DE1801819C3

DE1801819C3 - Verfahren zum örtlich begrenzten galvanischen Überziehen von Oberflächen elektrisch nichtleitender Gegenstände

Info

Publication number: DE1801819C3
Application number: DE19681801819
Authority: DE
Inventors: Antonius Wilhelmus Van Eindhoven Deursen (Niederlande)
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1967-10-18
Filing date: 1968-10-08
Publication date: 1978-06-15
Also published as: NL6714122A; SE352379B; DE1801819B2; BE722410A; FR1588401A; GB1215617A; DE1801819A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum örtlich begrenzten galvanischen Überziehen von Oberflächen elektrisch nichtleitender Gegenstände, bei dem die Oberfläche nach einer katalytisch machenden Vorbehandlung mit Hilfe einer Lösung, die ein Salz des betreffenden Metalls und ein Reduktionsmittel für dieses Salz enthält, gleichmäßig elektrisch leitend gemacht wird, wonach der durch eine Einkerbung begrenzte Teil des Gegenstandes dadurch mit Metall überzogen wird, daß dieser Teil in mindestens einem galvanischen Bad als Kathode mit einer Stromquelle verbunden wird, bis die gewünschte Metalldicke erreicht ist

Aus der GB-PS 5 02 931 ist ein Verfahren zur Herstellung von galvanischen Überzügen mit glatten Rändern auf elektrisch nichtleitenden Gegenständen bekannt. Mit diesem Verfahren soll eine Wulstbildung an den Rändern vermieden werden. Ferner ist es mit diesem Verfahren auch möglich, Muster zu erzeugen. Um die Wulstbildung zu vermeiden, genügt es nach dieser Patentschrift nicht, eine Einkerbung an derjenigen Stelle des elektrisch nichtleitenden Gegenstands anzubringen, an der später ein Rand entstehen soll; es wird außerdem noch die Bedingung gestellt, die Einkerbung von der elektrisch leitenden Schicht freizuhalten.

Aus der GB-PS 5 76 802 ist ein Verfahren bekannt bei dem ein elektrisch nichtleitender Gegenstand, dessen Oberfläche nur teilweise mit einer Metallschicht überzogen werden soll, nach einer katalytisch machenden Vorbehandlung der ganzen Oberfläche mit Hilfe einer dünnen gleichmäßigen Metallschicht elektrisch leitend gemacht wird, wobei die Metallschicht aus einer Lösung erhalten wird, die ein Salz des betreffenden Metalls ui.d ein Reduktionsmittel für das Salz enthält. Dann wird zwischen dem mit einem Metallüberzug zu versehenden Teil der dünnen Metallschicht und dem nicht zu überziehenden Teil der dünnen Metallschicht eine Unterbrechung angebracht, wonach der erstere Teil in einem galvanischen Bad als Kathode mit einer Stromquelle verbunden wird. Nach dem Aufwachsen des Metalls zur gewünschten Dicke wird die zuerst

ίο erwähnte chemisch abgeschiedene Metallschicht an denjenigen Stellen, die nicht mit dem Metallüberzug versehen sind, entfernt. Dies kann mechanisch oder chemisch erfolgen. Beim chemischen Verfahren wirJ ein selektiv wirkendes Lösungsmittel benutzt, d. h. ein

>S Lösungsmittel, das das Metall der zuerst abgeschiedenen dünnen Schicht löst, das jedoch den galvanisch abgeschiedenen Überzug nicht oder wenigstens nicht nennenswert angreift.

Die Erfindung hat die Aufgabe, ein Verfahren zu

ω schaffen, das gegenüber den bekannten Verfahren eine erhebliche Vereinfachung bedeutet, was insbesondere für die Massenfertigung sehr wichtig ist.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Einkerbung bereits bei der Formgebung des elektrisch nichtleitenden Gegenstands oder wenigstens vor den chemischen Bearbeitungen in der Oberfläche angebracht wird, wobei die Tiefe und der Einschnittwinkel der Einkerbung derart auf die ange wandte Stromdichte abgestimmt sind, daß in der Einkerbung kein galvanischer Niederschlag entsteht, und daß die Zusammensetzung des galvanischen Elektrolyten derart ist, daß sich die in der Einkerbung chemisch abgeschiedene Metallschicht in ihm löst.

Für ein übliches Glanzverkupferungsbad, das mit einer Stromdichte von 2 A/dm² betrieben wird, erwies sich eine Einkerbung mit einer Tiefe von 0,5 mm und einem Einschnittwinkel von 11° als zweckmäßig. Bei der Ermittlung der entsprechenden Bemessungen für beliebige andere galvanische Bäder mit anderen Stromdichten ist zu beachten, daß bei einem zu geringen Abstand zwischen den beiden Rändern der Einkerbung die Gefahr eines Kurzschlusses durch ein leitendes Teilchen, das als Verunreinigung vorhanden sein kann, besteht. Infolgedessen kann die Einkerbung zuwachsen, wodurch auch auf dem nicht zu überziehenden Teil auf der anderen Seite der Einkerbung ein Niederschlag abgeschieden werden könnte. Andererseits entsteht bei einer Überschreitung eines bestimmten Wertes des Einschnittwinkels von Anfang an auch ein Niederschlag in der Einkerbung, wodurch sich auf der ganzen Oberfläche des Gegenstandes ein Niederschlag bildet. Der Fachmann kann mit Hilfe weniger einfacher Versuche in jedem konkreten Fall leicht ermitteln, wie die Einkerbung bemessen werden muß.

Um die gewünschte Metallschicht mit einer derart glatten und glänzenden Oberfläche zu erhalten, daß sie ohne weitere Nachbehandlung für Dekorationszwecke geeignet ist, werden auch dann, wenn mehrere unterschiedliche Schichten niedergeschlagen werden, als galvanisches Bad bzw. als galvanische Bäder vorzugsweise solche gewählt, die einebnend wirken. Diese Art von Bädern ist bekannt und in der Fachliteratur ausführlich beschrieben. Es ist ijberra-

⁶S sehend, daß sich damit beim erfindungsgemäßen Verfahren kein Niederschlag in der Einkerbung ergibt, während Kratzer oder Unebenheiten in der zu überziehenden Oberflache verschwinden.

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Als Beispiel wird das örtlich begrenzte galvanische Überziehen von Bedienungsknöpfen für Rundfunkgeräte beschrieben. Diese Bedienungsknöpfe bestehen z. B. aus einer zylindrischen Scheibe mit einem Durchmesser von 30 mm und einer Dicke von 5 mm, die auf einer Seite zur Befestigung an der Welle eines einsteilbaren Teiles des Geräts mit einem Stiel versehen ist Auf der anderen Seite muß ζ. Β. eine konzentrische kreisförmige Oberfläche mit einem Durchmesser von 25 mm unbedeckt bleiben.

Diese Knöpfe wurden aus gefärbtem Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymerisat gepreßt, wobei gleichzeitig in der Oberfläche an der Stelle der gewünschten Begrenzung eine kreisförmige Einkerbung mit einer Tiefe von 0,5 mm und einem Einschnittwinkel von 11 ° durch einen entsprechenden vorstehenden Rand in der Preßmatrize angebracht wurde.

Die Knöpfe wurden nach dem Preßvorgang mit einer Chromschwefelsäurelösung entfettet, dann 5 Minuten mit einer Lösung, die je Liter

25 g SnCI₂ · 2H₂O

60 ml HCI (Dichte= 1,19)

enthielt und danach 5 Minuten mit einer Lösung, die je Liter

500 mg PdCI₂
10 ml HCI (30%)

enthielt, behandelt.

Dann wurden sie 5 bis 15 Minuten in ein auf 70⁰C erhitztes Bad getaucht, das

20gNiCI₂-6H₂O
1OgCoSO₄ · H₂O
10 g Natriumacetat
lOgNatriumtartrat
10 g Natriumeitrat
2 ml (C₂Hs)₂HNBH₃
50 ml Isopropanol
2 g Bleiacetat

ίο je Liter enthielt.

Die Knöpfe wurden dann beim Stiel eingeklemmt und als Kathode in eine Elektrolytlösung eingehängt, die je Liter 200 bis 250 g CuSO₄ · 5 H₂O, 45 bis 70 ml H₂SO₄ (Dichte = 1,84) und 2 bis 5 ml eines handelsüblichen Glanzmittels enthielt. Nachdem bei einer Stromdichte von 2 A/dm² eine 10 bis 15μπι dicke Kupferschicht aufgewachsen war, wurde aus einem Bad mit einem pH-Wert von 4,5, das je Liter 60 g NiCI₂ · 6 H₂O, 275 g NiSO₄ · 6 H₂O, 45 g H₃BO₃ und drei verschiedene handelsübliche Glanzmittel in Mengen von 9 g, 7 ml und 1,75 ml enthielt, eine 5 μπι dicke Nickelschicht aufgebracht, wonach auf der Nickelschicht aus einem Elektrolyten, der je Liter 375 g CrO₃, 3,75 g H₂SO₄ und 3 g Cr₂O₃ enthielt, eine 0,25 bis 0,5 μπι dicke Chrom-Schicht abgeschieden wurde. Die beiden letzteren Bäder wurden mit einer Stromdichte von 4 A/dm² bzw. 20 A/dm² betrieben. Das Nickelbad wurde bei 50 bis 55°C und das Chj-ombad bei 5O⁰C betrieben.

Bereits nach dem Aufwachsen der Kupferschicht stellte sich heraus, daß die Nickelschicht innerhalb der kreisförmigen Einkerbung gelöst und die Oberfläche des Kunststoffes frei geworden war.

Claims

18 Ol 819 Patentansprüche:

1. Verfahren zum örtlich begrenzten galvanischen Überziehen von Oberflächen elektrisch nichtleitender Gegenstände, bei dein die Oberfläche nach einer katalytisch machenden Vorbehandlung mit Hilfe einer Lösung, die ein Salz des betreffenden Metalls und ein Reduktionsmittel für dieses Salz enthält, gleichmäßig elektrisch leitend gemacht wird, wonach der durch eine Einkerbung begrenzte Teil des Gegenstandes dadurch mit Metall überzogen wird, daß dieser Teil in mindestens einem galvanischen Bad als Kathode mit einer Stromquelle verbunden wird, bis die gewünschte Metalldicke erreicht ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Einkerbung bereits bei der Formgebung des elektrisch nichtleitenden Gegenstandes oder wenigstens vor den chemischen Bearbeitungen in der Oberfläche angebracht wird, wobei die Tiefe und der Einschnittwinkel der Einkerbung derart auf die angewandte Stromdichte abgestimmt sind, daß in der Einkerbung kein galvanischer Niederschlag entsteht, und daß die Zusammensetzung des galvanischen Elektrolyten derart ist, daß sich die in der Einkerbung chemisch abgeschiedene Metallschicht in ihm löst

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der galvanische Niederschlag oder, bei der Anbringung mehrerer galvanischer Niederschläge, mindestens eine der Schichten aus einem einebnenden Elektrolyten erhalten wird.