DE19824139A1 - Verfahren zur elektrolytischen Beschichtung von elastomermodifizierten Gegenständen aus Polyphthalamid - Google Patents
Verfahren zur elektrolytischen Beschichtung von elastomermodifizierten Gegenständen aus PolyphthalamidInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Verfahren zur elektrolytischen Auf
bringung eines Metalles auf einem Kunststoffsubstrat. Insbesondere betrifft
diese Erfindung ein Verfahren zur elektrolytischen Beschichtung von Polyphtha
lamid-Verbindungen, in welchen ein die Stoßfestigkeit erhöhendes elastomeres
Material dispergiert ist.
Motorfahrzeuge umfassen sowohl aus dekorativen als auch aus funktionellen
Gründen oft eine beträchtliche Anzahl von chrombeschichteten Zierelementen.
Diese Zierelemente betreffen Stoßstangen, Karosserie-Seitenteile, untere Karos
serieabdeckungen, Radkappen und Grille sowie weitere Bauteile. Das Gesamt
aussehen des Fahrzeuges wird durch diese in hohem Maße reflektierenden
Chromflächen wesentlich verbessert. Diese Zierelemente dienen jedoch auch
einem funktionellen Zweck, indem sie helfen, einen Stoß abzufangen, wenn das
Fahrzeug in einen Unfall verwickelt ist, und wenn das Fahrzeug mit herum
fliegenden Steinchen, Straßenschmutz, Fahrbahnbegrenzungen oder dergleichen
zusammentrifft. Deshalb muß das auf ein Zierelement aufgebrachte Metall in
erster Linie einem Stoß widerstehen können, ohne abzuplatzen, zu reißen oder
sich abzulösen.
Zierelemente von Kraftfahrzeugen wurden traditionell aus Materialien, z. B.
chrombeschichtetem Stahl, eloxiertem Aluminium und rostfreiem Stahl herge
stellt, welche in der Lage waren, relativ hohe Stoßbelastungen aufzunehmen.
Diese traditionellen Zierelemente haben nicht nur zu den Kosten des Fahrzeuges
erheblich beigetragen, sondern auch deren Gewicht beträchtlich erhöht und da
durch die Wirtschaftlichkeit des Kraftstoffverbrauches gesenkt. Deshalb wurden
durch die Kraftfahrzeugindustrie beträchtliche Anstrengungen unternommen,
um kosteneffektive, leichte Alternativen zu den traditionellen Ziermaterialien,
insbesondere den chrombeschichteten Metallen zu entwickeln. Beschichtbare
Kunststoffe sind eine solche erwünschte Alternative, weil sie nicht nur das Fahr
zeuggewicht beträchtlich senken und dadurch die Wirtschaftlichkeit des Kraft
stoffverbrauches entsprechend erhöhen, sondern die beschichtbaren Kunststoffe
ermöglichen auch eine bessere Gestaltung der Teile innerhalb des Fahrzeuges.
Kunststoffe bieten viel größere gestalterische Möglichkeiten als Metalle, und
ihnen kann leicht eine Vielzahl komplizierter und konturenreicher Formen ver
liehen werden, die mit den bekannten Metallstanz- und -umformverfahren nicht
erreicht werden können. Zusätzlich entstehen, wenn die Bauteile aus Kunst
stoffmaterialien geformt werden, beträchtliche Kosteneinsparungen gegenüber
vergleichbaren Bauteilen, die aus Metall hergestellt werden.
Es ist eine große Vielfalt von beschichteten Kunststoffen bekannt. So wurde z. B.
Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) beschichtet, um dekorative Gegenstände,
z. B.
Scheinwerfergehäuse und Installationsteile sowie Beschlagteile für Schiffe herzu
stellen, und Polykarbonate (PC) wurde als Substrat für beschichtete Türgriffe
von Automobilen verwendet. Außerdem wurden verschiedene andere Kunststoffe
für unterschiedliche dekorative Zwecke erfolgreich beschichtet. Diese Kunststoffe
stellen, obwohl sie zu dekorativen Zwecken beschichtbar sind, kein allgemein
zufriedenstellendes Substrat dar, wenn der fertiggestellte Gegenstand in der
Lage sein muß, beträchtlichen Stößen oder fortwährenden Temperaturwechsel
beanspruchungen standzuhalten. Dementsprechend ist die Verwendung von be
schichteten ABS- und PC-Kunststoffen bei einem Fahrzeug beschränkt, weil die
Metallbeschichtung sich ablöst, wenn der Kunststoff einem Stoß mit geringer
Energie ausgesetzt ist. Außerdem können im extremen Fall diese Kunststoff
materialien bei einem Stoß sogar zertrümmert werden.
Deshalb muß ein Kunststoff, um als Substrat für ein beschichtetes Bauteil eines
Fahrzeuges geeignet zu sein, allgemein eine ausreichende Stoßfestigkeit sowie
Widerstandsfähigkeit gegen Temperaturwechselbeanspruchungen aufweisen.
Weiterhin muß die Stoßfestigkeit über einen weiten Temperaturbereich vorhan
den sein. Die Versuche, stoßfeste Kunststoffe zu entwickeln, führten zur Bildung
vieler Gemische, z. B. Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS)-modifizierte Poly
karbonate, wie sie in der gleichzeitig anhängigen US-Patentanmeldung Serial-
Nr. 08/206 037 von Timmer u. a. (abgetreten an den Anmelder der vorliegenden
Erfindung) beschrieben werden, sowie von Polyphthalamid (PPA)-Kunststoffen,
die unter der Handelsmarke AMODEL von der Firma Amoco Performance Pro
ducts, Inc. käuflich erworben werden können. PPA-Kunststoffe zeichnen sich
durch eine hohe Festigkeit bei höheren Temperaturen aus. PPA-Kunststoffe
können so verarbeitet werden, daß sie verschiedene Verstärkungsfasern und
Füllmaterialien aufnehmen können, die deren mechanische und physikalische
Eigenschaften verbessern. Insbesondere PPA-Kunststoffe, die mit bis zu 15 Ge
wichtsprozent eines Elastomers dispergiert sind, zeigen eine ausgezeichnete
Stoßfestigkeit.
Die gegenwärtige Literatur gibt an, daß Gegenstände, die aus mit mineralischen
Füllstoffen versehenen PPA-Kunststoffen geformt wurden, mit stromlosen und
elektrolytischen Verfahren metallisiert werden können. Insbesondere, wenn der
PPA-Kunststoff speziell für eine stromlose Beschichtung vorbereitet wurde, kön
nen konventionelle, für ABS-Kunststoffe entwickelte, stromlose Verfahren ver
wendet werden, um eine dünne Metallschicht aufzubringen. Solche Verfahren
erfordern im allgemeinen ein Ätzen mit einer Chromsäure-Schwefelsäure-Ätz
lösung, eine nachfolgende Behandlung der geätzten Oberfläche mit einer Neu
tralisierungslösung, eine Katalysierung mit einer Edelmetallsalzlösung, einer
Säure-Akzelerationslösung und schließlich einer Lösung für die stromlose Be
schichtung. Die stromlos aufgebrachte Metallschicht, meist Kupfer, kann als
funktionelle Beschichtung, z. B. als Abschirmung gegen elektromagnetische oder
Hochfrequenzstörungen, oder als Kathode für ein nachfolgendes elektrolytisches
Verfahren, um ein dekoratives Aussehen des Gegenstandes zu erzeugen, dienen.
Die Versuche, bestimmte modifizierte PPA-Verbindungen zu beschichten, führ
ten jedoch zu einer schlechten Haftung des Metalles und/oder zur Blasenbildung.
Insbesondere bei ungefüllten, stoßfest modifizierten PPA-Kunststoffen hat sich
gezeigt, daß diese sehr schwierig zu beschichten sind, wenn die erzielte Metall
beschichtung eine Abzugsfestigkeit erreichen soll, die größer als etwa zwei
Pounds (etwa 8,9 Newton) ist. Bei der Anwendung eines konventionellen
ABS-Verfahrens zeigt die Metallbeschichtung eine ungenügende Anlagerung und Haf
tung. Dementsprechend führen Lücken (Bereiche ohne Beschichtung) sowie Bla
senbildung zu einem nicht verwendbaren Produkt. Bestenfalls widerstehen die
Blasen der Metallbeschichtung dem Temperaturwechselbeanspruchungsversuch.
Obwohl verschiedene Verfahren zur Verbesserung der Haftung zwischen dem
aufgebrachten Metall und einem Kunststoffsubstrat vorgeschlagen wurden, z. B.
die Konditionierung durch ein Vorätzen, wie dies im US-Patent 4 125 649 von
Donovan u. a. vorgeschlagen wird, haben solche Verfahren das Problem der
schlechten Haftung auf einem Gegenstand, der aus einem mit einem Elastomer
modifizierten PPA-Kunststoff gebildet wurde, nicht gelöst.
Es besteht deshalb die Aufgabe, ein Verfahren zur elektrolytischen Metall
beschichtung eines stoßfesten, hochtemperaturbeständigen PPA-Kunststoffes,
insbesondere eines mit einem Elastomer modifiziertes PPA-Substrates zu ent
wickeln, bei welchem das Endprodukt sich durch eine vorzügliche Haftung der
Metallbeschichtung an dem PPA-Substrat auszeichnet.
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Metallbeschichtung eines hochstoß
festen, hochtemperaturbeständigen Kunststoffes geschaffen, mit welchem es
möglich ist, Zierteile für ein Kraftfahrzeug herzustellen. Das Verfahren ist insbe
sondere darauf gerichtet, ein mit einem Elastomer modifiziertes PPA-Harz zu
beschichten, und beinhaltet zusammenhängend gesteuerte Verfahrensschritte,
welche umfassen: selektives Ätzen des Elastomers und der PPA-Matrix mit einer
Lösung, welche Chromsäure enthält, nachfolgendes effektives Entfernen aller
Chromrückstände von dem Substrat, welche die Haftfähigkeit der
Metallbeschichtung am Substrat ungünstig beeinflussen, und nachfolgende
Minimierung bestimmter Reaktionen, welche unerwartet die Haftfähigkeit der
Metallbeschichtung an der PPA-Matrix ungünstig beeinflußt haben. Das Ver
fahren ist insbesondere zum Elektroplattieren eines PPA-Harzes geeignet,
welches mit etwa fünf (5) bis etwa dreißig (30) Gewichtsprozent EPDM-(Ethylen-Propylen-Diolephin-Monomer)-
Gummi, EPR (Ethylen-Propylen-Gummi)
und/oder SBR (Styrol-Butadien-Gummi) modifiziert wurde.
Das erfindungsgemäße Verfahren beginnt allgemein mit dem Ätzen der Ober
fläche eines Gegenstandes, der aus einem mit einem Elastomer modifizierten
PPA-Kunststoff geformt wurde. Die Ätzlösung enthält trivalente Chromionen,
hexavalente Chromionen sowie Schwefelsäure, wobei ein ausreichender Anteil
von trivalentem Chrom in der Ätzlösung aufrechterhalten wird, um die Ober
fläche des Gegenstandes zu puffern, d. h. um einen Schutzbereich auf der Ober
fläche vor den anderen Bestandteilen der Ätzlösung zu bilden. In einem bevor
zugten Ausführungsbeispiel wird trivalentes Chrom in der Lösung bei einem
Mindestgehalt von etwa 6,5 bis vorzugsweise etwa 7,5 Oz/gal (etwa 49 bis etwa 56
Gramm/Liter) gehalten. Erfindungsgemäß hat sich gezeigt, daß die Steuerung
des Mindestparameters von trivalentem Chrom sich als kritisch erweist, wobei
geringere Anteile zu einer schlechten Haftung der fertigen Metallbeschichtung
führen, während höhere Anteile zur Bildung kleiner Blasen in der
Metallbeschichtung in Abhängigkeit von anderen Parametern in den folgenden
Schritten, z. B. durch die Aggressivität des Akzelerators, führen können. Wenn
der Akzelerator frei von Verunreinigungen (weniger aggressiv) ist, können
höhere Anteile von trivalentem Chrom zu einer annehmbaren Oberfläche führen.
Die Ätzlösung wird auf einer Temperatur gehalten und kann die Oberfläche des
Gegenstandes für eine Zeitdauer kontaktieren, die geeignet sind, die PPA-Matrix
und das elastomere Material so zu ätzen, daß Mikroporen in der Oberfläche er
zeugt werden, und eine aufgerauhte Oberfläche mit Verankerungspunkten ent
steht, die sich als geeignete Oberfläche für die Beschichtung erweist.
Um den Anteil von Chrom, welcher im Substrat absorbiert wird, zu steuern, ist
es bevorzugt, daß nach dem Ätzen die Oberfläche mit einer Lösung gespült wird,
die bei einer Temperatur unterhalb etwa 100°F (etwa 38°C) gehalten wird.
Dieser Schritt ist insofern neu, weil die Temperaturen der Spüllösungen bisher
infolge der Nähe der Spüllösung zum Ätzbad und der Wärmeübertragung vom
geätzten Gegenstand auf das Spülbad allgemein weit über 100°F (38°C) liegen.
Überraschend ergibt sich durch Halten der Temperatur der Spüllösung vorzugs
weise unter etwa 100°F (etwa 38°C) eine zuverlässige Haftung der Metall
beschichtung auf dem mit einem Elastomer modifizierten PPA-Material. Im
Gegensatz dazu führen Spültemperaturen weit oberhalb von etwa 100°F (etwa
38°C) zu Lücken oder unbedeckten Stellen in der Metallbeschichtung sowie zu
einer geringen Haftung der Beschichtung. In Tabelle II ist erkennbar, daß Tem
peraturen der Spüllösung von bis zu 130°F (54°C) zu einer ästhetisch annehm
bar beschichteten Oberfläche führen. Jedoch die Haftung, d. h. die Abzugs
festigkeit ist beträchtlich vermindert. Und eine so beschichtete Oberfläche hält
den Stoß- und Temperaturwechselbeanspruchungsversuchen, welche erfüllt wer
den müssen, nicht stand. Die Bedeutung dieses erfindungsgemäßen Merkmales
liegt darin, den Anteil zu steuern, mit welchem Chrom absorbiert und auf der
Oberfläche des Substrates festgehalten wird. Da die Absorption des Chroms wäh
rend des Ätzens stattfindet, wurde überraschend gefunden, daß die Absorption
des Chroms tatsächlich mehr in verdünnten Ätzlösungen, z. B. in der Spül
lösung, als in der konzentrierteren Ätzlösung geschieht.
Nach dem Ätzen und Spülen wird die Oberfläche des Gegenstandes neutralisiert,
um die Chromrückstände aus dem Ätzschritt zu entfernen. Obwohl Neutralisie
rungslösungen auf der Grundlage von Salzsäure oder Schwefelsäure verwendet
werden können, ist es wahrscheinlich, daß die Haftung der Beschichtung ver
bessert wird, wenn Salzsäure verwendet wird, weil das Chrom durch diese Säure
besser entfernt wird. Die Oberfläche des Gegenstandes wird dann unter Ver
wendung einer geeigneten Edelmetallsalzlösung katalysiert und danach mit einer
Akzelerationslösung behandelt.
Nach der Behandlung mit der Akzelerationslösung wird eine Metallschicht
stromlos auf der Oberfläche abgelagert. Die erhaltene stromlose Metallbeschich
tung kann als funktionelle Beschichtung, z. B. als Abschirmung gegen elektro
magnetische oder hochfrequente Störungen, oder als Kathode für ein nach
folgendes elektrolytisches Verfahren dienen, um eine dekorative Metallbeschich
tung auf dem Gegenstand anzubringen. Es wird angenommen, weil PPA-Harzes
empfindlich gegenüber aggressiven Säuren sind, daß die Dicke der stromlosen
Metallbeschichtung mindestens 0,000020 Inch (etwa 0,5 Mikrometer) betragen
muß, um die PPA-Matrix vor der Schwefelsäure, die in jedem nachfolgenden
Elektroplattierbad enthalten ist, wie in dem bevorzugten ersten
Elektroplattierbad, welches erfindungsgemäß benutzt wird, zu schützen.
Erfindungsgemäß wird es durch die zuvor genannten Verfahrensschritte mög
lich, einen mit ein Elastomer modifiziertes PPA-Harz so zu beschichten, daß eine
Abzugsfestigkeit des elektroplattierten Metalles acht Pounds (etwa 36 Newton)
übersteigen kann. Wenn die oben genannten Schritte nicht unmittelbar folgen,
ergibt sich eine unzuverlässige Metallbeschichtung, die eine nicht einwandfreie
Haftung der Beschichtung zeigt oder bestenfalls durch Lücken und nicht
akzeptierbare Ausmaße von Blasenbildung oder Neigung zur Ablösung
geschädigt ist. Obwohl es nicht beabsichtigt ist, sich auf irgendeine spezielle
Theorie festzulegen, wird angenommen, daß die mit einem Elastomer
modifizierten PPA-Harze gegenüber der Aufnahme von Chrom und dem Angriff
von starken Säuren besonders anfällig sind, und daß die Erhaltung der
angegebenen Mengen von trivalenten Chromionen in der Ätzlösung, die
Aufrechterhaltung der Zielparameter in der Spüllösung, gefolgt vom Schutz des
Substrates sowie der stromlosen Metallbeschichtung vor der nachfolgenden
Einwirkung der Schwefelsäure, insgesamt alle notwendig sind, um eine
ausreichende Haftung der stromlosen sowie der elektroplattierten Metallschicht
an dem mit einem Elastomer modifizierten PPA-Substrat zu erreichen. Abrupte
Veränderungen der Haftung können besonders in konventionellen Verfahrens
abschnitten bei der Beschichtung von Metall oder anderen Kunststoffmateria
lien, z. B. ABS oder PC/ABS-Mischungen, bemerkt werden. Mit diesem er
findungsgemäßen Verfahren werden elektroplattierte stoßfeste PPA-Gegenstände
hergestellt, die sich durch eine außergewöhnliche Haftung des
elektroplattierten Metalls auf dem PPA-Substrat auszeichnen. Selbst nach Stoß-
und Temperaturwechselbeanspruchungen haftet die Metallbeschichtung gut an
dem PPA-Substrat ohne abzublättern, zu brechen oder sich zu lösen.
Dementsprechend besteht ein Erfindungsgegenstand darin, ein Verfahren zu
schaffen, um eine Metallbeschichtung auf ein mit einem Elastomer modifiziertes
PPA-Substrat zu elektroplattieren.
Es ist weiterhin Gegenstand der Erfindung, daß ein solches Verfahren ein mit
einem Elastomer modifiziertes PPA-Substrat schafft, welches sich durch eine
gute Haftung zwischen der Metallbeschichtung und dem PPA-Substrat auszeich
net, so daß es einem Stoß ohne Ablösung der Metallbeschichtung vom Substrat
widersteht, und es ermöglicht, die bekannten Vorschriften für eine Temperatur
wechselbelastung von Automobilteilen einzuhalten.
Ein weiterer Gegenstand dieser Erfindung besteht darin, daß ein solches Verfah
ren die kritischen Minimalwerte an trivalenten Chromionen in der Ätzlösung, die
erwünschten Verfahrensparameter in der nach dem Ätzen verwendeten Spül
lösung und das begrenzte und/oder gesteuerte Einwirken von Schwefelsäure in
den folgenden Verfahrensschritten so steuert, daß eine Haftung der Metall
beschichtung auf dem PPA-Substrat ermöglicht wird.
Andere Gegenstände und Vorteile dieser Erfindung sollen beim Studium der fol
genden detaillierten Beschreibung verdeutlicht werden.
Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bildung eines metallbeschichteten
und insbesondere eines elektroplattierten, mit einem Elastomer modifizierten
PPA-Harzgegenstandes, welcher für Anwendungen geeignet ist, die eine gute
Stoßfestigkeit und Temperaturwechselbeständigkeit erfordern, wie z. B.
Zierelemente für Automobile. Die Haftung zwischen dem mit einem Elastomer
modifizierten PPA-Harz und dem elektroplattierten Metall ist außergewöhnlich,
so daß nach einem Stoß das Metall gut haftet, ohne abzublättern, zu reißen oder
sich von dem Substrat zu lösen, und daß es zusätzlich den bekannten
Temperaturwechselbeanspruchungs-/Korrosionsprüfvorschriften für Automobile
entspricht. Obwohl diese Erfindung insbesondere für chrombeschichtete
Zierelemente für Automobile zutrifft, wird die Fachwelt erkennen, daß die
Lehren dieser Erfindung auch für andere Metallbeschichtungen und An
wendungen zutreffen.
Im allgemeinen beginnt dieses Verfahren mit dem Ätzen einer Oberfläche eines
mit einem Elastomer modifizierten PPA-Gegenstandes mit einer Säurelösung,
gefolgt von einer Neutralisierungslösung, weiterhin gefolgt durch die Behand
lung der Oberfläche mit einem Katalysator sowie einem Akzelerant, und der
stromlosen Aufbringung einer Metallschicht und schließlich der
elektrochemischem Aufbringung einer gewünschten Metallschicht auf das
stromlos aufgebrachte Metall. Die Vorbehandlung mit einer Lösung oder eine
Konditionierung der Oberfläche ist im allgemeinen unnötig. Bevorzugte, mit
einem Elastomer modifizierte PPA-Harze sind von der Firma Amoco
Performance Products, Inc. erhältlich. Obwohl PPA-Harze, die mit bis zu 15
Gewichtsprozent Elastomer modifiziert sind, bekannt sind, enthält ein
bevorzugtes erfindungsgemäßes Material etwa 25 Gewichtsprozent dispergiertes
Elastomer, wenngleich es vorhersehbar ist, daß der Gehalt an Elastomer
zwischen etwa 5 bis etwa 35 Gewichtsprozent variieren kann. Ein
gewichtsprozentualer Anteil von etwa 25 Prozent wird infolge der
ausgezeichneten Haftung der Metallbeschichtung bevorzugt, während Metall,
welches auf PPA-Harzsubstrate aufgebracht wird, die mit 15 Gewichtsprozent
Elastomer modifiziert sind, zur Blasenbildung und/oder zu geringer Haftung
neigt. Weiterhin zeigt ein mit 25 Gewichtsprozent Elastomer modifizierter PPA-Kunststoff ausgezeichnete Stoßfestigkeit, z. B. gegenüber einer Stoßenergie von
etwa 420 Inch-Pounds (etwa 47 Nm) bei -30°F (etwa -34°C), sowie ein duktiles
Versagensverhaltens.
Erfindungsgemäß wird die Oberfläche eines mit einem Elastomer modifizierten
PPA-Substrates zunächst gereinigt, um Öle und Verunreinigungen der Ober
fläche zu entfernen. Die Oberfläche wird dann der Einwirkung eines Chrom
säure-Schwefelsäure-Ätzbades, welches auf etwa 140°F bis 165°F (etwa 60°C bis
etwa 75°C) für eine Dauer von etwa drei bis fünfzehn Minuten gehalten wird,
ausgesetzt. Das Ätzbad enthält einen kritischen Anteil von trivalenten Chrom
ionen in Verbindung mit hexavalenten Chromionen, die durch die Chromsäure
bereitgestellt werden. Der optimale Anteil von trivalentem Chrom beträgt über
6,5 Oz./gal. (etwa 49 Gramm/Liter) in einer Lösung, die etwa 3,5 bis etwa 4,5 lbs
Chromsäure pro gal. (etwa 420 bis etwa 540 Gramm/Liter) der Lösung, und etwa
zehn (10) bis dreißig (30) Volumenprozent Schwefelsäure enthält. Bevorzugt sind
jedoch Anteile oberhalb dieses Minimums bis zu 7,5 Oz./gal. (etwa 56
Gramm/Liter) der Lösung. Anteile von trivalentem Chrom unterhalb dieses
Bereiches können dazu führen, daß das elektroplattierte Metall zu einer
schlechten Haftung der Endbeschichtung führt, während höhere Anteile
möglicherweise die Bildung von kleinen runden Blasen in der
Metallbeschichtung ergeben können. Um nicht auf irgendeine spezielle Theorie
beschränkt zu sein, wird angenommen, daß solche Ausbildungen die Bereiche des
PPA-Substrates betreffen, die reich an hochkristallinem Polyphthalamid und
arm an Elastomer sind. Das Ätzbad kann aus 3,5 bis 4,5 lbs./gal. (etwa 420 bis
etwa 540 Gramm/Liter) Chromsäure gebildet sein, welchem dann konzentrierte
Schwefelsäure zugesetzt wird, um eine Lösung mit einer Normalität von etwa 9
bis etwa 12 zu erhalten. Dadurch entsteht eine Ätzlösung, die etwa zehn (10) bis
dreißig (30) Volumenprozent Schwefelsäure enthält. Der vorstehend angegebene
gesteuerte Anteil von trivalentem Chrom wird erzeugt, wenn das Bad genügend
Material oxidiert, um das hexavalente Chrom (das von der Chromsäure zur
Verfügung gestellt wird) in trivalentes Chrom zu verwandeln. Wenn die
Konzentration des Säurebades variiert wird, sollten auch die Badtemperatur und
die Einwirkungsdauer innerhalb des oben erwähnten Temperaturbereiches und
der Zeitdauer modifiziert werden.
Erfindungsgemäß greifen die hexavalenten Chromionen innerhalb des Ätzbades
das PPA-Gerüst etwas und das Elastomer an der Oberfläche des Substrates
aggressiv an, wobei die Schwefelsäure im Bad zu diesem Angriff beiträgt. Durch
die relativen Anteile von hexavalenten und trivalenten Chromionen und die in
vorgenannter Weise zugeführte Schwefelsäure wird die Oberfläche des Substra
tes in solcher Weise aufgerauht, daß die Haftung einer folgenden Metallbeschich
tung durch selektivere Ätzung des Elastomers, um Verankerungspunkte in der
Oberfläche zu schaffen, begünstigt wird. Ein entsprechender Anteil von trivalen
tem Chrom hat sich als notwendig erwiesen, um die Ätzung der PPA-Matrix so
zu puffern, daß die elastomere Phase, welche die Verankerungspunkte bildet,
selektiv geätzt wird. Wenn zuwenig trivalente Chromionen vorhanden sind,
kommt eine geringere Haftung infolge der verringerten selektiven, zu starken
Ätzung zustande. Diese Bedingung schafft unzureichende Verankerungspunkte
in dem Ausmaß, daß die Metallbeschichtung nicht am Substrat haftet. Im Gegen
satz dazu führt ein Überschuß an trivalenten Chromionen zu einem unange
messenen Ätzen des hochkristallinen Bereiches des PPA-Basisharzes, was im
allgemeinen zur Bildung von Blasen in der Metallbeschichtung führt. Dem
entsprechend gibt es einen optimalen Bereich für trivalente Chromionen, welcher
eingehalten werden muß, um eine ordnungsgemäße Metallbeschichtung zu erhal
ten, welche an dem mit einem Elastomer modifizierten PPA-Substrat haftet.
Ein alternatives Verfahren zur Erlangung einer ordnungsgemäß geätzten er
findungsgemäßen Oberfläche besteht darin, die Bewegung des Ätzbades zu
minimieren. Während es bisher Praxis war, eine Luftbewegung zu erzeugen, um
die Substratoberfläche kontinuierlich zu bespülen, hat sich überraschend gezeigt,
daß dies zu einer Verringerung der Haftung der Metallbeschichtung auf einem
mit einem Elastomer modifizierten PPA-Substrat führt. Während etwas Be
wegung notwendig ist, um die Homogenität des Ätzbades aufrechtzuerhalten,
vermeidet das erfindungsgemäße Verfahren ein direktes Bespülen der Substrat
oberfläche während des Ätzens. Es ist Zweck der Minimierung der Bewegung des
Ätzbades, daß sich nach einiger Zeit des Ätzens trivalentes Chrom an der Ober
fläche ausbildet. Diese örtliche Ausbildung von trivalentem Chrom verlangsamt
die Ätzwirkung, so daß bei Minimierung der Bewegung des Ätzbades die örtliche
Ausbildung von trivalentem Chrom nicht abgewaschen wird, und man denselben
Effekt erzeugt, als wenn ein hochtrivalentes Chrombad verwendet wird. Deshalb
werden mit einem nichtbewegten Ätzbad ähnliche Ergebnisse wie mit einem
hochtrivalenten Chrombad erzielt. Alternativ kann ein hochtrivalentes Bad mit
angemessener Bewegung verwendet werden.
Sobald das Substrat geätzt ist, wird es unter Verwendung einer Wasserlösung,
deren Zusammensetzung und Temperatur sorgfältig gesteuert wird, gespült, um
die Absorption von Chrom, welches sich beim Spülen der Substrate ansammelt,
zu verringern. Erfindungsgemäß muß die Temperatur der Spüllösung in der be
vorzugten Ausführungsform ohne Steuerung der Konzentration vorzugsweise
unterhalb etwa 100°F (etwa 38°C) gehalten werden. Mit Steuerung der Konzen
tration ist absehbar, daß Temperaturen bis 130°F (54°C) verwendet werden
können, um eine brauchbare Oberfläche herzustellen. Weil beim Stand der
Technik die Spüllösungen im allgemeinen höhere Temperaturen (110°F bis 130
°F und sogar 140°F ohne Steuerung der Konzentration) infolge der Wärme
übertragung von den geätzten Gegenständen sowie durch die Nähe des Spül
tankes zum Ätztank hatten, muß ein geeigneter, dem Ätztank folgender Spül
tank, wie er erfindungsgemäß benutzt wird, mit einem Kühlsystem ausgerüstet
sein, dessen Konstruktion und Wirkungsweise für die Fachwelt selbstverständ
lich ist. Zusätzlich zur Spültemperatur darf die Zeit, in welcher das Substrat der
Spüllösung ausgesetzt ist, nicht zu groß sein (nicht mehr als etwa 10 bis 12
Minuten), wenn akzeptable Haftwerte erreicht werden sollen. Wenn die Spül
temperatur oder die Einwirkungszeit die o.g. Parameter übersteigt, wird die
Metallbeschichtung, die danach auf der Oberfläche des PPA-Substrates abge
lagert wird, nicht genügend haften. Weiterhin ist jegliche nach dem Spülbad
verbleibende Feuchtigkeit ebenfalls für die Güte der Metallbeschichtung schäd
lich, und es ist eine Trocknung oder der sofortige Beginn des nächsten Ver
fahrensschrittes empfehlenswert.
Nach dem Spülschritt wird die Oberfläche des PPA-Gegenstandes einer Neutra
lisierungslösung ausgesetzt. Wie aus dem Stand der Technik bekannt, werden
Neutralisierungslösungen verwendet, um hexavalente Chromionen zu trivalen
ten Chromionen zu reduzieren. Bei mit einem Elastomer modifizierten PPA ist
jedoch, um gute Hafteigenschaften zu erzielen, das Entfernen der Chromionen
vom Substrat, im Vergleich zu anderen beschichteten Kunststoffen, kritisch. Als
Neutralisierungslösungen sind verschiedene Zusammensetzungen bekannt, wel
che im allgemeinen eine Säure, z. B. Salzsäure oder Schwefelsäure, und ein re
duzierendes Agens, z. B. Zinnoxichlorid erfordern. Eine geeignete
Neutralisierungsbehandlung besteht darin, den Gegenstand einer Lösung mit
etwa 2 bis etwa 8 Volumenprozent Salzsäure bei einer Temperatur von etwa 100
°F bis etwa 140°F (etwa 38°C bis etwa 60°C) für eine Dauer von etwa 0,5 bis
etwa 4 Minuten auszusetzen. Salzsäure wird bevorzugt, weil angenommen wird,
daß sie ein besseres Austauschagens darstellt. Wenn jedoch Schwefelsäure im
Bad verwendet wird, kann dies zu einer geringeren Haftung einer danach
aufgebrachten Metallbeschichtung auf dem mit einem Elastomer modifizierten
PPA-Substrat führen.
Nach der Neutralisierung wird das Substrat mit Wasser gespült, um über
schüssige Neutralisierungslösung zu entfernen, und dann mit einer Katalysie
rungslösung katalysiert. Eine geeignete Lösung für die Zwecke dieser Erfindung
ist ein Zinn-Palladium-Katalysator in Salzsäure, welcher ansonsten mit bekann
ten Lösungen zur Katalysierung von Kunststoffgegenständen übereinstimmt.
Wichtig erscheint, daß die Bildung von Blasen bei der Beschichtung über
raschend vermieden wird, wenn Katalysierungslösungen verwendet werden, die
etwa 8 bis etwa 9 Gramm Zinn pro Liter enthalten, was höher ist als die Zinn
anteile, welche in konventionellen Katalysierungslösungen enthalten sind. Dies
kann auf den erhöhten Schutz des Katalysators selbst zurückzuführen sein,
wenn der Gegenstand vom Katalysierungsbad zum Akzelerationsbad und
schließlich zum stromlosen Bad übertragen wird. Alternativ kann es auch auf die
weitere Entfernung von Chrom von dem Substrat zurückzuführen sein.
Das Substrat wird dann erneut gespült, um überschüssige Katalysierungslösung
zu entfernen, und dann wird es mit einem Akzelerator behandelt, um über
schüssiges Zinn des Zinn-Palladium-Komplexes von den katalytischen Metall
partikeln an der Oberfläche des Substrates zu entfernen und dadurch die Ein
leitung der Beschichtung zu begünstigen und die Beschichtungszeit durch Be
schleunigung des katalytischen Effektes des Palladiums zu reduzieren. Während
Akzelerationslösungen, die Schwefel- oder Salzsäure enthalten, für diesen Zweck
weithin verwendet werden, ist es erkennbar, daß ein Gemisch von Salzsäure und
Schwefelsäure für diesen Zweck einsetzbar ist, und es ist auch erkennbar, daß
andere Säuren oder Gemische ebenfalls verwendet werden können.
Das Substrat wird danach gespült und für die Beschichtung vorbereitet. Bei
spielsweise kann das Substrat stromlos mit einem geeigneten Metall, z. B. mit
einer Kupfer- oder Nickelschicht versehen und im folgenden elektrochemisch be
schichtet werden, um eine Metalloberfläche (z. B. aus Chrom) auf den Gegen
stand aufzubringen. Vorzugsweise wird die Beschichtung unter Verwendung be
kannter Beschichtungsverfahren und -bäder für ABS-Materialien ausgeführt.
Wichtig ist, daß, wenn starke Schwefelsäure in dem Elektroplattierbad ver
wendet wird, z. B. wenn eine erste Schicht von Kupfer mit einem Beschichtungs
bad aufgebracht wird, welches Kupfersulfat und Schwefelsäure enthält, die Dicke
des stromlosen Metallüberzuges mindestens 0,000020 Inch (etwa 0,5 Mikro
meter), vorzugsweise mit einem feinkörnigen Gefüge, betragen muß, um die
PPA-Matrix durch die stromlos aufgebrachte Metallschicht gegenüber dem An
griff der Schwefelsäure abzublocken. Es ist zu beachten, daß konventionelle Be
schichtungsverfahren für ABS-Materialien nicht durch solche Dicken-
Erfordernisse an die stromlos aufgebrachte Metallschicht beschränkt werden,
weil ABS-Materialien nicht in gleicher Weise anfällig gegenüber Angriffen sind,
wie die mit einem Elastomer modifizierten PPA-Materialien.
Erfindungsgemäß mit Chrom beschichtetes, mit einem Elastomer modifiziertes
PPA zeigt eine ausgezeichnete Haftung der Metallschicht, und es ist jenen identi
schen Proben überlegen, die mit einem oder mehreren der speziellen Ver
fahrensparameter außerhalb der o. g. Bereiche bearbeitet wurden. In den Ta
bellen I und II ist dargestellt, wie die Haftung der Metallbeschichtung eines
Substrates unter Verwendung eines Abzugstestes nach dem ASTM-Testverfah
ren B-533 ausgewertet wurde. Bei den Werten der Tabelle I wurden die Substrate
in Bädern mit unterschiedlichen Anteilen von trivalenten Chromionen geätzt,
anschließend gespült, neutralisiert, katalysiert, stromlos beschichtet und mit
Kupfer entsprechend den erfindungsgemäßen Parametern elektroplattiert. Bei
den Werten der Tabelle II wurden die Substrate in Lösungen geätzt, die etwa 6,6
bis 6,3 Oz./gal. (etwa 45 bis 47 Gramm/Liter) trivalentes Chrom enthielten, dann
in Lösungen bei verschiedenen Temperaturen gespült, jedoch ansonsten
entsprechend der Erfindung behandelt.
Die Werte der Tabellen I und II machen den bemerkenswerten und überraschen
den Effekt deutlich, den trivalentes Chrom und die Spültemperatur auf die Ab
zugsfestigkeit ausüben, und zeigen, ob der beschichtete, mit einem Elastomer
modifizierte PPA-Gegenstand für den Einsatz geeignet ist, bei welchem Stoß
festigkeit und Temperaturwechselbeständigkeit notwendig sind.
Die Ausführungsqualität der mit einem Elastomer modifizierten PPA-Substrate,
welche erfindungsgemäß beschichtet wurden, zeigt auch Haftungswerte der
Metallbeschichtung, die anderen Kunststoffsubstratmaterialien, welche indu
striell erfolgreich beschichtet wurden, z. B. PC, ABS und mit ABS modifiziertes
PC, überlegen sind. Mit einem Elastomer modifizierte PPA-Gegenstände, welche
erfindungsgemäß behandelt wurden, zeichnen sich durch eine hohe Stoßfestig
keit aus, so daß die Gegenstände, wenn sie erfindungsgemäß verarbeitet sind,
eine höhere Temperaturtauglichkeit als beschichtete Kunststoffe des Standes der
Technik zeigen. Bemerkenswert ist, daß, während metallbeschichtete ABS und
mit ABS modifizierte PC-Substrate anfällig gegenüber Deformationen, Rissen
und/oder Blasenbildung bei 250°F (etwa 120°C) sind, die erfindungsgemäßen,
mit einem Elastomer modifizierten PPA-Materialien in der Lage sind,
Temperaturen von 350°F (etwa 175°C) auszuhalten, ohne daß solche Defekte
auftreten.
Aus Vorstehendem ist erkennbar, daß ein bemerkenswerter Aspekt des erfin
dungsgemäßen Verfahrens in der Erreichung hoher Haftwerte der Metall
beschichtung an einem mit einem Elastomer modifizierten PPA-Material, in der
Erzielung einer hohen Stoßfestigkeit sowie eines hochtemperaturbeständiges
Kunststoffmateriales, welches für ein weites Einsatzgebiet von dekorativen An
wendungen geeignet ist, besteht. Wie vorstehend dargestellt, zeigt das mit einem
Elastomer modifizierte, erfindungsgemäß behandelte PPA eine außergewöhn
liche Haftung, welche sich durch eine Abzugsfestigkeit von 8 Pounds (etwa 36
Newton) und höher auszeichnet, und die deshalb eine hohe Stoßfestigkeit auf
weist. Versuche, die vor der Schaffung des erfindungsgemäßen Verfahrens
unternommen wurden, um elastomermodifizierte PPA-Harze mit den zuvor
erwähnten Eigenschaften und den o.g. Temperaturwechselbeanspruchungs
erfordernissen zu beschichten, waren kommerziell nicht erfolgreich.
Obwohl die Erfindung anhand der Begriffe eines bevorzugten Ausführungs
beispieles erläutert wurde, ist es selbstverständlich, daß Abwandlungen oder
Modifikationen von der Fachwelt vorgenommen werden können, ohne daß diese
den Schutzumfang der Erfindung verlassen. Dementsprechend wird der
Schutzumfang der Erfindung nur durch die folgenden Ansprüche beschränkt.
Claims (24)
1. Verfahren zur Metallbeschichtung eines Gegenstandes aus einem elastome
ren Material, welches in einer Polyphthalamid-(PPA)-Matrix dispergiert ist,
gekennzeichnet durch folgende Schritte: Ätzen der Oberfläche des
Gegenstandes mit einer Ätzlösung, umfassend trivalente Chromionen,
hexavalente Chromionen und Chromsäure-Schwefelsäure, wobei die
trivalenten Chromionen in der Ätzlösung zumindest mit einem
Minimalanteil von etwa 6,5 Oz./gal. (etwa 49 Gramm pro Liter) vorhanden
sind, sowie die Ätzlösung eine Temperatur aufweist und die Oberfläche
während einer Zeitdauer kontaktiert, die ausreichend sind, die PPA-Matrix
und das elastomere Material so zu ätzen, daß Mikroporen in der Oberfläche
entstehen; Spülen der Oberfläche mit einer Spüllösung, die bei einer
Temperatur von unter etwa 130°F (etwa 54°C) gehalten wird;
Neutralisierung der Oberfläche, um die Chromrückstände des Ätzschrittes
zu entfernen; Katalysierung der Oberfläche mit einer Edelmetallsalzlösung;
Behandlung der Oberfläche mit einer Akzelerationslösung und
nachfolgende stromlose Abscheidung einer Metallschicht auf der
Oberfläche.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ätz
lösung etwa 3,5 bis etwa 4,5 lbs./gal. (etwa 420 bis etwa 540 Gramm/Liter)
Chromsäure und etwa 10 bis 30 Vol.-% Schwefelsäure enthält.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegen
stand etwa fünf (5) bis etwa dreißig (30) Gew.-% des elastomeren Materials
umfaßt.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Akze
lerationslösung ein Gemisch von Salz- und Schwefelsäure umfaßt.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es weiterhin
einen Schritt zum Elektroplattieren von Metall auf die erste Metallschicht
in der Weise umfaßt, daß eine dekorative Metallschicht auf dem Gegenstand
gebildet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die dekora
tive Metallschicht eine Abzugsfestigkeit von mindestens acht (8) lbs. (3,63
kg) entsprechend ASTM-Verfahren B-533 aufweist.
7. Verfahren zur Metallbeschichtung eines elastomermodifizierten Polyphtha
lamid-(PPA)-Materials, welches folgende Schritte umfaßt: Ätzen der Ober
fläche des Gegenstandes mit einer Ätzlösung, umfassend trivalente Chrom
ionen, hexavalente Chromionen sowie Chrom-Schwefelsäure, wobei die tri
valenten Chromionen in einer Menge von etwa 6,5 bis etwa 7,5 Oz./gal.
(etwa 49 bis etwa 56 Gramm/Liter) in der Ätzlösung enthalten sind sowie
die Ätzlösung eine Temperatur aufweist und die Oberfläche für eine
Zeitdauer kontaktiert, die ausreichend sind, um das modifizierte PPA-Ma
terial an seiner Oberfläche so zu ätzen, daß Mikroporen in der Oberfläche
entstehen; Spülen der Oberfläche mit einer Wasserlösung, die bei einer
Temperatur von unter etwa 130°F (etwa 54°C) gehalten wird, Behandlung
der Oberfläche mit einer Neutralisierungslösung, um Chromreste des Ätz
schrittes zu beseitigen; Katalysierung der Oberfläche mit einer Edelmetall
salzlösung; Behandlung der Oberfläche mit einer Akzelerationslösung, wel
che eine Säure und ein Reduktionsagens enthält; stromlose Abscheidung
einer Metallschicht auf der Oberfläche und nachfolgendes Elektroplattieren
eines Metalls auf der Metallschicht in der Weise, daß eine dekorative
Metallschicht auf dem Gegenstand gebildet wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ätz
lösung etwa 3,5 bis etwa 4,5 lbs/gal. (etwa 420 bis etwa 540 Gramm/Liter)
Chromsäure und etwa 10 bis etwa 30 Vol.-% Schwefelsäure enthält.
9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegen
stand etwa fünf (5) bis etwa dreißig (30) Gew.-% des elastomeren Materials
umfaßt.
10. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegen
stand etwa fünfundzwanzig Gew.-% des elastomeren Materials umfaßt.
11. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Akze
lerationslösung ein Gemisch von Salz- und Schwefelsäure umfaßt.
12. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die dekora
tive Metallschicht eine Abzugsfestigkeit von mindestens acht (8) lbs. (etwa
36 Newton) aufweist.
13. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Tempe
ratur der Ätzlösung zwischen etwa 140°F und etwa 165°F (etwa 60 bis
etwa 74°C) liegt.
14. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer
des Ätzschrittes zwischen etwa drei und fünfzehn Minuten liegt.
15. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer
des Spülschrittes weniger als zehn Minuten beträgt.
16. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Neutra
lisierungslösung Zinnoxichlorid als Reduktionsagens und etwa zwei bis
etwa acht Vol.-% Salzsäure als die genannte Säure enthält.
17. Verfahren zum Elektroplattieren eines mit einem Elastomer modifizierten
PPA-Kunststoff-Gegenstandes, welches folgende Schritte umfaßt: Ätzen der
Oberfläche des Gegenstandes mit einer Chrom-Schwefelsäure-Ätzlösung,
welche etwa 3,5 bis etwa 4,5 lbs./gal. (etwa 420 bis etwa 540 Gramm/Liter)
Chromsäure und etwa 10 bis 30 Vol.-% Schwefelsäure enthält und etwa 6,5
bis etwa 7,5 Oz./gal. (etwa 49 bis etwa 56 g/l) trivalente Chromionen
aufweist, wobei die Ätzlösung bei einer Temperatur von etwa 140°F (etwa
60°C) bis etwa 165°F (etwa 74°C) gehalten wird und die Oberfläche
während einer Dauer von etwa drei bis etwa fünfzehn Minuten kontaktiert,
um das elastomermodifizierte PPA Material an der Oberfläche so zu ätzen,
daß Mikroporen in der Oberfläche entstehen; Spülen der Oberfläche
während einer Dauer von weniger als zehn Minuten unter Verwendung
einer Wasserlösung, die auf einer Temperatur von unterhalb etwa 130°F
(etwa 54°C) gehalten wird, um den Chromgehalt der Lösung zu reduzieren;
Behandlung der Oberfläche mit einer Neutralisierungslösung bei einer
Temperatur von etwa 100°F (etwa 38°C) bis etwa 140°F (etwa 60°C)
während einer Dauer von etwa 0,5 bis etwa 4 Minuten, um Chromreste des
Ätzschrittes zu entfernen, wobei die Neutralisierungslösung ein
Reduktionsagens und etwa zwei bis etwa acht Vol.-% Salzsäure enthält;
Spülen der Oberflächen, um überschüssige Neutralisierungslösung zu
entfernen; Behandeln der Oberfläche mit einer katalysierenden Lösung,
welche Salzsäure, Zinn und Palladium enthält; Spülen, um überschüssige
katalysierende Lösung von der Oberfläche zu entfernen; Behandeln der
Oberfläche mit einer Akzelerationslösung, um überschüssiges Zinn von der
Oberfläche zu entfernen; stromlose Abscheidung einer Metallschicht auf der
Oberfläche mit einer Dicke von mindestens etwa 0,000020 Inch (etwa 0,5
µm), wobei das Metall aus einer Gruppe, die Kupfer und Nickel umfaßt,
ausgewählt ist; und dann Elektroplattieren von Metall auf der stromlos
abgeschiedenen Metallschicht mittels einer Schwefelsäure enthaltenden
Lösung.
18. Verfahren zum Elektroplattieren eines hochstoßfesten Kunst
stoffgegenstandes, welches folgende Schritte umfaßt: Bereitstellung eines
Substrates aus Polyphthalamid, welches mit etwa fünf (5) bis etwa dreißig
(30) Gew.-Prozent eines elastomeren Materials modifiziert ist; Ätzen der
Oberfläche des Gegenstandes mit einer Ätzlösung, welche trivalente Chrom
ionen, hexavalente Chromionen und Chrom-/Schwefelsäure enthält, wobei
die trivalenten Chromionen in der Ätzlösung zumindest mit einem Mini
malanteil von etwa 6,5 Oz./gal. (etwa 49 g/l) enthalten sind, sowie die
Ätzlösung eine Temperatur aufweist und die Oberfläche während einer
Zeitdauer kontaktiert, die ausreichend sind, um die PPA-Matrix und das
elastomere Material so zu ätzen, daß Mikroporen in der Oberfläche ent
stehen; Spülen der Oberfläche mit einer Spüllösung, die auf einer Tempera
tur unterhalb etwa 130°F (etwa 54°C) gehalten wird; Neutralisierung der
Oberfläche, um Chromrückstände des Ätzschrittes zu entfernen; Katalysie
rung der Oberfläche mit einer Akzelerationslösung; und dann stromlose
Abscheidung einer ersten Metallschicht auf der Oberfläche.
19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Ätz
lösung etwa 3,5 bis etwa 4,5 lbs./gal. (etwa 420 bis etwa 540 Gramm/Liter)
Chromsäure und etwa 10 bis etwa 30 Vol.-% Schwefelsäure enthält.
20. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegen
stand etwa fünf (5) bis etwa dreißig (30) Gew.-% elastomeres Material ent
hält.
21. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Akze
lerationslösung ein Gemisch von Salz- und Schwefelsäure umfaßt.
22. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß es weiter
hin den Schritt des Elektroplattierens von Metall auf der ersten
Metallschicht umfaßt, um eine dekorative Metallschicht auf dem Gegen
stand zu bilden.
23. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die dekora
tive Metallschicht eine Abzugsfestigkeit von mindestens acht (8) lbs. (etwa
3,63 kg) entsprechend ASTM-Verfahren B-533 aufweist.
24. Verfahren zur Metallbeschichtung eines Gegenstandes aus elastomerem
Material, welches in einer Polyphthalamid-(PPA)-Matrix dispergiert ist, ge
kennzeichnet durch folgende Schritte: Ätzen der Substratoberfläche des
Gegenstandes mit einer Ätzlösung, welche trivalente Chromionen, hexa
valente Chromionen und Chromsäure-Schwefelsäure enthält, wobei die
trivalenten Chromionen in der Ätzlösung zumindest mit einem
Mindestanteil von etwa 6,5 bis etwa 7,5 Oz./gal. (etwa 49 bis etwa 56 g/l)
enthalten sind, sowie die Ätzlösung eine Temperatur aufweist und die
Substratoberfläche während einer Zeitdauer kontaktiert, die ausreichend
sind, die PPA-Matrix und das elastomere Material so zu ätzen, daß
Mikroporen in der Oberfläche entstehen; Spülen der Oberfläche mit einer
Spüllösung; Neutralisation der Oberfläche, um Chromrückstände des
Ätzschrittes zu beseitigen; Katalysierung der Oberfläche mit einer
Edelmetallsalzlösung; Behandlung der Oberfläche mit einer
Akzelerationslösung; und dann stromlose Abscheidung einer ersten
Metallschicht auf der Oberfläche.
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