DE2920633C2 - Oberflächenbehandlungs- und Beschichtungsverfahren - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Oberflächenveredlung von elektrisch nicht leitenden Gegenständen, auf die unter Einwirkung von Hochfrequenz Beschichtungen aus Metall aufgebracht werden.

Solche Verfahren sind bereits bekannt (DE-OS 22 21600), wobei dort leitende oder isolierende Substanzen auf Siliciumscheiben durch Zerstäuben im Hochfrequenzplasma aufgebracht werden.

Ferner ist es aus einer Veröffentlichung über die Haftfestigkeit zwischen Metallschicht und Metallträger (»Siemens Forschungs- und Entwicklungsberichte«, Band 3 (1974) Nr. 4 Seiten 205-209) bekannt, für die Reinigung und Beschichtung des Metallträgers das Kathodenzerstäubungsverfahren einzusetzen.

Um Kunststoffgegenstände an der Oberfläche mit Metallschichten zu versehen, wird üblicherweise das Kunststoffmaterial an der Oberfläche einer nassen, chemischen Behandlung vor dem ersten stromlosen Nickelbeschichten unterzogen. Die Nickeloberfläche bildet dann einen elektrischen Leiter für die nachfolgend galvanisch aufbringbare weitere Metallschicht.

Für eine erfolgreiche Vorbehandlung vor dem stromlosen Beschichten mit Nickel sind bei diesen Verfahren besondere Qualitäten des Kunststoffmaterials erforderlich, da die Adhäsion des platierten Materials weitgehend von einer erfolgreichen Erzeugung von Oberflächenhöhlungen (cavities) oder -aufrauhung während des Vorbehandlungsprozesses abhängt. Die konventionellen chemischen Naßvorbehandlungen sind so ausgelegt, daß sie die Oberfläche des Kunststoffmaterials konditionieren für einen nachfolgenden Sensibilisierungsprozeß und während der gleichen Zeit die Höhlungen (cavities), Poren oder Oberflächenrauhigkeit erzeugen, entweder durch eine Entfernung der dispersen Phase oder durch ein Anschwellen oder Aufquellen der Oberfläche. Die Qualität der auf diese Weise erzeugten Poren oder Rauheit hängt kritisch von der Qualität des Kunststoffmaterials ab.

Der Erfindung liegt die Aufgabe' zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu verbessern, daß es sich zur Herstellung von fest haftenden Metalldekorschichten auf aus Kunststoff hergestellten Gebrauchsgegenständen, wie z. B. Wasserhahnarmaturen, eignet Diese Aufgabe wird erfindungsgeniäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 beschriebenen Mittel gelöst.

Dadurch werden vorteilhafterweise an der Kunststoffoberfläche Höhlungen, Poren bzw. eine besondere Rauhigkeit erzeugt, die eine sehr gute Haftung der aufbringbaren Metallschicht gewährleistet Durch den Einsatz eines Inertgashochfrequenzplasma kann außerdem unmittelbair nach der Oberflächenaktivierung eine erste Metallbeschichtung erfolgen.

Insbesondere für eine griffeste und dauerhafte Metalldekorbesicnichtung von im Spritzgußverfahren hergestellten Gebrauchsgegenständen, wie z. B. Wasserhahnarmatuien, ist das Verfahren mit Vorteil einsetzbar.

Ein Ausfühmngsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Die einzige Figur zeigt in schematischer Darstellung eine Apparatur für eine Plasmavorbehandlung von Kunststoffmaterialien.

In der Zeichnung sind Kunststoffwerkstücke U gezeigt die mit einer Plasmaoberflächenvorbehandlung versehen werden, wobei ein Hochfrequenzplasma in einer Vakuumkammer 12 über eine externe Ringelektrode 13 aufrechterhalten wird, welche mit einem Hochfrequenzgenerator RFgekoppelt ist Zur Vergrößerung der Kopplung in der Entladung sind die Kunststoff werkstücke 11 jeweils auf einem Isolierständer 14 auf einer geerdeten, metallenen Platte 15 gehaltert. Die obere Seite der Platte 15 ist von einer Isolierplatte 16, ζ. Β. Glasplatte, bedeckt Ein Gaseinlaß in die Vakuumkammer 12 ist durch die Öffnung 17 im Zentrum der Metallplatte 15 vorgesehen, welche mit einer öffnung 18 in der Isolierplatte 16 korrespondiert. Es hat sich nun gezeigt daß durch eine derartige Anordnung von einer leitenden und einer isolierenden Platte eine Kopplung des Werkstückes mit der Endladung vergrößert wird.

Die Oberfläche der Kunststoffwerkstücke U wird einem Niederdrucksauerstoff plasma ausgesetzt, welches die Oberfläche des Kunststoffmatcrials modifiziert und ein dichtes Muster von Höhlungen oder Poren formt. Die Werkstücke sind dabei normalerweise 10 Minuten einem Sauerstoffplasma mit einem Druck von 0,15 Torr und einer Hochfrequenzleistung von 200 Watt ausgesetzt. Eine derartige Behandlung führt die Oberfläche in einen sehr aktivierten Zustand, welcher die Benetzung und Adhäsion vergrößert, wenn die Werkstücke unverzüglich nach der Plamabehandlung weiter behandelt werden. Bei einigen Anwendungsmöglichkeiten kann ein Inertgasplasma, beispielsweise Stickstoff, Argon oder Helium, für den Angriff der Oberfläche des Kunststoffmaterials gebraucht werden, so daß eine rein mechanische Verzahnung der nachfolgenden Oberflächenbehandlung vorgesehen werden kann.

In weiteren Anwendungen können die Kunststoffwerkstücke 11 z. B. einer Wasserstoffentladung bei der Gegenwart von einem Schwermetall, wie Nickel oder Palladium, ausgesetzt werden. Diese Metalle werden über das Plasma auf die Oberfläche der Kunststoffmate-

rialien transportiert, wo sie als Sensibilisierer für die nachfolgende Oberflächenbehandlung wirken.

Natürlich können die plasmabehandelten Plastikwerkstücke auch mit einer Schicht von Nirkel durch ein konventionelles stromloses Platierungsverfahren versehen werden. In einer besonders vorteilhaften Anwendung können Teile von Kunststoffwerkstücken, z. B. im Spritzgußverfahren hergestellte ABS Wasserhahnarmaturen, mit dem beschriebenen Verfahren plasmabehandelt und nachfolgend stromlos mit Nickel beschichtet werden, so daß nach einer abschließenden Chromgalvanisierung ein fertig oberflächenveredelter Artikel erzeugbar ist

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

1 Patentansprüche:

1. Verfahren zur Oberflächenveredlung von elektrisch nicht leitenden Gegenständen, auf die unter Einwirkung von Hochfrequenz Beschichtungen aus Metall aufgebracht werden, dadurch gekennzeichnet, daß Kunststoffgegenstände mit ihren Oberflächen zunächst einem Niederdruckhochfrequenzplasma von Sauerstoff oder Wasserstoff oder inertgas ausgesetzt werden und daß dann die behandelten Oberflächen mit einem Metall beschichtet werden.

Z Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Niederdruckhochfrequenzplasma ein oder mehrere Schwermetalle, wie Nickel is und/oder Palladium enthält.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf die behandelte Kunststoffoberfläche zunächst eine Schicht Nickel und danach galvanisch wenigstens ein weiteres Metall, Vorzugsweise Chrom, als Dekorschicht aufgebracht wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffgegenstände etwa 10 Minuten einem Sauerstoff plasma von einem Druck von ca. 0,15 Torr und einer Hochfrequenzleistung von ca. 200 Watt ausgesetzt sind.