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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bildung einer Metallschicht
auf der Oberfläche
eines Kunststoffprodukts, die für
die Aufbringung eines Metallüberzugs
vorteilhaft ist. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung
ein Verfahren, mit dem sich auf der Oberfläche eines Kunststoffprodukts
eine Metallschicht aus feinem Metallpulver, das dadurch erzeugt
wird, dass ein Metallpulver erzeugendes Material in einem Behandlungsgefäß in Fließberührung mit
der Oberfläche
des Kunststoffprodukts gebracht wird, bilden lässt.
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Um
einem Kunststoffprodukt verschiedene Eigenschaften, wie z. B. ein
ansprechendes Aussehen, Wetterfestigkeit, elektrische Oberflächenleitfähigkeit,
Undurchlässigkeit
für elektromagnetische Wellen
und Widerstandsfähigkeit
gegen Bakterien, zu verleihen, wird üblicherweise auf der Oberfläche des
Kunststoffprodukts ein Metallüberzug
gebildet. Beispiele für
herkömmliche
Verfahren zur Bildung eines Metallüberzugs umfassen Metallisierung
im Vakuum, wie z. B. Aufdampfen und Sputtern, stromlose Metallisierung,
stromlose Metallisierung/galvanische Metallisierung mit einem stromlosen
und einem galvanischen Metallisierungsschritt u. Ä. Diese
Verfahren werden in vielen Bereichen in der Praxis eingesetzt, da
sich aufgrund dessen, dass das Kunststoffprodukt keinen Strom leitet,
die galvanische Metallisierung nicht direkt auf das Kunststoffprodukt
anwenden lässt.
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Die
Metallisierung im Vakuum bringt jedoch die Nachteile mit sich, dass
ein mit diesem Verfahren gebildeter Metallüberzug ein schlechteres Haftvermögen und
eine geringe Haltbarkeit aufweist, dass es schwierig ist, dieses
Verfahren auf kompliziert geformte Produkte anzuwenden, dass die
Vakuumbehandlung viel Zeit braucht, da verschiedene, von der Kunststoffart
abhängende
Gase entstehen können, und
dass die Herstellungskosten höher
sind.
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Die
stromlose Metallisierung bringt folgende Nachteile mit sich. Gewöhnlich muss
zuvor die Oberfläche
des Kunststoffprodukts einer Ätzbehandlung unterzogen
werden, oder einer eine katalytische Wirkung herbeiführenden
Behandlung, wie z. B. einer Sensibilisierungs-/Aktivierungsbehandlung.
Aus diesem Grund sind die Schritte kompliziert, wird für die Behandlung
eine lange Zeit benötigt
und weist der erzeugte Überzug
eine geringe Dicke auf.
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Beim
Verfahren stromlose Metallisierung/galvanische Metallisierung weist
der Metallüberzug
im Vergleich zu einem durch die Metallisierung im Vakuum gebildeten
Metallüberzug
ein relativ gutes Haftvermögen
und eine bedeutend längere Haltbarkeit
auf. Dieses Verfahren stromlose Metallisierung/galvanische Metallisierung
bringt jedoch die Nachteile mit sich, dass die Schritte kompliziert
sind und die Behandlung viel Zeit erfordert.
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Es
wurde auch ein Verfahren zur Bildung eines Metallüberzugs
vorgeschlagen, das einen Schritt, in dem ein mit einem Metallpulver
versetzter Kunststoff auf der Oberfläche eines Kunststoffprodukts
aufgebracht wird, um dieser elektrische Leitfähigkeit zu verleihen, sowie
einen Galvanisierungsschritt umfasst. Dieses Verfahren hat jedoch
den Nachteil, dass es im Allgemeinen schwierig ist, eine Kunststoffschicht
auf der Oberfläche
eines Kunststoffprodukts gleichmäßig aufzubringen,
und es aufgrund der Ungleichmäßigkeit
der Kunststoffschicht unmöglich
ist, einen Metallüberzug
zu bilden, der sich durch eine exakte Dicke und eine glatte Oberfläche auszeichnet.
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In
GB 833 037 A ist
die Erzeugung von Metallüberzügen durch
Beschichten der Oberfläche
eines nichtmetallischen Artikels mit einer kontinuierlichen Metallschicht
beschrieben. Gemäß diesem
Verfahren wird dieser Artikel in einer Masse aus Partikeln des Beschichtungsmetalls
eingebettet und Stößen der
einzelnen Partikel des Beschichtungsmetalls ausgesetzt, die ursprünglich in
schmiedbarem Zustand und im Wesentlichen in Kugel- oder einer anderen
nicht laminaren Form vorliegen, damit sie sich verformen und auf
der Oberfläche
des Artikels flachdrücken
lassen. Daher wird jeder der Partikel plastisch verformt und passt
sich dem mikroskopischen Profil des Artikels an, wobei mehrere aufeinanderfolgende,
zusammengefügte
und aneinanderhaftende Schichten der flachgedrückten Partikel gebildet werden,
die somit auf der Artikeloberfläche
insgesamt als kontinuierlicher Belag aufgebracht werden.
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GB 806 677 A beschreibt
ein Verfahren zur Erzeugung von Schutzüberzügen, bei dem der zu beschichtende
und über
den Schmelzpunkt der Beschichtungssubstanz erwärmte Artikel kurz in die pulverisierte
Beschichtungssubstanz, die durch Schwingungen in Bewegung versetzt
wird, getaucht wird. Durch diese Wärmebehandlung wird auf dem
Artikel eine Schmelzschicht gebildet.
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Daher
hat die vorliegende Erfindung zur Aufgabe, ein Verfahren zur Bildung
einer Metallschicht auf der Oberfläche eines Kunststoffprodukts
zu schaffen, die vorteilhaft ist, um auf der Oberfläche des
Kunststoffprodukts auf einfache Weise einen Metallüberzug aufzubringen,
der sich durch eine exakte Dicke, eine glatte Oberfläche und
ein gutes Haftvermögen
auszeichnet.
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Die
Erfinder dieses Verfahrens haben verschiedene Studien durchgeführt, um
die oben genannten Probleme zu lösen,
und dabei festgestellt, dass, wenn ein feines Metallpulver erzeugendes
Material in einem Behandlungsgefäß in Fließberührung mit
der Oberfläche
eines Kunststoffprodukts gebracht wird, aus dem Metallpulver erzeugenden
Material ein feines Metallpulver entsteht, das auf der Oberfläche des
Kunststoffprodukts eine feste Metallschicht mit hoher Dichte bildet.
Es wurde weiterhin festgestellt, dass die so gebildete Metallschicht
elektrisch leitfähig
ist und somit auf der Oberfläche
des Kunststoffprodukts auf einfache Weise ein Metallüberzug gebildet
werden kann, indem in einem nachfolgenden Schritt eine galvanische
Oberflächenbehandlung durchgeführt wird,
und dass die Metallschicht selbst als Verzierung o. Ä. dienen
kann.
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Die
vorliegende Erfindung wurde auf Grundlage solchen Wissens gemacht.
Zur Lösung
der oben genannten Aufgabe wird gemäß einem ersten Aspekt und Merkmal
der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Bildung einer Metallschicht
auf der Oberfläche
eines Kunststoffprodukts geschaffen, dessen Oberfläche im Wesentlichen
aus einem Kunststoff gebildet ist, mit den Schritten
- – Einfüllen eines
Kunststoffprodukts und eines feines Metallpulver erzeugenden Materials,
das nadel- oder stiftförmig
ist und dessen Einzelstücke zwischen
0,3 mm und 10 mm groß sind,
in ein Behandlungsgefäß und
- – in
Fließberührung-Bringen
des ein feines Metallpulver erzeugenden Materials mit der Oberfläche des
Kunststoffprodukts im Behandlungsgefäß, wodurch aus dem ein feines Metallpulver
erzeugenden Material ein feines Metallpulver mit einer Partikelgröße zwischen
0,001 μm
und 5 μm
erzeugt und auf der Oberfläche
des Kunststoffprodukts eine Metallschicht aus diesem Metallpulver gebildet
wird.
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Gemäß einem
zusätzlich
zu dem ersten Merkmal zweiten Aspekt und Merkmal der vorliegenden
Erfindung wird das feines Metallpulver erzeugende Material dadurch
mit der Oberfläche
des Kunststoffprodukts in Fließberührung gebracht,
dass das Kunststoffprodukt und das feines Metallpulver erzeugende
Material in Schwingung versetzt und/oder heftig bewegt werden.
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Gemäß einem
zusätzlich
zu dem ersten Merkmal dritten Aspekt und Merkmal der vorliegenden
Erfindung handelt es sich bei dem Behandlungsgefäß um eine Behandlungskammer
einer Trommel-Beschichtungsmaschine.
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Gemäß einem
zusätzlich
zu dem ersten Merkmal vierten Aspekt und Merkmal der vorliegenden
Erfindung wird die Bearbeitung trocken ausgeführt.
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Gemäß einem
zusätzlich
zu dem ersten Merkmal fünften
Aspekt und Merkmal der vorliegenden Erfindung handelt es sich bei
dem feines Metallpulver erzeugenden Material um ein Material zur
Erzeugung eines feinen Pulvers aus mindestens einem Metall, das
aus der Cu, Sn, Zn, Pb, Cd, In, Au, Ag, Fe, Ni, Co, Cr und Al umfassenden
Gruppe ausgewählt wird.
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Gemäß einem
zusätzlich
zu dem ersten Merkmal sechsten Aspekt und Merkmal der vorliegenden
Erfindung wird die Oberfläche
des Kunststoffs zuvor aufgeraut.
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Gemäß einem
siebten Aspekt und Merkmal der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren
zur Bildung eines Metallüberzugs
auf der Oberfläche
eines Kunststoffprodukts geschaffen, mit den Schritten der Bildung
einer Metallschicht auf der Oberfläche eines Kunststoffprodukts
nach einem der Merkmale 1 bis 6 und der Bildung eines Metallüberzugs
auf dieser Metallschicht.
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Gemäß einem
zusätzlich
zu dem siebten Merkmal achten Aspekt und Merkmal der vorliegenden
Erfindung wird der Metallüberzug
durch galvanische oder stromlose Oberflächenbehandlung gebildet.
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Mit
dem Verfahren der vorliegenden Erfindung wird ein Kunststoffprodukt
geschaffen, das auf seiner Oberfläche eine Metallschicht aus
feinem Metallpulver aufweist.
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Mit
dem Verfahren der vorliegenden Erfindung wird ein Kunststoffprodukt
geschaffen, das auf seiner Oberfläche eine Metallschicht aus
feinem Metallpulver und auf dieser Metallschicht einen Metallüberzug aufweist.
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Mit
dem Verfahren zur Bildung einer Metallschicht gemäß der vorliegenden
Erfindung kann auf der Oberfläche
des Kunststoffprodukts eine Metallschicht aus feinem Metallpulver,
die fest ist und eine hohe Dichte aufweist, gebildet werden. Die
Metallschicht hat die Funktion einer elektrisch leitfähigen Schicht,
so dass sich auf ihr durch galvanische Oberflächenbehandlung auf einfache
Weise ein Metallüberzug
bilden lässt,
der sich durch eine exakte Dicke, eine glatte Oberfläche und
ein gutes Haftvermögen
auszeichnet. Außerdem
kann die Metallschicht selbst als Verzierung o. Ä. dienen.
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Mit
dem erfindungsgemäßen Verfahren
zur Bildung einer Metallschicht auf einem Kunststoffprodukt, wie
es in Anspruch 1 dargelegt ist, wird aus dem feines Metallpulver
erzeugenden Material ein feines Metallpulver erzeugt und auf der
Oberfläche
des Kunststoffprodukts eine Metallschicht aus diesem Metallpulver
gebildet. Daher bestehen für
die Form des Kunststoffprodukts keine Einschränkungen, solange das feines
Metallpulver erzeugende Material an der Oberfläche des Kunststoffprodukts
entlangfließen
kann.
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Die
vorliegende Erfindung zielt auf das Verfahren zur Bildung einer
Metallschicht auf der Oberfläche
des Kunststoffprodukts. Daher soll der bei der vorliegenden Erfindung
verwendete Begriff "Kunststoffprodukt" außer Produkten,
die vollständig
aus einem Kunststoff gebildet sind, auch gegossene Produkte, bei
denen nur die Oberfläche
aus Kunststoff gebildet ist, gegossene Produkte, die im Innern einen anderen
Bestandteil aufweisen, deren Oberfläche aber im Wesentlichen aus
einem Kunststoff gebildet ist (wie z. B. ein Verbundmagnet, dessen
Inneres aus einem magnetischen Pulver und einem Kunststoff und dessen
Oberfläche
im Wesentlichen aus einem Kunststoff gebildet ist), u. Ä. umfassen.
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Beispiele
für Kunststoffe
zur Bildung des Kunststoffprodukts sind Epoxidharz, Polyvinylchloridharz,
Acrylharz, Silikongummi, Fluorharz wie z. B. Teflon, ABS-Harz (Acrylnitril-Butadien-Styrol-Terpolymer-Harz),
Polyolefinharz wie z. B. Polyethylen und Polypropylen, Phenolharz,
Polycarbonat, Polyesterharz wie z. B. Polyethylenterephthalat und
Polybutylenterephthalat, Polyimidharz, FK (faserverstärkter Kunststoff),
Polyamidharz wie z. B. Nylon, thermoplastisches Elastomer wie z.
B. ein Polyesterelastomer u. Ä.
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Beispiele
für Materialien
zur Erzeugung des feinen Metallpulvers sind Materialien zur Erzeugung eines
feinen Pulvers aus mindestens einem Metall, das aus der Cu, Sn,
Zn, Pb, Cd, In, Au, Ag, Fe, Ni, Co, Cr und Al umfassenden Gruppe
ausgewählt
wird. Bei dem feines Metallpulver erzeugenden Material kann es sich
auch um ein Material aus einer Legierung, die eines oder mehrere
der obigen Metalle enthält,
handeln. Es können
mehrere feines Metallpulver erzeugenden Materialien in Kombination
verwendet werden, so dass eine Metallschicht aus erwünschtem feinen
Legierungspulver, das aus solchen feines Metallpulver erzeugenden
Materialien gewonnen wird, auf dem Kunststoffprodukt gebildet wird
(Beispielsweise kann eine Metallschicht aus feinem Pb-Sn-Legierungspulver
auf der Oberfläche
des Kunststoffprodukts gebildet werden, indem eine Kombination aus einem
feines Pb-Pulver
erzeugenden Material und einem feines Sn-Pulver erzeugenden Material
verwendet wird. Das eine solche Metallschicht aufweisende Kunststoffprodukt
kann als elektrisches Kontaktelement in integrierten Schaltungen
verwendet werden.). Das feines Metallpulver erzeugende Material kann
auch Verunreinigungen, wie sie in der industriellen Produktion unvermeidlich
sind, enthalten.
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Das
feines Metallpulver erzeugende Material kann Metallstücke aus
nur einem erwünschten
Metall, Verbundmetallstücke,
bei denen das erwünschte Metall
auf einem Kernmaterial aus einem anderen Metall aufgebracht ist,
u. Ä. umfassen.
Die Stücke sind
nadelförmig
(drahtförmig)
oder stiftförmig.
Durch Verwendung von Metallstücken
mit spitzen Enden, wie z. B. nadelförmigen und stiftförmigen Metallstücken, wird
das feine Metallpulver effizienter erzeugt. Diese erwünschte Form
kann durch Anwendung eines bekannten Drahtschneideverfahrens auf
einfache Weise herbeigeführt
werden.
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Unter
dem Gesichtspunkt der effizienten Erzeugung eines feinen Metallpulvers
sollte die Größe (der
größere Durchmesser)
der Stücke
des feines Metallpulver erzeugenden Materials zwischen 0,3 mm und
10 mm, vorzugsweise zwischen 0,3 mm und 5 mm, am besten aber zwischen
0,5 mm und 3 mm, betragen. Es kann ein feines Metallpulver erzeugendes
Material, das Stücke
mit gleicher Form und Größe umfasst,
oder in Form einer Mischung ein feines Metallpulver erzeugendes
Material, das Stücke
mit unterschiedlicher Form und Größe umfasst, verwendet werden.
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Unter
den Gesichtspunkten der effizienten Erzeugung eines feinen Metallpulvers
und der effizienten Bildung einer Metallschicht aus dem aus dem feines
Metallpulver erzeugenden Material erzeugten feinen Metallpulver
sollte es sich bei dem Verfahren, mit dem das feines Metallpulver
erzeugende Material mit der Oberfläche des Kunststoffprodukts
in Fließberührung gebracht
wird, um ein Verfahren handeln, das das In-Schwingung-Versetzen
und/oder heftige Bewegen des Kunststoffprodukts und des feines Metallpulver
erzeugenden Materials umfasst. Ein solches Verfahren kann z. B.
unter Nutzung einer Behandlungskammer einer Trommel-Beschichtungsmaschine
oder eines Kugelmühlengeräts angewandt werden.
Bei der Trommel-Beschichtungsmaschine kann es sich um einen bekannten
Typ, wie z. B. den Rotationstyp, den Schwingungstyp, den Zentrifugaltyp
u. Ä.,
handeln. Im Fall des Rotationstyps sollte die Drehzahl zwischen
20 min–1 und
50 min–1 liegen.
Im Fall des Schwingungstyps ist eine Schwingungsfrequenz zwischen
50 Hz und 100 Hz und eine Schwingungsamplitude zwischen 0,3 mm und
10 mm erwünscht.
Im Fall des Zentrifugaltyps sollte die Drehzahl zwischen 70 min–1 und
200 min–1 liegen.
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Die
Gesamtmenge des in das Behandlungsgefäß geschütteten Kunststoffprodukts und
feines Metallpulver erzeugenden Materials sollte zwischen 20% und
90% des Innenvolumens des Behandlungsgefäßes betragen. Wenn die Gesamtmenge
weniger als 20% des Innenvolumens des Behandlungsgefäßes beträgt, ist
der Durchsatz zu klein, was in der praktischen Anwendung nicht bevorzugt
wird. Wenn dagegen die Gesamtmenge 90% des Innenvolumens des Behandlungsgefäßes überschreitet,
besteht die Gefahr, dass die Bildung der Metallschicht auf der Oberfläche des
Kunststoffprodukts nicht effizient erfolgt. Das Verhältnis des
Kunststoffprodukts zum feines Metallpulver erzeugenden Material,
die in das Behandlungsgefäß geschüttet werden,
sollte 3 zu 1 oder weniger in Bezug auf das Volumen (des Kunststoffprodukts
und des feines Metallpulver erzeugenden Materials) betragen. Wenn
das Volumenverhältnis
größer als
3 zu 1 ist, kann die Bildung der Metallschicht viel Zeit in Anspruch
nehmen, was in der praktischen Anwendung nicht erwünscht ist.
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Die
Behandlungsdauer hängt
vom Durchsatz ab, liegt aber im Allgemeinen zwischen einer und zehn
Stunden.
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Die
Fließberührung des
feines Metallpulver erzeugenden Materials mit der Oberfläche des Kunststoffprodukts
sollte trocken erfolgen, wenn das feines Metallpulver erzeugende
Material durch Oxidation korrodiert werden kann.
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Die
Partikelgröße (der
größere Partikeldurchmesser)
des feinen Metallpulvers, das durch Fließberührung des feines Metallpulver
erzeugenden Materials mit der Oberfläche des Kunststoffprodukts erzeugt
wird, liegt zwischen 0,001 μm
und 5 μm,
wobei die Partikel des feinen Metallpulvers unterschiedlich geformt
sind. Die Partikel des erzeugten Metallpulvers kollidieren mit dem
Inhalt des Behandlungsgefäßes (also
mit den Stücken
des feines Metallpulver erzeugenden Materials sowie mit der Oberfläche des
Kunststoffprodukts), wodurch sich die Spitzen der Partikel in die
Oberfläche
des Kunststoffprodukts bohren und der aus der Oberfläche des
Kunststoffprodukts herausragende Teil der Partikel verformt (z. B.
flachgedrückt)
wird und somit die Oberfläche
bedeckt. Dies dient als Start zur Bildung der Metallschicht, und
danach tragen die feinen Metallpartikel, die auf die in die Oberfläche des
Kunststoffprodukts gedrückten
Metallpartikel aufgeschichtet werden, Partikel, die durch Verformung
der aufgeschichteten Partikel entstehen, Klumpen aus feinen Metallpartikeln,
Massen, die durch Verformung der Klumpen (z. B. schuppenförmige Massen,
die durch Flachdrücken
der Klumpen entstehen) entstehen, Plättchen aus solchen Klumpen
u. Ä. zur
Bildung der Metallschicht bei, wobei all diese die Metallschicht
bilden. Daher sollte erkannt werden, dass mit dem bei der vorliegenden
Erfindung verwendeten Ausdruck "Metallschicht
aus feinem Metallpulver" eine Metallschicht
gemeint ist, die durch eine formende Quelle, die von dem aus dem
feines Metallpulver erzeugenden Material erzeugten feinem Metallpulver
herrührt, gebildet
wird.
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Um
zu erleichtern, dass das feine Metallpulver in der Anfangsphase
der Bildung der Metallschicht in die Oberfläche des Kunststoffprodukts
gedrückt
wird, kann die Oberfläche
des Kunststoffprodukts unter Verwendung eines Schmirgelmittels zuvor
aufgeraut werden.
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Die
auf die obige Weise aus dem feinen Metallpulver gebildete Metallschicht
ist elektrisch leitfähig,
so dass sie galvanisch behandelt werden kann, wodurch sich auf der
Oberfläche
des Kunststoffprodukts ein Metallüberzug, der sich durch eine
exakte Dicke und eine glatte Oberfläche auszeichnet, bilden lässt. Außerdem hat
die Metallschicht eine Verankerungswirkung, da sie zuerst aus dem
feinen Metallpulver gebildet wird, das in die Oberfläche des
Kunststoffprodukts gedrückt
wird. Daher weist der auf der Metallschicht gebildete Metallüberzug ein
gutes Haftvermögen
auf. Ferner besteht der Vorteil, dass die Metallschicht stromlos
behandelt werden kann, ohne eine Ätzbehandlung oder eine eine
katalytische Wirkung herbeiführende
Behandlung vorzunehmen.
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Zusätzlich wird
die erfindungsgemäße Metallschicht
aus feinen Metallpulver fest und mit hoher Dichte auf der Oberfläche des
Kunststoffprodukts gebildet. Daher können der Metallschicht selbst
außer den üblicherweise
erwünschten
Eigenschaften, wie z. B. Dekorativität, Eigenschaften wie z. B.
Korrosionsbeständigkeit,
Benetzbarkeit, Lichtabschirmung u. Ä. verliehen werden, indem für das aus
dem feines Metallpulver erzeugenden Material erzeugte feine Metallpulver
ein geeignetes Material gewählt
wird. Zusätzlich
können
der Metallschicht viele Funktionen oder Eigenschaften verliehen
werden, indem die Metallschicht schichtweise gebildet wird. Wenn
eine hohe Leistungsfähigkeit
erforderlich ist, muss natürlich
eine galvanische Oberflächenbehandlung
vorgenommen werden, um einen Metallüberzug zu bilden. Unter dem
Gesichtspunkt, dem Kunststoffprodukt auf einfache Weise bestimmte
Funktionen oder Eigenschaften zu verleihen, ist es jedoch sehr vorteilhaft, dass
die Metallschicht selbst solche Funktionen ausüben oder solche Eigenschaften
aufweisen kann.
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BEISPIELE
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Beispiel 1
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Für die folgende
Bearbeitung wurde als Probestück
ein Epoxidharzwürfel
mit 3 cm Seitenlänge verwendet.
Zuerst wurde die Oberfläche
des Probestücks
aufgeraut, wofür
ein Schmirgelmittel mit Korngröße 280 benutzt
wurde. Dann wurden zehn der aufgerauten Probestücke (mit einem Schüttvolumen
von 0,27 Litern) und ein feines Cu-Pulver erzeugendes Material (mit
einem Schüttvolumen
von 2 Litern) in Form von kurzen stiftförmigen Stücken (erzeugt durch Schneiden
eines Drahts), die einen Durchmesser und eine Länge von 2 mm aufwiesen, in
die Behandlungskammer einer Trommel-Beschichtungsmaschine vom Schwingungstyp
geschüttet,
die ein Volumen von 2,8 Litern aufwies (so dass die Gesamtmenge
81 Volumenprozent des Innenvolumens der Behandlungskammer betrug),
wo sie bei einer Schwingungsfrequenz von 60 Hz und einer Schwingungsamplitude
von 1,5 mm 4 Stunden lang trocken behandelt wurden.
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Das
dadurch erzeugte feine Cu-Pulver enthielt Partikel, von denen die
kleinsten einen größeren Durchmesser
von maximal 0,1 μm
und die größten einen
größeren Durchmesser
von etwa 5 μm
aufwiesen.
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Die
Oberfläche
der behandelten Probestücke
wurde mit einem optischen Mikroskop (mit 100-facher Vergrößerung)
betrachtet, wobei sich zeigte, dass auf der gesamten Oberfläche des
Probestücks
gleichmäßig eine
Metallschicht aus dem feinen Cu-Pulver gebildet wurde.
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Beispiel 2
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Die
Probestücke,
die in Beispiel 1 erzeugt wurden und auf der gesamten Oberfläche die
Metallschicht aus feinem Cu-Pulver aufwiesen, wurden eine Minute
lang mit Ultraschall gereinigt und dann bei einer Stromdichte von
2 A/dm2, einer Galvanisierdauer von 60 Minuten,
einem pH-Wert von 4,2 und einer Badtemperatur von 55°C auf einem
Einhängegestell
einer galvanischen Oberflächenbehandlung
mit Nickel unterzogen, wofür
eine Galvanisierlösung
verwendet wurde, die 240 g/l Nickelsulfat, 45 g/l Nickelchlorid,
eine angemessene Menge an Nickelkarbonat (mit eingestelltem pH-Wert)
und 30 g/l Borsäure
enthielt. Dadurch wurde auf der aus dem feinem Cu-Pulver geformten
Metallschicht ein 15 μm
dicker galvanischer Überzug
gebildet.
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Beispiel 3
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Für die folgende
Bearbeitung wurde als Probestück
ein Epoxidharzwürfel
mit 3 cm Seitenlänge verwendet.
Zehn dieser Probestücke
(mit einem Schüttvolumen
von 0,27 Litern) und ein feines Al-Pulver erzeugendes Material (mit
einem Schüttvolumen von
2 Litern) in Form von kurzen stiftförmigen Stücken (erzeugt durch Schneiden
eines Drahts), die einen Durchmesser und eine Länge von 1 mm aufwiesen, wurden
in die Behandlungskammer einer Trommel-Beschichtungsmaschine vom
Schwingungstyp geschüttet,
die ein Volumen von 2,8 Litern aufwies (so dass die Gesamtmenge
81 Volumenprozent des Innenvolumens der Behandlungskammer betrug),
wo sie bei einer Schwingungsfrequenz von 60 Hz und einer Schwingungsamplitude
von 1,5 mm 4 Stunden lang trocken behandelt wurden.
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Das
dadurch erzeugte feine Al-Pulver enthielt Partikel, von denen die
kleinsten einen größeren Durchmesser
von maximal 0,1 μm
und die größten einen
größeren Durchmesser
von etwa 5 μm
aufwiesen.
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Die
Oberfläche
der behandelten Probestücke
wurde mit einem optischen Mikroskop (mit 100-facher Vergrößerung)
betrachtet, wobei sich zeigte, dass auf der gesamten Oberfläche des
Probestücks
gleichmäßig eine
Metallschicht aus dem feinen Al-Pulver gebildet wurde.
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Beispiel 4
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Die
Probestücke,
die in Beispiel 3 erzeugt wurden und auf der gesamten Oberfläche die
Metallschicht aus feinem Al-Pulver aufwiesen, wurden eine Minute
lang mit Ultraschall gereinigt und dann bei einer Badtemperatur
von 20°C
eine Minute lang in eine Verzinkungslösung (die 50 g/l Natriumhydroxid,
5 g/l Zinkoxid, 2 g/l Eisen(III)-Chlorid,
50 g/l Rochellesalz und 1 g/l Natriumnitrat enthielt) getaucht,
um die Verzinkung durchzuführen.
Dann wurden die Probestücke
gewaschen und bei einer Stromdichte von 2 A/dm2,
einer Galvanisierdauer von 60 Minuten, einem pH-Wert von 4,2 und
einer Badtemperatur von 55°C
auf einem Einhängegestell
einer galvanischen Oberflächenbehandlung
mit Nickel unterzogen, wofür
eine Galvanisierlösung
verwendet wurde, die 240 g/l Nickelsulfat, 45 g/l Nickelchlorid,
eine angemessene Menge an Nickelkarbonat (mit eingestelltem pH-Wert)
und 30 g/l Borsäure
enthielt. Dadurch wurde auf der aus dem feinem Al-Pulver geformten
Metallschicht ein 16 μm
dicker galvanischer Überzug
gebildet.
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Beispiel 5
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Die
Probestücke,
die in Beispiel 1 erzeugt wurden und auf der gesamten Oberfläche die
Metallschicht aus feinem Cu-Pulver aufwiesen, wurden eine Minute
lang mit Ultraschall gereinigt und dann bei einer Beschichtungsdauer
von 30 Minuten und einer Badtemperatur von 60°C einer stromlosen Oberflächenbehandlung
mit Kupfer unterzogen, wofür eine
stromlose Kupferlösung
(THRUCUP ELC-SP, hergestellt von Uemura Industries, Co.) verwendet wurde.
Dadurch wurde auf der aus dem feinem Cu-Pulver geformten Metallschicht ein 2 μm dicker Überzug gebildet.
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Beispiel 6
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Die
Bearbeitung wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt, mit
Ausnahme dessen, dass die Epoxidharzwürfel mit 3 cm Seitenlänge durch
Polyvinylchloridharzwürfel
gleicher Größe ersetzt
wurden. Dadurch wurde auf der gesamten Oberfläche der Würfel gleichmäßig eine
Metallschicht aus feinem Cu-Pulver gebildet.
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Beispiel 7
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Die
Bearbeitung wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt, wobei
jedoch die Epoxidharzwürfel
mit 3 cm Seitenlänge
durch Acrylharzwürfel
gleicher Größe ersetzt
wurden. Dadurch wurde auf der gesamten Oberfläche der Würfel gleichmäßig eine
Metallschicht aus feinem Cu-Pulver gebildet.
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Beispiel 8
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Die
Bearbeitung wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt, wobei
jedoch die Epoxidharzwürfel
mit 3 cm Seitenlänge
durch gleich große
Würfel
aus Silikongummi ersetzt wurden. Dadurch wurde auf der gesamten
Oberfläche
der Würfel gleichmäßig eine
Metallschicht aus feinem Cu-Pulver gebildet.
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Beispiel 9
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Die
Bearbeitung wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt, wobei
jedoch die Epoxidharzwürfel
mit 3 cm Seitenlänge
durch gleich große
Würfel
aus Teflon ersetzt wurden. Dadurch wurde auf der gesamten Oberfläche der
Würfel
gleichmäßig eine
Metallschicht aus feinem Cu-Pulver gebildet.
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Beispiel 10
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Die
Bearbeitung wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 3 durchgeführt, mit
Ausnahme dessen, dass die Epoxidharzwürfel mit 3 cm Seitenlänge durch
Polyvinylchloridharzwürfel
gleicher Größe ersetzt
wurden. Dadurch wurde auf der gesamten Oberfläche der Würfel gleichmäßig eine
Metallschicht aus feinem Al-Pulver gebildet.
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Beispiel 11
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Die
Bearbeitung wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 3 durchgeführt, wobei
jedoch die Epoxidharzwürfel
mit 3 cm Seitenlänge
durch Acrylharzwürfel
gleicher Größe ersetzt
wurden. Dadurch wurde auf der gesamten Oberfläche der Würfel gleichmäßig eine
Metallschicht aus feinem Al-Pulver gebildet.
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Beispiel 12
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Die
Bearbeitung wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 3 durchgeführt, wobei
jedoch die Epoxidharzwürfel
mit 3 cm Seitenlänge
durch gleich große
Würfel
aus Silikongummi ersetzt wurden. Dadurch wurde auf der gesamten
Oberfläche
der Würfel gleichmäßig eine
Metallschicht aus feinem Al-Pulver gebildet.
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Beispiel 13
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Die
Bearbeitung wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 3 durchgeführt, wobei
jedoch die Epoxidharzwürfel
mit 3 cm Seitenlänge
durch gleich große
Würfel
aus Teflon© ersetzt
wurden. Dadurch wurde auf der gesamten Oberfläche der Würfel gleichmäßig eine
Metallschicht aus feinem Al-Pulver gebildet.
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Beispiel 14
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70
Volumenprozent eines Strontiumferritpulvers mit einer durchschnittlichen
Partikelgröße von 1,22 μm und 30
Volumenprozent eines Polyesterelastomers wurden in einem Henschelmischer
gemischt, und diese Mischung wurde dann in einem Doppelschneckenextruder
geformt, wodurch eine Verbundmagnet erzeugt wurde, der 10 mm mal
10 mm mal 100 mm groß war
und auf Oberfläche
im Wesentlichen das Polyesterelastomer aufwies. Die Oberfläche des
Verbundmagneten wurde unter Verwendung eines Schmirgelmittels mit
Korngröße 280 aufgeraut.
Anschließend
wurden 20 dieser aufgerauten Verbundmagneten (mit einem Schüttvolumen
von 0,2 Litern) und ein feines Cu-Pulver erzeugendes Material (mit
einem Schüttvolumen
von 2 Litern) in Form von kurzen stiftförmigen Stücken (erzeugt durch Schneiden
eines Drahts), die einen Durchmesser und eine Länge von 2 mm aufwiesen, in
die Behandlungskammer einer Trommel-Beschichtungsmaschine vom Schwingungstyp
geschüttet,
die ein Volumen von 2,8 Litern aufwies (so dass die Gesamtmenge
79 Volumenprozent des Innenvolumens der Behandlungskammer betrug),
wo sie bei einer Schwingungsfrequenz von 60 Hz und einer Schwingungsamplitude
von 1,5 mm 4 Stunden lang trocken behandelt wurden.
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Das
dadurch erzeugte feine Cu-Pulver enthielt Partikel, von denen die
kleinsten einen größeren Durchmesser
von maximal 0,1 μm
und die größten einen
größeren Durchmesser
von etwa 5 μm
aufwiesen.
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Die
Oberfläche
der Verbundmagneten wurde mit einem optischen Mikroskop (mit 100-facher
Vergrößerung)
betrachtet, wobei sich zeigte, dass auf der gesamten Oberfläche der
Verbundmagneten gleichmäßig eine
Metallschicht aus dem feinen Cu-Pulver
gebildet wurde.
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Beispiel 15
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Die
Verbundmagneten, die in Beispiel 14 erzeugt wurden und auf der gesamten
Oberfläche
die Metallschicht aus feinem Cu-Pulver aufwiesen, wurden unter den
gleichen Bedingungen wie in Beispiel 2 einer galvanischen Oberflächenbehandlung
mit Nickel unterzogen. Dadurch wurde auf der aus dem feinem Cu-Pulver
geformten Metallschicht ein 13 μm
dicker galvanischer Überzug
gebildet.
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Die
Metallschicht aus feinem Cu-Pulver, die auf diese Weise auf der
gesamten Oberfläche
des Verbundmagneten, an dessen Oberfläche sich im Wesentlichen das
Polyesterelastomer befindet, gebildet ist, eignet sich als Grundschicht
für eine
galvanische Oberflächenbehandlung
des Verbundmagneten. Durch Bildung eines galvanischen Überzugs
auf der Oberfläche
der Metallschicht wird die mechanische Festigkeit des Magneten erhöht, was
Risse und Brüche
des Magneten und somit die Entstehung eines feinen magnetischen
Pulvers verhindert.
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Beispiel 16
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65
Volumenprozent MQP-B (Handelsbezeichnung, Produkt von MQI, Co.),
das durch Pulverisierung eines rapide verfestigten dünnen Streifens einer
Legierung auf R-Fe-B-Basis
hergestellt wird, und 35 Volumenprozent Nylon-12 wurden in einem Henschelmischer
gemischt, und diese Mischung wurde dann in einer Spritzgussmaschine
geformt, wodurch ein Verbundmagnet erzeugt wurde, der 10 mm mal
10 mm mal 10 mm groß war
und auf Oberfläche
im Wesentlichen das Nylon-12 aufwies. Die Oberfläche des Verbundmagneten wurde
unter Verwendung eines Schmirgelmittels mit Korngröße 280 aufgeraut.
Anschließend
wurden 100 dieser aufgerauten Verbundmagneten (mit einem Schüttvolumen von
0,1 Litern) und ein feines Cu-Pulver erzeugendes Material (mit einem
Schüttvolumen
von 2 Litern) in Form von kurzen stiftförmigen Stücken (erzeugt durch Schneiden
eines Drahts), die einen Durchmesser und eine Länge von 2 mm aufwiesen, in
die Behandlungskammer einer Trommel-Beschichtungsmaschine vom Schwingungstyp
geschüttet,
die ein Volumen von 2,8 Litern aufwies (so dass die Gesamtmenge
75 Volumenprozent des Innenvolumens der Behandlungskammer betrug),
wo sie bei einer Schwingungsfrequenz von 60 Hz und einer Schwingungsamplitude
von 1,5 mm 4 Stunden lang trocken behandelt wurden.
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Das
dadurch erzeugte feine Cu-Pulver enthielt Partikel, von denen die
kleinsten einen größeren Durchmesser
von maximal 0,1 μm
und die größten einen
größeren Durchmesser
von etwa 5 μm
aufwiesen.
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Die
Oberfläche
der Verbundmagneten wurde mit einem optischen Mikroskop (mit 100-facher
Vergrößerung)
betrachtet, wobei sich zeigte, dass auf der gesamten Oberfläche des
Verbundmagneten gleichmäßig eine
Metallschicht aus dem feinen Cu-Pulver
gebildet wurde.
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Beispiel 17
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Die
Verbundmagneten, die in Beispiel 16 erzeugt wurden und auf der gesamten
Oberfläche
die Metallschicht aus feinem Cu-Pulver aufwiesen, wurden unter den
gleichen Bedingungen wie in Beispiel 2 einer galvanischen Oberflächenbehandlung
mit Nickel unterzogen. Dadurch wurde auf der aus dem feinem Cu-Pulver
geformten Metallschicht ein 14 μm
dicker galvanischer Überzug
gebildet.
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Die
Metallschicht aus feinem Cu-Pulver, die auf diese Weise auf der
gesamten Oberfläche
des Verbundmagneten, an dessen Oberfläche sich im Wesentlichen das
Nylon-12 befindet, gebildet ist, eignet sich als Grundschicht für eine galvanische
Oberflächenbehandlung
des Verbundmagneten. Durch Bildung eines galvanischen Überzugs
auf der Oberfläche
der Metallschicht wird die Wetterbeständigkeit und mechanische Festigkeit
des Magneten erhöht, was
Risse und Brüche
des Magneten verhindert.
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Beispiel 18
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Die
Bearbeitung wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt, wobei
jedoch die Epoxidharzwürfel
mit 3 cm Seitenlänge
durch gleich große
Würfel
aus FK (faserverstärktem
Kunststoff), ersetzt wurden. Dadurch wurde auf der gesamten Oberfläche der
Würfel
gleichmäßig eine
Metallschicht aus feinem Cu-Pulver gebildet.
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Beispiel 19
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Für die folgende
Bearbeitung wurde als Probestück
ein Epoxidharzwürfel
mit 3 cm Seitenlänge verwendet.
Zuerst wurde die Oberfläche
des Probestücks
aufgeraut, wofür
ein Schmirgelmittel mit Korngröße 280 benutzt
wurde. Dann wurden zehn der aufgerauten Probestücke (mit einem Schüttvolumen
von 0,27 Litern) und ein feines Ni-Pulver erzeugendes Material (mit
einem Schüttvolumen
von 2 Litern) in Form von kurzen stiftförmigen Stücken (erzeugt durch Schneiden
eines Drahts), die einen Durchmesser und eine Länge von 2 mm aufwiesen, in
die Behandlungskammer einer Trommel-Beschichtungsmaschine vom Schwingungstyp
geschüttet,
die ein Volumen von 2,8 Litern aufwies (so dass die Gesamtmenge
81 Volumenprozent des Innenvolumens der Behandlungskammer betrug),
wo sie bei einer Schwingungsfrequenz von 60 Hz und einer Schwingungsamplitude
von 1,5 mm 4 Stunden lang trocken behandelt wurden.
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Das
dadurch erzeugte feine Ni-Pulver enthielt Partikel, von denen die
kleinsten einen größeren Durchmesser
von maximal 0,1 μm
und die größten einen
größeren Durchmesser
von etwa 5 μm
aufwiesen.
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Die
Oberfläche
der behandelten Probestücke
wurde mit einem optischen Mikroskop (mit 100-facher Vergrößerung)
betrachtet, wobei sich zeigte, dass auf der gesamten Oberfläche des
Probestücks
gleichmäßig eine
Metallschicht aus dem feinen Ni-Pulver gebildet wurde.
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Beispiel 20
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Die
Probestücke,
die in Beispiel 19 erzeugt wurden und auf der gesamten Oberfläche die
Metallschicht aus feinem Ni-Pulver aufwiesen, wurden eine Minute
lang mit Ultraschall gereinigt und dann bei einer Beschichtungsdauer
von 30 Minuten und einer Badtemperatur von 90°C einer stromlosen Oberflächenbehandlung
mit Nickel unterzogen, wofür
eine stromlose Nickellösung
(NIMUDEN SX, hergestellt von Uemura Industries, Co.) verwendet wurde.
Dadurch wurde auf der aus dem feinem Ni-Pulver geformten Metallschicht ein 4 μm dicker Überzug gebildet.
Dann wurden diese Probestücke
unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 2 einer galvanischen
Oberflächenbehandlung
mit Nickel unterzogen, wodurch auf ihnen ein 15 μm dicker galvanischer Überzug gebildet
wurde.