DE202015103646U1 - Film-forming structure on a produce - Google Patents
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Abstract
Filmbildende Struktur auf einem Erzeugnis, welche Folgendes aufweist: ein Erzeugnis mit einer Oberfläche, auf welcher ein Film gebildet ist; und einen dünnen ersten Film, der von einem Suboxid oder einem Metall aufweisenden Oxid gebildet ist und auf der Oberseite des Erzeugnisses abgelagert ist, und wobei der erste Film ein poröser Film ist.A film-forming structure on a product, comprising: a product having a surface on which a film is formed; and a thin first film formed of a suboxide or a metal-containing oxide deposited on the top of the article, and wherein the first film is a porous film.
Description
Technischer BereichTechnical part
Die vorliegende Vorrichtung bzw. Erfindung betrifft eine filmbildende Struktur und ein filmbildendes Verfahren auf einem Erzeugnis bzw. einem Werkstück, die das dichte bzw. nahe Ablagern eines dünnen ersten Films auf einem Erzeugnis beinhalten, wobei der erste Film ein Suboxid oder ein Oxid ist, das weich ist und Isolationseigenschaften und eine Verschleißbeständigkeit aufweist. Das Erzeugnis ist mit dem ersten Film integriert bzw. einteilig ausgeführt, um zu verhindern, dass sich der erste Film ablöst, wodurch die Bearbeitbarkeit verbessert wird. Ein dünner zweiter Film, wie zum Beispiel eine Beschichtung, wird dicht bzw. nahe auf den ersten Film aufgebracht, wodurch die Menge an benötigter Farbe verringert wird. Der erste Film ist mit dem zweiten Film integriert bzw. einteilig ausgeführt, um zu verhindern, dass der zweite Film sich ablöst und reißt, wodurch die Bearbeitbarkeit nach der Bildung des zweiten Films verbessert wird und dadurch der erste und der zweite Film auf rationelle Art und Weise gebildet werden.The present device or invention relates to a film-forming structure and a film-forming method on a product, which include the dense deposition of a thin first film on a product, wherein the first film is a suboxide or an oxide is soft and has insulating properties and wear resistance. The product is integrated with the first film to prevent the first film from peeling, thereby improving workability. A thin second film, such as a coating, is applied close to the first film, thereby reducing the amount of ink required. The first film is integrated with the second film so as to prevent the second film from peeling and cracking, thereby improving the workability after the formation of the second film, thereby efficiently and efficiently disposing the first and second films Way be formed.
Stand der TechnikState of the art
Weil bei einer Beschichtung bzw. beim Plattieren ein metallischer Film vorhanden ist, sind durch Elektrolyse erzeugte kleine Löcher unvermeidlich und führen damit aufgrund der Potenzialdifferenz unterschiedlicher Metalle zu einem Korrosionsproblem. Beim Beschichten werden, weil durch Sauerstoffeintritt auf metallischen Oberflächen erzeugter Rost unvermeidlich ist, dicke Schichten gebildet, um dem Problem entgegenzutreten. Daher besteht ein Bedürfnis für eine verbesserte Behandlung der Oberfläche, welche die Vorteile nutzt und die Nachteile von Plattieren und Beschichten ausräumt.Since a metallic film is present during coating or plating, small holes produced by electrolysis are unavoidable and thus lead to a corrosion problem due to the potential difference of different metals. In coating, since rust generated by oxygen entry on metallic surfaces is unavoidable, thick layers are formed to counteract the problem. Therefore, there is a need for an improved surface treatment which takes advantage of and eliminates the disadvantages of plating and coating.
Um solchen Bedürfnissen nachzukommen, gibt es zum Beispiel eine beschichtete Stahlplatte, bei welcher eine feuerverzinkte Stahlplatte, welche Aluminium aufweist, vor dem Beschichten erhitzt wird, wobei die zu beschichtende Oberfläche zum Beispiel durch Verchromen aufbereitet wird, eine Grundierschicht mit einer Dicke von 2 bis 15 μm auf die Oberfläche aufgebracht wird und eine obere Beschichtung mit einer Dicke von 5 bis 30 μm darauf aufgebracht wird (siehe zum Beispiel Patentdokument 1).To meet such needs, there is, for example, a coated steel plate in which a hot-dip galvanized steel plate comprising aluminum is heated prior to coating, whereby the surface to be coated is prepared by, for example, chromium plating, a primer layer having a thickness of 2 to 15 μm is applied to the surface and an upper coating having a thickness of 5 to 30 μm is applied thereto (see, for example, Patent Document 1).
Die oben beschriebene beschichtete Stahlplatte muss jedoch dadurch aufbereitet werden, dass die beschichtete Oberfläche einer chemischen Urnwandlungsbehandlung unterzogen wird, bevor sie beschichtet wird. Des Weiteren sind die Grundierschicht und die obere Schicht erforderlich, was zu einem sehr zeitaufwändigen Verfahren führt. Des Weiteren tendiert die Beschichtung, weil sie dick wird, dazu, sich abzulösen, was zum Ablösen und Brechen bzw. Reißen während einer nachfolgenden Behandlung führt. Dadurch hat die beschichtete Stahlplatte eine schlechte Bearbeitbarkeit. Weil es schwierig ist, einen gleichförmigen Chromfilm zu bilden, ist eine Oberflächenkonditionierung bzw. -behandlung erforderlich, bei welcher ein Oberflächenbehandlungsmittel auf Säurebasis vor einer Chromierungsbehandlung auf eine zu beschichtende Ausgangsplatte aufgetragen wird. Dies führt zu einem zeitaufwändigen Verfahren. Des Weiteren wird das Oxid auf der obersten Oberflächenschicht des Plattierens durch das Oberflächenbehandlungsmittel geätzt, so dass eine Verschleißbeständigkeit der Schnittstelle zwischen der Oberflächenschicht der plattierten Schicht und der Grundierschicht der Ausgangsplatte der Beschichtung verringert wird.However, the coated steel plate described above must be prepared by subjecting the coated surface to a chemical conversion treatment before it is coated. Furthermore, the primer layer and the top layer are required, resulting in a very time-consuming process. Further, because the coating becomes thick, it tends to peel off, resulting in peeling and cracking during subsequent treatment. As a result, the coated steel plate has poor machinability. Because it is difficult to form a uniform chromium film, a surface conditioning treatment is required in which an acid-based surface-treating agent is applied to an original plate to be coated before a chromating treatment. This leads to a time-consuming process. Further, the oxide on the uppermost surface layer of the plating is etched by the surface treatment agent, so that wear resistance of the interface between the surface layer of the plated layer and the primer layer of the starting plate of the coating is reduced.
Um die oben genannten Probleme zu lösen, wird ein Verfahren vorgeschlagen, bei welchem Magnesiumionen vorher in dem Oberflächenbehandlungsmittel enthalten sind, die konditionierte Oberfläche der plattierten Schicht des Weiteren mit einer wässrigen Säurelösung einschließlich Magnesium weiter konditioniert wird und Magnesium ersetzt und abgelagert wird, um die Korrosion der Schnittstelle zwischen der Oberflächenschicht der plattierten Schicht und der Grundierschicht der beschichteten Ausgangsplatte zu verhindern (siehe zum Beispiel Patentdokument 2).In order to solve the above problems, a method is proposed in which magnesium ions are previously contained in the surface treatment agent, the conditioned surface of the plated layer is further further conditioned with an aqueous acid solution including magnesium, and magnesium is replaced and deposited to prevent corrosion to prevent the interface between the surface layer of the plated layer and the primer layer of the coated base plate (see, for example, Patent Document 2).
Das oben beschriebene Verfahren kann jedoch nur bei bestimmten Arten von feuerverzinkten Stahlplatten eingesetzt werden. Die Oberflächenkonditionierung bzw. der Oberflächenzustand der beschichteten Ausgangsplatte ist zu kompliziert, was auch die Präparation des Oberflächenbehandlungsmittels kompliziert macht. Des Weiteren ist der Beschichtungsprozess noch immer kompliziert, unproduktiv und ineffizient.However, the method described above can only be used with certain types of hot-dip galvanized steel plates. The surface conditioning or the surface state of the coated starting plate is too complicated, which also complicates the preparation of the surface treatment agent. Furthermore, the coating process is still complicated, unproductive and inefficient.
Um solchen Bedürfnissen nachzukommen, wird ein weiteres Oberflächenbehandlungsverfahren vorgeschlagen, bei welchem eine Chromplattierung und ein Chromoxid in separaten Prozessen abgelagert bzw. aufgebracht werden, metallisches Chrom aktiv aufgebracht wird, um sich mit dem Chromoxid in dem mechanischen Behandlungsbad zu verbinden, eine High-Coulomb-Behandlung mit einer hohen Dichte in dem chemischen Behandlungsbad durchgeführt wird, wobei in dem chemischen Behandlungsbad eines chromischen Anhydrids allein Eisenionen enthalten sind, um an einer Beschichtung auf der Oberfläche der chromplattierten Stahlplatte anzuhaften (siehe zum Beispiel Patentdokument 3).To meet such needs, another surface treatment method is proposed in which a chromium plating and a chromium oxide are deposited in separate processes, metallic chromium is actively applied to combine with the chromium oxide in the mechanical treatment bath, a high-coulomb treatment is carried out at a high density in the chemical treatment bath, wherein in the chemical treatment bath of a chromic anhydride alone iron ions are included to form a coating to adhere to the surface of the chrome-plated steel plate (see, for example, Patent Document 3).
Das oben beschriebene Verfahren benötigt für die Behandlung jedoch Zeit, weil die Chromplattierung und das Chromoxid separat aufgebracht werden. Des Weiteren wird, weil das metallische Chrom aktiv aufgebracht wird, um sich mit dem Chromoxid zu verbinden, die Leitfähigkeit des Chromoxids verbessert und die Härte wird erhöht. Aus diesem Grund kann es wegen der Potenzialdifferenz zwischen dem Chromoxid und der Chromstahlplatte zu Korrosion kommen. Des Weiteren führt die Zunahme der Härte des Chromoxids zu einer schlechten Bearbeitbarkeit nach der Bildung des Films. Wenn das beschichtete Produkt gebogen wird, tendiert die Beschichtung dazu, sich abzulösen und zu reißen.However, the process described above takes time for the treatment because the chromium plating and the chromium oxide are applied separately. Further, because the metallic chromium is actively applied to combine with the chromium oxide, the conductivity of the chromium oxide is improved and the hardness is increased. For this reason, corrosion may occur due to the potential difference between the chromium oxide and the chromium steel plate. Furthermore, the increase in the hardness of the chromium oxide results in poor workability after the formation of the film. When the coated product is bent, the coating tends to peel off and crack.
ZitierlisteCITATION
PatentdokumentPatent document
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[Patentdokument 1]
JP-A-2002-248415 JP-A-2002-248415 -
[Patentdokument 2]
JP-A-2003-171779 JP-A-2003-171779 -
[Patentdokument 3]
JP-A-57-35699 JP-A-57-35699
Zusammenfassung der Vorrichtung bzw. ErfindungSummary of the device or invention
Technisches ProblemTechnical problem
Die vorliegende Vorrichtung bzw. Erfindung geht auf diese Probleme ein und hat es sich zur Aufgabe gemacht, eine filmbildende Struktur auf einem Erzeugnis zu schaffen, die das dichte bzw. nahe Ablagern eines dünnen ersten Films auf einem Erzeugnis beinhaltet, wobei der erste Film ein Suboxid oder ein Oxid ist, das weich ist und Isolationseigenschaften und eine Verschleißbeständigkeit aufweist. Das Erzeugnis ist mit dem ersten Film integriert, um zu verhindern, dass sich der erste Film ablöst, wodurch die Bearbeitbarkeit verbessert wird. Ein dünner zweiter Film, wie zum Beispiel eine Beschichtung, wird dicht bzw. eng bzw. nahe auf den ersten Film aufgebracht, wodurch die Menge an benötigter Farbe verringert wird. Der erste Film ist mit dem zweiten Film integriert, um zu verhindern, dass der zweite Film sich ablöst und reißt, wodurch die Bearbeitbarkeit nach der Bildung des zweiten Films verbessert wird und dadurch der erste und der zweite Film auf rationelle Art und Weise gebildet werden.The present apparatus and / or invention addresses these problems and has as its object to provide a film-forming structure on a product which includes the dense deposition of a thin first film on a product, the first film being a suboxide or an oxide that is soft and has insulating properties and wear resistance. The product is integrated with the first film to prevent the first film from peeling, thereby improving machinability. A thin second film, such as a coating, is applied closely to the first film, thereby reducing the amount of ink required. The first film is integrated with the second film to prevent the second film from peeling off and cracking, thereby improving the workability after the second film is formed, thereby forming the first and second films in a rational manner.
Lösung des Problemsthe solution of the problem
Gemäß einem ersten Aspekt der Vorrichtung weist eine filmbildende Struktur auf einem Erzeugnis ein Erzeugnis mit einer Oberfläche, auf welcher ein Film gebildet ist; und einen dünnen ersten Film auf, der von einem Suboxid oder einem Metall aufweisenden Oxid gebildet ist und auf der Oberseite des Erzeugnisses abgelagert ist, und wobei der erste Film ein poröser Film ist. Folglich wird der erste Film dünner und weicher, was die Isolationseigenschaften und die Verschleißbeständigkeit verbessert. Zusätzlich wird das Suboxid mit Sauerstoff aus der Luft kombiniert, um einen steifen bzw. festen Oxidfilm zu bilden, wodurch der zweite Film leichter auf dem ersten Film gebildet werden kann, was die Adhäsion zwischen dem ersten Film und dem zweiten Film verbessert. Des Weiteren wird verhindert, dass die Filme sich ablösen und reißen. Ein zweiter Aspekt der Vorrichtung beinhaltet eine Imprägnierschicht, die durch den ersten Film auf der Oberfläche des Erzeugnisses gebildet ist. Folglich ist das Erzeugnis einstückig bzw. angegossen an dem ersten Film auf der Oberflächenschicht des Erzeugnisses, was verhindert, dass der erste Film sich ablöst und reißt. Die poröse Struktur des ersten Films ermöglicht es, dass der zweite Film fest und steif anhaftet, wodurch das Ablösen verhindert wird. Gemäß einem dritten Aspekt der Vorrichtung weist der erste Film eine Oberfläche mit winzigen Unregelmäßigkeiten auf. Folglich kann das Anhaften des zweiten Films an dem ersten Film verbessert werden. Des Weiteren fungiert der erste Film, wenn eine Beschichtung, die den zweiten Film darstellt, zum Beispiel auf dem ersten Film gebildet ist, anstatt der Grundierungen, die häufig verwendet worden sind bzw. ersetzt diese, wodurch die Beschichtung auf rationale Art und Weise gebildet wird.According to a first aspect of the device, a film-forming structure on a product comprises a product having a surface on which a film is formed; and a thin first film formed of a suboxide or a metal-containing oxide and deposited on the top of the product, and wherein the first film is a porous film. As a result, the first film becomes thinner and softer, which improves the insulating properties and the wear resistance. In addition, the suboxide is combined with oxygen from the air to form a rigid oxide film, whereby the second film can be more easily formed on the first film, which improves the adhesion between the first film and the second film. Furthermore, it prevents the films from peeling off and breaking. A second aspect of the apparatus includes an impregnating layer formed by the first film on the surface of the product. Consequently, the product is integral with the first film on the surface layer of the product, preventing the first film from peeling and cracking. The porous structure of the first film allows the second film to adhere firmly and rigidly, preventing peeling. According to a third aspect of the device, the first film has a surface with minute irregularities. Consequently, the adhesion of the second film to the first film can be improved. Further, the first film functions when a coating constituting the second film is formed on, for example, the first film instead of the primers which are frequently used, thereby replacing the coating in a rational manner ,
Gemäß einem vierten Aspekt der Vorrichtung ist das Suboxid ein Chrom-Suboxid und das Oxid ist ein Chromoxid. Folglich ist die Oberfläche des Films mit winzigen Unregelmäßigkeiten gebildet, wodurch sie das Anhaften des zweiten Films verbessert. Gemäß einem fünften Aspekt der Vorrichtung ist der erste Film weicher als metallisches Chrom und weist Isolationseigenschaften und Verschleißbeständigkeit auf. Folglich weist der erste Film, der leichter ist als metallisches Chrom, eine verbesserte Bearbeitbarkeit, Isolationseigenschaften und Verschleißbeständigkeit auf. Ein sechster Aspekt der Vorrichtung weist einen dünnen zweiten Film auf, der auf der Oberfläche mit den Unregelmäßigkeiten des ersten Films gebildet ist. Folglich ist der zweite Film auf dem ersten Film, der eine poröse Struktur aufweist, fest und steif gebildet, was verhindert, dass der zweite Film sich ablöst und reißt. Des Weiteren wird die Bearbeitbarkeit des Erzeugnisses nach der Bildung des zweiten Films verbessert. Ein siebter Aspekt der Vorrichtung weist eine Imprägnierschicht auf, die durch den zweiten Film auf einer Oberflächenschicht des ersten Films gebildet ist. Folglich ist der erste Film einstückig mit bzw. angegossen an den zweiten Film, was verhindert, dass der zweite Film sich ablöst und reißt. Die poröse Struktur des ersten Films bewirkt, dass der zweite Film fest und steif anhaftet. Gemäß einem achten Aspekt der Vorrichtung sind feine Partikel oder Kristalle des zweiten Films auf den Unregelmäßigkeiten des ersten Films unabhängig und mit hoher Dichte angeordnet. Dadurch wird, wenn eine Belastung auf einen Teil der feinen Partikel und Kristalle des zweiten Films aufgebracht wird, der Rest der feinen Partikel und Kristalle nicht beeinträchtigt. Dadurch tritt, wenn das Erzeugnis gebogen oder die Oberfläche des zweiten Films nach der Bildung des zweiten Films beschädigt wird, kein Ablösen oder Reißen des zweiten Films auf. Mit der verbesserten Bearbeitbarkeit des Erzeugnisses können verschiedene Verarbeitungstechniken an dem Erzeugnis angewendet werden.According to a fourth aspect of the device, the suboxide is a chromium suboxide and the oxide is a chromium oxide. Consequently, the surface of the film is formed with minute irregularities, thereby improving the adhesion of the second film. According to a fifth aspect of the device, the first film is softer than metallic chrome and has insulating properties and wear resistance. Consequently, the first film, which is lighter than metallic chromium, has improved machinability, insulating properties and wear resistance. A sixth aspect of the device comprises a thin second film formed on the surface with the irregularities of the first film. As a result, the second film on the first film having a porous structure is solid and rigid, preventing the second film from peeling and cracking. Furthermore, the workability of the product after the formation of the second film is improved. A seventh aspect of the device comprises an impregnating layer formed by the second film on a surface layer of the first film. Thus, the first film is integral with the second film, preventing the second film from peeling and cracking. The porous structure of the first film causes the second film to adhere firmly and rigidly. According to an eighth aspect of the device, fine particles or crystals of the second film are arranged on the irregularities of the first film independently and at a high density. Thereby, when a stress is applied to a part of the fine particles and crystals of the second film, the rest of the fine particles and crystals are not affected. As a result, when the product is bent or the surface of the second film is damaged after the formation of the second film, peeling or tearing of the second film does not occur. With the improved Machinability of the product, various processing techniques can be applied to the product.
Gemäß einem neunten Aspekt weist der erste Film eine Dicke von 1 μm oder mehr und der zweite Film eine Dicke von 5 μm oder mehr auf. Folglich werden dünnere erste und zweite Filme gebildet. Wenn der zweite Film, wie zum Beispiel eine Beschichtung, gebildet wird, wird es dem ersten Film ermöglicht, im Gegensatz zu konventionellen Grundierungen zur Rationalisierung zu dienen. Zusätzlich wird durch eine dünnere Ausführung des zweiten Films zum Beispiel weniger Farbe verwendet und der zweite Film, wie zum Beispiel eine Beschichtung, wird auf rationelle Art und Weise und mit niedrigen Kosten gebildet. Gemäß einem zehnten Aspekt der Vorrichtung weist der zweite Film ein beliebiges von einem Polymermaterial, einer anorganischen oder organischen Farbschicht, ein funktionelles Material oder Keramik auf. Demzufolge können für den zweiten Film verschiedene Materialien verwendet werden. Gemäß einem elften Aspekt der Vorrichtung ist das Erzeugnis ein beliebiges aus rostfreiem Stahl, Nickel, Eisen, Kupfer, Aluminium, Messing, anderen Metallen, einer Legierung, Kunststoff, Glas, Keramik, Papier, Faser oder Holz. Folglich können verschiedene Materialien verwendet werden.According to a ninth aspect, the first film has a thickness of 1 μm or more and the second film has a thickness of 5 μm or more. As a result, thinner first and second films are formed. When the second film, such as a coating, is formed, the first film is allowed to rationalize, unlike conventional primers. In addition, for example, a thinner version of the second film uses less ink and the second film, such as a coating, is formed in a rational manner and at a low cost. According to a tenth aspect of the device, the second film comprises any one of a polymer material, an inorganic or organic coloring layer, a functional material or ceramics. As a result, various materials can be used for the second film. According to an eleventh aspect of the device, the product is any of stainless steel, nickel, iron, copper, aluminum, brass, other metals, alloy, plastic, glass, ceramics, paper, fiber or wood. Consequently, various materials can be used.
Gemäß einem zwölften Aspekt der Vorrichtung ist der erste Film ein dünner und poröser Film, der durch Anordnen des Erzeugnisses und einem Anodenteil in einem Bad zum Aufnehmen einer Behandlungsflüssigkeit, Anlegen von positiven und negativen Spannungen für das Erzeugnis und das Anodenteil, Einstellen einer Badtemperatur der Behandlungsflüssigkeit auf eine niedrige Temperatur; und Ablagern eines Metallionen enthaltenden Suboxids oder Oxids in der Behandlungsflüssigkeit auf dem Erzeugnis mittels elektrochemischer Wirkung oder durch Ablagern eines dünnen und porösen ersten Films gebildet ist, der durch ein Metallionen enthaltendes Suboxid oder Oxid in der Behandlungsflüssigkeit in einem stromlosen Bad auf dem Erzeugnis mittels chemischer Reaktion gebildet ist. Folglich werden verschiedene Arten der ersten Filme bei niedrigen Kosten mittels elektrochemischer Wirkung oder chemischer Reaktion gebildet. Insbesondere kann der erste Film mit einfachen Anlagen bzw. Ausrüstungen durch chemische Reaktion gebildet werden im Vergleich zu einem Fall von elektrochemischer Wirkung.According to a twelfth aspect of the device, the first film is a thin and porous film obtained by arranging the product and an anode part in a bath for receiving a treatment liquid, applying positive and negative voltages to the product and the anode part, adjusting a bath temperature of the treatment liquid to a low temperature; and depositing a metal oxide-containing suboxide or oxide in the treatment liquid on the article by electrochemical action or by depositing a thin and porous first film formed by a metal ion-containing suboxide or oxide in the treatment liquid in an electroless bath on the article by chemical reaction is formed. As a result, various kinds of the first films are formed at a low cost by electrochemical action or chemical reaction. In particular, the first film may be formed with simple equipment by chemical reaction as compared to a case of electrochemical action.
Gemäß einem dreizehnten Aspekt der Vorrichtung weist die Behandlungsflüssigkeit für die elektrochemische Wirkung Chromanhydrid und einen Reduktionshemmer auf. Folglich wird während der Elektrolyse der Behandlungsflüssigkeit eine Dispersion bzw. Verteilung von Chromat erreicht, während ein Strom, der durch das Erzeugnis strömt, verhindert wird und dadurch das Ablagern von metallischem Chrom verhindert wird und die Leitfähigkeit und die Härte des ersten Films gehemmt wird. Gemäß einem vierzehnten Aspekt der Vorrichtung weist die Behandlungsflüssigkeit für die elektrochemische Wirkung ein Mittel zum Zuführen von Metallionen, ein Reduktionsmittel und ein Additiv, wie zum Beispiel Keramik, auf. Folglich wird die Ablagerung des Additivs, welches das Suboxid oder Oxid ist, wie zum Beispiel Keramik, gefördert. Gemäß einem fünfzehnten Aspekt der Vorrichtung ist eine Badtemperatur der Behandlungsflüssigkeit für die elektrochemische Wirkung auf 10°C oder weniger eingestellt. Folglich wird die Ablagerung des ersten Films unterstützt und die Ablagerung des metallischen Chroms wird gehemmt, wodurch die Ablagerung des Chrom-Suboxids gefördert wird. Ein sechzehnter Aspekt der Vorrichtung weist einen dünnen zweiten Film auf, wobei der zweite Film an dem ersten Film angebracht oder adsorbiert ist oder der zweite Film durch Imprägnierung oder Feuern bzw. Brennen gebildet ist. Folglich wird der zweite Film, wie zum Beispiel eine Beschichtung, fest und steif auf dem porösen ersten Film gebildet. Gemäß einem siebzehnten Aspekt der Vorrichtung weist der zweite Film ein beliebiges eines Polymermaterials, einer anorganischen oder organischen Farbschicht, eines funktionalen Materials oder Keramik auf, und wobei ein beliebiges des Polymermaterials, der anorganischen oder organischen Farbschicht des funktionalen Materials oder der Keramik auf dem ersten Film aufgetragen, gesprüht oder gebacken ist, oder das den ersten Film aufweisende Material in eines der oben genannten Materialien eingetaucht ist oder eine Spannung oder ein elektrisches Feld an das die Farbe und den primären Film aufweisende Erzeugnis angelegt ist und des Weiteren die Keramik gebrannt ist. Folglich ist der zweite Film aus den oben genannten Materialien an dem ersten Film angebracht oder auf demselben adsorbiert oder der zweite Film ist durch Imprägnieren oder Brennen gebildet.According to a thirteenth aspect of the device, the electrochemical effect treatment liquid comprises chromanhydride and a reduction inhibitor. Consequently, during electrolysis of the treating liquid, dispersion of chromate is achieved while preventing a current flowing through the product, thereby preventing the deposition of metallic chromium and inhibiting the conductivity and hardness of the first film. According to a fourteenth aspect of the device, the electrochemical action treatment liquid comprises means for supplying metal ions, a reducing agent and an additive such as ceramics. Consequently, deposition of the additive, which is the suboxide or oxide such as ceramics, is promoted. According to a fifteenth aspect of the apparatus, a bath temperature of the electrochemical action treatment liquid is set to 10 ° C or less. Consequently, the deposition of the first film is promoted and the deposition of the metallic chromium is inhibited, thereby promoting the deposition of the chromium suboxide. A sixteenth aspect of the device comprises a thin second film, wherein the second film is attached or adsorbed to the first film, or the second film is formed by impregnation or firing. As a result, the second film such as a coating is firmly and rigidly formed on the porous first film. According to a seventeenth aspect of the device, the second film comprises any one of a polymer material, an inorganic or organic coloring layer, a functional material or ceramics, and any of the polymer material, the inorganic or organic coloring layer of the functional material or the ceramic on the first film coated, sprayed or baked, or the material comprising the first film is immersed in one of the above-mentioned materials, or a voltage or an electric field is applied to the product having the ink and the primary film, and further the ceramic is fired. Consequently, the second film of the above-mentioned materials is attached to or adsorbed on the first film, or the second film is formed by impregnation or firing.
Vorteilhafte Wirkung der VorrichtungAdvantageous effect of the device
Gemäß einem ersten Aspekt der Vorrichtung ist ein dünner erster Film, der von einem Suboxid oder einem Metall aufweisenden Oxid gebildet ist, auf der Oberseite des Erzeugnisses abgelagert, und wobei der erste Film ein poröser Film ist. Folglich wird der erste Film dünner und weicher, was die Isolationseigenschaften und die Verschleißbeständigkeit verbessert. Zusätzlich wird das Suboxid mit Sauerstoff aus der Luft kombiniert, um einen steifen bzw. festen Oxidfilm zu bilden, wodurch der zweite Film leichter auf dem ersten Film gebildet werden kann, was die Adhäsion zwischen dem ersten Film und dem zweiten Film verbessert. Des Weiteren kann verhindert werden, dass die Filme sich ablösen und reißen. Ein zweiter Aspekt der Vorrichtung beinhaltet eine Imprägnierschicht, die durch den ersten Film auf der Oberfläche des Erzeugnisses gebildet ist. Folglich ist das Erzeugnis einstückig bzw. angegossen an dem ersten Film auf der Oberflächenschicht des Erzeugnisses, was verhindert, dass der erste Film sich ablöst und reißt. Die poröse Struktur des ersten Films ermöglicht es, dass der zweite Film fest und steif anhaftet, wodurch das Ablösen verhindert wird. Gemäß einem dritten Aspekt der Vorrichtung weist der erste Film eine Oberfläche mit winzigen Unregelmäßigkeiten auf. Folglich kann das Anhaften des zweiten Films an dem ersten Film verbessert werden. Des Weiteren fungiert der erste Film, wenn eine Beschichtung, die den zweiten Film darstellt, zum Beispiel auf dem ersten Film gebildet ist, anstatt der Grundierungen, die häufig verwendet worden sind bzw. ersetzt diese, wodurch die Beschichtung auf rationale Art und Weise gebildet wird.According to a first aspect of the apparatus, a thin first film formed of a suboxide or metal-containing oxide is deposited on top of the product, and wherein the first film is a porous film. As a result, the first film becomes thinner and softer, which improves the insulating properties and the wear resistance. In addition, the suboxide is combined with oxygen from the air to form a rigid oxide film, whereby the second film can be more easily formed on the first film, which improves the adhesion between the first film and the second film. Furthermore, it can be prevented that the films peel off and tear. A second aspect of the device includes an impregnating layer passing through the first film on the Surface of the product is formed. Consequently, the product is integral with the first film on the surface layer of the product, preventing the first film from peeling and cracking. The porous structure of the first film allows the second film to adhere firmly and rigidly, preventing peeling. According to a third aspect of the device, the first film has a surface with minute irregularities. Consequently, the adhesion of the second film to the first film can be improved. Further, the first film functions when a coating constituting the second film is formed on, for example, the first film instead of the primers which are frequently used, thereby replacing the coating in a rational manner ,
Gemäß einem vierten Aspekt der Vorrichtung ist das Suboxid ein Chrom-Suboxid und das Oxid ist ein Chromoxid. Folglich ist die Oberfläche des Films mit winzigen Unregelmäßigkeiten gebildet und das Anhaften des zweiten Films kann verbessert werden. Gemäß einem fünften Aspekt der Vorrichtung ist der erste Film weicher als metallisches Chrom und weist Isolationseigenschaften und Verschleißbeständigkeit auf. Folglich weist der erste Film, der leichter ist als metallisches Chrom, eine verbesserte Bearbeitbarkeit, Isolationseigenschaften und Verschleißbeständigkeit auf. Ein sechster Aspekt der Vorrichtung weist einen dünnen zweiten Film auf, der auf der Oberfläche mit den Unregelmäßigkeiten des ersten Films gebildet ist. Folglich ist der zweite Film auf dem ersten Film, der eine poröse Struktur aufweist, fest und steif gebildet, was verhindert, dass der zweite Film sich ablöst und reißt. Des Weiteren kann die Bearbeitbarkeit des Erzeugnisses nach der Bildung des zweiten Films verbessert werden. Ein siebter Aspekt der Vorrichtung weist eine Imprägnierschicht auf, die durch den zweiten Film auf einer Oberflächenschicht des ersten Films gebildet ist. Folglich ist der erste Film einstückig mit bzw. angegossen an den zweiten Film, was verhindert, dass der zweite Film sich ablöst und reißt. Die poröse Struktur des ersten Films ermöglicht es, dass der zweite Film fest und steif anhaftet. Gemäß einem achten Aspekt der Vorrichtung sind feine Partikel oder Kristalle des zweiten Films auf den Unregelmäßigkeiten des ersten Films unabhängig und mit hoher Dichte angeordnet. Dadurch wird, wenn eine Belastung auf einen Teil der feinen Partikel und Kristalle des zweiten Films aufgebracht wird, der Rest der feinen Partikel und Kristalle nicht beeinträchtigt. Dadurch tritt, wenn das Erzeugnis gebogen oder die Oberfläche des zweiten Films nach der Bildung des zweiten Films beschädigt wird, kein Ablösen oder Reißen des zweiten Films auf. Die Bearbeitbarkeit des Erzeugnisses wird verbessert und somit können verschiedene Verarbeitungstechniken an dem Erzeugnis angewendet werden.According to a fourth aspect of the device, the suboxide is a chromium suboxide and the oxide is a chromium oxide. As a result, the surface of the film is formed with minute irregularities, and the adhesion of the second film can be improved. According to a fifth aspect of the device, the first film is softer than metallic chrome and has insulating properties and wear resistance. Consequently, the first film, which is lighter than metallic chromium, has improved machinability, insulating properties and wear resistance. A sixth aspect of the device comprises a thin second film formed on the surface with the irregularities of the first film. As a result, the second film on the first film having a porous structure is solid and rigid, preventing the second film from peeling and cracking. Furthermore, the workability of the product after the formation of the second film can be improved. A seventh aspect of the device comprises an impregnating layer formed by the second film on a surface layer of the first film. Thus, the first film is integral with the second film, preventing the second film from peeling and cracking. The porous structure of the first film allows the second film to adhere firmly and rigidly. According to an eighth aspect of the device, fine particles or crystals of the second film are arranged on the irregularities of the first film independently and at a high density. Thereby, when a stress is applied to a part of the fine particles and crystals of the second film, the rest of the fine particles and crystals are not affected. As a result, when the product is bent or the surface of the second film is damaged after the formation of the second film, peeling or tearing of the second film does not occur. The workability of the product is improved, and thus various processing techniques can be applied to the product.
Gemäß einem neunten Aspekt weist der erste Film eine Dicke von 1 μm oder mehr und der zweite Film eine Dicke von 5 μm oder mehr auf. Folglich werden dünnere erste und zweite Filme gebildet. Wenn der zweite Film, wie zum Beispiel eine Beschichtung, gebildet wird, fungiert der erste Film auf rationale bzw. rationelle Art und Weise im Gegensatz zu bzw. anstelle von konventionellen Grundierungen. Zusätzlich wird durch Bilden eines dünneren zweiten Films zum Beispiel weniger Farbe verwendet und der zweite Film, wie zum Beispiel eine Beschichtung, kann auf rationale Art und Weise und mit niedrigen Kosten gebildet werden. Gemäß einem zehnten Aspekt der Vorrichtung weist der zweite Film ein beliebiges von einem Polymermaterial, einer anorganischen oder organischen Farbschicht, ein funktionelles Material oder Keramik auf. Demzufolge können für den zweiten Film verschiedene Materialien verwendet werden. Gemäß einem elften Aspekt der Vorrichtung ist das Erzeugnis ein beliebiges aus rostfreiem Stahl, Nickel, Eisen, Kupfer, Aluminium, Messing, anderen Metallen, einer Legierung, Kunststoff, Glas, Keramik, Papier, Faser oder Holz. Folglich können verschiedene Materialien verwendet werden.According to a ninth aspect, the first film has a thickness of 1 μm or more and the second film has a thickness of 5 μm or more. As a result, thinner first and second films are formed. When the second film, such as a coating, is formed, the first film functions rationally as opposed to instead of conventional primers. In addition, for example, less color is used by forming a thinner second film, and the second film, such as a coating, can be formed rationally and at a low cost. According to a tenth aspect of the device, the second film comprises any one of a polymer material, an inorganic or organic coloring layer, a functional material or ceramics. As a result, various materials can be used for the second film. According to an eleventh aspect of the device, the product is any of stainless steel, nickel, iron, copper, aluminum, brass, other metals, alloy, plastic, glass, ceramics, paper, fiber or wood. Consequently, various materials can be used.
Gemäß einem zwölften Aspekt der Vorrichtung ist der erste Film ein dünner und poröser Film, der durch Anordnen des Erzeugnisses und einem Anodenteil in einem Bad zum Aufnehmen einer Behandlungsflüssigkeit, Anlegen von positiven und negativen Spannungen für das Erzeugnis und das Anodenteil, Einstellen einer Badtemperatur der Behandlungsflüssigkeit auf eine niedrige Temperatur; und Ablagern eines Metallionen enthaltenden Suboxids oder Oxids in der Behandlungsflüssigkeit auf dem Erzeugnis mittels elektrochemischer Wirkung oder durch Ablagern eines dünnen und porösen ersten Films gebildet ist, der durch ein Metallionen enthaltendes Suboxid oder Oxid in der Behandlungsflüssigkeit in einem stromlosen Bad auf dem Erzeugnis mittels chemischer Reaktion gebildet ist. Folglich werden verschiedene Arten der ersten Filme bei niedrigen Kosten mittels elektrochemischer Wirkung oder chemischer Reaktion gebildet. Insbesondere macht die chemische Reaktion das Erzeugen des ersten Films mit einfacheren Anlagen bzw. Ausrüstungen einfacher im Vergleich zu einem Fall von elektrochemischer Wirkung.According to a twelfth aspect of the device, the first film is a thin and porous film obtained by arranging the product and an anode part in a bath for receiving a treatment liquid, applying positive and negative voltages to the product and the anode part, adjusting a bath temperature of the treatment liquid to a low temperature; and depositing a metal oxide-containing suboxide or oxide in the treatment liquid on the article by electrochemical action or by depositing a thin and porous first film formed by a metal ion-containing suboxide or oxide in the treatment liquid in an electroless bath on the article by chemical reaction is formed. As a result, various kinds of the first films are formed at a low cost by electrochemical action or chemical reaction. In particular, the chemical reaction makes it easier to produce the first film with simpler equipment compared to a case of electrochemical action.
Gemäß einem dreizehnten Aspekt der Vorrichtung weist die Behandlungsflüssigkeit für die elektrochemische Wirkung Chromanhydrid und einen Reduktionshemmer auf. Folglich wird während der Elektrolyse der Behandlungsflüssigkeit eine Dispersion bzw. Verteilung von Chromat erreicht, während ein Strom, der durch das Erzeugnis strömt, verhindert wird, und dadurch kann das Ablagern von metallischem Chrom verhindert werden und die Leitfähigkeit und die Härte des ersten Films kann gehemmt werden. Gemäß einem vierzehnten Aspekt der Vorrichtung weist die Behandlungsflüssigkeit für die elektrochemische Wirkung ein Mittel zum Zuführen von Metallionen, ein Reduktionsmittel und ein Additiv, wie zum Beispiel Keramik, auf. Folglich wird die Ablagerung des Additivs, wie zum Beispiel Keramik, welches das Suboxid oder Oxid ist, gefördert. Gemäß einem fünfzehnten Aspekt der Vorrichtung ist eine Badtemperatur der Behandlungsflüssigkeit für die elektrochemische Wirkung auf 10°C oder weniger eingestellt. Folglich wird die Ablagerung des ersten Films unterstützt und die Ablagerung des metallischen Chroms wird gehemmt, und dadurch wird es ermöglicht, die Ablagerung des Chrom-Suboxids zu fördern. Ein sechzehnter Aspekt der Vorrichtung weist einen dünnen zweiten Film auf, wobei der zweite Film an dem ersten Film angebracht oder adsorbiert ist oder der zweite Film durch Imprägnierung oder Feuern bzw. Brennen gebildet ist. Folglich kann der zweite Film, wie zum Beispiel eine Beschichtung, fest und steif auf dem porösen ersten Film gebildet werden. Gemäß einem siebzehnten Aspekt der Vorrichtung weist der zweite Film ein beliebiges eines Polymermaterials, einer anorganischen oder organischen Farbschicht, eines funktionalen Materials oder Keramik auf, und wobei ein beliebiges des Polymermaterials, der anorganischen oder organischen Farbschicht des funktionalen Materials oder der Keramik auf dem ersten Film aufgetragen, gesprüht oder gebacken ist, oder das den ersten Film aufweisende Material in eines der oben genannten Materialen eingetaucht ist oder eine Spannung oder ein elektrisches Feld an das die Farbe und den primären Film aufweisende Erzeugnis angelegt ist und des Weiteren die Keramik gebrannt ist. Folglich ist der zweite Film aus den oben genannten Materialien an dem ersten Film angebracht oder auf demselben adsorbiert oder der zweite Film ist durch Imprägnieren oder Brennen gebildet. Zusätzlich wird der zweite Film der oben genannten Materialien auf optimale Art und Weise gebildet.According to a thirteenth aspect of the Device comprises the treatment liquid for the electrochemical effect chromanhydride and a reduction inhibitor. Consequently, during the electrolysis of the treating liquid, dispersion of chromate is achieved while preventing a current flowing through the product, and thereby the deposition of metallic chromium can be prevented, and the conductivity and hardness of the first film can be inhibited become. According to a fourteenth aspect of the device, the electrochemical action treatment liquid comprises means for supplying metal ions, a reducing agent and an additive such as ceramics. Consequently, the deposition of the additive, such as ceramic, which is the suboxide or oxide, is promoted. According to a fifteenth aspect of the apparatus, a bath temperature of the electrochemical action treatment liquid is set to 10 ° C or less. Consequently, the deposition of the first film is promoted and the deposition of the metallic chromium is inhibited, and thereby it is possible to promote the deposition of the chromium suboxide. A sixteenth aspect of the device comprises a thin second film, wherein the second film is attached or adsorbed to the first film, or the second film is formed by impregnation or firing. Consequently, the second film, such as a coating, can be formed firmly and rigidly on the porous first film. According to a seventeenth aspect of the device, the second film comprises any one of a polymer material, an inorganic or organic coloring layer, a functional material or ceramics, and any of the polymer material, the inorganic or organic coloring layer of the functional material or the ceramic on the first film is applied, sprayed or baked, or the material comprising the first film is immersed in one of the above-mentioned materials, or a voltage or an electric field is applied to the product comprising the ink and the primary film, and further the ceramic is fired. Consequently, the second film of the above-mentioned materials is attached to or adsorbed on the first film, or the second film is formed by impregnation or firing. In addition, the second film of the above materials is optimally formed.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Beschreibung von AusführungsformenDescription of embodiments
Ausführungsformen der vorliegenden Vorrichtung bzw. Erfindung, die auf eine Oberflächenbehandlung angewendet wird, bei welcher ein erster Film auf der Oberfläche eines zu behandelnden Erzeugnisses bzw. Werkstücks oder Bauelements gebildet wird, das aus einer rostfreien Stahlplatte hergestellt ist, und dann ein zweiter Film auf dem ersten Film gebildet ist, wird nun nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In den
Das Erzeugnis bzw. Werkstück
Ein Kühlbad
Eine Zuführleitung
Die anderen Verfahren zum Bilden der Beschichtung, welche den zweiten Film darstellt, beinhalten: Auftragen mit einer Bürste oder einer Rolle, eine Back-Finishing-Technik, in welcher eine Farbe erwärmt und gehärtet wird; eine Immersionsbeschichtungstechnik, in welcher das Erzeugnis
Als nächstes wird bei dem Verfahren der vorliegenden Vorrichtung das Suboxid, welches der erste Film
Das Kühlbad
Die Behandlungsflüssigkeit
Das Erzeugnis
Dann wird die Flüssigkeitszuführpumpe
Wenn eine Spannung an das Erzeugnis
Zu dieser Zeit wird dreiwertiges Chrom auf der Schnittstelle des Erzeugnisses
Bei der Ablagerung des Suboxidfilms wird die Badtemperatur auf eine niedrige Temperatur eingestellt, die 10°C oder weniger beträgt. In einigen Ausführungsformen wird die Temperatur auf –5 bis 10°C eingestellt. Der Strom wird durch Natriumsiliziumfluorid und Bariumacetat in der Behandlungsflüssigkeit
Die Erfinder haben die Komponenten des abgelagerten Suboxidfilms durch eine quantitative Analyse unter Verwendung eines Elektronenprobenmikroanalysators (EPMA 1720) der SHIMADZU CORPORATION geprüft. Die folgenden Daten wurden erhalten: C: 24,91%; O: 18,82%; Si: 35,75%; Cr: 11,16%; und Ni: 9,36%. Diese Daten zeigen, dass die Ablagerung von Cr gehemmt wird.The inventors tested the components of the deposited suboxide film by a quantitative analysis using a SHIMADZU CORPORATION electron sample microanalyzer (EPMA 1720). The following data were obtained: C: 24.91%; O: 18.82%; Si: 35.75%; Cr: 11.16%; and Ni: 9.36%. These data show that the deposition of Cr is inhibited.
Als nächstes prüften die Erfinder den Oberflächenzustand des ersten Films
Zusätzlich beinhaltet
Wie von oben zu erkennen ist, kann die Oberfläche des Erzeugnisses
Somit ist eine Imprägnierschicht, die aus dem ersten Film
Als nächstes wird beim Bilden einer Beschichtung auf dem Erzeugnis, bei der es sich um den zweiten Film
Dann wird die Oberfläche des Suboxids oder des Oxids des ersten Films
Die auf die oben beschriebene Art und Weise auf dem Erzeugnis
Zu diesem Zeitpunkt muss die Beschichtung im Prinzip nur einmal gebildet werden und eine Grundierung, eine mittlere und eine obere Beschichtung, die bei der üblichen Vorgehensweise erforderlich und sehr zeitaufwändig sind, sind nicht notwendig. Der Film wird in einem dünnen Film mit einer Dicke von 5 μm, was ein Fünftel bis ein Drittel der üblichen Werte ist, gebildet. Der dünne Film geht mit den winzigen Unregelmäßigkeiten des ersten Films
In diesem Fall wirken aufgrund der porösen Struktur des ersten Films
Wie oben beschrieben beinhaltet die vorliegende Vorrichtung bzw. Erfindung eine Imprägnierung des Erzeugnisses
Wie oben beschrieben, werden Körner und Kristalle der Beschichtung jeweils unabhängig und mit hoher Dichte angeordnet. Folglich wird, wenn eine Spannung oder Belastung auf einen Teil der Körner und Kristalle aufgebracht wird, der Rest der Körner und Kristalle nicht betroffen. Dadurch wird, wenn das Erzeugnis
Andererseits zeigt
Bei der oben beschriebenen Ausführungsform wird eine Elektroplattiertechnik, basierend auf der elektrochemischen Wirkung als ein Ablagerungsverfahren des ersten Films
Bei der oben beschriebenen Ausführungsform wird der zweite Film
Wie oben beschrieben, werden jeweilige feine Partikel und Kristalle der Beschichtung unabhängig und mit hoher Dichte auf dem ersten Film
Industrielle AnwendbarkeitIndustrial applicability
Die vorliegende Vorrichtung bzw. Erfindung ist geeignet für eine filmbildende Struktur und ein filmbildendes Verfahren auf einem Erzeugnis bzw. Werkstück, die das dichte Ablagern eines dünnen ersten Films auf dem Erzeugnis beinhalten, wobei der erste Film ein Suboxid oder ein Oxid ist, das weich ist und Isoliereigenschaften und eine Korrosionsbeständigkeit aufweist. Das Erzeugnis ist mit dem ersten Film integriert bzw. einteilig ausgeführt, um zu verhindern, dass sich der erste Film ablöst, wodurch die Bearbeitbarkeit verbessert wird. Der dünne zweite Film, wie zum Beispiel eine Beschichtung, wird dicht an dem ersten Film angebracht, wodurch die Menge der verwendeten Farbe verringert wird. Der erste Film ist mit dem zweiten Film integriert bzw. einteilig ausgeführt, um zu verhindern, dass sich der zweite Film ablöst, wodurch die Bearbeitbarkeit nach der Bildung des zweiten Films verbessert wird und dadurch der erste und der zweite Film auf rationelle Art und Weise gebildet werden.The present device or invention is suitable for a film-forming structure and a film-forming method on a product, which include the dense deposition of a thin first film on the product, wherein the first film is a suboxide or an oxide which is soft and insulating properties and corrosion resistance. The product is integrated with the first film to prevent the first film from peeling, thereby improving workability. The thin second film, such as a coating, is applied close to the first film, thereby reducing the amount of ink used. The first film is integrated with the second film to prevent the second film from peeling off, thereby improving the workability after the formation of the second film and thereby improving the second film first and second films are made in a rational way.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Badbath
- 22
- Behandlungsflüssigkeittreatment liquid
- 33
- Erzeugnis (Kathodenteil)Product (cathode part)
- 44
- Anodenteilanode part
- 2323
- erster Film (Suboxid, Oxid)first film (suboxide, oxide)
- 2424
- zweiter Film (Beschichtung)second film (coating)
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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