DE10303649A1

DE10303649A1 - Beschichtungsverfahren

Info

Publication number: DE10303649A1
Application number: DE10303649A
Authority: DE
Inventors: Andreas Dr. Fath
Original assignee: Hansgrohe SE
Current assignee: Hansgrohe SE
Priority date: 2003-01-27
Filing date: 2003-01-27
Publication date: 2004-07-29

Abstract

Bei einem Verfahren zur Beschichtung von Gegenständen, insbesondere von Sanitärgegenständen wie Sanitärbrausen, die aus Kunststoff bestehen oder Kunststoffoberflächen aufweisen, wird zunächst mindestens eine Schicht aus Kupfer, Nickel oder einer Kupfer-Nickel-Legierung auf den Gegenstand aufgebracht. Dann wird mindestens die oberste aufgebrachte Schicht mechanisch oberflächenbehandelt und über die oberflächenbehandelte Schicht mindestens eine Nickel-Wolfram-Schicht aufgebracht. Vorzugsweise erfolgt die Oberflächenbehandlung durch Bürsten und/oder Strahlen. Auf diese Weise können Gegenstände mit bestimmter Optik, insbesondere edelstahlähnlicher Optik, bereitgestellt werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beschichtung von Gegenständen, insbesondere von Sanitärgegenständen wie Sanitärbrausen, die aus Kunststoff bestehen oder Kunststoffoberflächen aufweisen, sowie die mit diesem Verfahren herstellbaren Gegenstände.

Bereits seit langem werden die unterschiedlichsten Gegenstände aus den verschiedensten Gründen mit anorganischen oder organischen Stoffen beschichtet. Grund für diese Beschichtungen sind zum einen funktionelle Anforderungen, z. B. der Korrosionsschutz, oder zum anderen dekorative Anforderungen, z. B. das optische Erscheinungsbild. Häufig werden Gegenstände sowohl aus funktionellen als auch aus dekorativen Gründen beschichtet.

Von besonderer Bedeutung sind Beschichtungen bei allen Arten von Sanitärgegenständen, insbesondere bei Sanitärarmaturen oder Sanitärbrausen. Diese müssen nämlich einerseits funktionellen Anforderungen genügen, d. h. in hohem Maße korrosionsbeständig sein, leicht zu reini gen 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 bestimmter „Optik" bereitgestellt werden. Um diese Anforderungen zu erfüllen, werden als Beschichtungsmaterialien die verschiedensten Metalle eingesetzt, die häufig durch galvanische Abscheidung auf die entsprechenden Grundkörper aufgebracht werden. Ein bekanntes Beispiel ist hier das Aufbringen von Chrom, wobei glänzende Oberflächen hoher Korrosionsbeständigkeit erhalten werden.

Die bei der Beschichtung von Gegenständen, insbesondere in der Sanitärtechnik, auftretenden Probleme stellen sich bei Gegenständen aus Kunststoff oder mit Kunststoffoberflächen in besonderem Maße. So besitzen Kunststoffe im Gegensatz zu Metallen eine sehr geringe Wärmekapazität. Deshalb ist eine mechanische Oberflächenbehandlung von metallisierten Kunststoffteilen nur eingeschränkt möglich, da sich sonst durch den aus der mechanischen Behandlung resultierenden Wärmeeintrag in das Kunststoffteil die (insbesondere galvanisch aufgebrachten) Metallschichten von den Kunststoffoberflächen wieder ablösen können. Dies kann zu hohen Ausschußraten in der industriellen Produktion führen. Darüber hinaus lassen sich bei beschichteten Kunststoffgegenständen bestimmte „Optiken" nur schwer einstellen. Dies trifft in besonderem Maße für die sogenannte „Edelstahloptik" zu. Bei einer solchen Ausführung soll das metallbeschichtete Kunststoffteil den optischen Eindruck einer Edelstahloberfläche, insbesondere einer gebürsteten Edelstahloberfläche aufweisen. Sanitärarmaturen, Sanitärbrausen oder zumindest die zu solchen Armaturen gehörenden Teile wie Anschlußteile, Rosetten oder Verbindungsteile werden nämlich häufig aus Kunststoff gefertigt und anschließend (mit Metallen) beschichtet. Solche beschichteten Kunststoffteile sollen dann das gleiche optische Erscheinungsbild wie aus Edelstahl gefertigte Gegenstände besitzen.

Zur Bereitstellung von Oberflächen bestimmter Optik auf Kunststoffgegenständen gibt es im Stand der Technik bereits verschiedene Ansätze. So wird die gewünschte Oberfläche häufig durch ein Lackierverfahren imitiert. Dabei enthält der Lack beispielsweise Aluminiumpigmente, welche durch den Zusatz von Farbstoffen entsprechend eingefärbt werden. Die dabei erhaltenen Oberflächen sind in Bezug auf optisches Erscheinungsbild und funktionelle Eigenschaften wie Kratzfestigkeit oft nicht zufriedenstellend.

Bei einer anderen Vorgehensweise wird eine auf das Kunststoffteil aufgebrachte Kupferschicht gebürstet und anschließend vernickelt. Diese Nickelschicht wird anschließend mit einem transparenten Schutzlack versehen. Der Nachteil dieses Verfahrens liegt darin, daß bei einer Beschädigung der Lackschicht auch der Korrosionsschutz verlorengeht.

Als Alternative zu den genannten Lackierverfahren kann auch auf matt verchromte Kunststoffteile im Vakuum (PVD-Verfahren) Edelstahl oder eine edelstahlähnliche Schicht aufgebracht werden. Die resultierende Oberfläche hat dann zwar die Farbe von Edelstahl, nicht jedoch die typische Oberflächenstruktur von gebürstetem Edelstahl. Ein weiterer Nachteil liegt darin, daß das Aufbringen von Metallschichten im PVD-Verfahren sehr teuer ist.

Die Erfindung stellt sich deshalb u. a. die Aufgabe, die oben genannten Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden. Insbesondere soll ein Beschichtungsvertahren für Gegenstände, die aus Kunststoff bestehen oder Kunststoffoberflächen aufweisen, bereitgestellt werden, bei dem gezielt ein bestimmtes optisches Erscheinungsbild des beschichteten Gegenstands erreicht werden kann. Insbesondere soll mit der Erfindung ein Verfahren zur Bereitstellung eines beschichteten Gegenstands mit dem optischen Erscheinungsbild von gebürstetem Edelstahl erhalten werden. Dabei soll der beschichtete Gegenstand mit dieser Optik die an ihn gestellten funktionellen Anforderungen, insbesondere in der Sanitärtechnik, erfüllen.

Diese Aufgabe wird gelöst durch das Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch den Gegenstand mit den Merkmalen des Anspruchs 9. Bevorzugte Ausführungsformen dieses Verfahrens bzw. dieses Gegenstands sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 8 und 10 bis 25 dargestellt. Der Wortlaut sämtlicher Ansprüche wird hiermit durch Bezugnahme zum Inhalt dieser Beschreibung gemacht.

Das eingangs genannte Verfahren zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, daß auf den Gegenstand mindestens eine Schicht aus Kupfer, Nickel oder einer Kupfer-Nickel-Legierung aufgebracht wird und mindestens die dabei erhaltene oberste aufgebrachte Schicht mechanisch oberflächenbehandelt wird. Dann wird über die oberflächenbehandelte Schicht mindestens eine Nickel-Wolfram-Schicht aufgebracht.

Die oben genannte Oberflächenbehandlung erfolgt dabei vorzugsweise durch Bürsten und/oder Strahlen. Dabei ist es weiter bevorzugt, wenn die Oberflächenbehandlung in jedem Fall mindestens teilweise durch Bürsten erfolgt. Auch ein Polieren ist als bevorzugte Oberflächenbehandlung zu nennen.

Unter Bürsten soll hierbei eine mechanische Oberflächenbehandlung verstanden werden, bei der die Oberfläche mit einer Bürste oder einem gleichwirkenden Bearbeitungsmittel ausreichender Festigkeit und Härte unter teilweisem Abtrag der Metallschicht bearbeitet wird. Durch diesen Vorgang werden in die Oberfläche die charakteristischen Strukturen wie Rillen, Vertiefungen und dergleichen eingearbeitet, wie sie für eine solche dem Fachmann bekannte Bearbeitung mit Bürsten charakteristisch sind. Dabei wird die betreffende gebürstete Metallschicht selbstverständlich nicht vollständig abgetragen.

Unter Strahlen versteht der Fachmann bekanntlich eine mechanische Oberflächenbehandlung, bei dem beispielsweise (Quarz-)Sand oder Glasperlen als Strahlmittel (Durchmesser üblicherweise 0,5 bis 1,5 mm) mit Hilfe von Druckluftgebläsen auf die entsprechende Oberfläche geschleudert werden. Hierbei entstehen die für das Strahlen charakteristischen Oberflächenstrukturen.

Wie bereits erwähnt können bei der Erfindung das Bürsten und das Strahlen alternativ oder in Kombination angewendet werden. Bevorzugt wird mindestens ein Teil der zu behandelnden Oberfläche gebürstet, wobei dann insbesondere die Teile der Oberfläche, die mit der Bürste/Bürstscheibe nur schwer erreicht und bearbeitet werden können, gestrahlt werden.

Die Schichten aus Kupfer, Nickel oder Kupfer-Nickel-Legierungen werden erfindungsgemäß vorzugsweise vergleichsweise „weich" ausgebildet, damit eine einfache mechanische Oberflächenbehandlung, insbesondere durch Bürsten, ermöglicht wird. Kupferschichten, insbesondere galvanisch abgeschiedene Kupferschichten, sind üblicherweise ausreichend weich. Bei Nickelschichten ist in diesem Zusammenhang das sogenannte (dem Fachmann bekannte) Sulfamatnickel als bevorzugt hervorzuheben, welches aus einem Nickelbad auf Sulfamatbasis (ohne organische Zusätze) als weiches Mattnickel abgeschieden wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist vorzugsweise so ausgestaltet, daß auf den Gegenstand zunächst eine Kupferschicht und dann eine Nickelschicht aufgebracht wird. Diese Nickelschicht wird dann mechanisch oberflächenbehandelt, vorzugsweise gebürstet und/oder gestrahlt.

Bei den Nickelschichten handelt es sich erfindungsgemäß insbesondere um sogenannte Sulfamatnickelschichten, d. h. weiche matte Nickelschichten, wie sie dem Fachmann bekannt sind.

Nach der Erfindung ist es weiter bevorzugt, wenn auf die oberflächenbehandelte Schicht vor Aufbringung der Nickel-Wolfram-Schicht mindestens eine weitere Schicht aus Kupfer, Nickel oder einer Kupfer-Nickel-Legierung aufgebracht wird. Solche weiteren Schichten können, je nach verwendetem Metall, die Korrosionsbeständigkeit erhöhen oder besondere optische Effekte bei dem endgültig erhaltenen beschichteten Gegenstand hervorrufen. Vorzugsweise handelt es sich bei der weiteren Schicht um eine Nickelschicht, insbesondere um eine sogenannte Sulfamatnickelschicht.

Wie aus den bisherigen Ausführungen bereits teilweise hervorgeht, werden die Schichten der genannten Metalle erfindungsgemäß vorzugsweise mindestens teilweise durch galvanische Abscheidung, d. h. durch Abscheidung aus einem Elektrolyten unter Stromfluß, erhalten. Vorzugsweise werden alle auf den Gegenstand aufgebrachten Metallschichten galvanisch abgeschieden. Dabei wird der an sich nicht leitende Kunststoffgegenstand durch dem Fachmann bekannte Methoden leitfähig gemacht. So wird die Kunststoffoberfläche beispielsweise mit Palladium stromlos aktiviert und mit Nickel stromlos metallisiert. Auf die so erhaltene dünne Nickelschicht kann gegebenenfalls durch Abscheidung unter Stromfluß eine sogenannte Vornickelschicht aufgebracht werden. Die so erhaltene Grundstruktur wird dann erfindungsgemäß weiterbehandelt.

In Weiterbildung ist es bei dem erfindungsgemäßen Verfahren bevorzugt, wenn über der (gegebenenfalls obersten) Nickel-Wolfram-Schicht mindestens eine Siloxan- oder Polysiloxan-Deckschicht aufgebracht wird. Siloxane/Polysiloxane werden bekanntlich aus Organosilanen erhalten, beispielsweise durch thermische Behandlung. Besonders geeignet ist hierfür das sogenannte Sol-Gel-Verfahren, das zu den in der Literatur auch unter dem Stichwort „Sol-Gel-Beschichtungen" bekannten Polysiloxanschichten führt. Eine solche Deckschicht bewirkt eine zusätzliche Versiegelung der Oberfläche und kann deren physikalische und chemische Eigenschaften (z. B. in Bezug auf Abriebbeständigkeit, Korrosionsbeständigkeit, Abperleffekt für Flüssigkeiten und dergleichen) verbessern. Obwohl in geeigneter Weise pigmentierte Polysiloxan-Schichten erfindungsgemäß möglich sind, wird es sich im Regelfall bei der Deckschicht um eine transparente Polysiloxan-Schicht handeln.

Es versteht sich, daß der zu beschichtende Gegenstand vor Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens einer üblichen Vorbehandlung unterzogen werden kann. Solche Vorbehandlungsschritte sind dem Fachmann bekannt. Neben dem Leitfähigmachen des Gegenstands sind hier die üblichen chemischen und/oder physikalischen Methoden zu nennen, die unter den Stichworten anodische Entfettung, kathodische Entfettung, Heißentfettung, Ultraschallentfettung und dergleichen zitiert werden können. Solche bekannten Vorbehandlungs- und Aktivierungsschritte können selbstverständlich auch zwischen den einzelnen Verfahrensschritten, beispielsweise vor dem Aufbringen weiterer Metallschichten angewendet werden.

Der erfindungsgemäße Gegenstand, d. h. vorzugsweise der erfindungsgemäße Sanitärgegenstand wie eine Sanitärbrause besteht erfindungsgemäß aus einem Grundkörper aus Kunststoff oder einem Grundkörper mit Kunststoffoberflächen. Auf diesem Grundkörper befindet sich mindestens eine Schicht aus Kupfer, Nickel oder einer Kupfer-Nickel-Legierung, wobei die oberste Schicht mechanisch oberflächenbehandelt ist. Über dieser obersten (oberflächenbehandelten) Schicht befindet sich dann mindestens eine Nickel-Wolfram-Schicht.

Die oberste Schicht, auf der sich die Nickel-Wolfram-Schicht befindet, ist insbesondere gebürstet und/oder gestrahlt. Bezüglich der damit definierten Oberflächenstrukturen wird ausdrücklich auf die obigen Ausführungen Bezug genommen und verwiesen.

In Weiterbildung befindet sich bei dem erfindungsgemäßen Gegenstand vorzugsweise mindestens eine weitere Schicht aus Kupfer, Nickel oder einer Kupfer-Nickel-Legierung zwischen der oberflächenbehandelten Schicht und der Nickel-Wolfram-Schicht.

In Übereinstimmung mit den bisherigen Ausführungen lassen sich dementsprechend bevorzugte, erfindungsgemäße Gegenstände durch folgenden Aufbau charakterisieren:

1. Gegenstand mit – einem Grundkörper aus Kunststoff oder einem Grundkörper mit Kunststoffoberflächen, – einer sich auf dem Grundkörper befindenden Schicht aus Kupfer oder Nickel, wobei – diese Kupferschicht oder Nickelschicht mechanisch oberflächenbehandelt, vorzugsweise gebürstet ist, und – einer Nickel-Wolfram-Schicht auf der oberflächenbehandelten Kupferschicht oder Nickelschicht.
2. Gegenstand mit – einem Grundkörper aus Kunststoff oder einem Grundkörper mit Kunststoffoberflächen, – einer sich auf dem Grundkörper befindenden Kupferschicht, – einer sich auf der Kupferschicht befindenden Nickelschicht, wobei – diese Nickelschicht mechanisch oberflächenbehandelt, vorzugsweise gebürstet ist, und – einer Nickel-Wolfram-Schicht auf der oberflächenbehandelten Nickelschicht.

Bei dem unter 2. definierten Gegenstand kann sich zwischen der oberflächenbehandelten Nickelschicht und der Nickel-Wolfram-Schicht vorzugsweise eine weitere Nickelschicht befinden.

Bei allen unter 1. und 2. definierten Gegenständen kann es sich bei der oberflächenbehandelten Nickelschicht vorzugsweise um eine sogenannte Sulfamatnickelschicht handeln. Solche Nickelschichten sind dem Fachmann als weiche matte Nickelschichten bekannt. Die unter 1. und 2. erwähnten Kupferschichten sind vorzugsweise matte Kupferschichten.

Sind weitere Nickelschichten (zwischen oberflächenbehandelter Schicht und Nickel-Wolfram-Schicht) vorhanden, so handelt es sich hierbei vorzugsweise ebenfalls um sogenannte Sulfamatnickelschichten.

Bei allen erfindungsgemäßen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Gegenstands kann sich über der (gegebenenfalls obersten) Nickel-Wolfram-Schicht (mindestens) eine Siloxan-/Polysiloxan-Deckschicht befinden.

Dementsprechend ist ein besonders bevorzugter erfindungsgemäßer Gegenstand durch folgenden Aufbau definiert:

– ein Grundkörper aus Kunststoff oder ein Grundkörper mit Kunststoffoberflächen,
– einer sich auf dem Grundkörper befindenden Kupferschicht,
– einer sich auf der Kupferschicht befindenden Nickelschicht, vorzugsweise Sulfamatnickelschicht, die mechanisch oberflächenbehandelt, vorzugsweise gebürstet ist,
– einer sich auf der oberflächenbehandelten Nickelschicht befindenden weiteren Nickelschicht, vorzugsweise Sulfamatnickelschicht,
– einer sich auf dieser weiteren Nickelschicht befindenden Nickel-Wolfram-Schicht, und
– einer sich auf der Nickel-Wolfram-Schicht befindenden Polysiloxan-Deckschicht

Grundsätzlich sind bei der Erfindung Nickel-Wolfram-Schichten beliebiger Legierungszusammensetzung verwendbar. Vorzugsweise beträgt der Wolframanteil jedoch zwischen 25 und 45 Atomprozent, insbesondere zwischen 30 und 40 Atomprozent.

Grundsätzlich sind die Schichtdicken der auf den Gegenstand aufgebrachten Beschichtungen nicht kritisch. Um ihre Funktion jedoch besonders gut erfüllen zu können, gibt es bevorzugte Bereiche für diese entsprechenden Schichtdicken. So beträgt die Schichtdicke der ersten sich auf dem Gegenstand befindenden Metallschicht, also insbesondere der Kupferschicht, zwischen 10 μm und 60 μm, vorzugsweise zwischen 20 μm und 50 μm. Innerhalb dieses letztgenannten Bereichs sind Schichtdicken zwischen 30 μm und 40 μm weiter bevorzugt.

Die Schichtdicke der Nickelschichten, vorzugsweise der sich auf einer oberflächenbehandelten Schicht befindenden (weiteren) Nickelschichten beträgt vorzugsweise zwischen 5 μm und 25 μm, vorzugsweise zwischen 5 μm und 15 μm. Hier sind innerhalb des letztgenannten Bereiches Schichtdicken zwischen 6 μm und 10 μm besonders hervorzuheben.

Die Schichtdicken der Nickel-Wolfram-Schichten) sind ebenfalls nicht kritisch, werden jedoch möglichst gering gewählt (beispielsweise kleiner 20 μm). So sind Schichtdicken zwischen 0,1 μm und 5 μm hervorzuheben. Innerhalb dieses Bereichs sind Schichtdicken zwischen 0,2 μm und 2 μm, insbesondere zwischen 0,5 μm und 1 μm weiter bevorzugt.

Die Schichtdicke der Siloxan-/Polysiloxan-Schichten) beträgt vorzugsweise weniger als 5 μm, insbesondere weniger als 1 μm.

Erfindungsgemäß können grundsätzlich alle bekannten und insbesondere üblicherweise industriell eingesetzten (galvanisierfähigen) Kunststoffe beschichtet werden. Dabei kann der Gegenstand entweder selbst aus dem entsprechenden Kunststoffmaterial bestehen oder das Kunststoffmaterial kann zumindest einen Teil der Oberfläche dieses Gegenstands bilden. Vorzugsweise werden bei der Erfindung Grundkörper aus Kunststoffen eingesetzt, wie sie in der Sanitärtechnik Verwendung finden. Insbesondere handelt es sich hierbei bei dem Kunststoff um ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer). Auch PA (Polyamid) und ABS/PC (ABS-Copolymer mit Polycarbonat) sind hervorzuheben.

In Übereinstimmung mit der eingangs gestellten Aufgabe besitzt der erfindungsgemäße Gegenstand vorzugsweise eine sogenannte Edelstahloptik, d. h. ein edelstahlähnliches Aussehen für den Betrachter. Vorzugsweise handelt es sich bei dieser Edelstahloptik um diejenige von „gebürstetem Edelstahl".

Durch das erfindungsgemäße Verfahren und durch den erfindungsgemäßen Gegenstand wird eine Lösung für die eingangs erläuterte Aufgabe bereitgestellt. Der erfindungsgemäße Gegenstand erfüllt, insbesondere wenn es sich um einen Sanitärgegenstand handelt, sowohl die an ihn gestellten funktionellen als auch die an ihn gestellten dekorativen Anforderungen. Der Gegenstand ist also einerseits u. a. korrosionsbeständig, abriebbeständig, läßt Flüssigkeiten gut abperlen und besitzt festhaftende Oberflächenschichten. Zum anderen vermittelt er für den Käufer/Nutzer die gewünschte Optik, insbesondere Edelstahloptik, so daß derart beschichtete Kunststoffgegenstände sich optisch nicht von Gegenständen aus dem Vollmaterial Edelstahl oder von tatsächlich edelstahlbeschichteten Gegenständen abheben.

Weiter umfaßt die Erfindung einen Elektrolyten für die galvanische Abscheidung von Nickel-Wolfram-Oberflächen, insbesondere auf Sanitär gegenständen wie Sanitärarmaturen. Dieser Elektrolyt enthält erfindungsgemäß

– Natriumwolframatdihydrat (Na₂WO₄·2 H₂O),
– Nickelsulfathexahydrat (NiSO₄·6 H₂O),
– mindestens einen zitronensäurehaltigen Komplexbildner, vorzugsweise Trinatriumcitrat-Dihydrat und/oder Zitronensäuremonohydrat,
– Ammoniumchlorid (NH₄Cl), und
– gegebenenfalls weitere Additive.

Bei den oben erwähnten Additiven kann es sich um alle üblichen Zusatzstoffe handeln, wie sie bei der galvanischen Abscheidung in den entsprechenden Bädern oder Elektrolyten Verwendung finden. Hierbei kann es sich beispielsweise um Glanzzusätze, Netzmittel, oberflächenaktive Substanzen und dergleichen handeln. Solche Additive können in unterschiedlichen Mengen, je nach angestrebtem Verwendungszweck, eingesetzt werden.

Es ist erfindungsgemäß bevorzugt, wenn bestimmte Mengenbereiche der oben erwähnten Bestandteile des Elektrolyten eingehalten werden. So ist das Natriumwolframatdihydrat im Elektrolyten vorzugsweise in Mengen zwischen 80 g/l bis 140 g/l, insbesondere 80 g/l bis 100 g/l enthalten. Das Nickelsulfathexahydrat liegt im erfindungsgemäßen Elektrolyten vorzugsweise in Mengen zwischen 25 g/l bis 50 g/l, insbesondere 25 g/l bis 35 g/l vor. Für den zitronensäurehaltigen Komplexbildner sind Mengen zwischen 90 g/l bis 150 g/l, insbesondere 100 g/l bis 120 g/l (vorzugsweise als Zitronensäuremonohydrat) hervorzuheben und für das ebenfalls als Komplexbildner wirkende Ammoniumchlorid Mengen zwischen 15 g/l bis 30 g/l, insbesondere 15 g/l bis 20 g/l. Gegebenenfalls vorhandene Glanzzusätze sind vorzugsweise in Mengen zwischen 0 und 20 g/l vorhanden. Für Netzmittel sind bevorzugte Mengenbereiche zwischen 0 und 1 g/l, insbesondere zwischen 0,1 und 0,3 g/l, für oberflächenaktive Stoffe von 0 bis 2 g/l zu nennen.

Der erfindungsgemäße Elektrolyt besitzt vorzugsweise einen pH-Wert zwischen 7,5 und 8,5, wobei pH-Werte zwischen 7,6 und 8,2 bevorzugt sind.

Schließlich umfaßt die Erfindung ein Verfahren zur galvanischen Abscheidung von Nickel-Wolfram-Oberflächen, insbesondere auf Sanitärgegenständen wie Sanitärbrausen. Bei diesem Verfahren werden die Nickel-Wolfram-Schichten aus einem Elektrolyten abgeschieden, und zwar vorzugsweise aus dem oben beschriebenen erfindungsgemäßen Elektrolyten. Dabei werden Stromdichten zwischen 0,5 und 3 A/dm² und Temperaturen > 40 °C, insbesondere zwischen 50 °C und 60 °C angewendet. Vorzugsweise können die zu beschichtenden Gegenstände zur Verbesserung des Abscheideverhaltens bei dem Abscheidevorgang im Elektrolyten bewegt werden, wobei insbesondere Bewegungen zwischen 0 und 1 m/s angewendet werden können.

Die genannten und weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung des nun folgenden Beispiels in Verbindung mit den Ansprüchen. Dabei können die einzelnen Merkmale jeweils für sich aIlein oder in Kombination miteinander verwirklicht sein.

Zur Beschichtung eines Sanitärgegenstands wird der Grundkörper einer Brause aus dem Kunststoffmaterial ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer) bereitgestellt.
Dieses Kunststoffteil wird auf übliche Weise galvanisch mit Kupfer (Schichtstärke ca. 40 m) beschichtet. Auf diese Kupferschicht wird galvanisch eine sogenannte Sulfamatnickelschicht (Nickel matt) abgeschieden (Schichtstärke ca. 10 μm). Die so erhaltene Nickeloberfläche wird anschließend gebürstet und sandgestrahlt. Für das Bürsten wird eine kommerziell erhältliche Bürstscheibe verwendet, die geeignet ist, eine für Edelstahlteile typische Bürststruktur mit den entsprechenden Rillen, Vertiefungen und dergleichen aufzubringen. Diejenigen Stellen des Kunststoffteils, die mit der Bürstscheibe nicht gut bearbeitet werden können, wie z. B. enge Übergänge, werden durch Sandstrahlen bearbeitet. Nach diesen mechanischen Oberflächenbehandlungen wird ein mattes, gut oberflächenstrukturiertes metallbeschichtetes Kunststoffteil erhalten.
Auf die gebürstete/sandgestrahlte Oberfläche wird nach der mechanischen Oberflächenbehandlung eine weitere Sulfamatnickelschicht aufgalvanisiert. Diese Schicht besitzt im vorliegenden Fall eine Dicke von ca. 8 μm.
Auf diese Nickelschicht wird dann eine ca. 1 μm dicke Nickel-Wolfram-Schicht aus einem erfindungsgemäßen Elektrolyten aufgalvanisiert. Der Wolframanteil dieser Schicht liegt bei 40 Atomprozent. Der verwendete erfindungsgemäße Elektrolyt enthält die folgenden Komponenten:

– 84,6 g/l Natriumwolframatdihydrat
– 28,8 g/l Nickelsulfathexahydrat
– 112 g/l Zitronensäuremonohydrat
– 17,7 gl/Ammoniumchlorid.

Dieser Elektrolyt ist auch für andere Anwendungen zur Abscheidung von Nickel-Wolfram-Schichten geeignet.
Der erhaltene Schichtaufbau ist vom Farbton her zum einen identisch mit demjenigen von Edelstahl und zum anderen entspricht die erhaltene (mechanisch behandelte) Oberflächenstruktur derjenigen von gebürstetem Edelstahl. Damit sind die erfindungsgemäß beschichteten Kunststoffteile optisch nicht von Teilen aus dem Vollmaterial Edelstahl oder von mit Edelstahl beschichteten Kunststoffteilen zu unterscheiden.
In einem letzten Arbeitsgang wird das metallbeschichtete Kunststoffteil mit einer Polysiloxanschicht versiegelt (Schichtdicke ca. 0,5 μm). Diese abschließende Deckschicht beeinflußt das optische Erscheinungsbild und die Haptik des erfindungsgemäßen Gegenstands nicht. Es werden jedoch hervorragende Abperleigenschaften bzw. schmutzabweisende Eigenschaften durch diese Deckschicht erreicht. Die Polysiloxan-Deckschicht läßt sich auf den metallbeschichteten Gegenstand aufgrund der gebürsteten/sandgestrahlten Oberflächenstruktur besonders einfach aufbringen und haftet auch besonders gut an diesem metallbeschichteten Gegenstand.

Claims

Verfahren zur Beschichtung von Gegenständen, insbesondere von Sanitärgegenständen wie Sanitärbrausen, die aus Kunststoff bestehen oder Kunststoffoberflächen aufweisen, bei dem – mindestens eine Schicht aus Kupfer, Nickel oder einer Kupfer-Nickel-Legierung auf den Gegenstand aufgebracht wird, – mindestens die oberste aufgebrachte Schicht mechanisch oberflächenbehandelt wird, und – über die oberflächenbehandelte Schicht mindestens eine Nickel-Wolfram-Schicht aufgebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenbehandlung durch Bürsten und/oder Strahlen, insbesondere Sandstrahlen, erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Gegenstand zunächst eine Kupferschicht und dann eine Nickelschicht aufgebracht wird und diese Nickelschicht mechanisch oberflächenbehandelt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der Nickelschicht um eine sogenannte Sulfamatnickelschicht handelt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf die oberflächenbehandelte Schicht vor Aufbringung der Nickel-Wolfram-Schicht mindestens eine weitere Schicht aus Kupfer, Nickel oder einer Kupfer-Nickel-Legierung aufgebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der weiteren Schicht um eine Nickelschicht, vorzugsweise eine sogenannte Sulfamatnickelschicht handelt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallschichten mindestens teilweise, vorzugsweise alle durch galvanische Abscheidung aufgebracht werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß über der Nickel-Wolfram-Schicht mindestens eine Siloxan- und/oder Polysiloxan-Deckschicht aufgebracht wird.
Gegenstand, vorzugsweise Sanitärgegenstand wie Sanitärbrause, dadurch gekennzeichnet, daß er wie folgt aufgebaut ist: – einem Grundkörper aus Kunststoff oder einem Grundkörper mit Kunststoffoberflächen, – mindestens einer sich auf dem Grundkörper befindenden Schicht aus Kupfer, Nickel oder einer Kupfer-Nickel-Legierung, wobei mindestens die oberste Schicht mechanisch oberflächenbehandelt ist, und – mindestens einer Nickel-Wolfram-Schicht über dieser obersten Schicht.
Gegenstand nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die oberste Schicht gebürstet und/oder gestrahlt, insbesondere sandgestrahlt, ist.
Gegenstand nach Anspruch 9 oder Anspruch 10, gekennzeichnet durch mindestens eine weitere Schicht aus Kupfer, Nickel oder einer Kupfer-Nickel-Legierung zwischen der oberflächenbehandelten Schicht und der Nickel-Wolfram-Schicht.
Gegenstand nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß er wie folgt aufgebaut ist: – einem Grundkörper aus Kunststoff oder einem Grundkörper mit Kunststoffoberflächen, – einer sich auf dem Grundkörper befindenden Schicht aus Kupfer oder Nickel, wobei diese Kupferschicht oder Nickelschicht mechanisch oberflächenbehandelt, vorzugsweise gebürstet ist, und – einer Nickel-Wolfram-Schicht auf der oberflächenbehandelten Kupferschicht oder Nickelschicht.
Gegenstand nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß er wie folgt aufgebaut ist: – einem Grundkörper aus Kunststoff oder einem Grundkörper mit Kunststoffoberflächen, – einer sich auf dem Grundkörper befindenden Kupferschicht, – einer sich auf der Kupferschicht befindenden Nickelschicht, wobei diese Nickelschicht mechanisch oberflächenbehandelt, vorzugsweise gebürstet ist, und – einer Nickel-Wolfram-Schicht auf der oberflächenbehandelten Nickelschicht.
Gegenstand nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen der oberflächenbehandelten Nickelschicht und der Nickel-Wolfram-Schicht eine weitere Nickelschicht befindet.
Gegenstand nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der oberflächenbehandelten Nickelschicht um eine sogenannte Sulfamatnickelschicht handelt.
Gegenstand nach Anspruch 14 oder Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der weiteren Nickelschicht zwischen der oberflächenbehandelten Nickelschicht und der Nickel-Wolfram-Schicht um eine sogenannte Sulfamatnickelschicht handelt.
Gegenstand nach einem der Ansprüche 9 bis 16, gekennzeichnet durch mindestens eine Siloxan- und/oder Polysiloxan-Deckschicht über der Nickel-Wolfram-Schicht.
Gegenstand nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß er wie folgt aufgebaut ist: – einem Grundkörper aus Kunststoff oder einem Grundkörper mit Kunststoffoberflächen, – einer sich auf dem Grundkörper befindenden Kupferschicht, – einer sich auf der Kupferschicht befindenden Nickelschicht, vorzugsweise Sulfamatnickelschicht, die mechanisch oberflächenbehandelt, vorzugsweise gebürstet ist, – einer sich auf der oberflächenbehandelten Nickelschicht befindenden weiteren Nickelschicht, vorzugsweise Sulfamatnickelschicht, – einer sich auf dieser weiteren Nickelschicht befindenden Nickel-Wolfram-Schicht, und – einer sich auf der Nickel-Wolfram-Schicht befindenden Siloxan-/Polysiloxan-Deckschicht.
Gegenstand nach einem der Ansprüche 9 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Wolframanteil der Nickel-Wolfram-Schicht zwischen 25 und 45 Atomprozent, vorzugsweise zwischen 30 und 40 Atomprozent beträgt.
Gegenstand nach einem der Ansprüche 9 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichtdicke der ersten sich auf dem Gegenstand befindenden Metallschicht, insbesondere einer Kupfer schicht, zwischen 10 μm und 60 μm, vorzugsweise zwischen 20 μm und 50 μm, insbesondere zwischen 30 μm und 40 μm beträgt.
Gegenstand nach einem der Ansprüche 9 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichtdicke der Nickelschichten, vorzugsweise der sich auf einer oberflächenbehandelten Schicht befindenden Nickelschichten, zwischen 5 μm und 25 μm, vorzugsweise zwischen 5 μm und 15 μm, insbesondere zwischen 6 μm und 10 μm beträgt.
Gegenstand nach einem der Ansprüche 9 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichtdicke der Nickel-Wolfram-Schichten zwischen 0,1 μm und 5 μm, vorzugsweise zwischen 0,2 μm und 2 μm, insbesondere zwischen 0,5 μm und 1 μm beträgt.
Gegenstand nach einem der Ansprüche 17 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichtdicke der Siloxan-/Polysiloxan-Schicht weniger als 5 μm, vorzugsweise weniger als 1 μm beträgt.
Gegenstand nach einem der Ansprüche 9 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Kunststoff um ABS handelt.
Gegenstand nach einem der Ansprüche 9 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß er eine sogenannte Edelstahloptik aufweist.
Elektrolyt für die galvanische Abscheidung von Nickel-Wolfram-Oberflächen, insbesondere auf Sanitärgegenständen wie Sanitärarmaturen, enthaltend – Natriumwolframatdihydrat, – Nickelsulfathexahydrat, – mindestens einen zitronensäurehaltigen Komplexbildner, vorzugsweise Trinatriumcitrat-Dihydrat und/oder Zitronensäuremonohydrat, – Ammoniumchlorid, und – gegebenenfalls weitere Additive.
Elektrolyt nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß er – 80 g/l bis 140 g/l, vorzugsweise 80 g/l bis 100 g/l, Natriumwolframatdihydrat, – 25 g/l bis 50 g/l, vorzugsweise 25 g/l bis 35 g/l, Nickelsulfathexahydrat, – 90 g/l bis 150 g/l, vorzugsweise 100 g/l bis 120 g/l, zitronensäurehaltiger Komplexbildner, und – 15 g/l bis 30 g/l, vorzugsweise 15 g/l bis 20 g/l, Ammoniumchlorid, enthält.
Elektrolyt nach Anspruch 26 oder Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß er einen pH-Wert zwischen 7,5 und 8,5, vorzugsweise zwischen 7,6 und 8,2 aufweist.
Verfahren zur galvanischen Abscheidung von Nickel-Wolfram-Oberflächen, insbesondere auf Sanitärgegenständen wie Sanitärarmaturen, dadurch gekennzeichnet, daß Nickel-Wolfram-Schichten aus einem Elektrolyten, vorzugsweise aus einem Elektrolyten nach einem der Ansprüche 26 bis 28, bei einer Stromdichte zwischen 0,5 und 3 A/dm² und einer Temperatur größer 40 °C, vorzugsweise zwischen 50 °C und 60 °C abgeschieden werden.