DE19702323A1

DE19702323A1 - Beschichtungssystem mit Reflexionsschicht

Info

Publication number: DE19702323A1
Application number: DE1997102323
Authority: DE
Inventors: Friedhelm Dipl Ing Maiworm; Gottfried Graf; Andreas Dr Mucha; Lothar Dr Siegert
Original assignee: MAT GmbH; Stahlschmidt & Maiworm
Current assignee: MAT GmbH; Stahlschmidt & Maiworm
Priority date: 1997-01-23
Filing date: 1997-01-23
Publication date: 1998-07-30

Description

Die Erfindung betrifft ein Beschichtungssystem, insbesondere für Räder oder Karosserieteile von Kraftfahrzeugen, mit einer Glättungsschicht, die auf eine Basisfläche aufbringbar ist und eine glatte Oberfläche auf weist und mit einer Reflexionsschicht, die auf die Oberfläche der Glät tungsschicht aufgebracht ist. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Ver fahren zur Herstellung eines derartigen Beschichtungssystems.

Ein Beschichtungssystem der eingangs genannten Art ist aus der DE-OS 195 39 645 bekannt. Die hier beschriebene metallisch glanzbe schichtete Leichtmetallfelge weist ein Beschichtungssystem auf, bei dem eine Glättungsschicht zur Einebnung der Oberflächenrauhheiten des Rads vorgesehen ist. Die Glättungsschicht weist eine weitgehend glatte und strukturfreie Oberfläche auf. Auf die Glättungsschicht wird durch stromloses naßchemisches Metallisieren und nachfolgend galva nische Verstärkung des Metallbelags die Reflexionsschicht aufgebracht. Eine derartige Reflexionsschicht ist in der Herstellung relativ aufwen dig.

Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Be schichtungssystem vorzuschlagen, das auf beliebige Basisflächen applizierbar ist und das auf einfache Weise hergestellt werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einem Beschichtungssystem ge mäß der eingangs genannten Art vorgeschlagen, daß die Oberfläche der Glättungsschicht eine Oberflächenrauhigkeit von unter 0,5 µm auf weist und daß die Reflexionsschicht mit einem Vakuum-Sputter-Ver fahren auf die Glättungsschicht aufgebracht ist. Das erfindungsgemäße Beschichtungssystem weist eine Reflexionsschicht mit Spiegeleffekt auf, die eine große Haltbarkeit besitzt. Auf Grund des zum Einsatz kommenden Vakuum-Sputter-Verfahren kann eine einfache und ko stengünstige Herstellung der Reflexionsschicht erfolgen. Insbesondere können Reflexionsschichten in beliebiger Schichtdicke aufgebracht werden.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen aufgeführt.

Vorteilhaft weist die Reflexionsschicht eine Stärke von 0,3 µm bis 2,5 µm auf.

Die Reflexionsschicht kann aus einem Metall oder einer Metallegierung bestehen. Vorteilhaft besteht die Reflexionsschicht aus Chrom, Kupfer, Messing, Titan, Silber, Gold, Platin oder Edelstahl oder Verbindungen hiervon. Zur Verbesserung der Haftung der Reflexionsschicht wird vor teilhaft die Glättungsschicht oberflächenbehandelt. Hierbei kommt ins besondere eine Plasmabehandlung der Glättungsschicht zur Anwen dung.

Um Reflexionsschichten mit hoher Qualität zu erzeugen, weist die Glät tungsschicht vorteilhaft eine Oberflächenrauhigkeit von 0,05 µm bis 0,2 µm, vorzugsweise etwa 0,1 µm, auf.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung besteht die Glät tungsschicht aus einem modifizierten Epoxidharz, das mittels Pulverbe schichtung auf die Basisfläche aufgebracht ist. Ein derartiges Epoxid harz ist im Handel unter dem Markennamen "Valophene" erhältlich. Ein wesentlicher Vorteil einer derartigen Glättungsschicht besteht darin, daß eine Basisfläche mit großer Oberflächenrauhigkeit in einem einzi gen Arbeitsschritt in eine glatte Oberfläche überführt werden kann. Herstellungsaufwendige Zwischenschritte, wie Schleifen oder Polieren der Bauteile, können somit entfallen.

In weiterer Ausgestaltung besteht die Glättungsschicht aus einem Lack, vorteilhaft einem Naßlack. Auch kann die Glättungsschicht aus einem Metallisierungslack bestehen.

Sofern die Reflexionsschicht aus chemisch inaktiven Materialien, bei spielsweise Gold, besteht, wird vorteilhaft eine Haftvermittlerschicht, insbesondere aus Titan oder Chrom, zwischen der Glättungsschicht und der Reflexionsschicht aufgebracht.

In weiterer Ausgestaltung wird vorgeschlagen, daß auf die Reflexions schicht eine transparente Schutzschicht aufgebracht ist.

Vorteilhaft besteht die transparente Schutzschicht aus Aluminiumoxid oder Siliciumdioxid und ist mittels eines Vakuum-Sputter-Verfahrens aufgebracht.

Hierbei kann die transparente Schutzschicht eine Stärke von 1 µm aufweisen.

Alternativ ist es auch möglich, daß die transparente Schutzschicht als Lack, insbesondere Mehrkomponentenlack vorliegt.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird ein Verfahren zum Auf bringen des vorstehend beanspruchten Beschichtungssystems vorge schlagen, das durch folgende Verfahrensschritte gekennzeichnet ist:

a) auf eine Basisfläche wird eine Glättungsschicht aufgebracht, die eine Oberflächenrauhigkeit von unter 0,5 µm aufweist;
b) die Glättungsschicht wird einer Oberflächenbehandlung, insbe sondere einer Plasmabehandlung, unterzogen;
c) die Reflexionsschicht wird mit einem Vakuum-Sputter-Verfahren auf die Glättungsschicht aufgebracht.

Hierdurch können auf einfache Weise Reflexionsschichten guter Quali tät und mit großer Haltbarkeit auf beliebige Basisflächen aufgebracht werden.

Vorteilhaft besteht die Glättungsschicht aus einem modifizierten Epoxidharz, das mittels Pulverbeschichtung auf die Basisfläche aufge bracht wird.

Das erfindungsgemäße Beschichtungssystem ist auf verschiedenartige Basisflächen aufbringbar. Insbesondere kann die Basisfläche aus Me tall, Nichtmetall oder Kunststoff bestehen. Die zum Einsatz kommende Glättungsschicht wird dem jeweiligen Material der Basisfläche ange paßt. Auch kann es bei bestimmten Basisflächen, insbesondere Basis flächen aus Kunststoffen, notwendig sein, daß diese vor dem Aufbrin gen der Glättungsschicht einer Oberflächenbehandlung, insbesondere einer Plasmabehandlung, unterzogen werden.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen nä her erläutert, die in schematischer Weise in der Zeichnung dargestellt sind. Hierbei zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Vertikalschnitt durch ein erstes Aus führungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Beschichtungs systems, und

Fig. 2 einen schematischen Vertikalschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Beschich tungssystems.

Fig. 1 zeigt einen schematischen Vertikalschnitt durch ein Beschich tungssystem 10, das auf einer Basisfläche 11 aus Metall aufgebracht ist. Die Basisfläche 11 kann jedoch auch aus einem anderen Material, beispielsweise Kunststoff, Nichtmetall, Glas oder Keramik bestehen. Die Oberfläche 11a der Basisfläche 11 weist herstellungsbedingt eine gewisse Oberflächenrauhigkeit auf, die durch eine auf die Oberfläche 11a aufgebrachte Glättungsschicht 12 egalisiert werden. Die Glät tungsschicht 12 besteht aus einem modifizierten Epoxidharz, das unter dem Markennamen "Valophene" im Handel erhältlich ist. Die Glättungs schicht 12 wird mittels Pulverbeschichtung auf die Basisfläche 11 auf gebracht, wodurch eine Oberfläche 12a erhalten wird, die eine Ober flächenrauhigkeit von etwa 0,1 µm aufweist. Herstellungsaufwendige Zwischenschritte, beispielsweise Schleifen oder Polieren der Bauteile können hierdurch entfallen. Ein häufiges Schleifen oder Polieren der zum Kunststoffpressen verwendeten Werkzeuge ist nicht erforderlich.

Alternativ kann die Glättungsschicht 12 auch aus einem Lacksystem, vorteilhaft einem Mehrkomponentenlack, bestehen. Eine derartige Zwi schenschicht empfiehlt sich insbesondere bei temperaturempfindlichen Kunststoffen, bei denen die für die Pulverbeschichtung mit einem Epoxidharz vorgesehenen Einbrenntemperaturen nicht erreicht werden können.

Auf die glatte Oberfläche 12a der Glättungsschicht 12 ist die Refle xionsschicht 13 aufgebracht, die hochgradig reflektierend ist und somit einen Spiegeleffekt aufweist. Die Reflexionsschicht 13 weist im vorlie genden Fall eine Stärke von etwa 2 µm auf. Die Stärke der Reflexions schicht 13 kann aber auch geringer sein.

Die Reflexionsschicht 13 wird mit einem Vakuum-Sputter-Verfahren auf die Glättungsschicht 12 aufgebracht. Um die Haftung der Refle xionsschicht 13 auf der Oberfläche 12a der Glättungsschicht 12 zu verbessern, wird die Oberfläche 12a der Glättungsschicht 12 einer Plasmabehandlung unterworfen.

Die Reflexionsschicht 13 besteht im vorliegenden Fall aus Chrom. Es können jedoch auch andere Metalle, beispielsweise Kupfer, Messing, Titan, Silber, Gold, Platin oder Edelstahl oder Verbindungen hiervon zur Herstellung der Reflexionsschicht 13 eingesetzt werden. Einige der aufgeführten Metalle, beispielsweise Chrom oder Edelstahl, besitzen einen natürlichen Korrosionsschutz. Hierdurch können zusätzliche Be schichtungen zum Korrosionsschutz entfallen. Dies trifft auch für eine Vielzahl von Metallverbindungen, beispielsweise Titannitrid (TiN) oder Chromnitrid (CrN) zu.

Sofern die Reflexionsschicht 13 aus einem chemisch inaktiven Mate rial, beispielsweise Gold, besteht, kann eine Haftvermittlungsschicht 16 auf die Oberfläche 12a der Glättungsschicht 12 aufgebracht wer den. Eine derartige Haftvermittlerschicht 16 kann beispielsweise aus Titan oder Chrom bestehen und weist eine Dicke von einigen zehn Nanometern auf.

Fig. 2 zeigt einen Vertikalschnitt durch ein Beschichtungssystem 15, zu dessen Beschreibung die bereits eingeführten Bezugszeichen für gleiche oder funktionsgleiche Teile verwendet werden sollen.

Das Beschichtungssystem 15 weist im Unterschied zu dem Beschich tungssystem 10 gemäß Fig. 1 eine transparente Schutzschicht 14 auf, die auf die Oberfläche 13a der Reflexionsschicht 13 aufgebracht ist. Die Schutzschicht 14 besteht bei dem dargestellten Beispiel aus Aluminiumoxid und ist mittels eines Vakuum-Sputter-Verfahrens auf gebracht. Alternativ kann jedoch mit einem gleichen Verfahren auch eine Siliciumdioxidschicht aufgebracht werden. Weiterhin kann als transparente Schutzschicht 14 auch ein Lacksystem, insbesondere ein Mehrkomponentenlack aufgebracht werden.

Mit einer derartigen Schutzschicht 14 können verschiedene funktionale Eigenschaften des Beschichtungssystems verbessert werden. Insbe sondere können abhängig vom jeweiligen Anwendungsfall die Antibe schlagseigenschaften, das Gleitverhalten, das Schmutzabweiseverhal ten und die optischen Eigenschaften, insbesondere die UV-Trans parenz, beeinflußt werden.

Die transparente Schutzschicht 14 weist eine Stärke von mindestens 1 µm auf.

Nachfolgend soll das Herstellungsverfahren zum Aufbringen der Be schichtungssysteme 10 und 15 erläutert werden.

Zunächst wird auf die Basisfläche 11 die Glättungsschicht 12 aufge bracht, wobei bei bestimmten Materialien der Basisfläche 11 eine vor herige Oberflächenbehandlung der Oberfläche 11a der Basisfläche 11 erforderlich ist. Hierbei kann insbesondere eine Plasmabehandlung der Oberfläche 11a vorgenommen werden.

Die Glättungsschicht 12 wird als Pulver- oder Naßlack aufgetragen. Hierdurch wird eine Oberfläche 12a erhalten, die eine Oberflächenrau higkeit von etwa 0,1 µm aufweist.

Nachfolgend wird mittels eines Vakuum-Sputter-Verfahrens die Refle xionsschicht 13 auf die Glättungsschicht 12 in der gewünschten Stär ke aufgebracht.

Zur Herstellung des Beschichtungssystems 15 ist noch ein weiterer Verfahrensschritt erforderlich, in dem die transparente Schutzschicht 14 auf die Reflexionsschicht 13 aufgetragen wird.

Claims

1. Beschichtungssystem, insbesondere für Räder oder Karosserietei le von Kraftfahrzeugen, mit einer Glättungsschicht (12), die auf eine Basisfläche (11) aufbringbar ist und eine glatte Oberfläche (12a) aufweist und mit einer Reflexionsschicht (13), die auf die Oberfläche (12a) der Glättungsschicht (12) aufgebracht ist, da durch gekennzeichnet, daß die Oberfläche (12a) der Glättungs schicht (12) eine Oberflächenrauhigkeit von unter 0,5 µm auf weist und daß die Reflexionsschicht (13) mit einem Vakuum-Sputter-Verfahren auf die Glättungsschicht (12) aufgebracht ist.

2. Beschichtungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die Reflexionsschicht (13) eine Stärke von 0,3 µm bis 2,5 µm aufweist.

3. Beschichtungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die Reflexionsschicht (13) aus einem Metall oder einer Metallverbindung besteht.

4. Beschichtungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da durch gekennzeichnet, daß die Reflexionsschicht (13) aus Chrom, Kupfer, Messing, Titan, Silber, Gold, Platin oder Edel stahl oder Verbindungen hiervon besteht.

5. Beschichtungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da durch gekennzeichnet, daß die Glättungsschicht (12) zur Ver besserung der Haftung der Reflexionsschicht (13) oberflächen behandelt ist.

6. Beschichtungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da durch gekennzeichnet, daß die Glättungsschicht eine Oberflä chenrauhigkeit von 0,05 µm bis 0,2 µm, vorzugsweise etwa 0,1 µm, aufweist.

7. Beschichtungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da durch gekennzeichnet, daß die Glättungsschicht (12) aus einem modifizierten Epoxidharz besteht, das mittels Pulverbeschichtbe schichtung auf die Basisfläche (11) aufgebracht ist.

8. Beschichtungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da durch gekennzeichnet, daß die Glättungsschicht (12) aus einem Lack, vorteilhaft einem Naßlack, besteht.

9. Beschichtungssystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich net, daß die Glättungsschicht (12) aus einem Metallisierungslack besteht.

10. Beschichtungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, da durch gekennzeichnet, daß eine Haftvermittlerschicht (16), ins besondere aus Titan oder Chrom, zwischen der Glättungsschicht (12) und der Reflexionsschicht (13) aufgebracht ist.

11. Beschichtungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, da durch gekennzeichnet, daß auf die Reflexionsschicht (13) eine transparente Schutzschicht (14) aufgebracht ist.

12. Beschichtungssystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich net, daß die transparente Schutzschicht (14) aus Aluminiumoxid oder Siliciumdioxid besteht und mittels eines Vakuum-Sputter-Ver fahrens aufgebracht ist.

13. Beschichtungssystem nach Anspruch 11 oder 12, dadurch ge kennzeichnet, daß die transparente Schutzschicht (14) eine Stärke von 1 µm aufweist.

14. Beschichtungssystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich net, daß die transparente Schutzschicht (14) als Lack, insbeson dere Mehrkomponentenlack, vorliegt.

15. Verfahren zum Aufbringen eines Beschichtungssystems nach einem der Ansprüche 1 bis 14, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

a) auf eine Basisfläche (11) wird eine Glättungsschicht (12) aufgebracht, die eine Oberflächenrauhigkeit von unter 0,5 µm aufweist;
b) die Glättungsschicht (12) wird einer Oberflächenbehand lung, insbesondere einer Plasmabehandlung, unterzogen;
c) die Reflexionsschicht (13) wird mit einem Vakuum-Sputter-Ver fahren auf die Glättungsschicht (12) aufgebracht.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Glättungsschicht (12) aus einem modifizierten Epoxidharz be steht, das mittels Pulverbeschichtung auf die Basisfläche (11) aufgebracht wird.