Verfahren zur Vorbehandlung von Kunststoffoberflächen für das Galvanisieren
Die Erfindung bezieht sich auf die Vorbehandlung von Kunststoffoberflächen aus Polystyrol-Mischpolymerisaten
der Acrylnitril-Butadien-Styrol-Reihe für das nachfolgende Galvanisieren.Process for the pretreatment of plastic surfaces for electroplating
The invention relates to the pretreatment of plastic surfaces made from polystyrene copolymers
the acrylonitrile-butadiene-styrene series for subsequent electroplating.
Die Galvanisierung von Kunststoffen erfordert bekanntlich eine Vorbehandlung
ihrer Oberfläche. Die hierfür bisher bekanntgewordenen Verfahren sind in erster
Linie mechanischer Natur. Die gespritzten Kunststoffteile werden beispielsweise
mit Hilfe des Naßstrahlläppens bzw. Trommelscheuerns aufgerauht, dann nach einem
Spülvorgang in eine Reduktionsmittel enthaltende Lösung, meist Zinn(11)-chlorid,
getaucht und anschließend in eine Aktivierungslösung gebracht, die Edelmetallsalze,
meist Silbernitrat oder Palladiumchlorid, enthält. Der der Kunststoffoberfläche
anhaftende Anteil des Reduktionsmittels aus dem ersten Bad reduziert die Edelmetallionen
zu Metallkeimen, die an der aufgerauhten Oberfläche durch Adhäsion haften. Solche
vorbehandelten Teile können weiter chemisch verkupfert werden. Dieser Verfahrensgang
erfordert, namentlich durch die mechanische Aufrauhung der Oberfläche, einen erheblichen
Zeit-, Material- und Arbeitsaufwand.It is well known that the electroplating of plastics requires pretreatment
their surface. The processes that have become known so far for this purpose are primarily
Line of a mechanical nature. The molded plastic parts are for example
roughened with the help of wet jet lapping or drum scrubbing, then after a
Rinsing process in a solution containing reducing agent, usually tin (11) chloride,
immersed and then brought into an activation solution, the precious metal salts,
mostly silver nitrate or palladium chloride. That of the plastic surface
Adhering portion of the reducing agent from the first bath reduces the noble metal ions
to metal nuclei that adhere to the roughened surface. Such
pretreated parts can be chemically copper-plated. This course of proceedings
requires a considerable amount of work, particularly due to the mechanical roughening of the surface
Time, material and effort required.
Es sind weiterhin chemische Behandlungsmethoden, z. B. mit Lösungen,
bekanntgeworden, die durch chemischen Angriff' die Kunststoffoberfläche aufrauhen
bzw. aufquellen. Nach einer solchen Behandlung erfolgt die Aktivierung des Kunststoffes
in bekannter gleicher wie bei der eben beschriebenen mechanischen Aufrauhung. Diese
Verfahren ersetzen daher lediglich die mechanische Aufrauhung der Kunststoffe, da
man gezwungen ist, die für die nachfolgende Galvanisierung erforderliche Aktivierung
der Oberfläche gesondert durchzuführen.There are also chemical treatment methods such. B. with solutions,
become known, which roughen the plastic surface by chemical attack
or swell. After such a treatment, the plastic is activated
in the well-known same as the mechanical roughening just described. These
Processes therefore only replace the mechanical roughening of the plastics, since
one is forced to carry out the activation required for the subsequent electroplating
to be carried out separately on the surface.
Es wurde nun gefunden, daß Kunststoffe aus Polystyrol-Mischpolymerisaten
der Acrylnitril-Butadien-Styrol-Reihe wesentlich vorteilhafter für die Galvanisierung
vorbehandelt werden können, wenn man auf ihre Oberfläche eine Lösung einwirken läßt,
welche die chemische Aufrauhung bzw. oxydative Veränderung mit einer gleichzeitigen
Aktivierung verbindet. Dies wird dadurch erreicht, daß man der Aufrauhungs- bzw.
Oxydationslösung Edelmetallsalze hinzufügt, die unmittelbar während der Veränderung
der Oberfläche beim Einwirken dieser Lösung durch Diffusion in den Kunststoff eindringen
können. Das erfindungsgemäße Verfahren vereinigt also in einem Arbeitsgang Aufrauhung
und Aktivierung und ist daher gegenüber den bisher bekannten Verfahren wesentlicht
vereinfacht. Durch diese Vorbehandlung werden bei der nachfolgenden Reduktion Keime
gebildet, die relativ tief in der Oberfläche des Kunststoffes verankert sind. Sie
sind der Grund für die gute Haftfestigkeit der anschließend chemisch und galvanisch
aufgebrachten Metallschichten.It has now been found that plastics made from polystyrene copolymers
the acrylonitrile-butadiene-styrene series is much more advantageous for electroplating
can be pretreated if a solution is allowed to act on their surface,
which the chemical roughening or oxidative change with a simultaneous
Activation connects. This is achieved by the roughening or
Oxidizing solution adds precious metal salts immediately during the change
penetrate the surface when this solution acts by diffusion into the plastic
can. The method according to the invention thus combines roughening in one operation
and activation and is therefore essential compared to the previously known methods
simplified. This pretreatment causes germs to develop during the subsequent reduction
formed, which are anchored relatively deep in the surface of the plastic. she
are the reason for the good adhesive strength of the subsequent chemical and galvanic processes
applied metal layers.
Die für das erfindungsgemäße Verfahren zu verwendenden Lösungen enthalten
konzentrierte Schwefelsäure und ein oder mehrere Edelmetallsalze, bevorzugt Silbersalze,
beispielsweise Silbernitrat, Silbersulfat, Silberacetat, und zwar in Mengen von
insbesondere 0,5 bis 10 g des Metallsalzes auf 11 konzentrierte Schwefelsäure. Zum
Zweck der stärkeren und schnelleren Aufrauhung bzw. Oxydation der Oberfläche können
der Lösung zweckmäßig Oxydationsmittel, bevorzugt Salpetersäure, Wasserstoffperoxyd,
Chromsäure oder Persulfate, zugesetzt werden. Je nach dem gewünschten Grad der Aufrauhung
kann bei Temperaturen von etwa 15 bis zu etwa 70°C gearbeitet werden. Die Verweildauer
der Kunststoffe im Vorbehandlungsbad ist variabel und liegt bei etwa 30 Sekunden
bis zu 2 Stunden.Contain the solutions to be used for the process according to the invention
concentrated sulfuric acid and one or more precious metal salts, preferably silver salts,
for example silver nitrate, silver sulfate, silver acetate, in amounts of
in particular 0.5 to 10 g of the metal salt per 1 liter of concentrated sulfuric acid. To the
Purpose of stronger and faster roughening or oxidation of the surface
the solution is suitably oxidizing agent, preferably nitric acid, hydrogen peroxide,
Chromic acid or persulfates, can be added. Depending on the desired degree of roughening
can be used at temperatures from about 15 to about 70 ° C. The length of stay
the plastics in the pretreatment bath is variable and takes about 30 seconds
up to 2 hours.
Nach der Behandlung in der Lösung werden die Kunststoffe gespült und
in eines der üblichen Reduktionsbäder gebracht, in der die Reduktion der in die
Oberfläche der Kunststoffe diffundierten Edelmetalliönen zu Metallkeimen erfolgt.
Nach dieser Behandlung können die Kunststoffe sofort chemisch verkupfert und anschließend
galvanisch mit beliebigen Metallschichten versehen werden.After treatment in the solution, the plastics are rinsed and
brought into one of the usual reducing baths, in which the reduction of the in the
On the surface of the plastics diffused precious metals to form metal nuclei.
After this treatment, the plastics can be chemically copper-plated immediately and subsequently
can be galvanically provided with any metal layers.
Neben seiner Einfachheit besitzt das erfindungsgemäße Verfahren den
Vorteil, daß die Oberfläche der Kunststoffteile wesentlich geringer aufgerauhtwird,
als dies bei der mechanischen Aufrauhung der Fall ist. Man benötigt daher zur Erzielung
von metallischen Glanzeffekten wesentlich geringere Auflagestärken von Kupfer, Nickel
und Chrom für dekorative Zwecke. Die nach diesem Verfahren erzielte Haftfestigkeit
entspricht der beim mechanischen Aufrauhen erreichten Haftung der Metallschichten
auf dem Kunststoff.
Die folgenden Beispiele dienen zur Erläuterung
des Verfahrens nach der Erfindung. Teile aus Polystyrol-Mischpolymerisaten der Acrylnitril-Butadien-Styrol-Reihe
wurden mit den im folgenden beschriebenen Lösungen behandelt, anschließend 1 Minute
lang in fließendem Wasser gespült und dann 1 Minute lang in eine Reduktionslösung,
bestehend aus 50 m1/1 40°/oigem Formaldehyd und 50 gjl Natronlauge bzw. 50 g/1 Kaliumhypophosphit,
gelöst in 2- bis 5°/oiger Schwefelsäure, gebracht. Die derart vorbereiteten Teile
konnten 'sofort in üblicher Weise chemisch verkupfert werden. Mit den in den Beispielen
3 bis 7 beschriebenen Lösungen ließ sich eine stärkere Aufrauhung der Kunststoffoberflächen
erzielen als mit den Lösungen der Beispiele 1 und 2. Beispiel 1 Zusammensetzung
der Lösung: Konzentrierte Schwefelsäure: +5 g/1 Silbersulfat; -Temperatur: 25°C;
Behandlungszeit: -3 Minuten. Beispiel 2 Zusammensetzung der Lösung: Konzentrierte
Schwefelsäure +5 g/1 Silbernitrat; Temperatur: 25'C; Behandlungszeit 3 Minuten.
Beispiel 3 Zusammensetzung der Lösung: Konzentrierte Schwefelsäure 5 g/1 Silberacetat
-E-20 m1/1_ konzentrierte Salpetersäure; Temperatur: 2 r"le,-, C, Behandlungszeit:
3 Minuten. Beispiel 4 Zusammensetzung der Lösung: Konzentrierte Schwefelsäure 5
g/1 Silbernitrat +60 g/1 Chromsäureanhydrid;. --"-Temperatur: 50° C; Behandlungszeit:
3 Minuten. Beispiel s Zusammensetzung der Lösung: Konzentrierte Schwefelsäure 5
g/1 Silbersulfat -- +50 m1/1 30%iges Wasserstoffperoxyd; Temperatur: 25°C; Behanalüngszeit:
3 Minuten. Zusammensetzung der Lösung: Konzentrierte Schwefelsäure 5 g/1 Silbernitrat
+50 g/l Ammoniumpersulfat; Temperatur: 25'C; Behandlungszeit: 3 Minuten. Beispiel
? Zusammensetzung der Lösung: Konzentrierte Schwefelsäure 5 g/1 Silbersulfat +10
g/1 Perchlorsäure; Temperatur: 25°C; Behandlungszeit: 3 Minuten.In addition to its simplicity, the method according to the invention has the
Advantage that the surface of the plastic parts is roughened much less,
than is the case with mechanical roughening. One therefore needs to achieve
of metallic luster effects, significantly lower layer thicknesses of copper, nickel
and chrome for decorative purposes. The adhesive strength achieved by this process
corresponds to the adhesion of the metal layers achieved during mechanical roughening
on the plastic.
The following examples serve to illustrate
of the method according to the invention. Parts made from polystyrene copolymers of the acrylonitrile-butadiene-styrene series
were treated with the solutions described below, then for 1 minute
rinsed in running water for 1 minute and then in a reducing solution for 1 minute,
consisting of 50 ml / 1 40% formaldehyde and 50 g / 1 sodium hydroxide solution or 50 g / 1 potassium hypophosphite,
dissolved in 2 to 5% sulfuric acid, brought. The parts prepared in this way
could 'be chemically copper-plated immediately in the usual way. With the in the examples
The solutions described in 3 to 7 allowed a stronger roughening of the plastic surfaces
achieve than with the solutions of Examples 1 and 2. Example 1 Composition
of the solution: Concentrated sulfuric acid: +5 g / 1 silver sulfate; -Temperature: 25 ° C;
Treatment time: -3 minutes. Example 2 Composition of the solution: Concentrated
Sulfuric acid +5 g / 1 silver nitrate; Temperature: 25'C; Treatment time 3 minutes.
Example 3 Composition of the solution: Concentrated sulfuric acid 5 g / 1 silver acetate
-E-20 m1 / 1_ concentrated nitric acid; Temperature: 2 r "le, -, C, treatment time:
3 minutes. Example 4 Composition of the solution: Concentrated sulfuric acid 5
g / 1 silver nitrate +60 g / 1 chromic anhydride ;. - "- temperature: 50 ° C; treatment time:
3 minutes. Example s Composition of the solution: Concentrated sulfuric acid 5
g / 1 silver sulfate - +50 m1 / 1 30% hydrogen peroxide; Temperature: 25 ° C; Exposure time:
3 minutes. Composition of the solution: Concentrated sulfuric acid 5 g / 1 silver nitrate
+50 g / l ammonium persulfate; Temperature: 25'C; Treatment time: 3 minutes. example
? Composition of the solution: Concentrated sulfuric acid 5 g / 1 silver sulfate +10
g / 1 perchloric acid; Temperature: 25 ° C; Treatment time: 3 minutes.