleichen der Küchenmöbel eine solche Metalloberfläche aufweisen können. Insbesondere besteht die Möglichkeit, eine Küchenarbeitsplatte vorschlagsgemäß auszugestalten. Die Küchenarbeitsplatte kann beispielsweise aus einer Edelstahlplatte mit bis zu 12 mm Materialstärke bestehen, beispielsweise 5 bis 7 mm, die auf ihrer Sichtseite, also auf ihrer Oberseite und ggf. entlang ihres umlaufenden Randes, vorschlagsgemäß bearbeitet wird, also verchromt und thermisch beaufschlagt wird. Im Vergleich zu einer Küchenarbeitsplatte aus Holz bzw. einem Holzwerkstoff, oder aus Naturstein bzw. einem Steinmehl-Werkstoff kann eine besonders filigrane optische Erscheinung der Küchenarbeitsplatte aufgrund der vergleichsweise geringen Materialstärke erreicht werden, wobei die Oberfläche eine ggf. als kalt, nüchtern, professionell oder unwohnlich empfundene Anmutung mittels ihrer Verfärbung zu vermeiden hilft, indem diese Oberfläche nicht die typische optische Anmutung einer Edelstahlplatte aufweist.
• Vorteilhaft kann die zu verchromende Oberfläche des metallischen Trägers vor der Verchromung mechanisch verfestigt werden. Hierdurch kann die Kratzfestigkeit der Oberfläche erheblich gesteigert werden. Die mechanische Verfestigung kann auf unterschiedliche Art durchgeführt werden, um dadurch auch die optische Anmutung des metallischen Trägers zu beeinflussen. Beispielsweise kann der metallische Träger mit Partikeln gestrahlt werden, z.B. durch Glasperlstrahlen, oder er kann gehämmert werden oder bei entsprechend geringen Abmessungen trowalisiert werden. Oder der Träger kann gewalzt werden, ggf. mithilfe von Strukturwalzen, die dem metallischen Träger eine bestimmte Oberflächenstruktur verleihen. Im Unterschied dazu, den metallischen Träger in einem Kaltwalz-Vorgang zu erzeugen, also auf die gewünschten Querschnittsabmessungen zu bringen, kann die mechanische Verfestigung der zu verchromen Oberfläche mit anderen Walz-Parametern erfolgen, so dass die oben erwähnten Nachteile eines kaltgewalzten metallischen Trägers vermieden werden können.
• Bei der Verchromung kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass die zu verchromende Oberfläche hartverchromt wird. Dies stellt erstens ein vergleichsweise umweltverträgliches Verchromungsverfahren dar, und zweitens haben erste praktische Versuche ergeben, dass die Verfärbung der Hartverchromung eine vorteilhaft hohe Beständigkeit gegen mechanischen Abrieb aufweist und dementsprechend besonders dauerhaft ist. Aber auch hinsichtlich der erzielbaren optischen Eigenschaften, insbesondere der Farbgebung, hat sich eine Hartverchromung als vorteilhaft herausgestellt.
• Vorteilhaft kann die Chromschicht mit einer Schichtdicke erzeugt werden, die zwischen 20 µm und 50 µm beträgt. Derartige Schichtdicken haben hinsichtlich der optischen Eigenschaften hervorragende Ergebnisse gezeigt. Die Erzielung einer größeren Schichtdicke als 50 µm ist für diese Zwecke nicht erforderlich, wie sich in ersten Versuchen herausgestellt hat, und erfordert vielmehr einen unwirtschaftlich hohen Energieaufwand.
• Vorteilhaft kann vorgesehen sein, die zunächst auf den Träger aufgebrachte Verchromung teilweise wieder abzutragen, beispielsweise durch Schleifen, Polieren oder Läppen, so dass nicht nur durch die Oberflächenbeschaffenheit des metallischen Trägers, sondern auch der Chromschicht der Glanzgrad des Werkstücks beeinflusst und wunschgemäß eingestellt werden kann. Die genannten Schichtdicken zwischen 20 µm und 50 µm sind ausreichend dick, um einen solchen Materialabtrag zu erlauben.
• Zur Erzielung der Verfärbung kann die Chromschicht vorteilhaft auf eine Temperatur gebracht werden, die zwischen 400 °C und 600 °C beträgt. Grundsätzlich scheint ein Zusammenhang zu bestehen zwischen der angewendeten Temperatur und der Intensität bzw. Helligkeit der erzielten Verfärbung, wobei eine umso dunklere Farbe erreicht wird, je höher die Behandlungstemperatur liegt. Bei entsprechend hohen Temperaturen kann beispielsweise eine anthrazitfarbige optische Gestaltung der Oberfläche erreicht werden. In der Praxis können vorteilhaft Temperaturen in einem Bereich von 450 °C bis 540 °Celsius angewendet werden, die einerseits eine optisch ansprechende, vom silbrig hellen Erscheinungsbild einer verchromten Metalloberfläche abweichende Farbgebung ermöglichen, und andererseits hinsichtlich des Energie- und damit Kostenaufwandes sowie auch hinsichtlich eines zu vermeidenden Verzugs des metallischen Trägers vorteilhaft sind.
• Optische Effekte können dadurch erreicht werden, dass auf die Chromschicht eine farbbeeinflussende Substanz aufgetragen wird. In diesem Zusammenhang sind sehr variantenreiche optische Gestaltungen möglich: beispielsweise können Flüssigkeiten aufgetragen werden, z.B. Öle, die vorzugsweise aufgetragen werden, bevor die mit dem Öl benetzt Oberfläche auf die gewünschte Behandlungstemperatur gebracht wird. Oder es können fettfreie Flüssigkeiten wie Wasser, Entfettungsflüssigkeiten oder dergleichen aufgetragen werden, und zwar vorzugsweise erst nachdem die Oberfläche ihre Behandlungstemperatur erreicht hat. Je nach Zusammensetzung des Wassers, beispielsweise in Abhängigkeit vom Kalkgehalt, können unterschiedliche optische Effekte erzielt werden. Auf die Chromschicht können aber auch Salze, Säuren oder Laugen aufgetragen werden, um die durch die Temperatur bewirkte Verfärbung zu beeinflussen.
• Abgesehen von Flüssigkeiten können auch andere Substanzen auf die Chromschicht aufgebracht werden, z.B. kann ein CO₂-Eisstrahlen vorgesehen werden, welches über den Kühleffekt hinaus auch die optische Erscheinung der thermisch beaufschlagten Oberfläche beeinflusst. Auch die bereits erwähnten Salze können in nichts flüssiger, sondern beispielsweise Partikelform angewendet werden.
• Außerdem kann vorgesehen sein, nicht nur eine einzige farbbeeinflussende Substanz zu verwenden, sondern ein Gemisch unterschiedlicher Substanzen kann gleichzeitig angewendet werden, oder es können unterschiedliche Substanzen zeitlich nacheinander angewendet werden.
• Abgesehen davon, welche Substanz als farbbeeinflussende Substanz aufgetragen wird liegt eine weitere Möglichkeit zur Beeinflussung des optischen Erscheinungsbildes darin, wie die jeweilige Substanz auf die Chromschicht aufgebracht wird. Abgesehen davon, dass zur Erzielung einer optisch möglichst homogenen Erscheinung die Substanz möglichst gleichmäßig auf der Chromschicht verteilt werden kann, können auch bewusst optisch unterschiedliche Bereiche erzielt werden. Beispielsweise kann dies insbesondere bei größeren Flächen wie Möbelfronten, einer Küchenarbeitsplatte oder dergleichen vorgesehen sein. Durch eine optisch unregelmäßige Gestaltung kann eine lebendige optische Erscheinung erreicht werden, wie dies beispielsweise auch bei Naturwerkstoffen der Fall ist, z.B. wenn Hölzer oder Natursteine eine Maserung aufweisen.
• Optisch verschiedene Bereiche können beispielsweise in Art eines Verlaufs geschaffen werden, z.B. wenn die dazu verwendeten oben erwähnten Flüssigkeiten nicht vollflächig, sondern nur bereichsweise auf die Chromschicht geschüttet oder gespritzt werden. Mithilfe eines Stempels, eines Pinsels o. ä. Hilfsmittel können klar definierte Bereiche in Form von Linien oder Flächen erzeugt werden, die sich optisch von ihrer Umgebung unterscheiden. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, durch einen individuellen Auftrag der farbbeeinflussenden Substanzen eine individuelle optische Oberflächengestaltung zu erreichen, zum Beispiel mithilfe von Hand- oder Pfotenabdrücken oder dergleichen.
• Grundsätzlich können beliebige metallische Oberflächen mittels des vorschlagsgemäßen Verfahrens hergestellt bzw. bearbeitet werden. Beispielsweise können Boden- oder Wandfliesen in Form entsprechend groß bemessener metallischer Tafeln erzeugt werden. Insbesondere der Bereich der Möbeloberflächen bietet das vorschlagsgemäße Verfahren die Möglichkeit, Möbeloberflächen bereitzustellen, die im Vergleich zu einer Lackierung, Furnierung oder Folierung verschleißfester und mechanisch robuster sind. Aus Gewichts- und Kostengründen können dünne, vorschlagsgemäß erzeugte Bleche als äußere Verkleidung von Platten aus Holzwerkstoffen verwendet werden, um z.B. Möbelfronten oder Möbelwangen zu schaffen. Insbesondere wenn die thermische Beaufschlagung der Chromschicht durch Laser- oder Plasmastrahlen erfolgt, können die erforderlichen Temperaturen erreicht werden, auch ohne einen unerwünscht großen Verzug in den dünnen metallischen Werkstücken hervorzurufen. Ein besonders vorteilhafter Anwendungsfall besteht in der Herstellung einer kratzfesten, thermisch verfärbten Küchenarbeitsplatte aus Edelstahl.

Claims (15)

1. Verfahren zur optischen Gestaltung einer Metalloberfläche, mit folgenden Verfahrensschritten: • es wird ein metallischer Träger bereitgestellt, • der metallische Träger wird zumindest dort verchromt, wo die gewünschte optische Gestaltung der Metalloberfläche erzielt werden soll, und • zur Erzielung einer Verfärbung wird die verchromte Oberfläche thermisch in der Art beaufschlagt, dass die Chromschicht verfärbt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der metallische Träger aus warmgewalztem Stahl besteht.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der metallische Träger aus Edelstahl besteht.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zu verchromende Oberfläche des metallischen Trägers vor der Verchromung mechanisch verfestigt wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zu verchromende Oberfläche hartverchromt wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Chrombeschichtung in einer Schichtdicke erzeugt wird, die zwischen 20 µm und 50 µm beträgt.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die verchromte Oberfläche zur Einstellung eines bestimmten Glanzgrades materialabtragend bearbeitet wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Chromschicht zur Erzielung der Verfärbung auf eine Temperatur gebracht wird, die zwischen 400°C und 600°C beträgt.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur zwischen 450°C und 500°C beträgt.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf die Chromschicht eine farbbeeinflussende Substanz aufgetragen wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Öl auf die Chromschicht aufgetragen wird, bevor diese zur Erzielung der Verfärbung auf Temperatur gebracht wird.
12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine fettfreie Flüssigkeit auf die Chromschicht aufgetragen wird, nachdem diese die zur Erzielung der Verfärbung erforderliche Temperatur erreicht hat.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die farbbeeinflussende Substanz lediglich bereichsweise in Art eines Musters oder Zeichens aufgetragen wird.
14. Möbel, mit einer Möbeloberfläche aus Metall, die durch ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche erzeugt worden ist.
15. Möbel nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Möbeloberfläche eine Küchenarbeitsplatte bildet.