DE710696C - Verfahren zur Herstellung von Spiegeln durch UEberziehen von Gebilden aus Acrylharzen mit duennen Metallschichten - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von Spiegeln durch überziehen von Gebilden aus Acrylharzen mit dünnen Metallschichten 31e Erfindung' bezieht sich auf die Versilberung der Oberfläche von Gebilden aus wasserunlöslichen Acrylharzen, insbesondere aus polymeren a-Methacrylaten. Sie umfaßt die Erzeugung von spiegelnden Gebilden auf Platten, Filmen oder anderen Gegenständen aus durchsichtigen, festen polymerisierten Methacrylaten. Insbesondere b@efaßt sie sich mit der Bildung von glänzenden, zusammenhängenden Silberfilmen auf solchen Gegenständen.
• Wenn die Verfahrensweisen, die zur Herstellung von versilbertem Glas bisher ent-Wickelt wurden, auf die Bildung von Spiegeln auf Methacrylharzen angewendet werden, können glänzende, zusammenhängende und gut anhaftende Niederschläge von Silber bisher nicht erhalten werden. Abänderungen in der Zusammensetzung der Versilberungslösungen allein hatten keinen Erfolg. Auch Verbesserung der Reinigüngsmetho,den für die zu Überziehenden Gegenstände führte nicht zum Ziel.
• Es wurde gefunden, daß spiegelnde Flächen auf Gegenstände jener Art dadurch gebildet werden können, idaß man ihre Oberfläche während einer verhältnismäßig langen Zeit mit ,einer stark alkalischen Lösung behandelt und hierauf besondere Verfahrensachritbe folgen läßt, um einen kolloidalen Silberfilm auf der Oberfläche :des Polymethacrylats zu erzeugen.
• Spiegel auf der beschriebenen Grundlage werden bevorzugt, wenn @es gilt, die Bruch- Befahr von gewöhnlichem Glas zu vermeiden. Solche Spiegel sind auch von besdnderem Wert, wenn geringes Gewicht des Spiegels verlangt wird. Die betreffenden Spiegel können auch verwendet werden als bruchsichere Reflektorspiegel für Dekorationszwecke, als Frisierspiegel usw., ferner als Spiegel für Kraftfahrzeuge, insbesondere Luftfahrzeuge, für Eisenbahnwagen, als Landstraßenspiegel, als Spiegel in Türen oder für Instrumente, insbesondere für Operationsinstrumente u. dgl.
• In Ausübung der Erfindung können Gebilde aus Polymethacrylaten, die versilbert werden sollen, zunächst mit der Lösung eines Reinigungsmittels behandelt werden. Hierauf werden sie für 12 biss 48 Stunden bei Zimmertemperatur mit einer Lösung behandelt, die 3oo bis 5oo Teile eines Alkalihydroxyds auf i ooo Teile Wasser enthält. Das Gebilde wird dann mit Wasser abgespült, worauf man es in einen Versilberungsbehälter bringt, in dem es mit der Versilberungslösung bedeckt wird. Der Behälter wird einer leichten Bewegung unterworfen, z. B. durch Schaukeln, bis die Lösung im wesentlichen farblos geworden ist. Die überstehende Flüssigkeit wird alsdann abgegossen und der Gegenstand mit reinem oder destilliertem Wasser mehrmals abgespült, worauf man eine zweite Versilberungslösung zur Einwirkung bringt. Wenn auch diese Lösung ihr Silber niedergeschlagen hat, wird sie ,entfernt und der Gegenstand wiederum gespült. Er wird alsdann vorsichtig mit Watte gereinigt, während Wasser über seine Oberfläche fließt. Nach einem letzten Abspülen mit destilliertem Wasser wird eine weitere Versilberung vorgenommen und dies wiederholt, wenn es gewünscht wird. Gewöhnlich genügen jedoch drei Behandlungen der beschriebenen Art, um einen guten Spiegel zu erhalten, wenn die nachstehend angegebenen Konzentrationen der zu verwendenden Lösungen benutzt werden. Wenn niedrigere Konzentrationen zur Anwendung gelangen, muß die Zahl der Behandlungen erhöht werden. Umgekehrt gestattet die Anwendung höherer Konzentrationen die Herabsetzung der Zahl der vorzunehmenden Behandlungen. Nach dem letzten Waschen werden die Gegenstände bei Temperaturen von nicht über 35' C mehrere Tage getrocknet. Die versilberte Oberfläche kann alsdann mit einem geeigneten Schutzüberzug versehen werden. Wenn auf der Vorderseite .des 'Spiegels sich unbeabsichtigterweise ebenfalls Silber niedergeschlagen hat, kann dasselbe mit einer Lösung von gleichen Teilen chemisch reiner Salpetersäure und Wasser gereinigt werden, worauf man spült. Vor der letzten Reinigung kann man mit einer Lösung eines synthetischen Waschmittels, z. B. eines Alkoholsulfonates, behandeln und dieselbe alsdann mit Leitungswasser und hierauf mit destilliertem Wasser abspülen, worauf man das Wasser verdampfen läßt.
• Es sind somit folgende Behandlungsflüssigkeiten zur Herstellung von Spiegeln auf Polymethacrylatgrundlage erforderlich: i. eine Silberlösung, 2. eine reduzierende Lösung, 3. eine Salpetersäurelösung, eine Waschflüssigkeit.
• Zur Vorbereitung der Spiegeloberfläche sind starke Lösungen von Natrium- oder Kaliumhydroxyderforderlich.
• Vorzugsweise löst man 35o Teile eines Alkalihydroxyds in i ooo Teilen destilliertem Wasser. Die Lösung muß hergestellt und aufbewahrt werden in Behältern, welche die Hydroxydlösung nicht beeinflussen. Berührung mit Eisen oder Eisensalzen muß ver-,mieden werden. Die Lösung kann gebraucht oder aufbewahrt werden, solange sie nicht trübe wird. Als Behälter für die Behandlung der Polymethacrylatgebilde mit den verschiedenen Lösungen kommen solche aus keramischen Massen, Glas und Nickel in Frage. Der Behälter soll von genügender Größe sein, um Untertauchen des Gegenstandes sowie Abspülen desselben zwecks Entfernung von Blasen zu gestatten. Die aus Polymethacrylat bestehenden Gegenstände werden,durch irgendwelche geeigneten Vorrichtungen untergetaucht. Mit den vorzugsweise erwähnten Konzentrationen von Alkalihydroxyden werden bei 18 bis 24 Stunden Untertauchzeit günstige Ergebnisse erhalten. Man kann auch für längere Zeit untertauchen, jedoch besteht hierbei die Gefahr der Wasserabsorption durch das Polymere. Innerhalb eines Bereiches von etwa 3oo bis 500 g Natriumhydroxyd im Liter sind längere Arbeitszeiten als ¢8 Stunden unnötig. Die beste Temperatur zur Behandlung liegt bei Zimmertemperatur, jedoch können auch wärmere Lösungen benutzt werden. Auch sie wirken schneller, vermehren. aber auch die Gefahr der Wasseraufnahme.
• Während der Behandlung mit starkem Alkali verändert sich die Oberfläche des polymerisierten Materials. Es ist nicht bekannt, ob diese Änderung rein physikalisch oderchemisch oder beides ist. Es kann sein, daß bei der Oberflächenbehandlung Metallionen durch das Polymerisat aufgenommen werden oder daß eine - Hydratbildung. eintritt. Auf jeden Fall ermöglicht die erfindungsgemäße Behandlung die Herstellung von Silberspiegeln mit Hilfe von Polymerisationsprodukten in einer Beschaffenheit, wie sie bis heute noch nicht hergestellt werden konnten.
• Die Versilberungslöstmg kann vorzugsweise aus folgenden drei Lösungen hergestellt werden: r. Lösung -vorn so.o Teilen Silbernitrat in ivoo Teilen destilliertem Wasser, 2. Lösung. von i oo Teilen reinsten Natriumhydroxyds in ioooTeilen destilliertem Wasser, 3. Lösung,von 4oo Raumteilen seiner chemisch -reinen 2ß %igen Ammcniumhydroxydlösung in Goa Raumteilen destilliertem Wasser. -Eine vorzugsweise zu verwendende Versilberungslösung kann. hergestellt werden,-indem man zuerst 5o Teile der Lösung 2 mit ¢o Teilen- der Lösung 3 mischt und hierzu i 25o Teile :destilliertes Wasser gibt. Zu dieser verdünnten alkalischen Lösung werden annähernd i 5o Teile der Lösung i unter Rühren hinzugefügt. Die richtige Menge des Zusatzes an Lösung i liegt vor, sobald reine klare Lösung tentstanden ist, die nur reine ganz geringe Mengte reines hellbraunen Niederschlages aufweist. Wenn. ein dauernd schwatz bleibender Niederschlag entsteht, ist die Lösung :wertlos und muß weggegossen werden. Wenn ein ständiger hellbrauner Niederschlag gebildet wird, bevor die Menge der hinzugefügten Silberlösung- i 5o Teile beträgt, ist es ratsam, i bis 2 Teile der Lösung 3 hinzuzufügen und mit dem Zusatz der Silberlösung fortzufahren, bis-schrein hellbrauner Niederschlag ergibt. In diesem besonderen Falle sollen nicht- mehr als 17o Teile der Lösung i zur Verwendung kommen.' Die Versilberungslösung soll immer frisch hergestellt und nicht - von einem zum anderen Tag aufbewahrt werden. Man kann aber auf einmal eine Menge -herstellen, die für drei oder mehr aufeinanderfolgende Versilberüngsbehandlumgen geeignet ist, wenn man einen genügend dicken und lückenlosen Spiegelbelag erhalten will. Die Zusammensetzung der Versilberungslösungen nach rdem vorliegenden Verfahren sind in b,ezug auf Silber etwas gelialtreicher als die Lösungen zum Versilbern von Glas nach dem Brashear-Verfahren, während der Betrag an Alkali ungefähr der gleiche ist. Beim Versilbern von Gebilden aus Polymethacryla.t können ,die Silberlösungen io bis 309 Silbernitrat und 3,3 bis 5 g Na.triumhydroxyd im Liter enthalten, wozu Ammoniak in reiner zur Reaktion mit,den Silberionen ausreichenden Mengen kommt. Lösungen niederer -Konzentrationen sind aus Gründen der Wirtschaftlichkeit vorzunehmen, außerdem kann hierdurch eine bessere Gleichmäßigkeit erzielt und Bildung von kleinen Löchern in der Schicht vermieden werden. Noch niedrigere Silberkonzentrationen zu verwenden ist unwirtschaftlich, weil alsdann mehr einzelne Versilberungsbehandlungen vorgenommen werden müssen.
• Zur Bildeng des Spiegels ist noch reine reduzierende Lösung nötig. Brauchbarre Lösungen. können unter Verwendung von Zuckerarten hergestellt werden, z. B. nach folgender Vorschrift: 9o g Rohrzucker, q: ccm Salpetersäure, .chemisch rein, r 7 5 ccm Athylaikohol, Auffüllen mit destilliertem Wasser bis zu i l..
• Der Zucker wird in etwa 500 ccm :destilliertem Wasser aufgelöst; darauf setzt man die Salpetersäure unter Rühren zu. Alsdann. wird der Alkohol zugesetzt und schließlich mit destilliertem Wasser auf 11 aufgefüllt. Diese Lösung läßt man mindestens i Woche stehen, bevor man sie benutzt. .
• Die Versilberung von Gebilden aus .Polymethacrylaten kann wie folgt vorgenommen werden : Das Gebilde wird zunächst gereinigt und die Oberfläche mit @ der erwähnten Hydroxydlösung behandelt. Alsdann werden 2o Teile der Versilberungslösung und i Teil der gei--eiften Reduzierungslösung miteinander gemischt und übler die zu versilbernde Oberfläche gegossen.
• Die Verhältnisse zwischen der Versilberungslösung und der Reduzierlösung werden natürlich :entsprechend der jeweiligen Versilberungslösung geändert. Für niedrigere Silberkonzentrationen werden 6o ccm der Reduzierungslösung mit iooo ccm der erwähnten Versilberungslösung gemischt; für höher konzentrierte Lösungen werden i 2o ccm der Reduzierungslösung gemischt mit i ooo ccm der Versilberungslösung. Diese Mischungen werden unmittelbar vor jeder Versilberungsbehandlung hergestellt. _ Sie werden bei: Zimmertemperatur benutzt.
• Bei Ausübung des Verfahrens muß dafür gesorgt werden, daß alle Apparate. und Behälter rein sind. Die Gebilde aus Polyinethacrylaten müssen .ebenfalls rein sein und sollen sowenig wie möglich angefaßt werden, möglichst mit Gummihandschuhen. Platten sollen nur an den Rändern angefaßt werden. Die mit dem Spiegelbelag versehene Oberfläche soll während der ganzen Versilberungszeit naß gehalten werden. Es soll Wert darauf gelegt werden, daß unter nahezu staubfreien Bedingungen ,gearbeitet wird. Platten oder ähnliche Gebilde aus Polym@ethacrylat sollen durch reines Seidenpapier geschützt werden. Diese und andere Vorsichtsmaßregeln tragen dazu bei, glänzende, zusammenhängende, gut anhaftende Spiegelbeläge zur erzeugen.-Obgleich es nicht unbedingt notwendig ist, i ist es doch empfehlenswert, den Silberfilm durch reinen passenden Überzug zu schützen. Farbanstriche und auch überzüge von anderen Metallen wurden in dieser Hinsicht für nützlich befunden. Die zu benutzenden An- i strichmittel dürfen Polymethacrylate nicht lösen. Es ist empfehlenswert, als Pigmente für solche Anstriche Aluminiumpulver oder ein schwach graues Pigment zu verwenden. . Die Antrichmittel können durch Sprühverfahren aufgetragen werden, wodurch Kratzer vermieden werden können. Man kann dieselben aber auch mit ,einem weichen Haarpinsel auftragen. Nachdem der Anstrich getrocknet ist, wird der behandelte Gegenstand durch Einhüllen in Seidenpapier bis zum Gebrauch geschützt.
• Polymethacrylharze,,dienach,dem erfindungs,. gemäßen Verfahren benutzt werden können, sind erhältlich durch Polymerisation von z. B. Methyl-a-Methacrylat, Äthyl-a-ITethacrylat, Propyl-a-Methacrylat, tertiärem Butyl-a-Methacrylat, wobei die genannten Monomeren für sich oder in Mischung miteinander oder mit anderen Stoffen verwendet werden können. Mischpolymerisate können z. B. durch Polymerisieren von Methacrylaten in Gegenwart von Acrylaten, z. B. von Äthylacrylat, oder mit anderen verträglichen Stoffen, wie z. B. Styrol, hergestellt werden. Die festen Gebilde können ,durch Gießen oder Verformen hergestellt werden.
• Selbstverständlich können auch andere Versilberungsverfahren zur Erzeugung spiegelnder Beläge auf Gebilden aus Methacrylharzen verwendet werden. Die Erfindung ist nicht auf das genaue Einhalten der vorstehend beschriebenen Verfahrensmaßnahmen der Versilberung beschränkt. Wesentlich ist aber, daß die Oberfläche des zu versilbernden Gebildes in geeigneter Weise vorbehandelt wird, um ein sicheres Haften des erzeugten Silberniederschlages zu gewährleisten. Es ist schon bekannt, die Oberflächen von Gegenständen aus in. Wasser quellbaren Stoffen, wie Leim; Gelatine, Eiweiß, Kondensationsprodukten usw., durch Behandlung mit der wäßrigen Lösung eines Quellmittels zur Aufnahme eines Metallüberzugs vorzubereiten. Die nach dem vorliegenden Verfahren zu überziehenden @ Gegenstände aus Acrylharzen sind jedoch in der als Behandlungsmittel dienenden Natronlauge nicht quellbar, so daß nicht >.u erwarten war, daß durch die beanspruchte Behandlung eine wesentliche Verbesserung der Haftfestigkeit an den betreffenden Oberflächen herbeigeführt werden kann.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: t . Verfahren zur Herstellung von mit einer dünnen Metallschicht überzogenen Gebilden aus Acrylharzen, insbesondere aus Polymethacrylaten, wie z. B. Polymethylmethacrylat, dadurch gekennzeichnet, daß die zu überziehende Oberfläche vor Erzeugung der Metallschicht mit einer Alkalihydroxydlösung, z. B. .einer Natriumhydroxydlösung von 3o bis 5oojo. behandelt wird. a. Verfahren zur Herstellung von Silberspiegeln nach Anspruch t, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Alkalihydroxydlösung behandelte Oberfläche nach dem Spülen mit einer Mischung einer Silberlösung und :einer Reduzierlösung behandelt wird, wobei man die Behandlung gegebenenfalls so oft wiederholt, bis ein genügend dicker, lückenfreier überzug vorliegt. -