DE102021105192A1 - Verfahren zur Beschichtung einer Sanitärkomponente - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur Beschichtung einer Sanitärkomponente (1), aufweisend zumindest die folgenden Schritte:a) Bereitstellen der Sanitärkomponente (1), wobei die Sanitärkomponente (1) zumindest einen Flüssigkeitskanal (2) aufweist; undb) zumindest teilweises Beschichten einer Innenfläche (3) des zumindest einen Flüssigkeitskanals (2) mit einer Beschichtung (4), wobei die Beschichtung (4) zumindest eine Schicht (5) aufweist, die Kupfer umfasst.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beschichtung einer Sanitärkomponente. Bei der Sanitärkomponente kann es sich beispielsweise um ein Armaturengehäuse für eine Sanitärarmatur handeln, die der bedarfsgerechten Bereitstellung einer Flüssigkeit beispielsweise an einem Waschbecken, Spülbecken, Dusche und/oder Badewanne dient.
  • Sanitärkomponenten können Flüssigkeitskanäle aufweisen, mittels denen die Flüssigkeit, beispielsweise Wasser, einer Auslauföffnung der Sanitärkomponente bzw. der Sanitärarmatur zuführbar ist. Dabei kommt die Flüssigkeit mit einem Material der Sanitärkomponente in Kontakt, sodass Bestandteile des Materials, insbesondere Legierungsbestandteile des Materials, wie zum Beispiel Blei, von der Flüssigkeit aufgenommen werden können. Da diese Bestandteile gesundheitsschädlich sein können, ist dies jedoch nicht wünschenswert.
  • Aufgabe der Erfindung ist daher, die mit Bezug auf den Stand der Technik geschilderten Probleme zumindest teilweise zu lösen und insbesondere ein Verfahren zur Beschichtung einer Sanitärkomponente anzugeben, mit dem eine Abgabe von Bestandteilen des Materials der Sanitärkomponente an die Flüssigkeit zumindest reduzierbar ist.
  • Diese Aufgabe wird gelöst mit einem Verfahren gemäß den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängig formulierten Patentansprüchen angegeben. Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den abhängig formulierten Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale in beliebiger technologisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung definieren. Darüber hinaus werden die in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale in der Beschreibung näher präzisiert und erläutert, wobei weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung dargestellt werden.
  • Hierzu trägt ein Verfahren zur Beschichtung einer Sanitärkomponente bei, das zumindest die folgenden Schritte aufweist:
    1. a) Bereitstellen der Sanitärkomponente, wobei die Sanitärkomponente zumindest einen Flüssigkeitskanal aufweist; und
    2. b) zumindest teilweises Beschichten einer Innenfläche des zumindest einen Flüssigkeitskanals mit einer Beschichtung, wobei die Beschichtung zumindest eine Schicht aufweist, die Kupfer umfasst.
  • Bei der Sanitärkomponente kann es sich beispielsweise um ein Armaturengehäuse für eine Sanitärarmatur handeln. Eine solche Sanitärarmatur dient insbesondere der bedarfsgerechten Bereitstellung einer Flüssigkeit, insbesondere Wasser, an einem Waschbecken, Spülbecken, Dusche und/oder Badewanne. Weiterhin dient die Sanitärarmatur insbesondere der Entnahme bzw. Abgabe der Flüssigkeit.
  • Die Sanitärkomponente kann zumindest teilweise aus Metall bestehen und/oder nach Art eines Gussbauteils ausgebildet sein. Hierbei kann die Sanitärkomponente bzw. ein Material der Sanitärkomponente Blei, beispielsweise als Legierungselement, enthalten. Die Sanitärkomponente kann zumindest teilweise aus Kunststoff bestehen und/oder nach Art eines Kunststoffspritzgussteils ausgebildet sein.
  • Die Sanitärarmatur kann zumindest ein Stellglied für eine Wassertemperatur und/oder eine Entnahmemenge des Wassers umfassen.
  • Weiterhin kann die Sanitärarmatur in einem Sichtbereich eines Benutzers zum Einsatz kommen, sodass die Sanitärkomponente nach Art eines Überputzbauteils ausgebildet sein kann. Alternativ kann die Sanitärkomponente auch als Unterputzbauteil ausgebildet sein. Solche Unterputzbauteile sind beispielsweise in einer Gebäudewand einbaubar, sodass diese durch einen Benutzer (in einem verbauten Zustand) regelmäßig nicht sichtbar sind.
  • Die Sanitärkomponente weist zumindest einen Flüssigkeitskanal für die Flüssigkeit auf. Der Flüssigkeitskanal kann insbesondere durch die Sanitärkomponente und/oder in der Sanitärkomponente ausgebildet sein. Weiterhin handelt es sich bei dem zumindest einen Flüssigkeitskanal insbesondere nicht um ein separates Bauteil der Sanitärkomponente. Stattdessen kann der zumindest eine Flüssigkeitskanal mit der Sanitärkomponente einstückig ausgebildet sein. Der zumindest eine Flüssigkeitskanal kann als Hohlraum in der Sanitärkomponente ausgebildet sein. Weiterhin kann der zumindest eine Flüssigkeitskanal zumindest teilweise nach Art einer Bohrung ausgebildet sein. Des Weiteren kann sich der zumindest eine Flüssigkeitskanal beispielsweise zumindest teilweise durch einen Auslauf der Sanitärkomponente bzw. des Armaturengehäuses erstrecken. Darüber hinaus kann sich der zumindest eine Flüssigkeitskanal beispielsweise von einem Aufnahmeraum für zumindest eine Funktionskomponente der Sanitärkomponente bis zu der Auslauföffnung erstrecken. Zudem kann der zumindest eine Flüssigkeitskanal zumindest teilweise durch die Sanitärkomponente bzw. durch ein Material der Sanitärkomponente begrenzt sein. Mittels des Flüssigkeitskanals ist die Flüssigkeit beispielsweise einer Auslauföffnung der Sanitärkomponente bzw. der Sanitärarmatur zuführbar. Hierbei kann die Flüssigkeit insbesondere mit einem Material der Sanitärkomponente in Kontakt kommen.
  • In einem Schritt a) wird die Sanitärkomponente bereitgestellt. Dies kann die Herstellung der Sanitärkomponente (unbeschichtet bzw. als Halbzeug) umfassen. Schritt a) kann das Ausrichten und/oder Positionieren der Sanitärkomponente in einer Umgebung umfassen, in der dann Schritt b) (unmittelbar) ausgeführt werden kann.
  • Danach oder unmittelbar anschließend wird in Schritt b) eine Innenfläche des zumindest einen Flüssigkeitskanals zumindest teilweise mit einer Beschichtung versehen. Die Innenfläche des zumindest einen Flüssigkeitskanals wird zumindest teilweise oder vollständig mit der Beschichtung beschichtet. Auch eine Außenfläche der Sanitärkomponente kann in diesem Schritt zumindest teilweise mit der Beschichtung beschichtet werden. Das zumindest teilweise Beschichten der Innenfläche des zumindest einen Flüssigkeitskanals kann gleichzeitig mit dem zumindest teilweisen Beschichten der Außenfläche der Sanitärkomponente erfolgen. Die Beschichtung der Innenfläche des zumindest einen Flüssigkeitskanals kann sich auf einen Bereich beschränken, in dem der zumindest eine Flüssigkeitskanal an der Außenfläche der Sanitärkomponente mündet. Dieser Bereich kann beispielsweise von der Außenfläche der Sanitärkomponente entlang des zumindest einen Flüssigkeitskanals eine Länge von maximal 10 cm (Zentimeter), bevorzugt maximal 5 cm, aufweisen.
  • Die (in Schritt b) erzeugte) Beschichtung weist zumindest eine Schicht auf, die Kupfer umfasst. Somit kann die Beschichtung aus einer einzigen Schicht aus Kupfer bestehen, die insbesondere direkt auf der Innenfläche des zumindest einen Flüssigkeitskanals aufgetragen wird. Die Beschichtung kann aus einer Mehrzahl von Schichten gebildet werden. In diesem Fall kann es sich bei der Beschichtung um ein Mehrschichtsystem handeln, mit dem insbesondere dekorative und/oder funktionale Oberflächen erzeugbar sind. Die einzelnen Schichten werden dazu insbesondere sequenziell ausgebildet und/oder unterscheiden sich in ihrer Materialzusammensetzung. Die Schicht aus Kupfer und/oder die einzelnen Schichten weisen bevorzugt jeweils eine Schichtdicke von 1 um (Mikrometer) bis 60 µm, bevorzugt 4 µm bis 40 µm, auf.
  • Hierfür kann die Sanitärkomponente insbesondere zumindest teilweise in eine elektrolytische Lösung getaucht werden. Die Schicht aus Kupfer und/oder die einzelnen Schichten der Beschichtung kann auf der Innenfläche des zumindest einen Flüssigkeitskanals und/oder der Außenfläche der Sanitärkomponente elektrolytisch abgeschieden werden.
  • Im Bereich der Beschichtung kann ein Kontakt der Flüssigkeit mit dem Material der Sanitärkomponente verhindert werden, sodass keine gesundheitsschädlichen Bestandteile des Materials der Sanitärkomponente durch die Flüssigkeit aufgenommen werden können.
  • Die Sanitärkomponente kann aus Kupfer oder einer Kupferlegierung bestehen. Die Kupferlegierung kann beispielsweise Zink umfassen. Weiterhin kann es sich bei der Kupferlegierung um Messing oder Bronze handeln.
  • Die Beschichtung kann eine erste Schicht aus Kupfer umfassen. Die erste Schicht aus Kupfer wird insbesondere direkt auf der Innenfläche des zumindest einen Flüssigkeitskanals und/oder der Außenfläche der Sanitärkomponente ausgebildet.
  • Die Beschichtung kann eine zweite Schicht aus einer Nickel-Phosphor-Legierung umfassen. Die zweite Schicht kann insbesondere direkt auf der ersten Schicht ausgebildet werden. Ein Massenanteil des Phosphors in der Nickel-Phosphor-Legierung kann insbesondere mindestens 8 % betragen. Der Massenanteil des Phosphors in der Nickel-Phosphor-Legierung beträgt bevorzugt 8 % bis 14 %, besonders bevorzugt 10 % bis 12 %. Die zweite Schicht aus der Nickel-Phosphor-Legierung wird auf die Sanitärkomponente insbesondere elektrolytisch abgeschieden. Die Nickel-Phosphor-Legierung übernimmt insbesondere die Funktion des Korrosionsschutzes. Somit verhindert die Nickel-Phosphor-Legierung in hohem Maße Korrosion an der Sanitärkomponente und verbessert somit die Korrosionseigenschaften insbesondere von dekorativen Beschichtungen mit funktionalem Charakter. Schädigungen, unvollständig geschlossene oder poröse Beschichtungen führen daher zu einem erheblich reduzierten Korrosionsverlauf der Sanitärkomponente, sodass ein Bauteilversagen und/oder optische Beeinträchtigungen vermieden werden. Die Beschichtung weist insbesondere (gegebenenfalls mit Ausnahme der Schicht aus der Nickel-Phosphor-Legierung) keine weitere Schicht auf, die Nickel umfasst.
  • Die Beschichtung kann eine dritte Schicht aus Chrom umfassen. Die dritte Schicht wird insbesondere direkt auf der zweiten Schicht ausgebildet.
  • Das Chrom der dritten Schicht kann aus hexavalentem oder trivalentem Chromelektrolyt abgeschieden werden.
  • Die Beschichtung kann eine vierte Schicht aus einer Zirkonverbindung, Chromverbindung oder Titanverbindung umfassen. Auch sind Mischungen dieser Verbindungen in der fünften Schicht möglich. Die fünfte Schicht wird insbesondere direkt auf der vierten Schicht aufgebracht. Der Zweck dieser Beschichtung ist insbesondere die Erstellung einer bestimmten Farbe. Beispielsweise werden mit dieser Rottöne, Goldtöne oder Edelstahloptik auf galvanisch abgeschiedenen Chromschichten realisiert. Die Zusammensetzung dieser Schichten bestimmen hierbei die erreichte Farbe. In verschiedenen Anteilen bestehen diese Schichten zumeist aus Zirkonnitrid (ZrN), Titannitrid (TiN) und/oder Chromnitrid (CrN).
  • Die vierte Schicht kann durch physikalische Gasphasenabscheidung (PVD-Verfahren) erzeugt werden.
  • Die vierte Schicht kann aus einer amorphen Kohlenstoffschicht erzeugt werden. Bei der amorphen Kohlenstoffschicht handelt es sich insbesondere um eine diamantartige Kohlenstoffschicht (DLC = „diamond-like carbon“).
  • In die Beschichtung kann eine Bürstenstruktur eingebracht werden. Das Aufbringen einer Bürstenstrukturwird meist in Verbindung mit der bereits erwähnten PVD-Beschichtung durchgeführt. Resultierende Endoberflächen sind zum Beispiel „gebürsteter Edelstahl“ oder „gebürstetes Nickel“. Das Bürsten wird durch Andrücken der Gegenstände an rotierende Scheiben durchgeführt. Diese Scheiben können zum Beispiel Polierringe mit entsprechenden Polierpasten, Fiberbürsten oder Sisalbürsten sein. Dieser Arbeitsschritt wir vor der PVD-Beschichtung oder sogar vor der Verchromung durchgeführt.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt wird auch eine Sanitärkomponente vorgeschlagen, die mit dem hier offenbarten Verfahren hergestellt wurde und/oder den hier offenbarten Schichtaufbau der Beschichtung einer Innenfläche des zumindest einen Flüssigkeitskanals hat.
  • Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren eine besonders bevorzugte Ausführungsvariante der Erfindung zeigen, diese jedoch nicht darauf beschränkt ist. Es zeigen beispielhaft und schematisch:
    • 1: eine Sanitärkomponente in einer perspektivischen Darstellung; und
    • 2: eine Innenfläche eines Flüssigkeitskanals der Sanitärkomponente mit einer Beschichtung in einer Schnittdarstellung.
  • 1 zeigt eine Sanitärkomponente 1 in einer perspektivischen Darstellung. Bei der Sanitärkomponente 1 handelt es sich um ein Armaturengehäuse mit einem Auslauf 9. Der Auslauf 9 umfasst eine Auslauföffnung 10, an der ein Flüssigkeitskanal 2 mündet, der sich durch den Auslauf 9 erstreckt. Eine Innenfläche 3 des Flüssigkeitskanals 2 weist im Bereich der Auslauföffnung 10 eine in der 2 gezeigte Beschichtung 4 auf.
  • 2 zeigt die Innenfläche 3 des Flüssigkeitskanals 2 der Sanitärkomponente 1 in einer Schnittdarstellung. Die Innenfläche 3 ist mit einer Beschichtung 4 beschichtet, die eine erste Schicht 5, eine zweite Schicht 6, eine dritte Schicht 7 und eine vierte Schicht 8 aufweist. Bei der hier vorgeschlagenen Ausführungsvariante der Erfindung ist die Sanitärkomponente 1 aus Messing, die erste Schicht 5 aus Kupfer, die zweite Schicht 6 aus einer Nickel-Phosphor-Legierung, die dritte Schicht 7 aus Chrom und die vierte Schicht 8 aus einer Zirkonverbindung gebildet.
  • Durch die vorliegende Erfindung ist eine Abgabe von Bestandteilen des Materials der Sanitärkomponente an die Flüssigkeit zumindest reduzierbar.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Sanitärkomponente
    2
    Flüssigkeitskanal
    3
    Innenfläche
    4
    Beschichtung
    5
    erste Schicht
    6
    zweite Schicht
    7
    dritte Schicht
    8
    vierte Schicht
    9
    Auslauf
    10
    Auslauföffnung

Claims (10)

  1. Verfahren zur Beschichtung einer Sanitärkomponente (1), aufweisend zumindest die folgenden Schritte: a) Bereitstellen der Sanitärkomponente (1), wobei die Sanitärkomponente (1) zumindest einen Flüssigkeitskanal (2) aufweist; und b) zumindest teilweises Beschichten einer Innenfläche (3) des zumindest einen Flüssigkeitskanals (2) mit einer Beschichtung (4), wobei die Beschichtung (4) zumindest eine Schicht (5) aufweist, die Kupfer umfasst.
  2. Verfahren nach Patentanspruch 1, wobei die Sanitärkomponente (1) aus Kupfer oder einer Kupferlegierung besteht.
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die Beschichtung (4) mit einer ersten Schicht (5) aus Kupfer erzeugt wird.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die Beschichtung (4) mit einer zweiten Schicht (6) aus einer Nickel-Phosphor-Legierung erzeugt wird.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die Beschichtung (4) mit einer dritten Schicht (7) aus Chrom erzeugt wird.
  6. Verfahren nach Patentanspruch 5, wobei das Chrom der dritten Schicht (7) aus hexavalentem oder trivalentem Chromelektrolyt abgeschieden wird.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die Beschichtung (4) mit einer vierten Schicht (8) aus einer Zirkonverbindung, Chromverbindung oder Titanverbindung erzeugt wird.
  8. Verfahren nach Patentanspruch 7, wobei die vierte Schicht (8) durch physikalische Gasphasenabscheidung (PVD-Verfahren) erzeugt wird.
  9. Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 6, wobei die Beschichtung (4) mit einer vierten Schicht (8) aus amorphem Kohlenstoff (DLC) erzeugt wird.
  10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei in die Beschichtung (4) eine Bürstenstruktur eingebracht wird.
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