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DE10317795A1 - Object with layers of composite material comprising a first nonmetallic layer and a second metallic layer applied to the first layer and containing polymer useful for various rollers and for turbomolecular pump components - Google Patents

Object with layers of composite material comprising a first nonmetallic layer and a second metallic layer applied to the first layer and containing polymer useful for various rollers and for turbomolecular pump components

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DE10317795A1
DE10317795A1 DE2003117795 DE10317795A DE10317795A1 DE 10317795 A1 DE10317795 A1 DE 10317795A1 DE 2003117795 DE2003117795 DE 2003117795 DE 10317795 A DE10317795 A DE 10317795A DE 10317795 A1 DE10317795 A1 DE 10317795A1
Authority
DE
Grant status
Application
Patent type
Prior art keywords
layer
nonmetallic
layers
composite
material
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE2003117795
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German (de)
Inventor
Hartmut Dr. Sauer
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AHC-OBERFLAECHENTECHNIK GmbH and Co oHG
AHC OBERFLAECHENTECHNIK GmbH
Original Assignee
AHC-OBERFLAECHENTECHNIK GMBH & CO. OHG
AHC OBERFLAECHENTECHNIK GMBH
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    • B32B7/04Layered products characterised by the relation between layers, i.e. products comprising layers having different physical properties and products characterised by the interconnection of layers characterised by the connection of layers

Abstract

An object with layers of composite material comprising a first nonmetallic layer and a second metallic layer applied to the first nonmetallic layer which contains at least one polymer. The boundary layer between the two layers has a roughness of maximum Ra value 5 micron, an adherence strength of at least 12 N/mm, and a standard adherence deviation of 25% at maximum of the mean arithmetic mean value, distributed over the surface of the composite material as measured by 6 different measurements.

Description

  • [0001] [0001]
    Die vorliegende Erfindung betrifft einen Gegenstand mit einem Schichtenverbund, bestehend aus einem Polymer und einer darauf befindlichen metallischen Schicht. The present invention relates to an article with a layer composite consisting of a polymer having thereon a metallic layer.
  • [0002] [0002]
    Solche Gegenstände sind bekannt und werden insbesondere im dekorativen Bereich verwendet, wie zB verchromte Gegenstände aus ABS (Acryl/Butadien/Styrol-Kunststoffe) oder Polymerblends, insbesondere Zierleisten, Duschköpfe, Kühlergrill von Automobilen, Kaffeekannen. Such articles are known and are used particularly in the decorative area, such as chrome-plated articles of ABS (acrylic / butadiene / styrene plastics) or polymer blends, in particular moldings, shower heads, radiator grille of motor vehicles, coffee pots.
  • [0003] [0003]
    Solche Verbundwerkstoffe weisen keine nennenswerten Haftfestigkeiten auf, so dass – unabhängig von den dekorativen Eigenschaften – solche Gegenstände keine technischen Funktionen im Sinne von Verschleißschutz, Korrosionsschutz, Versteifung, mechanischer, thermischer und/oder chemischer Beanspruchung übernehmen können. Such composite materials have no significant bond strength, so that - no technical capabilities in terms of wear protection, corrosion protection, reinforcement, mechanical, thermal and / or chemical stress can accept such items - regardless of the decorative properties.
  • [0004] [0004]
    In jüngster Vergangenheit hat es Überlegungen gegeben, Verbundwerkstoffe oder Oberflächen aus solchen Verbundwerkstoffen mit solchen Funktionen zu entwickeln. In the recent past there have been considerations to develop composite materials or surfaces of such composites with such functions.
  • [0005] [0005]
    Ein Verfahren zur Herstellung solcher Schichten ist das thermische Spritzen. A process for the preparation of such coatings is the thermal spraying. Hierbei werden metallische Partikel erwärmt und auf das zu beschichtende Substrat beschleunigt. Here, metallic particles are heated and accelerated onto the substrate to be coated. Hierdurch können metallische Schichten auf Kunststoffen herstellt werden. In this way metallic layers can be prepared on plastics. Mit diesem Verfahren lassen sich jedoch ausschließlich geometrisch einfache Bauteile beschichten. However, with this method only geometrically simple components can be coated. Die wesentlichen Nachteile bei diesem Verfahren sind darüber hinaus, dass die Schichten eine hohe Porösität, hohe Eigenspannung, hohe Schichtstärken und unzureichende Haftung für mechanisch hoch belastete Bauteile aufweisen. The main drawbacks of this process are, moreover, that the layers have a high porosity, high internal stress, high layer thicknesses and insufficient adhesion for mechanically highly stressed components.
  • [0006] [0006]
    Eine weitere Möglichkeit zur Herstellung solcher Verbundwerkstoffe ist das Aufdampfen von Metall auf Kunststoff in einem Vakuum (CVD/PVD-Verfahren). A further possibility for the preparation of such composites is the vapor deposition of metal on plastic in a vacuum (CVD / PVD process). Hiermit werden geschlossene metallische Beschichtungen auf nichtmetallische Substrate, wie beispielsweise Kunststoffe, aufgebracht. Hereby be closed metallic coatings on non-metallic substrates, such as plastics, applied. Dieses Verfahren ist aber für Bauteile mit größeren Abmessungen wirtschaftlich ungeeignet. However, this method is economically unsuitable for components with larger dimensions. Weiterhin werden Bauteile mit Vertiefungen oder Hohlräumen nicht vollständig metallisiert. Further components are not fully metallized with recesses or cavities. Die auf diese Weise hergestellten Gegenstände haben eine Metallschicht mit einer Dicke von höchstens 3 um, was für viele technische Anwendung nicht ausreichend ist. The articles produced in this way have a metal layer with a thickness of no more than three, which is insufficient for many technical applications. Des weiteren haben diese Verbundschichten nur eine sehr geringe Haftfestigkeit. Furthermore, these composite layers have a very low adhesion.
  • [0007] [0007]
    Für spezielle Kunststoffe gibt es darüber hinaus ein Verfahren, bei dem die zu beschichtenden Gegenstände zunächst mit geeigneten Substanzen gequollen und anschließend chemisch geätzt werden. For special plastics there is also a method in which the articles to be coated initially swollen with suitable substances and subsequently etched chemically. Die erzielten Haftfestigkeiten der aufgebrachten Metallschicht auf dem Kunststoff liegen bei maximal 2 N/mm 2 . The adhesive strengths of the applied metal layer on the plastic achieved are not greater than 2 N / mm 2.
  • [0008] [0008]
    Ein wesentlicher Nachteil bei diesem Verfahren ist die erhebliche Umweltbelastung durch die beiden chemischen Behandlungsmittel, so dass dieses Verfahren aus umweltpolitischen Gesichtpunkten nicht mehr lange angewandt werden kann. A major disadvantage of this process is the significant environmental impact of the two chemical treatment, so that this method can not be used long from an environmental perspective.
  • [0009] [0009]
    Ferner ist aus der Dissertation von H. Sauer, Siegen 1999, bekannt, Verbundwerkstoffe aus einem Kunststoff und einer darauf befindlichen Metallschicht herzustellen, wobei vor dem Aufbringen der metallischen Schicht die Kunststoffoberfläche unter Verwendung eines Strahlmittels aufgerauht und danach mit einer speziellen Ethanol/Calciumcarbonatsuspension behandelt wird. Further, from the dissertation of H. Sauer, Siegen 1999 known to produce composite materials made of a plastic and a metal layer thereon, being roughened prior to the application of the metallic layer, the plastic surface by using a blasting agent and thereafter treated with a special ethanol / calcium carbonate ,
  • [0010] [0010]
    Solche Verbundwerkstoffe weisen eine außerordentlich hohe Haftfestigkeit der Metallschicht auf dem Kunststoffsubstrat auf. Such composite materials have an extremely high adhesive strength of the metal layer on the plastic substrate.
  • [0011] [0011]
    Allerdings sind mit dem dort beschriebenen Verfahren keine größeren Flächen im industriellen Maßstab herstellbar. However, no large areas are produced on an industrial scale with the method described therein. Darüber hinaus haben die so erhältlichen Schichten den Nachteil, dass geringe Mengen an Calciumcarbonat in der Grenzschicht zwischen Kunststoffsubstrat und Metallschicht verbleiben, so dass eine „Sollbruchstelle" entsteht. Diese „Sollbruchstelle" führt dazu, dass die Haftfestigkeit an verschiedenen Stellen eines Gegenstandes recht unterschiedlich ist. In addition, the layers thus available have the disadvantage that small amounts remain on calcium carbonate in the boundary layer between the plastic substrate and the metal layer, so that a "predetermined breaking point" is formed. This "predetermined breaking point" means that the adhesive strength at various points of an object is quite different , Diese Abweichungen führen dazu, dass die Stellen mit den geringsten Haftfestigkeiten bei mechanisch sehr hoch beanspruchten Gegenständen frühzeitig zu Defekten führen. These variations lead to the places with the lowest bond strengths in mechanically very highly stressed objects may cause early defects.
  • [0012] [0012]
    Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Gegenstandes, der mechanisch extrem belastbar ist und dessen Oberfläche ganz oder teilweise einen Verbundwerkstoff, bestehend aus mindestens einem Polymer und einer Metallschicht, aufweist, der die zuvor geschilderten Nachteile des Standes der Technik überwindet. Object of the present invention is to provide an article which is mechanically extremely resistant, and its surface entirely or partially, comprises a composite material consisting of at least one polymer and a metal layer, which overcomes the above described disadvantages of the prior art.
  • [0013] [0013]
    Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Gegenstand mit einem Schichtenverbund, aufweisend eine erste nichtmetallische Schicht und eine darauf aufgebrachte zweite metallische Schicht, wobei die erste nichtmetallische Schicht mindestens ein Polymer enthält, die zwischen nichtmetallischer und metallischer Schicht befindliche Grenze eine Rauhigkeit mit einem R a -Wert von höchstens 5 μm aufweist und die metallische Schicht eine Haftfestigkeit von mindestens 12 N/mm 2 und eine Standardabweichung der Haftfestigkeit an sechs verschiedenen, über die Oberfläche des Schichtenverbundes verteilten Messwerte von höchstens 25 % des arithmetischen Mittelwerts aufweist. The object is achieved by an article with a layer composite exhibiting a first non-metallic layer and a coating applied thereon second metallic layer, wherein the first non-metallic layer contains at least one polymer, the border located between non-metallic and the metallic layer has a roughness with an R a - has a value of at most 5 microns, and the metallic layer exhibits an adhesive strength of at least 12 N / mm 2 and a standard deviation of the adhesive strength at six different points distributed over the surface of the layered composite of measured values of maximum 25% of the arithmetic mean.
  • [0014] [0014]
    Zur Bestimmung der Rauhigkeitswerte R a und der Haftfestigkeit wird aus einem erfindungsgemäßen Gegenstand eine Probe entnommen und es wird ein Querschliff gemäß der nachfolgend angeführten Methode angefertigt. To determine the roughness values R a and the adhesive strength, a sample is taken from an article of the invention and is a transverse section made according to the method listed below.
  • [0015] [0015]
    Bei der Querschliffanfertigung besteht die besondere Schwierigkeit, dass die Grenzfläche zwischen Substrat und Oberfläche durch die Bearbeitung sehr schnell zerstört oder abgelöst werden kann. When the cross cut made there is the special problem that the interface between the substrate and the surface can be by machining very quickly destroyed or peeled off. Um dies zu vermeiden, wird bei jeder Querschliffanfertigung eine neue Trennscheibe der Firma Struer Typ 33TRE DSA Nr. 2493 verwendet. To avoid this, a new cut-off wheel of the company Struer type 33TRE DSA no. 2493 is used at every cross-cut production. Darüber hinaus muss darauf geachtet werden, dass der Anpressdruck, der von der Trennscheibe auf die Substratbeschichtung übertragen wird, so gerichtet ist, dass die Kraft von der Beschichtung aus in Richtung Substrat verläuft. In addition, care must be taken that the contact pressure, which is transmitted from the cutting wheel on the substrate coating, is directed such that the force proceeds from the coating in the direction of substrate. Bei der Trennung ist darauf zu achten, dass der Anpressdruck so gering wie möglich gehalten wird. In the separation, make sure that the pressure is kept as low as possible.
  • [0016] [0016]
    Die zu untersuchende Probe wird in eine transparente Einbettmasse (Epofixkitt, erhältlich von der Firma Struer) gegeben. The test sample (available Epofixkitt, by the company Struer) in a transparent encapsulant. Die eingebettete Probe wird an einer Tischschleifmaschine der Firma Struer, Typ KNUTH-ROTOR-2 geschliffen. The embedded sample is ground to a grinding table of the company Struer type Knuth-ROTOR-2. Dabei werden verschiedene Schleifpapiere mit Siliziumcarbid und unterschiedlichen Körnungen verwendet. Various sandpaper with different grits and silicon carbide are used. Die genaue Reihenfolge ist wie folgt: The exact sequence is as follows:
  • [0017] [0017]
    Während des Schleifvorgangs wird Wasser eingesetzt, um die Schleifpartikel abzutransportieren. During the grinding process, water is used in order to transport the abrasive particles. Die Tangentialkraft, die am Querschnitt auftritt und durch Reibung entsteht, wird so gerichtet, dass die metallische Schicht gegen das nichtmetallische Substrat gedrückt wird. The tangential force, which occurs at the cross section and is caused by friction, is directed such that the metallic layer is pressed against the non-metallic substrate. So wird wirksam verhindert, dass sich die metallische Schicht sich beim Schleifvorgang von dem nichtmetallischen Substrat ablöst. Thus, it is effectively prevented that the metallic layer comes off during the grinding process of the non-metallic substrate.
  • [0018] [0018]
    Anschließend wird die so behandelte Probe mit einem motorbetriebenen Präparationsgerät des Typs DAP-A der Firma Struer poliert. Subsequently, the thus treated sample is polished with a motor-driven preparation machine of the type DAP-A from Struer. Dabei wird nicht der übliche Probenbeweger verwendet, vielmehr wird die Probe ausschließlich von Hand poliert. In this case, not the usual specimen mover used, but the sample is entirely polished by hand. Je nach zu polierendem Substrat wird eine Drehzahl zwischen 40 bis 60 U/min und eine Anpresskraft zwischen 5 und 10 N angewandt. Depending be polished substrate, a rotational speed between 40 to 60 U / min and a pressing force of 5 to 10 N is applied.
  • [0019] [0019]
    Der Querschliff wird anschließend einer REM-Aufnahme unterzogen. The transverse cut is subsequently subjected to an SEM image. Für die Bestimmung der Grenzlinienvergrößerung wird die Grenzlinie der Schicht zwischen nichtmetallischem Substrat und metallischer Oberfläche bei 10.000-facher Vergrößerung bestimmt. For determining the boundary magnification, the boundary line between the layer of non-metallic substrate and the metallic surface at 10,000-fold magnification is determined. Zur Auswertung wird das Programm OPTIMAS der Firma Wilhelm Mikroelektronik verwendet. To evaluate the program is used OPTIMAS the company Wilhelm microelectronics. Als Ergebnis werden XY-Wertepaare ermittelt, die die Grenzlinie zwischen Substrat und Schicht beschreiben. As a result, XY value pairs are determined that describe the boundary line between the substrate and layer. Zur Bestimmung der Grenzlinienvergrößerung im Sinne der vorliegenden Erfindung ist eine Strecke von mindestens 100 μm erforderlich. To determine the boundary magnification according to the present invention, a distance of at least 100 microns is required. Dabei ist der Verlauf der Grenzlinie mit mindestens 10 Messpunkten pro μm zu bestimmen. Here, the course of the boundary line is to determine with at least 10 measurement points per micron. Die Grenzlinienvergrößerung bestimmt sich aus dem Quotienten von wahrer Länge durch geometrische Länge. The boundary line magnification determined from the ratio of true length by geometric length. Die geometrische Länge entspricht dem Abstand der Messstrecke, das heißt zwischen dem ersten und letzten Messpunkt. The geometrical length corresponding to the distance of the measurement path, ie between the first and the last measuring point. Die wahre Länge ist die Länge der Linie, die durch alle aufgenommenen Messpunkte verläuft. The true length is the length of the line that passes through all of the recorded measurement points.
  • [0020] [0020]
    Der Oberflächenrauheitswert R a bestimmt sich nach der Norm DIN 4768/ISO 4287/1 ebenfalls unter der Verwendung der zuvor aufgenommenen XY-Wertepaare. The surface roughness value R a is also determined according to the standard DIN 4768 / ISO 4287/1 using the previously recorded XY-value pairs.
  • [0021] [0021]
    Der R a -Wert ist ein messtechnisch reproduzierbares Maß für die Rauhigkeit von Oberflächen, wobei Profil-Ausreißer (dh extreme Täler oder Hügel) durch die Flächenintegration weitgehend unberücksichtigt bleiben. The R a value is a measurement technology reproducible measure of the roughness of surfaces, said profile outliers (ie extreme valleys and hills) by the area of integration are largely ignored.
  • [0022] [0022]
    Die Haftfestigkeiten (angegeben in N/mm 2 ) der erfindungsgemäßen Verbundwerkstoffe werden ausschließlich anhand des Stirnzugversuchs nach DIN 50160 bestimmt: The adhesive strengths (expressed in N / mm 2) of the composite materials according to the invention exclusively determined by the DIN 50160 Stirnzugversuchs by:
    Der Stirnzugversuch (senkrechter Zugtest) nach DIN 50160 wird seit Jahren zur Prüfung von Halbleitern, der Bestimmung der Haft-Zugfestigkeit thermisch gespritzter Schichten und bei verschiedenen Beschichtungstechnologien eingesetzt. The Stirnzugversuch (vertical tensile test) according to DIN 50160 is used for testing of semiconductors, the determination of the adhesive tensile strength of thermally sprayed coatings and various coating technologies for years.
  • [0023] [0023]
    Für die Bestimmung der Haftfestigkeit im Stirnzugversuch wird der zu prüfende Schicht/Substrat-Verbund zwischen zwei Prüfstempeln verklebt und unter einachsiger zügiger Kraft bis zum Bruch belastet (vgl. Bild 0.1). For the determination of the adhesive strength in the test Stirnzugversuch layer / substrate composite between two test stamps and is glued under uniaxial spacious force until fracture load (cf. Fig. 0.1). Ist die Haftfähigkeit des Klebstoffs größer als die der Beschichtung und erfolgt der Bruch zwischen Schicht und Substrat, If the adhesiveness of the adhesive is greater than that of the coating occurs and the breakage between the coating and substrate, (mit σ H exp : experimentell erfassbare Haftfestigkeit, F max : Maximalkraft beim Bruch des Verbundes und A G : geometrische Bruchfläche) die Haftfestigkeit berechnet werden. (with σ H exp: experimental detectable adhesive strength F max: maximum force at break of the composite and A G: geometric fracture surface), the adhesive strength can be calculated.
  • [0024] [0024]
    Bei den Grundwerkstoffen des Standes der Technik, die eine metallische Schicht auf einer mikrostrukturierten Kunststoffoberfläche halten, sind durch das Herstellungsverfahren bedingt Spuren aus Kalziumcarbonat nachweisbar. When the base materials of the prior art, which keep a metallic layer on a microstructured plastic surface, traces of calcium carbonate are conditionally detectable by the production method. Diese Verunreinigungen werden durch die erforderliche Vorbehandlung mittels einer Suspension aus Ethanol und Kalziumcarbonat eingebracht. These impurities are introduced by the required pre-treatment by means of a suspension of calcium carbonate and ethanol. Eine mögliche Erklärung für die verbesserte Gleichmäßigkeit der Haftfestigkeit bei den Gegenständen gemäß der vorliegenden Erfindung kann darin gesehen werden, dass der verbleibende Anteil an Fremdbestandteilen so verringert ist, dass er nicht mehr als Trennmittel oder auch Trennschicht zwischen Kunststoffoberfläche und metallischer Schicht wirkt. A possible explanation for the improved uniformity of the bond strength in the articles according to the present invention can be seen in the fact that the remaining percentage of impurity content is reduced such that it no longer acts as a release agent or release layer between the plastic surface and the metallic layer.
  • [0025] [0025]
    Die Bestimmung des Anteils an Kalzium in der Grenzfläche erfolgt mittels EDX-Spektroskopie. Determining the proportion of calcium in the interface by means of EDX spectroscopy.
  • [0026] [0026]
    Beispiel für einen solchen erfindungsgemäßen Gegenstand sind Pumpengehäuse und entsprechende Läufer (Pumpenrad) von Kraftstoffpumpen für die Automobilindustrie. Example of such an invention are the subject of the pump housing and corresponding rotor (impeller) of fuel pumps for the automotive industry. Bei diesen Gegenständen handelt es sich um solche aus Thermoplasten, insbesondere aus Polyoxymethylen (POM) und Polyphenylensulfid (PPS). These articles are those of thermoplastics, especially from polyoxymethylene (POM) and polyphenylene sulfide (PPS). Besonders bevorzugt wird das Phenolharz PF verwendet. the phenolic resin PF is particularly preferably used. Nach der zuvor beschriebenen Vorbehandlung werden diese Kraftstoffpumpenteile außenstromlos mit einer Chemisch-Nickelschicht in einer Dicke von 5 μm überzogen. After the above-described pre-treatment this fuel pump parts are electrolessly plated with an electroless nickel layer in a thickness of 5 microns. Die entsprechenden, erfindungsgemäßen Gegenstände zeichnen sich durch einen besonders hohen Korrosions- und Verschleißschutz aus. The corresponding inventive objects are characterized by a particularly high corrosion and wear protection. Die Standzeiten der so hergestellten Gegenstände sind – verglichen mit denen des Standes der Technik – um den Faktor 100 erhöht. The service life of the articles so produced are - compared with those of the prior art - 100 times increased.
  • [0027] [0027]
    In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Grenzschicht zwischen nichtmetallischer Schicht und metallischer Schicht neben einem R a -Wert von höchstens 5 μm und einer Haftfestigkeit von mindestens 12 N/mm 2 bei einer Standardabweichung der Haftfestigkeit sechs verschiedener, über die Oberfläche des Schichtenverbundes verteilten Messwerte von höchstens 25% des arithmetischen Mittelwertes außerdem eine Rauhigkeit mit einem R z -Wert von höchstens 35 μm auf. In a preferred embodiment of the present invention, the boundary layer between the non-metallic layer and the metallic layer in addition to a R a value of maximum 5 microns and an adhesive strength of at least 12 N / mm 2 with a standard deviation of the adhesive strength of six different points distributed over the surface of the layer composite measured values of at most 25% of the arithmetic mean also with an R z value of at most 35 microns to a roughness.
  • [0028] [0028]
    Der R z -Wert ist ein Maß für die durchschnittliche vertikale Oberflächenzerklüftung. The R z value is a measure of the average vertical Oberflächenzerklüftung.
  • [0029] [0029]
    Die oben beschriebenen Werte für die Rauhigkeit (R a - und R z -Wert) und für die Haftfestigkeit werden erzielt, wenn das Polymer der nichtmetallischen Schicht nicht aus Polypiopylen und/oder Polytetrafluorethylen ausgewählt ist. The above-described values of the roughness (R a -, and R z value) and the adhesive strength are obtained if the polymer of the non-metallic layer is not of Polypiopylen and / or polytetrafluoroethylene is selected.
  • [0030] [0030]
    Folglich werden diese Polymere nicht verwendet, wenn eine Haftfestigkeit von mehr als 6 N/mm 2 von ausschlaggebender Bedeutung ist. Consequently, these polymers would not be used when an adhesive strength of more than 6 N / mm 2 of crucial importance.
  • [0031] [0031]
    Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält das nichtmetallische Substrat mindestens ein faserverstärktes Polymer, insbesondere ein Kohlenstofffaser verstärktes Polymer, und der Durchmesser der Faser beträgt weniger als 10 μm. According to a further embodiment of the present invention, the non-metallic substrate contains at least one fiber-reinforced polymer, in particular a carbon fiber-reinforced polymer and the diameter of the fiber is less than 10 microns.
  • [0032] [0032]
    Sofern die Verbundwerkstoffe nicht nur thermischen Beanspruchungen unterliegen sondern auch mechanischen werden besonders bevorzugt verstärkte Kunststoffe eingesetzt, insbesondere Kunststofffaser verstärkte Kunststoffe (CFK), Glasfaser verstärkte Kunststoffe (GFK), auch durch Aramitfasern verstärkte Kunststoffe oder Mineralfaser verstärkte Kunststoffe. Provided that the composites are subject to not only thermal stresses but also mechanical reinforced plastics are particularly preferably used, in particular plastic fiber reinforced plastics (CFRP), glass fiber reinforced plastics (GRP), also by aramid-reinforced plastics or mineral fiber reinforced plastics.
  • [0033] [0033]
    Auf diese Weise werden Gegenstände von hoher Steifigkeit bei sehr geringem Gewicht erhalten, die eine ausgezeichnete Haftung der metallischen Schicht zeigen. In this way, objects of high rigidity with very low weight can be obtained, which show excellent adhesion of the metallic layer. Dieses Eigenschaftsprofil ist für einen weiten Bereich der technischen Anwendungen interessant, wie zum Beispiel für die Luft- und Raumfahrtindustrie und für die Automobilindustrie. This property profile is of interest to a wide range of technical applications such as the aerospace industry and for the automotive industry.
  • [0034] [0034]
    Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird gleichermaßen gelöst durch einen Gegenstand mit einem Schichtenverbund, aufweisend eine erste nichtmetallische Schicht und eine darauf aufgebrachte zweite metallische Schicht, wobei die erste nichtmetallische Schicht Polypropylen und/oder Polytetrafluorethylen enthält, die zwischen nichtmetallischer und metallischer Schicht befindliche Grenze eine Rauhigkeit mit einem R z -Wert von höchstens 35 μm und einem R a -Wert von höchstens 5 μm aufweist und die metallische Schicht eine Haftfestigkeit von mindestens 5 N/mm 2 und eine Stan dardabweichung der Haftfestigkeit an sechs verschiedenen, über die Oberfläche des Schichtenverbundes verteilten Messwerte von höchstens 25 % des arithmetischen Mittelwerts aufweist. The object of the present invention is equally achieved by an article with a layer composite exhibiting a first non-metallic layer and a coating applied thereon second metallic layer, wherein the first non-metallic layer comprises polypropylene and / or polytetrafluoroethylene, the border located between non-metallic and the metallic layer has a roughness having an R z value of maximum 35 microns and an R a value of maximum 5 microns, and the metallic layer has an adhesive strength of at least 5 N / mm 2 and a Stan deviation of the adhesive strength at six different points distributed over the surface of the layer composite has measured values ​​of maximum 25% of the arithmetic mean.
  • [0035] [0035]
    In den Fällen, in denen die nichtmetallische Schicht entweder Polypropylen und/oder Polytetrafluorethylen enthält, werden Haftfestigkeiten von mindestens 5 N/mm 2 erzielt. In cases in which the non-metallic layer is either polypropylene and / or polytetrafluoroethylene, adhesive strengths of at least 5 N / mm 2 can be achieved. Dies stellt einen ausgezeichneten Wert dar, insbesondere in Verbindung mit der hohen Gleichmäßigkeit der Haftfestigkeit, die bisher nicht erzielt werden konnte. This represents an excellent value, especially when combined with the high uniformity of adhesion, which previously could not be achieved.
  • [0036] [0036]
    Somit ist es erstmals möglich, Gegenstände mit einem Schichtenverbund bereitzustellen, die besondere Eigenschaften in bezug auf ihre Benetzbarkeit, ihre Durchlässigkeit für bestimmte Stoffe (Permeabilität) oder auch in Bezug auf ihre Verträglichkeit mit Blut und Blutplasma zeigen. Thus, it is now possible to provide articles with a layer composite exhibiting special characteristics in terms of their wettability, its permeability to certain substances (permeability) or in terms of their compatibility with blood and plasma. Eine mögliche Anwendung könnten solche Gegenstände aus Polytetrafluorethylen zum Beispiel in der Medizintechnik, als Membrane für Pumpen oder in der Brennstoffzellentechnik finden. A possible application could find such items of polytetrafluoroethylene, for example, in medical technology, as membranes for pumps or in fuel cell technology.
  • [0037] [0037]
    Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird auch gelöst durch einen Gegenstand mit einem Schichtenverbund, aufweisend eine erste nichtmetallische Schicht und eine darauf aufgebrachte zweite metallische Schicht, wobei die erste nichtmetallische Schicht mindestens ein faserverstärktes Polymer, insbesondere ein Glasfaser verstärktes Polymer, enthält, der Durchmesser der Faser mehr als 10 μm beträgt, die zwischen nichtmetallischer und metallischer Schicht befindliche Grenze eine Rauhigkeit mit einem R a -Wert von höchstens 10 μm aufweist und die metallische Schicht eine Haftfestigkeit von mindestens 12 N/mm 2 und eine Standardabweichung der Haftfestigkeit an sechs verschiedenen, über die Oberfläche des Schichtenverbundes verteilten Messwerte von höchstens 25 % des arithmetischen Mittelwerts aufweist. The object of the present invention is also achieved by an article with a layer composite exhibiting a first non-metallic layer and a coating applied thereon second metallic layer, wherein the first non-metallic layer contains at least one fiber-reinforced polymer, in particular a glass fiber-reinforced polymer, the diameter of the fiber more than 10 microns is, the boundary is located between non-metallic and the metallic layer exhibits a roughness with an R a value of maximum 10 microns and the metallic layer has an adhesive strength of at least 12 N / mm 2 and a standard deviation of the adhesive strength at six different over having the surface of the layer composite distributed measured values ​​of maximum 25% of the arithmetic mean.
  • [0038] [0038]
    Mit der Bereitstellung dieser Gegenstände wird eine hohe Steifigkeit der resultierenden Bauteile bei geringem Gewicht erzielt, die aufgrund ihrer geringen Kosten für den industriellen Einsatz interessant sind. With the provision of these items high rigidity of the resulting components is achieved at low weight that are interesting because of their low cost for industrial use. Insbesondere Glasfaser verstärkte Polymere als Bestandteil der nichtmetallischen Schicht, die Fasern mit einem Durchmesser größer als 10 μm aufweisen, sind sehr preiswert und gut zu verarbeiten. In particular, glass fiber reinforced polymers comprise as part of the non-metallic layer, the fibers having a diameter greater than 10 microns are very inexpensive and easy to process. Der Faserdurchmesser hat einen großen Einfluss auf die Rauhigkeitswerte, so dass bei solchen Werkstoffen gemäß der vorliegenden Erfindung ein Rauhigkeitswert R a von höchstens 10 μm erzielt wird. The fiber diameter has a great influence on the roughness, so that is achieved with such materials in accordance with the present invention, a roughness value R a of at most 10 microns. Gleichzeitig ist es erfindungsgemäß möglich, ausgezeichnete Werte für die Haftfestigkeit zu erzielen. At the same time, it is inventively possible to achieve excellent values ​​for adhesion. Darüber hinaus weisen die erfindungsgemäßen Gegenstände eine hohe Gleichmäßigkeit der Haftung auf. Moreover, the inventive articles to a high uniformity of adhesion. Dies ermöglicht erstmals, die Lebensdauer für das beanspruchte Bauteil deutlich zu erhöhen. This allows for the first time, to significantly increase the service life for the claimed component. Denn bereits eine lokale Delamination des Schichtenverbundes führt zu einem Versagen des gesamten Bauteils. Because even a local delamination of the layered composite leads to a failure of the entire component. Besonders gravierend ist der Vorteil bei Bauteilen mit einer durch den Schichtenverbund bedeckten Oberfläche von mehr als 10 dm 2 , also bei großen Bauteilen bzw. Bauteilen mit einer großen Oberfläche. Particularly serious is the advantage for components with a surface covered by the laminate surface area of more than 10 dm 2, eg for large components or components with a large surface area.
  • [0039] [0039]
    In einer weiteren Ausführungsform weist der vorstehend beschriebene Gegenstand eine Grenze zwischen nichtmetallischer Schicht und metallischer Schicht auf, die eine Rauhigkeit mit einem R z -Wert von höchstens 100 μm aufweist. In a further embodiment, the article described above has a boundary between non-metallic layer and the metallic layer having a roughness with an R z value of at most 100 microns.
  • [0040] [0040]
    Gerade für den Einsatz von faserverstärkten Polymeren, deren Faserstärke mehr als 10 μm beträgt, ist es wichtig, möglichst geringe R z -Werte zu erzielen. Especially for the use of fiber-reinforced polymers, the fiber thickness is more than 10 .mu.m, it is important to achieve as low as possible, R z values. Bei dieser Kombination ist es überraschenderweise möglich, hohe Haftfestigkeiten bei – im Verhältnis den verwendeten großen Faserdurchmessern – geringen R z -Werten zu erzielen. With this combination it is possible, surprisingly, high bond strength at - in relation to the large fiber diameters used - to achieve low R z values.
  • [0041] [0041]
    Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die erste nichtmetallische Schicht zugleich die Oberfläche des Gegenstands. According to a preferred embodiment, the first non-metallic layer is at the same time the surface of the article. Bevorzugt basieren diese Oberflächen auf einem polymeren Werkstoff. Preferably, these surfaces are based on a polymeric material. Als besonders bevorzugt sind faserverstärkte Kunststoffe, Thermoplasten und andere, industriell verwendete Polymere zu nennen. As a particularly preferred fiber-reinforced plastics, thermoplastics and other polymers used in industry are to be mentioned.
  • [0042] [0042]
    Gleichermaßen ist es aber auch möglich, Gegenstände zu verwenden, deren erste nichtmetallische Schicht nicht die Oberfläche des Gegenstands ist. But equally, it is also possible to use objects whose first non-metallic layer is not the surface of the object. So kann der Gegenstand aus einem metallischen oder keramischen Werkstoff bestehen, der mit einer ersten, nichtmetallischen Schicht überzogen ist, die mindestens ein Polymer enthält. Thus, the object of a metallic or ceramic material can be made which is coated with a first non-metallic layer contains at least one polymer. Beispiele für solche Substrate sind lackierte Bauteile (zB EX-Schutz für lackierte Gegenstände) und anodisierte oder hartanodisierte Aluminiumbauteile mit einer auf der Konversionsschicht befindlichen Polymerschicht. Examples of such substrates are coated components (eg EX protection for painted objects) and anodized or hard anodized aluminum components with an on the conversion layer polymer layer.
  • [0043] [0043]
    Besonders bevorzugt sind erfindungsgemäße Ausführungsformen, die eine Standardabweichung der Haftfestigkeit sechs verschiedener, über die Oberfläche des Schichtenverbundes verteilten Messwerte von höchstens 15 %, insbesondere höchstens 10 %, des arithmetischen Mittelwerts aufweisen. Particularly preferred embodiments of the invention which have a standard deviation of the adhesive strength of six different points distributed over the surface of the layered composite of measured values ​​of at most 15%, in particular more than 10% of the arithmetic mean is.
  • [0044] [0044]
    Auf diese Weise ist eine noch höhere mechanische Beanspruchbarkeit der resultierenden Bauteile gewährleistet. In this way, an even higher mechanical strength of the resulting components is ensured.
  • [0045] [0045]
    Das Polymer der nichtmetallischen Schicht wird bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe von Polyamid, Polyethylen, Polyvinylchlorid, Polystyrol, Epoxidharzen, Polyetheretherketon, Polyoxymethylen, Polyformaldehyd, Polyacetal, Polyurethan, Polyetherimid, Polyphenylsulfon, Polycarbonat und Polyimid. The polymer of the non-metallic layer is preferably selected from the group consisting of polyamide, polyethylene, polyvinyl chloride, polystyrene, epoxy resins, polyether ether ketone, polyoxymethylene, polyformaldehyde, polyacetal, polyurethane, polyetherimide, polyphenylsulfone, polycarbonate, and polyimide.
  • [0046] [0046]
    Gemäß einer weiteren, ebenfalls bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die metallische Schicht eine außenstromlos abgeschiedene Metallschicht, Metalllegierung oder Metalldispersionsschicht. According to a further, likewise preferred embodiment of the present invention, the metallic layer deposited without external current is a metal layer, metal alloy or metal dispersion layer.
  • [0047] [0047]
    Auf diese Weisen können erstmals Gegenstände mit einem Schichtenverbund bereitgestellt werden, die eine ausgezeichnete Haftung der metallischen Schicht auf der nichtmetallischen Schicht aufweisen. In these ways, articles can be provided with a layer composite for the first time, having excellent adhesion of the metallic layer on the non-metallic layer. Auch die Gleichmäßigkeit der Haftung der metallischen Schicht spielt eine wesentliche Rolle für die Eignung dieser Gegenstände als stark beanspruchte Bauteile für industrielle Maschinen. The uniformity of the adhesion of the metallic layer plays an essential role for the suitability of such items as highly stressed components for industrial machines. Eine gezielte Auswahl des nichtmetallischen Substrates und der darauf befindlichen metallischen Schicht ermöglicht eine exakte Anpassung des Eigenschaftsprofils an die Bedingungen des Einsatzgebietes. A targeted selection of the non-metallic substrate and the metallic layer thereon enables a precise adjustment of the property profile of the conditions of the application. So ist es zum Beispiel wichtig, bei CFK-Walzen, die in einer Länge zwischen 1.000 und 12.000 mm verwendet werden, mit einer über die gesamte Länge konstanten Linienlast eine genau definierte Haftfestigkeit einzustellen, damit die Walze den Anforderungen für die gesamte Lebensdauer standhält. Thus, it is for example important in CFRP rollers that are used in a length from 1000 to 12,000 mm, set at a constant over the entire length line load a precisely defined adhesive strength, so that the roller can withstand the requirements for the entire lifetime.
  • [0048] [0048]
    Besonders bevorzugt wird auf die nichtmetallische Schicht des erfindungsgemäßen Gegenstands als außenstromlos abgeschiedene Metallschicht eine Kupfer-, Nickel- oder Goldschicht aufgebracht. Particularly preferred is applied to the non-metallic layer of the inventive article as electrolessly deposited metal layer is a copper, nickel or gold layer.
  • [0049] [0049]
    Es kann aber auch eine außenstromlos abgeschiedene Metalldispersionsschicht aufgebracht werden, bevorzugt eine Kupfer-, Nickel- oder Goldschicht mit eingelagerten nichtmetallischen Partikeln. but it can also be an electrolessly deposited metal dispersion layer may be applied, preferably a copper, nickel or gold layer with embedded non-metallic particles. Dabei können die nichtmetallischen Partikel eine Härte von mehr als 1.500 HV aufweisen und ausgewählt sein aus der Gruppe von Siliziumcarbid, Korund, Diamant und Tetraborcarbid. The non-metal particles can have a hardness of more than 1,500 HV and be selected from the group consisting of silicon carbide, corundum, diamond and tetracarbide.
  • [0050] [0050]
    Diese Dispersionsschichten weisen somit neben den zuvor beschriebenen Eigenschaften weitere Funktionen auf, beispielsweise kann die Verschleißbeständigkeit, Oberflächenbenetzung oder Notlaufeigenschaft der erfindungsgemäßen Gegenstände verbessert werden. This dispersion layers thus have in addition to the above-described characteristics to other functions, such as wear resistance, surface wetting or emergency running of the articles of the invention can be improved.
  • [0051] [0051]
    Ebenfalls bevorzugt können die nichtmetallischen Partikel reibungsvermindernde Eigenschaften aufweisen und ausgewählt sein aus der Gruppe von Polytetrafluorethylen, Molybdänsulfid, kubisches Bornitrid und Zinnsulfid. Also preferably, the non-metallic particles can have friction reducing properties and may be selected from the group of polytetrafluoroethylene, molybdenum sulphide, cubic boron nitride and tin sulphide.
  • [0052] [0052]
    Die Gegenstände gemäß der vorliegenden Erfindung weisen als Schichtenverbund zunächst eine erste nichtmetallisches Schicht auf, die mindestens ein Polymer enthält. The articles according to the present invention, as a layer composite firstly a first non-metallic layer, which contains at least one polymer. Zur Herstellung des Schichtenverbundes gemäß der Erfindung wird die Oberfläche der nichtmetallischen Schicht in einem ersten Schritt mittels einer Strahlbehandlung mikrostrukturiert. For the production of the layered composite according to the invention, the surface of the non-metallic layer is microstructured in a first step by a blasting treatment. Das verwendete Verfahren ist zum Beispiel in der The method used is, for example, in the DE 197 29 891 A1 DE 197 29 891 A1 beschrieben. described. Als Strahlmittel werden besonders verschleißbeständige, anorganische Partikel verwendet. As an abrasive particularly wear-resistant, inorganic particles are used. Bevorzugt handelt es um Kupfer-Aluminiumoxid oder Siliziumcarbid. It is preferable to copper-aluminum oxide or silicon carbide. Dabei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, dass das Strahlmittel eine Partikelgröße zwischen 30 und 300 μm aufweist. It has proved advantageous that the blasting agent has a particle size between 30 and 300 microns. Dort ist weiterhin beschrieben, dass auf die so aufgerauhten Oberflächen eine Metallschicht aufgebracht werden kann mittels einer außenstromlosen Metallabscheidung. There is also described that on the thus roughened surfaces, a metal layer can be applied by means of an electroless metal deposition.
  • [0053] [0053]
    Wie bereits die Verfahrensbezeichnung aussagt, wird bei der außenstromlosen Metallabscheidung während des Beschichtungsprozesses keine elektrische Energie von außen zugeführt sondern die Metallschicht wird ausschließlich durch eine chemische Relation abgeschieden. As already expresses the method name is supplied in an electroless metal deposition during the coating process no electric power from the outside but the metal layer is deposited exclusively by a chemical relation. Die Metallisierung von nichtleitenden Kunststoffen in einer chemisch reduktiv arbeitenden Metallsalzlösung benötigt einen Katalysator an der Oberfläche, um an diesem das metastabile Gleichgewicht des Metallreduktionsbades zu stören und an der Oberfläche des Katalysators Metall abzuscheiden. The metallization of non-conductive plastics in a chemically reductive working metal salt solution requires a catalyst at the surface to disturb this metastable equilibrium of the reducing metal bath and deposit on the surface of the catalyst metal. Dieser Katalysator besteht aus Edelmetallkeimen wie Palladium, Silber, Gold und vereinzelt Kupfer, die auf der Kunststoffoberfläche aus einem Aktivatorbad angelagert werden. This catalyst consists of noble metal nuclei such as palladium, silver, gold and isolated copper, which are deposited on the plastic surface of an activator. Bevorzugt wird, verfahrenstechnisch begründet, jedoch eine Aktivierung mit Palladiumkeimen. But activation with palladium nuclei is preferred process engineering reasons.
  • [0054] [0054]
    Im wesentlichen erfolgt die Aktivierung der Substratoberfläche in zwei Schritten. In essence, the activation of the substrate surface takes place in two steps. In einem ersten Schritt wird das Bauteil in eine kolloidale Lösung (Aktivatorbad) eingetaucht. In a first step, the component is immersed in a colloidal solution (activator). Dabei werden die für eine Metallisierung notwendigen, bereits in der Aktivatorlösung vorhandenen Palladiumkeime an der Kunststoffoberfläche adsorbiert. The necessary for metallization, already present in the activator palladium nuclei are adsorbed on the plastic surface. Nach der Bekeimung wird durch Spülen in einer alkalischen, wäßrigen Lösung (Konditionierung) das sich beim Eintauchen in die kolloidalen Lösung zusätzlich gebildete Zinn-II- bzw. Zinn-IV-Oxidhydrat aufgelöst und dadurch der Palladiumkeim freigelegt. After seeding, the dissolved by rinsing in an alkaline aqueous solution (conditioning) when immersed in the colloidal solution additionally formed stannous or stannic oxide hydrate and thereby exposed the palladium seed. Nach dem Spülen kann mit chemischen Reduktionsbädern vernickelt oder verkupfert werden. After rinsing can be plated with chemical reducing baths or copper-plated.
  • [0055] [0055]
    Dies erfolgt in einem durch einen Stabilisator im metastabilen Gleichgewicht gehaltenen Bad, welches sowohl das Metallsalz als auch das Reduktionsmittel enthält. This is done in a held by a stabilizer in the metastable equilibrium bath containing both the metal salt and the reducing agent. Die Bäder für die Nickel- bzw. Kupferabscheidung haben die Eigenschaft, die in ihnen gelösten Metallionen an den Keimen zu reduzieren und elementares Nickel oder Kupfer abzuscheiden. The baths for the nickel or copper deposition have to reduce the metal ions dissolved in them the germs and deposit elemental nickel or copper the property. Im Beschichtungsbad müssen sich die beiden Reaktionspartner den Edelmetallkeimen an der Kunststoffoberfläche nähern. In the coating, the two reactants must approach the precious germs to the plastic surface. Durch die hierdurch stattfindende Redoxreaktion entsteht die Leitschicht, wobei die Edelmetallkeime dabei die Elektronen des Reduktionsmittels aufnehmen und sie bei Annäherung eines Metallions wieder abgeben. By thus held redox reaction, the conductive layer, wherein the noble metal nuclei thereby absorb the electrons of the reducing agent and they give off when approaching a metal ion again arises. Bei dieser Reaktion wird Wasserstoff freigesetzt. In this reaction, hydrogen is released. Nachdem die Palladiumkeime mit Nickel bzw. Kupfer überzogen wurden, übernimmt die aufgebrachte Schicht die katalytische Wirkung. After the palladium seeds were coated with nickel or copper, the applied layer takes on the catalytic action. Dies bedeutet, dass die Schicht von den Palladiumkeimen aus zusammenwächst, bis sie völlig geschlossen ist. This means that the layer is growing together of the palladium seeds, until it is completely closed. Exemplarisch wird an dieser Stelle auf die Abscheidung von Nickel eingegangen. An example will be discussed at this point to the deposition of nickel. Beim Beschichten mit Nickel wird die bekeimte und konditionierte Kunststoffoberfläche in ein Nickelmetallsalzbad eingetaucht, welches in einem Temperaturbereich zwischen 82°C und 94°C eine chemische Reaktion zulässt. When coating with nickel The seeded and conditioned plastic surface is immersed in a Nickelmetallsalzbad, which allows in a temperature range between 82 ° C and 94 ° C, a chemical reaction. Der Elektrolyt ist im allgemeinen eine schwache Säure mit einem pH-Wert, der zwischen 4,4 und 4,9 liegt. The electrolyte is generally a weak acid with a pH value that is 4.4 to 4.9.
  • [0056] [0056]
    Die aufgebrachten dünnen Nickelüberzüge können mit einer elektrolytisch abgeschiedenen Metallschicht verstärkt werden. The deposited thin nickel coatings can be strengthened with an electrolytically deposited metal layer. Eine Beschichtung von Bauteilen mit Schichtendicken > 25 μm ist aufgrund der niedrigen Abscheidungsgeschwindigkeit chemischer Beschichtungsprozesse nicht wirtschaftlich. A coating of components with layer thicknesses> 25 microns is not economical because of the low deposition rate of chemical coating processes. Weiterhin können mit den chemischen Beschichtungsprozessen nur wenige Beschichtungswerkstoffe abgeschieden werden, so dass es vorteilhaft ist, für weitere technisch wichtige Schichtwerkstoffe auf elektrolytische Verfahren zurückzugreifen. Furthermore, only a few coating materials can be deposited with the chemical coating processes, so it is advantageous to use for other commercially important coating materials in electrolytic processes. Ein weiterer wesentlicher Punkt sind die unterschiedlichen Eigenschaften chemisch und elektrolytisch abgeschiedener Schichten bei Schichtstärken > 25 μm, beispielsweise Einebnung, Härte und Glanz. Another key point is the different properties of chemically and electrolytically deposited layers with thicknesses> 25 .mu.m, for example, leveling, hardness and gloss. Die Grundlagen der elektrolytischen Metallabscheidung sind in B. Gaida, „Einführung in die Galvanotechnik", EG Leuze-Verlag, Saulgau, 1988 oder in H. Simon, M. Thoma, „Angewandte Oberflächentechnik für metallische Werkstoffe", C. Hanser-Verlag, München (1985) beschrieben. The basics of electrolytic metal deposition are B. Gaida, "Introduction to Electroplating", EC Leuze-Verlag, Saulgau, 1988 or H. Simon, M. Thoma, "Applied Surface Technology for metallic materials", C. Hanser-Verlag, Munich (1985).
  • [0057] [0057]
    Kunststoffteile, die durch einen außenstromlosen Beschichtungsprozess eine elektrisch leitende Schicht aufweisen, unterscheiden sich hinsichtlich der elektrolytischen Metallisierung nur unwesentlich von denen der Metalle. Plastic parts having a by electroless plating process, an electrically conductive layer, differ only slightly from those of the metals with respect to the electrolytic metallization. Trotzdem sollten einige Punkte bei der elektrolytischen Metallisierung von metallisierten Kunststoffen nicht außer acht gelassen werden. Nevertheless, some points in the electrolytic metallization of metallized plastics should not be disregarded. Aufgrund der meist geringen Leitschichtstärke muss die Stromdichte zu Beginn der elektrolytischen Abscheidung reduziert werden. Due to the mostly low Leitschichtstärke the current density at the beginning of electrolytic deposition must be reduced. Wird dieser Punkt nicht beachtet, kann es zum Ablösen und zum Verbrennen der Leitschicht kommen. If this point is not observed, it may become detached and burning the conductive layer. Ferner sollte darauf geachtet werden, dass störende Anlaufschichten mit speziell dafür geeigneten Dekapierbädern entfernt werden. Furthermore, care should be taken that interfering annealing layers are removed with specially suitable for Dekapierbädern. Weiterhin können Eigenspannungen zum Zerstören der Schicht führen. Furthermore, residual stresses can lead to the destruction of the layer. Bei der Abscheidung von Nickelschichten aus einem ammoniakalischen Bad können beispielsweise Zugspannungen in der Größenordnung von 400 bis 500 MPa auftreten. In the deposition of layers of nickel from an ammoniacal bath, for example, tensile stresses in the order of 400 to 500 MPa can occur. Durch Zusätze, wie Saccharin und Butindiol, kann eine Veränderung der Struktur der Nickelüberzüge in Form einer veränderten Korngröße und Bildung von Mikrodeformationen den Abbau von inneren Spannungen begünstigen, was sich auf ein mögliches vorzeitiges Versagen bei der Beschichtung positiv auswirken kann. By additives such as saccharin and butynediol, a change in the structure of the nickel coatings in the form of a change in grain size and formation of micro deformations may favor the elimination of internal stress, which can have a positive impact on a possible premature failure in the coating.
  • [0058] [0058]
    Beispiele für außenstromlos aufgebrachte Metallschichten sind in dem Handbuch der Firma AHC Oberflächentechnik ausführlich beschrieben („Die AHC-Oberfläche" Handbuch für Konstruktion und Fertigung, 4. Auflage, 1999). Examples of electroless deposited metal layers are in the handbook of AHC Oberflächentechnik described in detail ( "The AHC surface" Handbook for design and manufacturing, 4th edition, 1999).
  • [0059] [0059]
    Auf der metallischen Schicht können zusätzlich noch eine oder mehrere Schichten, insbesondere metallische, keramische sowie vernetzte oder gehärtete Polymerschichten angeordnet sein. On the metallic layer, one or more layers, in particular metallic, ceramic, and crosslinked or cured polymer layers may be additionally disposed.
  • [0060] [0060]
    So ist es zum Beispiel möglich, auf einer außenstromlos abgeschiedenen Nickelschicht als metallische Schicht der vorliegenden Erfindung eine weitere, elektrolytisch abgeschiedene Nickelschicht aufzubringen und darauf eine Chromschicht abzuscheiden. Thus, it is for example possible to apply a further electrolytically deposited nickel layer on an electroless deposited nickel layer as a metallic layer of the present invention and then depositing a chromium layer. Die so erhaltenen Oberflächen können auf Walzen aufgebracht werden, die eine hohe Oberflächengüte und eine hohe mechanische Belastbarkeit aufweisen müssen. The surfaces thus obtained can be applied to rolls, which must have a high surface quality and a high mechanical strength. Die elektrolytische Abscheiung der zweiten Nickelschicht wird vorgenommen, um größere Schichtdicken kostengünstig herstellen zu können. The electrolytic Abscheiung the second nickel layer is made to be able to produce greater layer thicknesses inexpensive.
  • [0061] [0061]
    Des weiteren können die Gegenstände der vorliegenden Erfindung als metallische Schicht eine Kupferschicht aufweisen, auf die anschließend eine Zinn- oder eine weitere Kupferschicht aufgebracht werden kann. Furthermore, the objects of the present invention may have a copper layer as a metallic layer, on which then a tin or a further copper layer can be applied. Anschließend wird zum Beispiel eine Goldschicht auf die bereits vorhandenen Metallschichten appliziert. Then, a gold layer is applied to the existing metal layers, for example. Solche Beschichtungen können ihre Anwendung zum Beispiel zur EMV-Abschirmung elektronischer Bauteile oder zur Verbesserung der thermischen Leitfähigkeit der beschichteten Gegenstände finden. Such coatings can find their application, for example for EMI shielding of electronic components or for improving the thermal conductivity of the coated articles.
  • [0062] [0062]
    Auch können die Gegenstände gemäß der vorliegenden Erfindung eine Nickelschicht als metallische Schicht aufweisen, auf die eine weitere Nickelschicht aufgebracht wird. Also, the articles according to the present invention may have a layer of nickel as the metallic layer on which a further layer of nickel is applied. Auf diese Weise ist es möglich, eine hohe Steifigkeit der resultierenden Kunststoffteile zu erreichen und so eine Anwendung für mechanisch stark beanspruchte Komponenten wie beispielsweise für Zahnräder, Aufhängungen oder Gehäuseteile zu gewährleisten. In this way it is possible to achieve high rigidity of the resulting plastic parts, thus ensuring an application for mechanically highly stressed components such as gears, suspensions or housing parts.
  • [0063] [0063]
    Ferner kann als metallische Schicht auf einem Gegenstand gemäß der vorliegenden Erfindung eine Kupferschicht vorliegen, die mit einer Nickelschicht und anschließend mit einer Chromschicht überzogen sein kann. Further, there may be a copper layer on an article according to the present invention, which may be subsequently coated with a nickel layer and a chrome layer as a metallic layer. Eine mögliche Anwendung eines solchen Gegenstandes besteht darin, als schnell positionierbarer Spiegel in Kopierern und in der Lasertechnik eingesetzt zu werden. A possible application of such an article is to be used as quickly positionable mirror in copiers and laser technology.
  • [0064] [0064]
    In einem weiteren Anwendungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann auf eine außenstromlos abgeschiedenen Nickelschicht ein Epoxyharz aufgebracht werden. In another application example of the present invention, an epoxy resin can be applied to an electroless deposited nickel layer. Die Oberfläche dieses Epoxyharzes wird anschließend erneut mit einer Nickelschicht überzogen. The surface of this epoxy resin is then coated again with a nickel layer. Auf diese Weise können gegenüber Kohlenwasserstoffen auch unter hohem Druck diffusionsbeständige Bauteile für die petrochemische Industrie hergestellt werden, wie zum Beispiel Rohre und Gehäuse zur vollständigen Aufnahme von Pumpen. In this way, diffusion-resistant components for the petrochemical industry can be made with respect to hydrocarbons even under high pressure, such as pipes and housings for the complete recording of pumps.
  • [0065] [0065]
    Eine besonders industriell bevorzugte Ausführungsform sind Filtergehäuse für Hochfrequenz-Komponenten in der Telekommunikationsindustrie, insbesondere für die Sendemasteneinheit auf dem Mobilfunksektor. A particularly preferred industrial embodiment, the filter housing for high-frequency components in the telecommunications industry, in particular for the transmission tower unit in the mobile sector. Hierbei handelt es sich um Gegenstände aus PPS/PEI, deren gesamte Oberfläche zuerst mit einer chemisch, außenstromlos aufgebrachten Nickel/Phosphor-Legierung in einer Schichtdicke von 6 μm und anschließend mit einer elektrolytisch aufgebrachten Silberschicht in einer Dicke von 6 μm überzogen wird. This is in order items from PPS / PEI, the entire surface is first coated with a chemical, electroless deposited nickel / phosphorus alloy in a thickness of 6 microns and then coated with an electrolytically applied layer of silver in a thickness of 6 microns.
  • [0066] [0066]
    Bisher wurde solche Gegenstände aus Aluminium gefertigt, dann vernickelt und schließlich versilbert. Previously, such items of aluminum is made, then plated and finally plated. Diese Gegenstände des Standes der Technik weisen erhebliche Korrosionsprobleme auf, insbesondere in abgasbelasteten Ballungsgebieten. These items of the prior art exhibit considerable corrosion problems, in particular in exhaust polluted urban areas. Bisher mussten diese Filtergehäuse alle 6 Monate ausgetauscht werden. Previously, this filter housing had to be replaced every 6 months. Mit dem erfindungsgemäßen Gegenstand kann die Einsatzdauer im Gegensatz dazu auf mehr als 2 Jahre erhöht werden. The inventive subject matter, the service life can be increased to more than 2 years in contrast.
  • [0067] [0067]
    Des weiteren können metallische Schichten nicht nur elektrolytisch sondern auch mit Hilfe anderer Verfahren wie CVD/PVD oder thermischem Spritzen auf einen Gegenstand mit einer metallischen Schicht der vorliegenden Erfindung aufgebracht werden. Further metallic layers can be applied to an article with a metallic layer of the present invention, not only electrolytically but also by other methods such as CVD / PVD, or thermal spraying.
  • [0068] [0068]
    Auf diese Weise ist es möglich, Aluminium oder Edelstahl auf einen Gegenstand aufzubringen, der zum Beispiel aus Kunststoff besteht und mit einer Nickelschicht gemäß der vorliegenden Erfindung versehen ist. In this way, it is possible to apply aluminum or stainless steel to an article which consists for example of plastic and is provided with a nickel layer according to the present invention.
  • [0069] [0069]
    Ein weiteres interessantes Beispiel für einen erfindungsgemäßen Gegenstand ist ein Kunststoff, der zunächst mit einer außenstromlos aufgebrachten Nickelschicht versehen ist. Another interesting embodiment of an inventive article is a plastic, which is first provided with an electrolessly deposited layer of nickel. Auf diese Nickelschicht werden anschließend nacheinander Schichten von Silber und Gold elektrolytisch aufgetragen. In this nickel layer sequentially layers of silver and gold are applied electrolytically subsequently. Eine solche, eher spezielle, Schichtenabfolge findet in der Medizintechnik Anwendung bei Bauteilen für diagnostische Geräte. Such a rather special sequence of layers found in medical use in components for diagnostic equipment.
  • [0070] [0070]
    Insgesamt zeigen die oben angeführten Beispiele, dass die erfindungsgemäßen Gegenstände in einem sehr großen Bereich technischer Anwendungen eingesetzt werden können. Overall, the above examples show that the inventive articles can be used in a very wide range of technical applications.
  • [0071] [0071]
    Ein Gegenstand gemäß der vorliegenden Erfindung kann beispielsweise eine Walze für die Bahnwaren verarbeitende Industrie (Folien, Papier, Textilien, Druckereien), Bauteile von Turbomolekularpumpen (Ringe für die Verdichter-Stufe), Griffe für Haushaltsgeräte (Töpfe, Deckel), Komponenten (Griffe, Handläufe, Sonnensegel) für die Luft- und Raumfahrtindustrie, Bauteile für die Elektronikindustrie (Kondensatoren, Schallfeldkondensatoren, Schallreiter, Mikrowellenhohlleiter, Schalterflächen), Bauteile für die bewegten Bauteile von Zyklonen, Windsichter, mechanisch, thermisch und/oder chemisch beanspruchte Bauteile für die Automobilindustrie (Bremskolben für Automobile) oder Formen oder Komponenten für Spritzgussindustrie darstellen. An object of the present invention may, for example a roller for strip processing industry (films, paper, textiles, printing), components of turbomolecular pumps (ring for the compressor stage), handle for household equipment (saucepans, lids), components (handles, handrails, sun shade) for the aerospace industry, components for the electronics industry (capacitors, sound field capacitors sound rider, microwave waveguide switch surfaces), components for the moving parts of cyclones, wind sifters, mechanically, thermally and / or chemically stressed parts for the automotive industry ( represent brake pistons for motor vehicles) or forms or components for the injection molding industry.
  • Beispiel (erfindungsgemäß) Example (according to the invention)
  • [0072] [0072]
    Eine Platte aus Polyamid-6 mit den Abmessungen 200·100·12 mm mit einer Ausgangsrauhigkeit von R a = 0,64 μm und R z = 7,5 μm wurde oberflächenbehandelt: A plate made of polyamide-6 having the dimensions 200 x 100 x 12 mm with a Ausgangsrauhigkeit of R a = 0.64 microns and R z = 7.5 microns was surface-treated:
    Die Oberflächenvorbehandlung wird mit einer modifizierten Druckstrahlanlage der Fa. Straaltechnik International vorgenommen. The surface treatment is carried out with a modified pressure jet unit from. Straaltechnik International. Die Strahlanlage wird mit einem Druck von 4 bar betrieben. The blasting machine is operated at a pressure of 4 bar. Als Strahldüse wird eine Borcarbiddüse mit einem Durchmesser von 8 mm eingesetzt. As a jet nozzle Borcarbiddüse is used having a diameter of 8 mm. Die Strahldauer beträgt 4,6 s. Radiation time is 4.6 s. Als Strahlmittel wird SiC der Körnung P80 mit einem mittleren Korndurchmesser von 200 bis 300 μm verwendet. As an abrasive grit SiC is the P80 used with a mean grain diameter of 200 to 300 microns.
  • [0073] [0073]
    Um das Strahlsystem speziell an die Anforderungen der Kunststoffmodifikation hinsichtlich reproduzierbarer Oberflächentopographien anzupassen, wurden 2 Druckkreisläufe installiert, je einer für den Transport des Strahlmittels und den eigentlichen Beschleunigungsvorgang. To adapt the blasting system specifically to the requirements of the plastics modification in reproducible surface topographies, two pressure circuits have been installed, one for the transport of the abrasive and the actual acceleration process. Diese Modifikation ergab einen sehr konstanten Volumenstrom und einen großen Druckbereich. This modification resulted in a very constant flow rate and a wide pressure range.
  • [0074] [0074]
    Ein Druckluftstrom transportiert das Strahlmittel mit einem möglichst geringen Druck zur Düse. An air flow transports the blasting agent with a very small pressure to the nozzle. Die Strömungsverhältnisse gewährleisten, verursacht durch einen hohen Volumenstrom des Strahlmittels und einen geringen Anteil an Druckluft, einen geringen Verschleiß der Anlage und des Strahlmittels. ensure the flow conditions caused by a high volume flow of the blasting agent, and a small amount of compressed air, a low wear of the plant and of the blasting agent. Erst am Ende des Transportschlauches vor der Mischdüse wird der Querschnitt reduziert, um den gewünschten Volumenstrom einzustellen. Only at the end of the transport hose in front of the mixing nozzle, the cross section is reduced, to set the desired volume flow. Bei allen Kunststoffvorbehandlungen wurde ein konstanter Volumenstrom von 1 l/min vorgegeben. In all plastic pretreatments, a constant flow rate of 1 l / min was given. Im zweiten Teil des Systems strömt bis zur Düse Druckluft (Volumenstrom 1), die sich in einem Druckbereich von 0,2–7 bar stufenlos einstellen lässt. In the second part of the system flows to the nozzle compressed air (flow 1), the bar can be adjusted continuously in a pressure range of 0.2-7. Das Strahlmittel, welches mit einer sehr kleinen Strömungsgeschwindigkeit in die Mischdüse gefördert wird, wird dann durch die hohe Strömungsgeschwindigkeit des Druckluftstroms beschleunigt. The blasting medium which is conveyed with a very small flow velocity into the mixing nozzle is then accelerated by the high flow velocity of the air stream.
  • [0075] [0075]
    Die so aufgerauhte Platte wir in ein Ultraschallbad mit einem Gemisch aus entionisiertem Wasser und 3 Vol.-% Butylglykol fünf Minuten lang behandelt. The thus-roughened plate we .-% butyl glycol treated for five minutes in an ultrasonic bath with a mixture of deionized water and 3 vol.
  • [0076] [0076]
    Die für die Metallabscheidung der Leitschicht verwendeten Badreihen basieren auf der bekannten kolloidalen Palladiumaktivierung in Verbindung mit einer abschließenden katalysierten Metallreduktion. The Badreihen used for metal deposition of the conductive layer based on the known colloidal palladium activation in conjunction with a final catalysed metal reduction. Alle hierfür benötigten Badreihen wurden von der Fa. Max Schlötter bezogen. All Badreihen needed for this were purchased from Max. Schlötter. Die vom Hersteller angegeben Tauchreihenfolgen, Behandlungszeiten und -temperaturen wurden bei allen Prozeßschritten der Nickelabscheidung eingehalten: Specified by the manufacturer diving sequences, treatment times and temperatures were maintained for all process steps of nickel deposition:
    • (1) Aktivatorvortauchlösung: Dient zur Vermeidung der Einschleppung von Verunreinigungen und zur vollständigen Benetzung der Probe vor dem eigentlichen Aktivieren der Oberfläche. (1) Aktivatorvortauchlösung: Used to avoid the introduction of impurities and for the complete wetting of the sample prior to the actual activation of the surface. Tauchzeit: 2 min, Raumtemperatur Immersion time: 2 min, room temperature
    • (2) Aktivator GS 510: Aktivierung der Oberfläche mit Zinn/Palladium-Kolloid. (2) activator GS 510: activation of the surface with tin / palladium colloid. Tauchzeit: 4 min, Raumtemperatur Immersion time: 4 min, room temperature
    • (3) Spülbäder: entionisiertes Wasser Vermeidung der Einschleppung von Aktivator GS 510-Bestandteilen durch Spülen in entionisiertem Wasser. (3) rinsing baths: Deionized water avoiding the introduction of activator GS 510 components by rinsing in deionized water. Tauchzeit: 1 min, Raumtemperatur Immersion time: 1 min, room temperature
    • (4) Conditioner 101: Konditionierung der Werkstoffoberfläche durch Ablösen störender Zinnverbindungen von der Oberfläche. (4) Conditioner 101: conditioning of the material surface by peeling interfering tin compounds from the surface. Tauchzeit: 6 min, Raumtemperatur Immersion time: 6 min, room temperature
    • (5) Spülbäder: entionisiertes Wasser. (5) rinsing baths: deionized water. Tauchzeit: 1 min, Raumtemperatur Immersion time: 1 min, room temperature
    • (6a) Chemisches Nickelbad SH 490 LS: Metallisieren der Kunststoffe mit einer hellen, halbglänzenden amorphen Schicht bei einer Abscheidetemperatur von 88–92°C. (6a) chemical nickel bath SH 490 LS: Metallization of plastics with a bright, semi-bright amorphous layer at a deposition temperature of 88-92 ° C. Tauchzeit: 10 Minuten Diving time: 10 minutes
  • [0077] [0077]
    Bei der gewählten Tauchzeit im Nickelbad ergab sich eine Schichtstärke von 1,4 μm. At the chosen immersion time in the nickel bath a layer thickness of 1.4 .mu.m gave. Diese Stärke der Nickelschicht reicht für eine elektrolytische Beschichtung aus. This thickness of the nickel layer is sufficient for electrolytic coating. Sämtliche Prozeßschritte, die zur Abscheidung der Leitschicht nötig waren, erfolgten in 50 l fassenden Kunststoffwanne, wobei bei der Nickelabscheidung durch eine zusätzliche Heizplatte mit Temperaturregelung eine Badtemperatur von 90° ± 0,5°C während des gesamten Beschichtungszyklus eingehalten wurde. All process steps which were necessary for the deposition of the conductive layer, were carried out in 50 liter plastic tub, using a bath temperature of 90 ° ± 0.5 ° C was observed during the entire coating cycle in the nickel deposition by an additional hot plate with temperature control. Um eine gleichmäßige und reproduzierbare Schichtqualität zu erhalten, wurden die Badreihen nach einem Durchsatz von 20 Proben nach Angaben der Fa. Max Schlötter analysiert und ergänzt. To obtain a uniform and reproducible coating quality that Badreihen Max Schlötter were, according to the company after a throughput of 20 samples. Analyzed and completed.
  • [0078] [0078]
    Nachdem die Nickelleitschicht chemisch aufgebracht war, wurden die Probe von ca. 90°C auf ca. 60°C in destilliertem Wasser abgekühlt, um dann bei 55°C elektrolytisch mit Nickel weiterbeschichtet zu werden. After the Nickelleitschicht was chemically deposited, the sample of about 90 ° C were cooled to about 60 ° C in distilled water, to be then further coated electrolytically at 55 ° C with nickel. Dieser Zwischenschritt diente dazu, das Entstehen von Reaktionsschichten zu vermeiden und durch rasches Abkühlen hervorgerufene Eigenspannungen auszuschließen. This intermediate step served to avoid the formation of reaction layers and ruled by rapid cooling induced residual stresses. Die Proben, die ausschließlich mit einer Nickelleitschicht beschichtet wurden, kühlten in einem destillierten Wasserbad langsam bis auf 25°C ab. The samples which were coated only with a Nickelleitschicht, cooled in a distilled water bath slowly to 25 ° C.
  • [0079] [0079]
    Die Querschliffuntersuchung durch REM (1.500-fach und 3.000-fach) sind in den folgenden Abbildungen ( The transverse section investigations by SEM (1,500 fold and 3,000-fold) are (in the following figures 1 1 ) wiedergegeben. ) Reproduced.
  • [0080] [0080]
    Die Auswertung der EDX-Analyse ergab eine Restmenge an Calcium von 0,03 Gew.%. The evaluation of the EDX analysis showed a residual amount of calcium of 0.03 wt.%.
  • [0081] [0081]
    Die Ergebnisse der Haftfestigkeitsuntersuchungen sind in Tabelle 1 dargestellt. The results of the adhesion tests are shown in Table 1 below.
  • Abb. 1 Fig. 1
  • Tabelle 1 Table 1
  • [0082] [0082]
    Vergleichsbeispiel (nicht erfindungsgemäß) Das erfindungsgemäße Beispiel wird wiederholt, jedoch wird nach der Strahlbehandlung die Platte in einem Ultraschallbad in einer Suspension von 5 Gew.-% CaCO 3 in 96% Ethanol 5 Minuten lang behandelt. Comparative Example (not of the invention) The example of the present invention is repeated, but the plate CaCO after the blasting treatment in an ultrasonic bath in a suspension of 5 wt .-% treated for 5 minutes in 96% ethanol. 3
  • [0083] [0083]
    Anschließend wird die Platte in einem weiteren Ultraschallbad mit reinen, 96-%igem Ethanol für weitere fünf Minuten lang behandelt. The plate is then treated in a further ultrasonic bath with pure 96% ethanol long for another five minutes.
  • [0084] [0084]
    Die Querschliffuntersuchung durch REM (1.500-fach und 3.000-fach) sind in den folgenden Abbildungen ( The transverse section investigations by SEM (1,500 fold and 3,000-fold) are (in the following figures 2 2 ) wiedergegeben. ) Reproduced.
  • [0085] [0085]
    Die Auswertung der EDX-Analyse ergab eine Restmenge an Calcium von 0,91 Gew.%, die aus der Behandlung der CaCO 3 /Ethanol-Suspension stammt. The evaluation of the EDX analysis showed a residual amount of calcium of 0.91 wt.%, Which comes from the treatment of CaCO 3 / ethanol suspension.
  • [0086] [0086]
    Die Ergebnisse der Haftfestigkeitsuntersuchungen sind in Tabelle 2 dargestellt. The results of the adhesion tests are shown in Table 2 below.
  • Abb. 2 Fig. 2
  • Tabelle 2 table 2
  • [0087] [0087]
    Die Ergebnisse zeigen deutlich einen signifikanten Unterschied in der Standardabweichung der Haftfestigkeit der verschiedenen, über die Oberfläche des Verbundwerkstoffes verteilten Messwerte. The results clearly show a significant difference in the standard deviation of the adhesive strength of the various places distributed over the surface of the composite readings.
  • [0088] [0088]
    Dieser Unterschied bewirkt beispielsweise bei der Herstellung von Walzen für die Druckereiindustrie, dass Walzen mit einem Varianzkoeffizienten von mehr als 25 % bei der notwendigen Nachbehandlung durch Schleifen lokale Ablösungen der Metallschicht von dem aufgerauhten Kunststoffsubstrat zeigen, die auf geringere Haftfestigkeiten zurückzuführen sind. This difference caused, for example, in the production of rolls for the printing industry is that rollers having a coefficient of variation of more than 25% with the necessary post-treatment by grinding show local delamination of the metal layer of the roughened plastic substrate, due to lower bond strength.
  • [0089] [0089]
    Vergleichbare Walzen entsprechend der vorliegenden Erfindung zeigen keine Ablösungen während des Schleifvorganges. Comparable rollers according to the present invention, show no peeling during the grinding process.

Claims (17)

  1. Gegenstand mit einem Schichtenverbund, aufweisend eine erste nichtmetallische Schicht und eine darauf aufgebrachte zweite metallische Schicht, dadurch gekenn zeichnet , dass die erste nichtmetallische Schicht mindestens ein Polymer enthält, dass die zwischen nichtmetallischer und metallischer Schicht befindliche Grenze eine Rauhigkeit mit einem R a -Wert von höchstens 5 μm aufweist und dass die metallische Schicht eine Haftfestigkeit von mindestens 12 N/mm 2 und eine Standardabweichung der Haftfestigkeit an sechs verschiedenen, über die Oberfläche des Schichtenverbundes verteilten Messwerte von höchstens 25 % des arithmetischen Mittelwerts aufweist. An article comprising a layer composite exhibiting a first non-metallic layer and a coating applied thereon second metallic layer, characterized in that the first non-metallic layer contains at least one polymer, that the boundary present between the non-metallic and the metallic layer has a roughness with an R a value of having more than 5 microns and that the metallic layer has an adhesive strength of at least 12 N / mm 2 and a standard deviation of the adhesive strength at six different points distributed over the surface of the layered composite of measured values of maximum 25% of the arithmetic mean.
  2. Gegenstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zwischen nichtmetallischer und metallischer Schicht befindliche Grenze eine Rauhigkeit mit einem R z -Wert von höchstens 35 μm aufweist. An article according to claim 1, characterized in that the interface present between the non-metallic and the metallic layer exhibits a roughness with an R z value of at most 35 microns.
  3. Gegenstand nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymer nicht aus Polypropylen und/oder Polytetrafluorethylen ausgewählt ist. The article of claim 1 or 2, characterized in that the polymer is selected not from polypropylene and / or polytetrafluoroethylene.
  4. Gegenstand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die nichtmetallische Schicht mindestens ein faserverstärktes Polymer, insbesondere ein Kohlenstofffaser verstärktes Polymer, enthält und der Durchmesser der Faser weniger als 10 μm beträgt. An article according to any one of the preceding claims, characterized in that the non-metallic layer contains at least one fiber-reinforced polymer, in particular a carbon fiber-reinforced polymer and the diameter of the fiber is less than 10 microns.
  5. Gegenstand mit einem Schichtenverbund, aufweisend eine erste nichtmetallische Schicht und eine darauf aufgebrachte zweite metallische Schicht, dadurch gekennzeichnet, dass die erste nichtmetallische Schicht Polypropylen und/oder Polytetrafluorethylen enthält, dass die zwischen nichtmetallischer und metallischer Schicht befindliche Grenze eine Rauhigkeit mit einem R z -Wert von höchstens 35 μm und einem R a -Wert von höchstens 5 μm aufweist und dass die metallische Schicht eine Haftfestigkeit von mindestens 5 N/mm 2 und eine Standardabweichung der Haftfestigkeit an sechs verschiedenen, über die Oberfläche des Schichtenverbundes verteilten Messwerte von höchstens 25 % des arithmetischen Mittelwerts aufweist. An article comprising a layer composite exhibiting a first non-metallic layer and a coating applied thereon second metallic layer, characterized in that the first non-metallic layer comprises polypropylene and / or polytetrafluoroethylene, that the boundary present between the non-metallic and the metallic layer has a roughness such an R value of at most 35 microns and an R a value of maximum 5 microns, and that the metallic layer has an adhesive strength of at least 5 N / mm 2 and a standard deviation of the adhesive strength at six different points distributed over the surface of the layered composite of measured values of at most 25% of the having arithmetic mean.
  6. Gegenstand mit einem Schichtenverbund, aufweisend eine erste nichtmetallische Schicht und eine darauf aufgebrachte zweite metallische Schicht, dadurch gekennzeichnet, dass die erste nichtmetallische Schicht mindestens ein faserverstärktes Polymer, insbesondere ein Glasfaser verstärktes Polymer, enthält, dass der Durchmesser der Faser mehr als 10 μm beträgt, dass die zwischen nichtmetallischer und metallischer Schicht befindliche Grenze eine Rauhigkeit mit einem R a -Wert von höchstens 10 μm aufweist und dass die metallische Schicht eine Haftfestigkeit von mindestens 12 N/mm 2 und eine Standardabweichung der Haftfestigkeit an sechs verschiedenen, über die Oberfläche des Schichtenverbundes verteilten Messwerte von höchstens 25 % des arithmetischen Mittelwerts aufweist. An article comprising a layer composite exhibiting a first non-metallic layer and a coating applied thereon second metallic layer, characterized in that the first non-metallic layer contains at least one fiber-reinforced polymer, in particular a glass fiber reinforced polymer, that the diameter of the fiber is more than 10 microns, that the boundary present between the non-metallic and the metallic layer exhibits a roughness with an R a value of maximum 10 microns and that the metallic layer has an adhesive strength of at least 12 N / mm 2 and a standard deviation of the adhesive strength at six different over the surface of the layer composite has distributed measured values ​​of maximum 25% of the arithmetic mean.
  7. Gegenstand nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zwischen nichtmetallischer Schicht und metallischer Schicht befindliche Grenze eine Rauhigkeit mit einem R z -Wert von höchstens 100 μm aufweist. An article according to claim 6, characterized in that the interface present between the non-metallic layer and the metallic layer exhibits a roughness with an R z value of at most 100 microns.
  8. Gegenstand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste nichtmetallische Schicht die Oberfläche des Gegenstands ist. An article according to any one of the preceding claims, characterized in that the first non-metallic layer is the surface of the article.
  9. Gegenstand nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die erste nichtmetallische Schicht nicht die Oberfläche des Gegenstands ist. An article according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the first non-metallic layer is not the surface of the article.
  10. Gegenstand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Standardabweichung der Haftfestigkeit höchstens 15 %, insbesondere höchstens 10 %, des arithmetischen Mittelwerts beträgt. Object according to one of the preceding claims, characterized in that the standard deviation of the adhesive strength is at most 15%, especially at most 10% of the arithmetic mean.
  11. Gegenstand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymer ausgewählt ist aus der Gruppe von Polyamid, Polyethylen, Polyvinylchlorid, Polystyrol, Epoxidharzen, Polyetheretherketon, Polyoxymethylen, Polyformaldehyd, Polyacetal, Polyurethan, Polyetherimid, Polyphenylsulfon, Polycarbonat und Polyimid. An article according to any of the preceding claims, characterized in that the polymer is selected from the group of polyamide, polyethylene, polyvinyl chloride, polystyrene, epoxy resins, polyether ether ketone, polyoxymethylene, polyformaldehyde, polyacetal, polyurethane, polyetherimide, polyphenylsulfone, polycarbonate, and polyimide.
  12. Gegenstand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die metallische Schicht eine außenstromlos abgeschiedene Metallschicht, Metalllegierung oder Metalldispersionsschicht ist. An article according to any of the preceding claims, characterized in that the metallic layer deposited without external current is a metal layer, metal alloy or metal dispersion layer.
  13. Gegenstand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die außenstromlos abgeschiedene Metallschicht eine Kupfer-, Nickel- oder Goldschicht ist. An article according to any one of the preceding claims, characterized in that the electrolessly deposited metal layer is a copper, nickel or gold layer.
  14. Gegenstand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die außenstromlos abgeschiedene Metalldispersionsschicht eine Kupfer-, Nickel- oder Goldschicht mit eingelagerten nichtmetallischen Partikeln ist. An article according to any one of the preceding claims, characterized in that the electrolessly deposited metal dispersion layer is a copper, nickel or gold layer with embedded non-metallic particles.
  15. Gegenstand nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die nichtmetallischen Partikel eine Härte von mehr als 1.500 HV aufweisen und ausgewählt sind aus der Gruppe von Siliziumcarbid, Korund, Diamant und Tetraborcarbid. An article according to claim 14, characterized in that the non-metallic particles exhibit a hardness of more than 1,500 HV and are selected from the group consisting of silicon carbide, corundum, diamond and tetracarbide.
  16. Gegenstand nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die nichtmetallischen Partikel reibungsvermindernde Eigenschaften aufweisen und ausgewählt aus der Gruppe von Polytetrafluorethylen, Molybdänsulfid, kubisches Bornitrid und Zinnsulfid. The article of claim 14 or 15, characterized in that the non-metallic particles exhibit friction reducing properties and are selected from the group of polytetrafluoroethylene, molybdenum sulphide, cubic boron nitride and tin sulphide.
  17. Gegenstand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gegenstand eine Walze für die Bahnwaren verarbeitende Industrie (Folien, Papier, Textilien, Druckereien), Bauteile von Turbomolekularpumpen (Ringe für die Verdichter-Stufe), Griffe für Haushaltsgeräte (Töpfe, Deckel), Komponenten (Griffe, Handläufe, Sonnensegel) für die Luft- und Raumfahrtindustrie, Bauteile für die Elektronikindustrie (Kondensatoren, Schallfeldkondensatoren, Schallreiter, Mikrowellenhohlleiter, Schalterflächen), Bauteile für die bewegten Bauteile von Zyklonen, Windsichter, mechanisch, thermisch und/oder chemisch beanspruchte Bauteile für die Automobilindustrie (Bremskolben für Automobile), Formen oder Komponenten für Spritzgussindustrie ist. An article according to any of the preceding claims, characterized in that the article is a roll for strip processing industry (films, paper, textiles, printing), components of turbomolecular pumps (ring for the compressor stage), handle for household equipment (saucepans, lids) , components (handles, handrails, sun shade) for the aerospace industry, components for the electronics industry (capacitors, sound field capacitors sound rider, microwave waveguide switch surfaces), components for the moving parts of cyclones, wind sifters, mechanically, thermally and / or chemically stressed is parts for the automotive industry (brake pistons for motor vehicles), shapes or components of the injection molding industry.
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4101650A1 (en) * 1991-01-22 1992-07-23 Hoechst Ag Biaxially oriented polypropylene film mono
DE4211712A1 (en) * 1992-04-08 1993-10-14 Basf Magnetics Gmbh Scale polyethylene terephthalate materials with low surface roughness, and a process for their preparation and their use
DE4312926A1 (en) * 1992-10-28 1994-05-05 Klaus Dr Rer Nat Seliger A method for producing a metal-plastic composite material
DE3887365T2 (en) * 1987-03-24 1994-06-16 Sumitomo Chemical Co Aromatic polysulfone resin composition with very good Metallisierungsverhalten.
DE19723468A1 (en) * 1997-06-04 1998-12-10 Hoechst Diafoil Gmbh A biaxially oriented polyester film having high oxygen barrier, process for their preparation and their use
DE19842376A1 (en) * 1998-09-16 2000-03-23 Hoechst Diafoil Gmbh Biaxially oriented polypropylene film, process for their preparation and their use
DE19849661A1 (en) * 1998-10-29 2000-05-04 Mitsubishi Polyester Film Gmbh A coextruded, biaxially oriented polyester film for metallization, process for their preparation and their use

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3887365T2 (en) * 1987-03-24 1994-06-16 Sumitomo Chemical Co Aromatic polysulfone resin composition with very good Metallisierungsverhalten.
DE4101650A1 (en) * 1991-01-22 1992-07-23 Hoechst Ag Biaxially oriented polypropylene film mono
DE4211712A1 (en) * 1992-04-08 1993-10-14 Basf Magnetics Gmbh Scale polyethylene terephthalate materials with low surface roughness, and a process for their preparation and their use
DE4312926A1 (en) * 1992-10-28 1994-05-05 Klaus Dr Rer Nat Seliger A method for producing a metal-plastic composite material
DE19723468A1 (en) * 1997-06-04 1998-12-10 Hoechst Diafoil Gmbh A biaxially oriented polyester film having high oxygen barrier, process for their preparation and their use
DE19842376A1 (en) * 1998-09-16 2000-03-23 Hoechst Diafoil Gmbh Biaxially oriented polypropylene film, process for their preparation and their use
DE19849661A1 (en) * 1998-10-29 2000-05-04 Mitsubishi Polyester Film Gmbh A coextruded, biaxially oriented polyester film for metallization, process for their preparation and their use

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