DE202021103679U1 - Coated metallic commodity or coated metallic component of a commodity - Google Patents

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Abstract

Beschichteter metallischer Gebrauchsgegenstand oder eine beschichtete metallische Komponente eines Gebrauchsgegenstandes, wobei der Gebrauchsgegenstand oder die Komponente des Gebrauchsgegenstandes eine galvanisch auf einem metallischen Grundkörper des Gebrauchsgegenstand oder der Komponente des Gebrauchsgegenstandes abgeschiedene Unterbeschichtung und eine die Oberfläche des beschichteten Gebrauchsgegenstandes oder der beschichteten Komponente des Gebrauchsgegenstandes veredelnde Deckschicht aus einem Edelmetall oder einer Edelmetall-Legierung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterbeschichtung aus einer einzigen Unterschicht ausgebildet ist, welche aus einer Zinn-Nickel-Legierung (SnNi) besteht.

Figure DE202021103679U1_0000
Coated metallic commodity or a coated metallic component of a commodity, the commodity or the component of the commodity being an undercoating deposited galvanically on a metallic base body of the commodity or the component of the commodity and a top layer that refines the surface of the coated commodity or the coated component of the commodity a noble metal or a noble metal alloy, characterized in that the sub-coating is formed from a single sub-layer which consists of a tin-nickel alloy (SnNi).
Figure DE202021103679U1_0000

Description

Die Erfindung betrifft einen beschichteten metallischen Gebrauchsgegenstand oder eine beschichtete metallische Komponente eines Gebrauchsgegenstandes für den täglichen Bedarf (Bedarfsgegenstände) .The invention relates to a coated metallic article of daily use or a coated metallic component of an article of daily use (articles of daily use).

Derartige Gebrauchsgegenstände sind im Sinne der Erfindung insbesondere hochwertige Konsumgüter zum täglichen Gebrauch, wie z.B. Brillen, Schreibgeräte oder Schmuck, die auch länger mit der menschlichen Haut des Benutzers in Berührung kommen können und die neben der Gebrauchsfunktion auch dekorative oder repräsentative Funktionen erfüllen sollen.In the context of the invention, commodities of this type are in particular high-quality consumer goods for daily use, such as glasses, writing implements or jewelry, which can come into contact with the human skin of the user for a longer period of time and which, in addition to their functional function, are also intended to fulfill decorative or representative functions.

Komponenten dieser Gebrauchsgegenstände sind z.B. Brillenfassungen, Hülsen der Schreibgeräte oder Edelstein-Einfassungen von Schmuckteilen.Components of these everyday objects are e.g. glasses frames, sleeves of writing implements or gemstone frames of jewelry parts.

Die metallischen Grundkörper der Gebrauchsgegenstände bzw. der Komponenten der Gebrauchsgegenstände bestehen vorzugsweise aus Buntmetallen, wie z.B. aus Messing, auf die zu Korrosionsschutzzwecken eine Unterbeschichtung galvanisch abgeschieden ist.The metallic base body of the objects of use or the components of the objects of use are preferably made of non-ferrous metals, such as brass, on which an undercoat is electrodeposited for corrosion protection purposes.

Die endbeschichteten Gebrauchsgegenstände bzw. Komponenten der Gebrauchsgegenstände sind mit einer Deckschicht aus Edelmetall, wie z.B. Gold, Palladium oder Platin, oder aus einer Legierung aus diesen Edelmetallen veredelt, um die Qualität der Oberfläche der Gebrauchsgegenstände bzw. Komponenten der Gebrauchsgegenstände nicht nur in optischer und/oder haptischer Hinsicht zu steigern.The end-coated objects of daily use or components of the objects of daily use are refined with a top layer of precious metal, such as gold, palladium or platinum, or an alloy of these precious metals, in order to improve the quality of the surface of the objects of daily use or of the objects of daily use, not only in terms of visual and / or haptic terms.

So sind Edelmetalle und deren Legierungen anti-magnetisch, chemisch neutral, absolut ungiftig und sehr hautfreundlich - somit sehr geeignet für die Oberfläche von hochwertigen Gebrauchsgegenständen.Precious metals and their alloys are anti-magnetic, chemically neutral, absolutely non-toxic and very skin-friendly - therefore very suitable for the surface of high-quality everyday objects.

Die Unterbeschichtung unter der Deckschicht dient vorrangig dem Schutz vor Korrosion und besteht nach dem Stand der Technik zumindest aus einer galvanischen Schicht aus reinem Nickel (Ni), um eine geeignete Korrosionsbeständigkeit der Gebrauchsgegenstände, insbesondere der Grundkörper aus Buntmetallen, zu erzielen.The sub-coating under the top layer primarily serves to protect against corrosion and, according to the state of the art, consists of at least a galvanic layer made of pure nickel ( Ni ) in order to achieve a suitable corrosion resistance of the utensils, especially the base body made of non-ferrous metals.

Derartige nickelhaltige Gebrauchsgegenstände unterliegen neben der Anforderung an eine dauerhafte Korrosionsbeständigkeit auch der Anforderung aus der Bedarfsgegenständeverordnung (BedGgstV), nach der eine Höchstmenge von 0,5 myg freigesetztem Nickel /cm2/Woche von Teilen des Gebrauchsgegenstandes für mindestens einem Zeitraum von 2 Jahren bei normaler Verwendung des Gebrauchsgegenstandes nicht überschritten werden darf (zulässige Nickellässigkeit / Nickelrelease).Such nickel-containing commodities are not only subject to the requirement for permanent corrosion resistance, but also to the requirement from the Consumer Goods Ordinance (BedGgstV), according to which a maximum amount of 0.5 myg released nickel / cm 2 / week of parts of the commodity for at least a period of 2 years at normal Use of the commodity must not be exceeded (permissible nickel release / nickel release).

Bei der Verwendung der Gebrauchsgegenstände mit nach diesem Stand der Technik ausgebildeter Beschichtung ist im Verschleißfall unter Abrasion der Deckschicht und der Unterbeschichtung jedoch eine Überschreitung der zulässigen Nickelabgabemengen an der Oberfläche der Gebrauchsgegenstände zu beobachten; ebenso führen die genormten Überprüfungen zur Nachweisführung der Einhaltung der dauerhaften zulässigen Nickellässigkeit, bei der eine Abrasion der Deckschicht und der Unterbeschichtung simuliert wird (auch Nickelrelease-Test oder Abrasiv-Test genannt), zu einer Überschreitung der zulässigen Nickelabgabemengen an der Oberfläche der Gebrauchsgegenstände.When using the articles of daily use with a coating designed according to this state of the art, however, in the event of wear and tear with abrasion of the top layer and the undercoating, the permissible amount of nickel released on the surface of the articles of daily use is observed; Likewise, the standardized tests to provide evidence of compliance with the permanent permissible nickel release, in which abrasion of the top layer and the undercoating is simulated (also known as the nickel release test or abrasive test), lead to the permissible nickel release quantities on the surface of the everyday objects being exceeded.

Mit diesem Problembewusstsein sind weitere Ausführungen mit einer Unterbeschichtung bestehend aus einer ersten galvanischen Unterschicht aus reinem Nickel (Ni) und einer zusätzlichen zweiten galvanischen Unterschicht aus einer Palladium-Nickel-Legierung (PdNi) mit chemisch gebundenem Nickel bekannt, wobei die zweite Unterschicht zum einen aus Gründen eines kombinatorisch wirksameren Korrosionsschutzes und zum anderen als Sperrschicht für die darunterliegende Unterschicht aus Nickel (Ni) vorgesehen ist.With this awareness of the problem, further versions with an undercoating consisting of a first galvanic underlayer made of pure nickel ( Ni ) and an additional second galvanic sub-layer made of a palladium-nickel alloy (PdNi) with chemically bonded nickel, the second sub-layer on the one hand for reasons of more effective corrosion protection and on the other hand as a barrier layer for the underlying nickel sub-layer ( Ni ) is provided.

Es zeigt sich jedoch, dass die Sperrfunktion der zweiten Unterschicht aus Palladium-Nickel-Legierung (PdNi) die Nickelabgabe aus der ersten Unterschicht nicht ausreichend hemmt, so dass im realen und simulierten Verschleißfall unter Abrasion der Deckschicht und der Unterbeschichtung dennoch eine häufige Überschreitung der zulässigen Nickelabgabemengen an der Oberfläche der Gebrauchsgegenstände festzustellen ist.It turns out, however, that the barrier function of the second sub-layer made of palladium-nickel alloy (PdNi) does not sufficiently inhibit the release of nickel from the first sub-layer, so that in real and simulated wear cases with abrasion of the top layer and the sub-layer, the permissible values are frequently exceeded The amount of nickel released on the surface of the objects of daily use can be determined.

Es sind im Weiteren Versuche bekannt, die Nickelabgabe durch alternative Unterbeschichtungen, z.B. einer Schicht aus Weißbronze, zu eliminieren. Diese Beschichtungen erreichen insbesondere infolge ihrer Kombination mit der vorgesehenen Edelmetall-Deckschicht und den damit verbundenen elektrochemischen Spannungsverhältnissen nicht die vom Produkt erwartete dauerhafte Korrosionsbeständigkeit und können daher für hochwertige Konsumgüter nicht angewandt werden.Attempts are also known to eliminate the release of nickel by means of alternative undercoating, e.g. a layer of white bronze. As a result of their combination with the envisaged noble metal top layer and the associated electrochemical voltage conditions, these coatings do not achieve the long-term corrosion resistance expected of the product and can therefore not be used for high-quality consumer goods.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Qualität der Gebrauchseigenschaften des beschichteten metallischen Gebrauchsgegenstandes oder einer beschichteten metallischen Komponente des Gebrauchsgegenstandes zu verbessern, insbesondere die Nickellässigkeit der Beschichtung unter Beibehaltung der erwarteten Gebrauchseigenschaften zu mindern.The invention is based on the object of improving the quality of the usage properties of the coated metallic article of daily use or of a coated metallic component of the article of daily use, in particular of reducing the nickel-permeability of the coating while maintaining the expected usage properties.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Gebrauchsgegenstand oder eine metallische Komponente des Gebrauchsgegenstandes gelöst, bei dem /der die Unterbeschichtung aus einer einzigen Unterschicht ausgebildet ist, welche aus einer Zinn-Nickel-Legierung (SnNi) besteht.According to the invention, the object is achieved by an article of daily use or a metallic component of the article of daily use, in which the sub-coating is formed from a single sub-layer made of a tin-nickel alloy ( SnNi ) consists.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß auch durch eine Verwendung einer galvanisch auf einen metallischen Gebrauchsgegenstand oder auf einer metallischen Komponente eines Gebrauchsgegenstandes abgeschiedene Unterbeschichtung gelöst, die aus einer einzigen Unterschicht ausgebildet ist, welche aus einer Zinn-Nickel-Legierung (SnNi) besteht.According to the invention, the object is also achieved by the use of an undercoating which is galvanically deposited on a metallic article of daily use or on a metallic component of an article of daily use and is formed from a single sublayer made of a tin-nickel alloy ( SnNi ) consists.

Diese Unterschicht aus einer Zinn-Nickel-Legierung kann im Gegensatz zur galvanischen Unterschicht aus Palladium-Nickel-Legierung (PdNi)auf wirtschaftliche Weise direkt auf dem Grundkörper des Gebrauchsgegenstandes abgeschieden werden, d.h. es bedarf für die Sicherung des Korrosionsschutzes keiner galvanischen Unterschicht aus reinem Nickel (Ni).This lower layer made of a tin-nickel alloy, in contrast to the galvanic lower layer made of palladium-nickel alloy (PdNi), can be deposited economically directly on the basic body of the commodity, i.e. no galvanic lower layer made of pure nickel is required to ensure corrosion protection ( Ni ).

Diese erfindungsgemäße Unterschicht realisiert in alleiniger Anwendung eine auskömmliche Korrosionsbeständigkeit bei zugleich ausreichend niedriger Nickellässigkeit des Gebrauchsgegenstandes, so dass die bisher notwendigen nickelhaltigen Unterschichten, sowohl die erste Unterschicht aus reinem, ungebundenem Nickel als auch die zweite Unterschicht aus Palladium-Nickel-Legierung mit gebundenem Nickel, eliminiert werden können.This sub-layer according to the invention, when used alone, achieves adequate corrosion resistance with at the same time sufficiently low nickel release of the commodity, so that the previously necessary nickel-containing sub-layers, both the first sub-layer of pure, unbound nickel and the second sub-layer of palladium-nickel alloy with bound nickel, can be eliminated.

Die erfindungsgemäße Unterschicht weist hierbei einer deutlich geringere Schichtdicke als die notwendige Gesamt-Schichtdicke der Unterbeschichtung nach dem Stand der Technik auf.The sub-layer according to the invention here has a significantly smaller layer thickness than the necessary total layer thickness of the sub-coating according to the prior art.

Dies führt zum einen zu einer günstigeren und preiswerteren Beschichtung des Gebrauchsgegenstandes gegenüber einem nach dem Stand der Technik ausgebildeten Gebrauchsgegenstand und damit zu einem deutlichen Kostenersparnis bei der Herstellung des Gebrauchsgegenstandes.This leads, on the one hand, to a more favorable and more economical coating of the object of use compared to an object of use made according to the prior art and thus to a significant cost saving in the manufacture of the object of use.

Es hat sich zudem herausgestellt, dass sich die erfindungsgemäß verwendete Unterschicht hervorragend als Vorbeschichtung für die vorgesehene Deckschicht aus Edelmetall oder Edelmetalllegierung eignet, um die Anforderungen an eine besonders dauerhafte Korrosionsbeständigkeit zu erfüllen.It has also been found that the lower layer used according to the invention is outstandingly suitable as a pre-coating for the intended top layer made of noble metal or noble metal alloy in order to meet the requirements for particularly permanent corrosion resistance.

Die Kombination der Zinn-Nickel-Legierung der Unterschicht mit einem beliebigen Edelmetall oder einer beliebigen Edelmetall-Legierung der Deckschicht weist derart günstige Eigenspannungspotentiale auf, dass in dieser Wechselwirkung das Auflöseverhalten bzw. das Korrosionsverhalten der metallischen Anteile des Grundkörpers vorteilhaft verringert wird, was die Unterschicht hinsichtlich ihrer Korrosionsschutz-Eigenschaft noch effizienter macht.The combination of the tin-nickel alloy of the lower layer with any noble metal or any noble metal alloy of the cover layer has such favorable residual stress potentials that in this interaction the dissolution behavior or the corrosion behavior of the metallic components of the base body is advantageously reduced, which the lower layer makes it even more efficient in terms of its anti-corrosive properties.

Die in jeglicher Kombination mit dieser erfindungsgemäßen Unterschicht und einer beliebigen Edelmetall-Deckschicht beschichteten Gebrauchsgegenstände können trotz geringerer Schichtdicke der Unterbeschichtung den erforderlichen Korrosionstest zum Nachweis einer dauerhaften Korrosionsbeständigkeit erfolgreich absolvieren.The articles of daily use coated in any combination with this lower layer according to the invention and any noble metal top layer can successfully pass the necessary corrosion test to demonstrate permanent corrosion resistance despite the lower layer thickness of the lower layer.

Zum anderen ist der in der Zinn-Nickel-Legierung enthaltene Nickelanteil weitestgehend vollständig chemisch gebunden und damit sicher im Gefüge der Legierung verankert.On the other hand, the nickel content contained in the tin-nickel alloy is largely completely chemically bound and thus securely anchored in the structure of the alloy.

Damit kann bei der Verwendung von Gebrauchsgegenständen mit dieser erfindungsgemäßen Ausführung der Beschichtung im Verschleißfall kein ungebundenes Nickel in relevanter Menge bezüglich der zulässigen Nickellässigkeit freigelegt werden.When using objects of daily use with this embodiment of the coating according to the invention, no unbound nickel can be exposed in a relevant amount with regard to the permissible nickel release in the event of wear.

Dies wird bestätigt durch durchgeführte Nickelrelease-Tests an erfindungsgemäß ausgebildeten Gebrauchsgegenständen, wonach keine relevanten Nickelabgaben mehr an der Oberfläche der erfindungsgemäßen Gebrauchsgegenstände nachweisbar sind.This is confirmed by nickel release tests carried out on articles of daily use designed according to the invention, according to which no relevant nickel releases can be detected on the surface of the articles of daily use according to the invention.

Im Weiteren weist die galvanisch abgeschiedene Zinn-Nickel-Legierung infolge eines vorteilhaften Abscheideverhaltens (Stromausbeute) des abzuscheidenden, kombinierten Nickel-Zinn-Komplexes eine besonders homogene Schichtdickenverteilung auf, die die Qualität der Unterbeschichtung hinsichtlich der Nickellässigkeit weiter verbessert.Furthermore, the galvanically deposited tin-nickel alloy has a particularly homogeneous layer thickness distribution due to an advantageous deposition behavior (current yield) of the combined nickel-tin complex to be deposited, which further improves the quality of the undercoating in terms of nickel release.

Die Schichtdicke der erfindungsgemäßen Unterschicht kann frei wählbar an verschiedene Bedarfsanforderungen angepasst werden.The layer thickness of the lower layer according to the invention can be freely selected and adapted to various requirements.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den abhängigen Schutzansprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung und den zugehörigen Zeichnungen hervor.Advantageous refinements and developments of the invention emerge from the dependent claims and from the following description and the associated drawings.

In vorteilhaften Ausgestaltungen der Erfindung weist die Zinn-Nickel-Legierung der Unterschicht eine Zusammensetzung von 60 % bis 70% Zinn(Sn) und 30% bis 40% Nickel (Ni), vorzugsweise eine Zusammensetzung von 65% Zinn(Sn) und 35% Nickel(Ni)auf.In advantageous embodiments of the invention, the tin-nickel alloy of the lower layer has a composition of 60% to 70% tin (Sn) and 30% to 40% nickel ( Ni ), preferably a composition of 65% tin (Sn) and 35% nickel ( Ni )on.

Die Zusammensetzung der Zinn-Nickel-Legierung in einem Bereich von 60 % Zinn(Sn) und 40% Nickel bis 70% Zinn(Sn) und 30% Nickel sorgt für ein stabiles Gefüge der Legierung unter vollständiger chemischer Bindung des Nickelanteils und für eine ausreichende Korrosionsschutzwirkung und realisiert damit eine zufriedenstellende Kombination aus Nickellässigkeit, Korrosionsfestigkeit und Härte der Legierung.The composition of the tin-nickel alloy ranges from 60% tin (Sn) and 40% nickel to 70% tin (Sn) and 30% nickel a stable structure of the alloy with complete chemical bonding of the nickel component and for a sufficient corrosion protection effect and thus realizes a satisfactory combination of nickel release, corrosion resistance and hardness of the alloy.

Es hat sich gezeigt, dass insbesondere eine Zusammensetzung der Zinn-Nickel-Legierung von 65% Zinn(Sn) und 35% Nickel(Ni) die besten kombinatorischen Verhältnisse der Legierung hinsichtlich der chemischen Bindung des Nickelanteils, der Korrosionsschutzwirkung und der Härte der Legierung bietet.It has been shown that in particular a composition of the tin-nickel alloy of 65% tin (Sn) and 35% nickel ( Ni ) offers the best combinatorial proportions of the alloy with regard to the chemical bond of the nickel component, the corrosion protection effect and the hardness of the alloy.

Das feste Gefüge der Zinn-Nickel-Legierung gewährleistet zudem eine gute Stützwirkung und Beständigkeit unter der Beanspruchung bei der Weiterbehandlung, insbesondere beim Aufbringen der Deckschicht, so dass die Unterschicht variabel verschiedene Beschichtungsvarianten der Deckschicht ermöglicht.The solid structure of the tin-nickel alloy also ensures a good supporting effect and resistance under the stress of further treatment, in particular when the top layer is applied, so that the lower layer enables various different coating variants of the top layer.

Somit eignet sich die Festigkeit der Unterschicht u. a. auch für die Anwendung physikalischer Beschichtungsverfahren, wie das PVD-Verfahren (Physical Vapour Deposition), insbesondere für eine Sputter-Deposition.Thus, the strength of the underlayer is suitable, among other things. also for the use of physical coating processes, such as the PVD process (Physical Vapor Deposition), in particular for sputter deposition.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Deckschicht als eine galvanisch abgeschiedene Deckschicht ausgebildet.According to one embodiment of the invention, the cover layer is designed as an electrodeposited cover layer.

Die galvanische Abscheidung ermöglicht kostengünstig dickere Deckschichten auszubilden, die je nach Anwendungsfall eine bestimmte Leitfähigkeit und eine hohe Abriebfestigkeit erreichen.The galvanic deposition enables cost-effective thicker cover layers to be formed, which, depending on the application, achieve a certain conductivity and high abrasion resistance.

Vorteilhafte Schichtdicken der galvanisch abgeschiedenen Deckschicht liegen in einem Bereich von ca.0,5 bis 5 µm.Advantageous layer thicknesses of the electrodeposited cover layer are in a range of approximately 0.5 to 5 µm.

Nach einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist die Deckschicht als eine im Vakuumbeschichtungsverfahren, vorzugsweise im PVD-Verfahren, aufgebrachte Deckschicht ausgebildet. According to an alternative embodiment of the invention, the cover layer is designed as a cover layer applied using the vacuum coating process, preferably using the PVD process.

Eine im Vakuumbeschichtungsverfahren, vorzugsweise im PVD-Verfahren (Physical Vapour Deposition), aufgebrachte Deckschicht ist besonders hart gegenüber einer galvanisch aufgebrachten Deckschicht, so dass die Schichtdicke bei gleicher Verschleißfestigkeit / Abrasionsbeständigkeit des fertiggestellten Gebrauchsgegenstandes dünner ausgebildet sein kann und damit zu einem Materialersparnis beitragen kann.A cover layer applied in a vacuum coating process, preferably in the PVD process (Physical Vapor Deposition), is particularly hard compared to a galvanically applied cover layer, so that the layer thickness can be made thinner with the same wear resistance / abrasion resistance of the finished commodity and can thus contribute to material savings.

Andernfalls kann bei gleichbleibender Schichtdicke der Deckschicht die Verschleißfestigkeit / Abrasionsbeständigkeit des fertiggestellten Gebrauchsgegenstandes erhöht werden.Otherwise, with the layer thickness of the cover layer remaining the same, the wear resistance / abrasion resistance of the finished commodity can be increased.

Vorteilhafte Schichtdicken der im Vakuumbeschichtungsverfahren, vorzugsweise im PVD-Verfahren, aufgebrachten Deckschicht liegen in einem Bereich von ca. 0,5 bis 2 µm.Advantageous layer thicknesses of the cover layer applied in the vacuum coating process, preferably in the PVD process, are in a range from approx. 0.5 to 2 μm.

Des Weiteren ermöglicht die Anwendung des PVD-Verfahrens für die Beschichtung der Deckschicht das erzielbare Farbspektrum der Oberfläche des Gebrauchsgegenstandes zu erweitern. So können ergänzend z.B. auch bronzefarbene oder titan-graphitfarbene Oberflächen erzeugt werden, die im galvanischen Abscheideverfahren nicht erzielbar sind.Furthermore, the use of the PVD process for coating the top layer makes it possible to expand the achievable color spectrum of the surface of the commodity. In addition, bronze-colored or titanium-graphite-colored surfaces can also be produced, which cannot be achieved using the galvanic deposition process.

Diese und weitere aus den Schutzansprüchen, der Beschreibung der Ausführungsbeispiele und den Zeichnungen hervorgehenden Merkmale können jeweils für sich oder in Kombination als vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung verwirklicht sein, für die hier Schutz beansprucht wird.These and other features emerging from the claims, the description of the exemplary embodiments and the drawings can each be implemented individually or in combination as advantageous embodiments of the invention, for which protection is claimed here.

Der erfindungsgemäße Gebrauchsgegenstand bzw. eine Komponente des erfindungsgemäßen Gebrauchsgegenstandes wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel im Vergleich zur Ausführung nach dem Stand der Technik näher erläutert. Die zugehörigen Zeichnungen als schematische Darstellungen zeigen in

  • 1 eine stark vergrößerte Schnittdarstellung eines Abschnitts einer beschichteten Schreibgeräte-Hülse nach dem Stand der Technik,
  • 2 eine stark vergrößerte Schnittdarstellung des Abschnitts der Schreibgeräte-Hülse nach 1 nach einem Abrasiv-Test,
  • 3 eine stark vergrößerte Schnittdarstellung eines Abschnitts einer erfindungsgemäß beschichteten Schreibgeräte-Hülse mit galvanisch abgeschiedener Deckschicht,
  • 4 eine stark vergrößerte Schnittdarstellung des Abschnitts der Schreibgeräte-Hülse nach 3 nach einem Abrasiv-Test,
  • 5 eine stark vergrößerte Schnittdarstellung eines Abschnitts einer erfindungsgemäß beschichteten Schreibgeräte-Hülse mit PVD-Deckschicht,
  • 6 eine stark vergrößerte Schnittdarstellung des Abschnitts der Schreibgeräte-Hülse nach 5 nach einem Abrasiv-Test.
The object of use according to the invention or a component of the object of use according to the invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment in comparison to the embodiment according to the prior art. The accompanying drawings as schematic representations show in
  • 1 a greatly enlarged sectional view of a portion of a coated writing instrument case according to the prior art,
  • 2 a greatly enlarged sectional view of the portion of the writing instrument sleeve according to 1 after an abrasive test,
  • 3 a greatly enlarged sectional view of a section of a writing instrument case coated according to the invention with an electrodeposited cover layer,
  • 4th a greatly enlarged sectional view of the portion of the writing instrument sleeve according to 3 after an abrasive test,
  • 5 a greatly enlarged sectional view of a section of a writing instrument case coated according to the invention with a PVD cover layer,
  • 6th a greatly enlarged sectional view of the portion of the writing instrument sleeve according to 5 after an abrasive test.

In den im Folgenden erläuterten Beispielen wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die einen Teil der Beispiele bilden und in denen zur Veranschaulichung spezifische Ausführungsformen gezeigt sind, in denen die Erfindung ausgeübt werden kann.In the examples set forth below, reference is made to the accompanying drawings, which form a part of the examples and in which specific examples are given Embodiments are shown in which the invention can be practiced.

Es versteht sich, dass andere Ausführungsformen benutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.It goes without saying that other embodiments can be used and structural or logical changes can be made without departing from the scope of protection of the present invention.

Es versteht sich zudem, dass die Merkmale der hierin beschriebenen verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen miteinander kombiniert werden können, sofern nicht spezifisch anders angegeben. Die folgende ausführliche Beschreibung ist deshalb nicht in einschränkendem Sinne aufzufassen; der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird durch die angefügten Ansprüche definiert.It is also understood that the features of the various exemplary embodiments described herein can be combined with one another, unless specifically stated otherwise. The following detailed description is therefore not to be interpreted in a restrictive sense; the scope of the present invention is defined by the appended claims.

In den Figuren werden identische oder ähnliche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen, soweit dies zweckmäßig ist.In the figures, identical or similar elements are provided with identical reference symbols, insofar as this is appropriate.

In 1 und 2 ist ein Ausschnitt einer Schreibgeräte-Hülse mit einem Hülsen-Grundkörper 1 aus Buntmetall, wie z.B. Messing, dargestellt, welcher mit einem Schichtaufbau nach dem Stand der Technik beschichtet ist.In 1 and 2 is a section of a writing instrument case with a case body 1 made of non-ferrous metal, such as brass, shown, which is coated with a layer structure according to the prior art.

Der Schichtenaufbau umfasst eine Unterbeschichtung für den Korrosionsschutz aus zwei Unterschicht 2.1, 2.2 und eine veredelnde Deckschicht 3 aus Edelmetall, wie z.B. Gold.The layer structure comprises an undercoat for corrosion protection consisting of two undercoats 2.1 , 2.2 and a finishing top layer 3 made of precious metal, such as gold.

Die erste Unterschicht 2.1 der Unterbeschichtung besteht aus galvanisch abgeschiedenem Nickel (Ni) und weist eine Schichtdicke von gewöhnlich 6 µm auf; die zweite Unterschicht 2.2 besteht aus einer galvanisch abgeschiedenen Palladium-Nickel-Legierung (PdNi) in der Zusammensetzung 80% Pd, 20% Ni und weist eine Schichtdicke von gewöhnlich 2 µm auf.The first underclass 2.1 the undercoating consists of electrodeposited nickel ( Ni ) and has a layer thickness of usually 6 µm; the second sub-layer 2.2 consists of an electrodeposited palladium-nickel alloy (PdNi) in the composition 80% Pd, 20% Ni and has a layer thickness of usually 2 µm.

Die Deckschicht 3 kann nach üblichen Methoden des Standes der Technik auf der Unterschicht 2.2 aufgebracht sein und weist in dem Beispiel eine Schichtdicke von ca. 4 µm auf.The top layer 3 can be applied to the undercoat using conventional methods of the prior art 2.2 be applied and has a layer thickness of approx. 4 µm in the example.

Die 2 zeigt den Ausschnitt der beschichteten Schreibgeräte-Hülse, nach dem diese einem Abrasiv-Test (Nickelrelease-Test) unterzogen wurde.the 2 shows the section of the coated writing instrument case after it was subjected to an abrasive test (nickel release test).

Es ist ersichtlich, dass die simulierten mechanischen Beanspruchungen infolge des Abrasiv-Tests nicht nur die Deckschicht 3 beschädigen, sondern auch die Unterbeschichtung freilegen oder beschädigen können, so dass reines Nickel aus der ersten Unterschicht 2.1 freigesetzt werden kann.It can be seen that the simulated mechanical stresses as a result of the abrasive test not only affect the top layer 3 damage, but can also expose or damage the sub-layer, leaving pure nickel from the first sub-layer 2.1 can be released.

Dies führt in der Dauerbeanspruchung zur Überschreitung der zulässigen Nickelabgabemenge an der Oberfläche der Schreibgeräte-Hülse von 0,5 myg Nickel /cm2/Woche.In the case of long-term stress, this leads to the permissible nickel release rate on the surface of the writing instrument case of 0.5 myg nickel / cm 2 / week being exceeded.

In 3 und 4 ist ein Ausschnitt einer Schreibgeräte-Hülse mit einem Hülsen-Grundkörper 1 aus Messing, dargestellt, welcher mit einem erfindungsgemäßen Schichtaufbau beschichtet ist.In 3 and 4th is a section of a writing instrument case with a case body 1 made of brass, which is coated with a layer structure according to the invention.

Der Schichtenaufbau umfasst eine Unterbeschichtung für den Korrosionsschutz aus einer einzigen Unterschicht 2.3 und eine veredelnde Deckschicht 3 aus Edelmetall, wie z.B. Gold.The layer structure comprises an undercoat for corrosion protection from a single undercoat 2.3 and a finishing top layer 3 made of precious metal, such as gold.

Die Unterschicht 2.3 besteht aus einer galvanisch abgeschiedenem Zinn-Nickel-Legierung (SnNi) in der beispielhaften Zusammensetzung von 65% Sn, 35% Ni und weist in dem Beispiel eine Schichtdicke von 5 µm auf.The lower class 2.3 consists of an electrodeposited tin-nickel alloy ( SnNi ) in the exemplary composition of 65% Sn, 35% Ni and in the example has a layer thickness of 5 μm.

Das Gold der Deckschicht 3 ist in dem Ausführungsbeispiel galvanisch auf der Unterschicht 2.3 mit einer Schichtdicke von ca. 4 µm abgeschieden.The gold of the top layer 3 is in the exemplary embodiment galvanically on the lower layer 2.3 deposited with a layer thickness of approx. 4 µm.

Das Ergebnis des Abrasions-Tests an der vorbeschriebenen erfindungsgemäß beschichteten Schreibgeräte-Hülse zeigt in 4 die infolge der simulierten mechanischen Beanspruchungen beschädigte Deckschicht 3 und Unterschicht 2.3, wobei im Wesentlichen nur ein in der Zinn-Nickel-Legierung (SnNi) fest gebundenes Nickel aus der Unterschicht 2.3 freigesetzt wird.The result of the abrasion test on the above-described writing instrument case coated according to the invention is shown in FIG 4th the surface layer damaged as a result of the simulated mechanical stresses 3 and lower class 2.3 , with essentially only one in the tin-nickel alloy ( SnNi ) firmly bound nickel from the underlayer 2.3 is released.

Damit ist nach dem Abrasions-Test keine Nickelabgabe in relevanten Mengen an der Oberfläche der Schreibgeräte-Hülse nachweisbar.Thus, after the abrasion test, no nickel release in relevant amounts on the surface of the writing instrument case can be detected.

In 5 und 6 ist ein Ausschnitt einer Schreibgeräte-Hülse mit einem Hülsen-Grundkörper 1 aus Messing, dargestellt, welcher mit dem erfindungsgemäßen Schichtaufbau beschichtet ist.In 5 and 6th is a section of a writing instrument case with a case body 1 made of brass, which is coated with the layer structure according to the invention.

Nachfolgend werden der Übersichtlichkeit halber nur die Unterschiede gegenüber dem vorstehenden Ausführungsbeispiel nach 3 und 4 beschrieben.For the sake of clarity, only the differences from the previous exemplary embodiment are shown below 3 and 4th described.

Im Unterschied zum vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel ist eine Deckschicht 3' aus Gold mittels eines Vakuumbeschichtungsverfahrens, speziell einem PVD-Verfahren (Physical Vapour Deposition), auf der Unterschicht 2.3 aufgebracht.In contrast to the embodiment described above, there is a cover layer 3 ' made of gold by means of a vacuum coating process, specifically a PVD process (Physical Vapor Deposition), on the lower layer 2.3 upset.

Die Schichtdicke der Deckschicht 3' ist härter als die galvanisch abgeschiedenen Deckschicht 3 nach 3 und 4 und beträgt 1 µm. Sie ist damit zudem deutlich dünner als die galvanisch abgeschiedene Deckschicht 3 im vorstehenden Ausführungsbeispiel nach 3 und 4.The layer thickness of the top layer 3 ' is harder than the electrodeposited top layer 3 after 3 and 4th and is 1 µm. It is therefore also significantly thinner than the electrodeposited cover layer 3 in the previous embodiment according to 3 and 4th .

Das Ergebnis des Abrasions-Tests an der erfindungsgemäß beschichteten Schreibgeräte-Hülse nach 5 zeigt in 6, dass die Deckschicht 3' und die Unterschicht 2.3 - trotz geringerer Schichtdicke der Deckschicht 3' - infolge der simulierten mechanischen Beanspruchungen nicht auffälliger beschädigt ist, als die Beschichtung durch die Deckschicht 3 und die Unterschicht 2.3 nach dem vorstehenden Ausführungsbeispiel in 3 und 4.The result of the abrasion test on the writing instrument case coated according to the invention 5 shows in 6th that the top layer 3 ' and the underclass 2.3 - despite the lower layer thickness of the top layer 3 ' - as a result of the simulated mechanical stresses, it is not damaged more conspicuously than the coating by the top layer 3 and the underclass 2.3 according to the above embodiment in 3 and 4th .

Gleichermaßen, wie bei dem vorstehenden Ausführungsbeispiel nach 3 und 4, wird im Wesentlichen nur ein in der Zinn-Nickel-Legierung (SnNi) gebundenes Nickel aus der Unterschicht 2.3 freigesetzt, so dass nach dem Abrasions-Test keine Nickelabgabe in relevanten Mengen an der Oberfläche der Schreibgeräte-Hülse nachweisbar ist.In the same way as in the previous embodiment 3 and 4th , is essentially only one in the tin-nickel alloy ( SnNi ) bonded nickel from the underlayer 2.3 released so that after the abrasion test no nickel release in relevant amounts on the surface of the writing instrument case is detectable.

Claims (6)

Beschichteter metallischer Gebrauchsgegenstand oder eine beschichtete metallische Komponente eines Gebrauchsgegenstandes, wobei der Gebrauchsgegenstand oder die Komponente des Gebrauchsgegenstandes eine galvanisch auf einem metallischen Grundkörper des Gebrauchsgegenstand oder der Komponente des Gebrauchsgegenstandes abgeschiedene Unterbeschichtung und eine die Oberfläche des beschichteten Gebrauchsgegenstandes oder der beschichteten Komponente des Gebrauchsgegenstandes veredelnde Deckschicht aus einem Edelmetall oder einer Edelmetall-Legierung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterbeschichtung aus einer einzigen Unterschicht ausgebildet ist, welche aus einer Zinn-Nickel-Legierung (SnNi) besteht.Coated metallic commodity or a coated metallic component of a commodity, the commodity or the component of the commodity being an undercoating deposited galvanically on a metallic base body of the commodity or the component of the commodity and a top layer that refines the surface of the coated commodity or the coated component of the commodity a noble metal or a noble metal alloy, characterized in that the sub-coating is formed from a single sub-layer which consists of a tin-nickel alloy (SnNi). Gebrauchsgegenstand oder Komponente des Gebrauchsgegenstandes nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zinn-Nickel-Legierung der Unterschicht eine Zusammensetzung in einem Bereich von 60% Zinn(Sn) und 40% Nickel (Ni) bis 70% Zinn(Sn) und 30% Nickel (Ni), vorzugsweise eine Zusammensetzung von 65% Zinn(Sn) und 35% Nickel(Ni), aufweist.Commodity or component of the commodity Claim 1 , characterized in that the tin-nickel alloy of the underlayer has a composition in a range from 60% tin (Sn) and 40% nickel (Ni) to 70% tin (Sn) and 30% nickel (Ni), preferably a composition of 65% tin (Sn) and 35% nickel (Ni). Gebrauchsgegenstand oder Komponente des Gebrauchsgegenstandes nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckschicht als eine galvanisch abgeschiedene Deckschicht ausgebildet ist.Commodity or component of the commodity Claim 1 or 2 , characterized in that the cover layer is designed as an electrodeposited cover layer. Gebrauchsgegenstand oder Komponente des Gebrauchsgegenstandes nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckschicht als eine im Vakuumbeschichtungsverfahren, vorzugsweise im PVD-Verfahren, aufgebrachte Deckschicht ausgebildet ist.Commodity or component of the commodity Claim 1 or 2 , characterized in that the cover layer is designed as a cover layer applied using the vacuum coating process, preferably using the PVD process. Verwendung einer galvanisch auf einem metallischen Grundkörper eines Gebrauchsgegenstandes oder einer Komponente des Gebrauchsgegenstandes abgeschiedene Unterbeschichtung für einen beschichteten metallischen Gebrauchsgegenstand oder eine beschichtete metallische Komponente des Gebrauchsgegenstandes, welche(r) eine die Oberfläche des beschichteten Gebrauchsgegenstandes oder der beschichteten Komponente des Gebrauchsgegenstandes veredelnde Deckschicht aus einem Edelmetall oder einer Edelmetall-Legierung aufweist, wobei die Unterbeschichtung aus einer einzigen Unterschicht ausgebildet ist, die aus einer Zinn-Nickel-Legierung (SnNi) besteht.Use of an undercoating deposited galvanically on a metallic base body of a commodity or a component of the commodity for a coated metallic commodity or a coated metallic component of the commodity which is a top layer made of a noble metal that enhances the surface of the coated commodity or the coated component of the commodity or a noble metal alloy, wherein the sub-coating is formed from a single sub-layer consisting of a tin-nickel alloy (SnNi). Verwendung der Unterschicht nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zinn-Nickel-Legierung der Unterschicht eine Zusammensetzung in einem Bereich von 60% Zinn(Sn) und 40% Nickel (Ni) bis 70% Zinn(Sn) und 30% Nickel (Ni), vorzugsweise eine Zusammensetzung von 65% Zinn(Sn) und 35% Nickel(Ni) aufweist.Use the underlayer after Claim 5 , characterized in that the tin-nickel alloy of the underlayer has a composition in a range from 60% tin (Sn) and 40% nickel (Ni) to 70% tin (Sn) and 30% nickel (Ni), preferably a composition of 65% tin (Sn) and 35% nickel (Ni).
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