DE19924557C1 - Verfahren zur Herstellung reflektierender Schichten - Google Patents
Verfahren zur Herstellung reflektierender SchichtenInfo
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Abstract
Der Erfindung, die ein Verfahren zur Herstellung reflektierender Schichten betrifft, bei dem mittels eines Elektrotauchlackierprozesses auf einem elektrisch leitfähigen Grundmaterial eine Lackschicht aus einem Lack, der Antikratermittel enthält, aufgebracht und getrocknet wird, die während einer Vorbehandlung in einer Arbeitsgasatmosphäre einem DC-Plasma mit einer Entladungsleistung ausgesetzt und anschließend mittels eines Vakuumbeschichtungsprozesses mit einer Funktionsschicht versehen wird, liegt die Aufgabe zugrunde, reflektierende Schichten in besserer Qualität, insbesondere mit verbesserten Hafteigenschaften, herzustellen. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Vorbehandlung als Vorbehandlungszyklus mit einer Desorptionsphase, einer Aktivierungsphase und einer Entgasungsphase in dieser Reihenfolge durchgeführt wird.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung reflek
tierender Schichten, bei dem mittels eines Elektrotauchlac
kierprozesses auf einem elektrisch leitfähigen Grundmaterial
eine Lackschicht aus einem Lack aufgebracht wird, der Antikra
termittel enthält. Die Lackschicht wird getrocknet und danach
während einer Vakuum-Vorbehandlung in einer Arbeitsgasatmo
sphäre einem Gleichspannungsplasma mit einer Entladungslei
stung ausgesetzt. Anschließend wird auf die Lackschicht mit
tels eines Vakuumbeschichtungsprozesses eine Funktionsschicht
oder ein Funktionsschichtsystem abgeschieden.
Bei der Herstellung reflektierender Schichten ist die zu er
reichende Reflexion im wesentlichen abhängig von der Beschaf
fenheit der Oberfläche, auf die die reflektierende Schicht
aufgebracht wird.
So ist es beispielsweise möglich, reflektierende Schichten mit
sehr guten Reflexionseigenschaften auf sehr glatte Kunststoff
oberflächen abzuscheiden, wie dies in der DE 197 45 407 A1
oder in der DE 196 34 334 C1 beschrieben ist. Die Oberflächen
beschaffenheit solcher Kunststoffkörper kann über eine ge
eignete Technologie in einer solchen Qualität erzeugt werden,
daß darauf direkt eine reflektierende Schicht aufgebracht
werden kann, die sodann sehr gute Reflexionseigenschaften
zeigt.
Es zeigt sich jedoch sehr häufig das Erfordernis, daß reflek
tierende Funktionsschichten auch auf andere Oberflächen,
beispielsweise auf die Oberflächen metallischer Körper aufge
bracht werden sollen. Wie in der DE 38 36 948 C2 dargestellt
wird, sind diese Oberflächen infolge einer zumeist vorausge
henden mechanischen Behandlung nicht geeignet, als Grundlage
für reflektierende Funktionsschichten mit guten Reflexions
eigenschaften bei hohem Glanzgrad zu dienen. In diesem Falle
ist es aus der DE 197 02 323 A1 bekannt, daß auf derartige
Oberflächen eine Lackschicht aufgebracht wird und sodann die
Oberfläche der Lackschicht mit einer Funktionsschicht oder
einem Funktionsschichtsystem versehen wird. Die Stärke der
Lackschicht wird dabei so eingestellt, daß sie die Oberflä
chenrauhigkeit abdeckt.
Als besonders günstig hat es sich bei elektrisch leitenden
Grundmaterialien, wie Metallgrundkörpern, gezeigt, die Lack
schicht mittels eines Elektrotauchlackierverfahrens aufzubrin
gen. Ein solches Elektrotauchlackierverfahren ist in einer
Firmenschrift der Fa. Herberts GmbH Werk Köln "Elektrotauch
lackierverfahren", in einer weiteren Firmenschrift derselben
Firma "Elektrotauchlacke" und in der Zeitschrift Journal für
Oberflächentechnik, Heft 8 1997, Seiten 40 bis 42 beschrieben.
Im Anschluß an den Elektrotauchlackierprozeß, in dem das
Grundmaterial allseitig mit einer Lackschicht überzogen wird,
wird diese Lackschicht einem thermischen Prozeß ausgesetzt und
erhält dadurch eine mechanische Festigkeit. Infolge verschie
denster Einflüsse bilden sich während des thermischen Prozes
ses sogenannte Krater, daß heißt Fehlstellen in der Lack
schicht. Diese entstehen entweder dadurch, daß auch nach
gründlichsten Reinigungsprozessen immer noch geringe Fett
mengen auf dem Grundmaterial verbleiben oder durch Kontamina
tion des Lacktauchbades mit Fett. Dieses Fett verdampft beim
thermischen Prozess, sprengt explosionsartig die Lackschicht
und ruft die Krater hervor. Zur Verhinderung dieser Krater
bildung können dem Lack sogenannte Antikratermittel beigefügt
werden. Diese Antikratermittel bestehen je nach Lack oder
Lackierverfahren aus unterschiedlichen Substanzen. Sehr häufig
finden Acrylate Verwendung.
Diese Antikratermittel bewirken, daß das Fett gleichmäßig
molekular in der Lackschicht verteilt wird. Damit wird ein
Aussprengen von Fettanhäufungen vermieden und eine Krater
bildung verhindert.
Obwohl das Antikratermittel für einen gleichmäßigen Verlauf
des Lacks und der Verhinderung einer Kraterbildung dient, hat
es sich gezeigt, daß infolge dieses Antikratermittels reflek
tierende Funktionsschichten oder Funktionsschichtsysteme, die
anschließend in einem Vakuumprozeß aufgebracht werden sollen,
insbesondere schlechte Hafteigenschaften auf der Lackschicht
zeigen.
Weiterhin ist es aus der DE 196 34 334 C1 bekannt, die Lack
schicht oder die Oberfläche der Kunststoffkörper bei einer
Vorbehand
lung in einer Arbeitsgasatmosphäre einem Gleichspannungsplasma
mit einer Entladungsleistung auszusetzen. Dieser Plasmaprozeß
der Vorbehandlung bewirkt unter anderem das Aufspalten einer
noch vorhandenen Wasserhaut in flüchtige, durch das Vakuumpum
pensystem absaugbare Bestandteile.
In der DE 43 06 971 C2 ist ein Verfahren zur Vorbehandlung der
Oberfläche von Kunststoffteilen in einem Niederdruckplasma
beschrieben, mit dem die Haftung nachfolgender Schichten ver
bessert werden soll. Dazu wird SF6-haltiges Prozeßgas bei
einem Druck von 1,0 bis 50 Pa weitgehend frei von Sauerstoff
gehalten und die Kunststoffoberfläche frei von Fluoran- oder
-einlagerungen gehalten.
In der Zeitschrift Metalloberfläche Jg. 50 (1996), Seiten 131
bis 134 ist der Einfluß der Oberflächenbehandlung von Polymer
oberflächen zur Verbesserung der Haftfestigkeit von aufge
brachten EMV-Schichten beschrieben. Insbesondere ist es daraus
bekannt, die Polymeroberfläche durch Ionen und Elektronen,
durch angeregte Moleküle und Atome oder durch energiereiche
Strahlung zu aktivieren oder aufzurauhen.
Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, auf Lack
schichten, die mittels eines Elektrotauchlackierverfahrens auf
elektrisch leitfähigem Grundmaterial unter Zusatz von Antikra
termittel hergestellt werden, reflektierende Schichten bes
serer Qualität, insbesondere mit verbesserten Hafteigenschaf
ten im Vakuum abzuscheiden.
Gemäß der Erfindung wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die
Vorbehandlung als Vorbehandlungszyklus mit einer Desorptions
phase, einer Aktivierungsphase und einer Entgasungsphase in
dieser Reihenfolge durchgeführt wird. Dabei sind Desorptions
phase und Aktivierungsphase etwa gleich lang und die Entga
sungsphase ist etwa zwei bis dreimal so lang wie die Desorp
tions- oder die Aktivierungsphase. Weiterhin beträgt dabei die
Entladungsleistung in der Desorptionsphase etwa 30% bis 40%
der Entladungsleistung in der Aktivierungsphase und die Entla
dungsleistung in der Entgasungsphase beträgt etwa 30% bis 70%
der Entladungsleistung in der Aktivierungsphase.
Es hat sich gezeigt, daß reflektierende Funktionsschichten
oder Funktionsschichtsysteme, die nach Durchlaufen eines der
artigen Vorbehandlungszyklus auf die Lackschicht aufgebracht
werden, sehr gute Hafteigenschaften zeigen. Durch die Gestal
tung dieses Vorbehandlungszyklusses wird es somit möglich, die
Vorteile des Einsatzes von Antikratermitteln zu nutzen und
außerdem Funktionsschichten oder Funktionsschichtsysteme in
guter Qualität, insbesondere mit guten Hafteigenschaften auf
diese Lackschicht aufzubringen.
In einer besonders günstigen Ausgestaltung der Erfindung ist
es vorgesehen, daß das Arbeitsgas aus Luft, mit Sauerstoff
angereicherter Luft oder aus Sauerstoff besteht. Der Sauer
stoff in diesem Arbeitsgas bewirkt eine weitere Verbesserung
der Hafteigenschaften der reflektierenden Schicht auf der
Lackschicht.
Besonders günstige Ergebnisses sind dadurch erzielt worden,
daß die Entladungsleistung während der Desorptionsphase etwa
0,5 Watt pro cm2 Substratfläche während der Aktivierungsphase
etwa 1,5 Watt pro cm2 Substratfläche und während der Entga
sungsphase etwa 1 Watt pro cm2 Substratfläche beträgt.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbei
spieles näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen
zeigt:
Fig. 1 eine Teilschnittdarstellung durch einen nach dem er
findungsgemäßen Verfahren hergestellten rotations
symmetrischen Reflektor,
Fig. 2 einen Schichtaufbau dieses Reflektors und
Fig. 3 ein Zeit-Leistungsdiagramm des erfindungsgemäßen Ver
fahrens.
Ein rotationssymmetrischer Reflektor 1, wie er in Fig. 1 dar
gestellt ist, dient der Reflexion von Licht, welches von einem
nicht näher dargestellten Leuchtmittel im Inneren des Reflek
tors ausgesendet wird. Dazu ist seine Innenseite mit einem
hochreflektierenden Funktionsschichtsystem zu versehen. Der
Grundkörper 2 des Reflektors 1 wurde in einem Drückprozeß aus
einer ebenen Aluminium-Ronde dreidimensional geformt. Der
Grundkörper 2 stellt das Grundmaterial für den nachfolgenden
Schichtaufbau dar. Nach dem mechanischen Herstellungsprozeß
wurde der Grundkörper 2 entfettet und gereinigt und in einem
Elektrotauchlackierprozeß allseitig mit einer Lackschicht 3
überzogen. Diese Lackschicht 3 wurde in einem anschließenden
thermischen Prozeß eingebrannt.
Das Lackbad zur Herstellung dieser Lackschicht enthält wasser
löslichen Klarlack und ein Antikratermittel, das bezogen auf
den Festkörperanteil im Lackbad sehr genau zu dosieren ist.
Durch eine Vakuumbeschichtung in einer Durchlauf- oder Batch-
Anlage soll auf die Lackschicht 3 das optische Schichtsystem
4 abgeschieden werden. Dieses Schichtsystem 4 besteht minde
stens aus einer Reflexionsschicht 5 und einer Schutzschicht 6.
Es genügt im Inneren des Reflektors 1 hohen optischen Ansprü
chen hinsichtlich Reflexion, Kraterfreiheit, Langzeitbestän
digkeit gegen chemische und äußere Einflüsse und so weiter.
Mit den bekannten und üblichen physikalischen Vorbehandlungs
prozessen, wie Gleichspannungs- oder Wechselspannungsglimmen
im Mittelfrequenzbereich ist weder eine ausreichende Haft
festigkeit des Schichtsystems 4 noch eine hohe Totalreflexion
der Reflexionsschicht 5 zu erzielen.
Aus diesem Grund wird der Reflektor 1 in einem nicht näher
dargestellten Prozeßraum einer Vakuumbeschichtungsanlage un
mittelbar vor der Abscheidung des Funktionsschichtsystems 4
einem mehrstufigen Plasmaprozeß unterworfen, dessen Zeit-Lei
stungsdiagramm in Fig. 3 dargestellt ist.
Als Plasmagrundverfahren kommt in diesem Fall ein Gleichspan
nungsglimmprozeß zur Anwendung. In der Stufe 1, daß heißt der
Desorptionsphase, wird bei einem Druck von etwa 2 bis 5 Pa mit
30% bis 40% der Entladungsleistung von Stufe 2, der Akti
vierungsphase, gearbeitet. Als Arbeitsgas dient in Stufe 1 im
einfachsten Fall Luft, die dosiert in den nicht näher dar
gestellten Reaktionsraum eingelassen wird. In Stufe 2 wird
etwa beim gleichen Druck wie in Stufe 1 die Entladungsleistung
auf 100%
erhöht. Die Prozeßzeiten von Stufe 1 und Stufe 2 werden dabei
im Verhältnis von ca. 1 : 1 gewählt. Als Arbeitsgas dient in
Stufe 2 ebenfalls Luft. In Stufe 3, der Entgasungsphase wird
der Druck auf Werte von etwa 3 bis 8.10-1 Pa abgesenkt. Die
Entgasungsphase dient der Oxidation der flüchtigen Bestand
teile, die nach der Aktivierungsphase aus der Lackschicht
austreten. Die Entladungsleistung während der Stufe 3 beträgt
nur noch ca. 40% bis 70% der Leistung der Stufe 2. Als Ar
beitsgas kann hier im einfachsten Fall ebenfalls Luft einge
lassen werden. Günstiger ist jedoch der Einlaß von Sauerstoff,
da dieser eine höhere Reaktivität zeigt. Die Prozeßzeiten von
Stufe 1 und Stufe 2 sind dabei im Verhältnis von ca. 2 bis 3 : 1
zu wählen.
1
Reflektor
2
Grundkörper
3
Lackschicht
4
Schichtsystem
5
Reflexionsschicht
6
Schutzschicht
Claims (3)
1. Verfahren zur Herstellung reflektierender Schichten, bei
dem mittels eines Elektrotauchlackierprozesses auf einem
elektrisch leitfähigen Grundmaterial eine Lackschicht aus
einem Lack, der Antikratermittel enthält, aufgebracht und
getrocknet wird, die danach während einer Vakuum-Vorbe
handlung in einer Arbeitsgasatmosphäre einem Gleich
spannungsplasma mit einer Entladungsleistung ausgesetzt
wird und auf die anschließend mittels eines Va
kuumbeschichtungsprozesses eine Funktionsschicht oder ein
Funktionsschichtsystem abgeschieden wird, dadurch
gekennzeichnet, daß die Vorbehandlung als
Vorbehandlungszyklus mit einer Desorptionsphase (Stufe 1),
einer Aktivierungsphase (Stufe 2) und einer Entgasungs
phase (Stufe 3) in dieser Reihenfolge durchgeführt wird,
wobei die Desorptionsphase (Stufe 1) und die Aktivierungs
phase (Stufe 2) etwa gleich lang und die Entgasungsphase
(Stufe 3) etwa zwei- bis dreimal so lang ist wie die De
sorptions- (Stufe 1) oder die Aktivierungsphase (Stufe 2)
und wobei die Entladungsleistung in der Desorptionsphase
(Stufe 1) etwa 30% bis 40% der Entladungsleistung in der
Aktivierungsphase (Stufe 2) und die Entladungsleistung in
der Entgasungsphase (Stufe 3) etwa 40% bis 70% der Entla
dungsleistung in der Aktivierungsphase (Stufe 2) beträgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Arbeitsgas aus Luft, mit Sauer
stoff angereicherter Luft oder aus Sauerstoff besteht.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Entladungsleistung wäh
rend der Desorptionsphase (Stufe 1) etwa 0,5 Watt pro cm2
Substratfläche, während der Aktivierungsphase (Stufe 2)
etwa 1,5 Watt pro cm2 Substratfläche und während der Ent
gasungsfläche (Stufe 3) etwa 1,5 Watt pro cm2 Sub
stratfläche beträgt.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1999124557 DE19924557C1 (de) | 1999-05-28 | 1999-05-28 | Verfahren zur Herstellung reflektierender Schichten |
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---|---|---|---|
DE1999124557 DE19924557C1 (de) | 1999-05-28 | 1999-05-28 | Verfahren zur Herstellung reflektierender Schichten |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
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ID=7909519
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