EP2331729A1 - Sanitärgegenstand - Google Patents

Sanitärgegenstand

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Publication number
EP2331729A1
EP2331729A1 EP09778326A EP09778326A EP2331729A1 EP 2331729 A1 EP2331729 A1 EP 2331729A1 EP 09778326 A EP09778326 A EP 09778326A EP 09778326 A EP09778326 A EP 09778326A EP 2331729 A1 EP2331729 A1 EP 2331729A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
layer
carbon
substrate
composite body
chromium
Prior art date
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Ceased
Application number
EP09778326A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Axel Rost
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Grohe AG
Original Assignee
Grohe AG
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Publication date
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Publication of EP2331729A1 publication Critical patent/EP2331729A1/de
Ceased legal-status Critical Current

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    • C23C16/27—Diamond only
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C23C28/34—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer including at least one inorganic non-metallic material layer, e.g. metal carbide, nitride, boride, silicide layer and their mixtures, enamels, phosphates and sulphates
    • C23C28/347—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer including at least one inorganic non-metallic material layer, e.g. metal carbide, nitride, boride, silicide layer and their mixtures, enamels, phosphates and sulphates with layers adapted for cutting tools or wear applications
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    • Y10T428/12625—Free carbon containing component
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    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/30—Self-sustaining carbon mass or layer with impregnant or other layer

Definitions

  • the invention relates to a sanitary object with a composite body according to the preamble of patent claim 1 and a method for the production thereof according to claim 8.
  • the invention relates to composites and coatings of commodities such as sanitary fittings and installation products, showerheads, spouts or rosettes and cover plates, which must be resistant to corrosion, friction and chemical stress on the one hand and on the other hand should have a decorative surface with a predetermined color.
  • commodities such as sanitary fittings and installation products, showerheads, spouts or rosettes and cover plates
  • Numerous methods for applying decorative layers are known from the prior art.
  • methods such as PVD (Physical Vapor Deposition), CVD (Chemical Vapor Deposition) and painting methods and combinations thereof are known, by means of which layers with certain colors can be deposited on the objects.
  • PVD physical methods
  • arc arc
  • sputtering electron beam evaporation or laser beam evaporation method hard material and wear protection layers
  • wear protection layers for the compensation of surfaces and, for example, for the production of cutting tools.
  • the properties of the layers are determined by the deposition technology and the process control. Furthermore, the layer properties are defined by the chemical composition. Especially by the are and sputter technology most different layer structures and compositions can be achieved due to the possible target compositions and choice of reaction gases.
  • EP 1 033 416 A1 it is known, for example, to produce on a substrate at least one anticorrosion layer and an outer layer of zirconium, nitrogen, carbon and / or hafnium by means of PVD coating, wherein the outer layer forms a passive layer under the action of air or water ,
  • US Pat. No. 5,543,210 A discloses a ceramic substrate with a diamond layer and a cover layer of chromium carbide, chromium nitride or chromium carbonitride for the production of cutting tools.
  • the invention has for its object to provide a method by which a coating with low wear, but relatively high hardness can be produced on almost any sanitary objects, as well as sanitary articles with such a coating to provide.
  • the invention provides a sanitary article comprising a composite body of a substrate and a coating, wherein the substrate is made of plastic or metal, in particular brass, aluminum, zinc or stainless steel, and the coating of a layer of carbon and a cover layer by means of a PVD Process is produced on the carbon layer, consists.
  • Coating is understood to mean the application of a firmly adhering layer of shapeless material to a workpiece.
  • Layer and substrate form a composite of different materials.
  • the layer performs the contact function, such as protection against chemical or corrosive attack and against Tribobe retailung, influences the rubbing behavior or optical or decorative purposes, while the substrate assumes the supporting function, its properties of the specific stress can be adjusted regardless of the contact behavior.
  • the arrangement of the carbon layer and subsequent PVD cover layer on the surface of the composite body results in greater hardnesses than could have been achieved by applying the PVD cover layer alone.
  • the hardness values represent a direct comparative measure for the abrasive wear resistance of a material or body. It is clear that the wear resistance of the composite body is increased by the application of the carbon layer, despite its arrangement below the PVD cover layer, which serves as a decorative surface layer.
  • the carbon layer is provided as amorphous carbon with any sp 2 -sp 3 hybridization ratios.
  • the term "diamond-like carbon” or “DLC” (diamond like coating or diamond like carbon) is used.
  • the composite body of the sanitary article is provided with a cover layer as a hard material layer of titanium, tantalum, molybdenum and tungsten or a compound of titanium, tantalum, molybdenum and tungsten with carbon, nitrogen, boron or silicon or combinations thereof.
  • the cover layer (6) can also be made of zirconium, chromium, hafnium, vanadium or niobium or a compound of zirconium, chromium, Hafnium, vanadium or niobium with carbon, nitrogen, boron or silicon or combinations thereof may be provided.
  • a development of the invention provides that a metallic layer or layer sequence is arranged as intermediate layer between substrate and carbon layer.
  • the metallic layer on the substrate for example, copper or nickel is provided.
  • the layer sequence is essentially dependent on the type of substrate.
  • Another metallic layer may be nickel or / and chromium.
  • galvanic layer sequences of copper, nickel and, subsequently, chrome are also possible.
  • the intermediate layers consist of a first layer of nickel and a subsequent layer of chromium.
  • a substrate made of aluminum first a copper layer, then a nickel layer and finally a chromium layer are arranged.
  • the layer thicknesses can vary. Since the first layer also serves to level the surface structure of the substrate, it has at least a layer thickness of 15 ⁇ m.
  • the subsequent layers of copper or nickel are also provided with a layer thickness of at least 10 microns.
  • the desired surface finish is already influenced by the choice of nickel, depending on whether a bright nickel or matt nickel layer is arranged.
  • the final decorative cover layer has at least a layer thickness of 0.2 ⁇ m.
  • the invention provides a method for producing composite bodies by applying a firmly adhering layer to substrates made of plastic or metal, in particular stainless steel, brass, aluminum or zinc, in which a layer of carbon on the substrate by means of chemical vapor deposition (CVD) and On the carbon layer, a cover layer is deposited by means of physical vapor deposition (PVD).
  • CVD chemical vapor deposition
  • PVD physical vapor deposition
  • the carbon layer is deposited by one of the following conventional methods: direct ion beam deposition, double ion deposition, glow discharge, RF plasma, DC plasma or microwave plasma deposition from a carbon-containing gas or a carbon-containing vapor also containing hydrogen, nitrogen-containing gases , Oxygen-containing gases and / or inert gas may be mixed.
  • direct ion beam deposition double ion deposition, glow discharge, RF plasma, DC plasma or microwave plasma deposition from a carbon-containing gas or a carbon-containing vapor also containing hydrogen, nitrogen-containing gases , Oxygen-containing gases and / or inert gas may be mixed.
  • methods such as electron beam evaporation, ion-assisted evaporation, ion beam sputtering or ion-assisted sputtering from a solid carbon target or combinations of the mentioned methods are possible.
  • a development of the invention provides that at least one metallic layer is applied to the substrate before the carbon layer is applied. These can be applied by means of a wet-chemical or galvanic process.
  • the coating is particularly suitable for items subject to frequent chemical stress or friction or a combination of both loads. Therefore, it is advantageous to produce sanitary items such as sanitary fittings and parts thereof, installation elements, showers, spouts, escutcheons, cover plates, pressure plates and / or actuators according to the erfindugnsdorfen method.
  • Figure 1 shows a cross section through the layer structure of an article according to the invention
  • FIG. 2 shows a cross section through the layer structure of a second article according to the invention
  • FIG. 3 shows a cross section through the layer structure of a third article according to the invention
  • FIG. 4 shows a cross section through the layer structure of a fourth article according to the invention.
  • FIG. 5 shows a cross section through the layer structure of a fifth article according to the invention.
  • the article shown in Figure 1 comprises a base material Ia of aluminum.
  • a copper layer 2 with a layer thickness of preferably 20 ⁇ m was then deposited in a galvanic process.
  • a nickel layer 3 was deposited with a layer thickness of preferably 15 microns.
  • a chromium layer 4 was applied with a thickness of preferably 0.3 microns.
  • a diamond-like or amorphous carbon layer (DLC) 5 was deposited in the CVD process with a layer thickness of preferably 1 ⁇ m.
  • the carbon layer has a largely flat structure.
  • the hardness of this layer which was deposited by means of hexane as the reaction gas, is approximately 3000 Vickers hardness (HV).
  • the layer thickness of a PVD layer 6 in this case is preferably 0.2 ⁇ m.
  • a value could be measured that was significantly higher than the hardness of the PVD layer 6 alone.
  • the increase in the hardness value from the combination of the layers 5 and 6 compared to the PVD layer 6 taken by itself was about 30 percent.
  • the article shown in Figure 2 has a base material Ib of brass.
  • a nickel layer 3 with a layer thickness of preferably 15 .mu.m and then a chromium layer 4 with a thickness of preferably 0.3 .mu.m was deposited in a galvanic process.
  • a diamond-like or amorphous carbon layer 5 was applied in the CVD process with a layer thickness of preferably 1 ⁇ m and finally a cover layer 6 with a layer thickness of preferably 0.2 ⁇ m.
  • the article shown in Figure 3 has a base material Ic made of plastic, preferably ABS.
  • a copper layer 2 with a layer thickness of preferably 20 ⁇ m was subsequently deposited in a galvanic process.
  • a nickel layer 3 having a layer thickness of preferably 15 .mu.m and then a chromium layer 4 having a thickness of preferably 0.3 to 0.4 .mu.m was applied.
  • the following carbon and cover layer corresponds to the structure of the layers 5 and 6 of the composite body of Figure 1 and Figure 2.
  • the article shown in FIG. 4 has a base material Id made of die-cast zinc.
  • a copper layer 2 with a layer thickness of preferably 20 ⁇ m was deposited in a galvanic process.
  • a nickel layer 3 having a layer thickness of preferably 20 ⁇ m and a chromium layer 4 having a thickness of preferably 0.3 to 0.4 ⁇ m were applied.
  • the following carbon and cover layer corresponds to the structure of the layers 5 and 6 of the composite body of Figures 1 to 3.
  • the article shown in Figure 5 has a base material Ie made of stainless steel.
  • a diamond-like or amorphous carbon layer 5 was deposited in the CVD process with a layer thickness of preferably 1 ⁇ m.
  • the final surface layer in turn consists of a chromium layer or hard material layer with a layer thickness of preferably 0.2 .mu.m, which was produced by PVD process.

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Abstract

Bei einem Verfahren zur Herstellung von Verbundkörpern durch Aufbringen einer fest haftenden Schicht auf Substraten aus Kunststoff (1c) oder Metall, insbesondere Edelstahl (1e), Messing (1b), Aluminium (1a) oder Zink (1d) ist vorgesehen, dass auf dem Substrat eine Schicht aus Kohlenstoff (5) mittels chemischer Gasphasenabscheidung (CVD) und auf der Kohlenstoffschicht (5) eine Hartstoffschicht (6) mittels physikalischer Gasphasenabscheidung (PVD) abgeschieden wird.

Description

Sanitärgegenstand
Die Erfindung betrifft einen Sanitärgegenstand mit einem Verbundkörper gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie ein Verfahren zu deren Herstellung gemäß Patentanspruch 8.
Die Erfindung betrifft Verbundkörper und Beschichtungen von Gebrauchsgegenständen wie beispielsweise Sanitärarmaturen und Installationsprodukte, Brauseköpfe, Ausläufe oder Rosetten und Abdeckplatten, die zum einen resistent gegenüber Korrosion, Reibung und chemischer Beanspruchung sein müssen und andererseits eine dekorative Oberfläche mit vorbestimmter Farbgebung aufweisen sollen. Aus dem Stand der Technik sind zahlreiche Verfahren zum Aufbringen dekorativer Schichten bekannt. Neben nasschemischen Verfahren wie galvanischen Prozessen sind Verfahren wie PVD (Physical Vapor deposition), CVD (Chemical Vapor Deposition) und Lackierverfahren sowie deren Kombinationen bekannt, mittels derer Schichten mit bestimmten Farbgebungen auf den Gegenständen abgeschieden werden können. Weiterhin ist es bekannt, mittels der Physikalischen Methoden (PVD) wie Arc- (Lichtbogen-), Sputter-, Elektronenstrahlverdampfungs- oder Laserstrahlverdampfungsverfahren Hartstoff- und Verschleißschutzschichten zur Vergütung von Oberflächen und beispielsweise zur Herstellung von Spanabhebenden Werkzeugen zu verwenden. Die Eigenschaften der Schichten werden durch die Abscheidetechnologie und die Prozessführung bestimmt. Weiterhin werden die Schichteigenschaften durch die chemische Zusammensetzung definiert. Vor allem durch die Are- und Sputter-Technologie sind aufgrund der möglichen Target-Zusammensetzungen und Wahl der Reaktionsgase unterschiedlichste Schichtaufbauten und -Zusammensetzungen erzielbar. Aus der EP 1 033 416 Al ist es beispielsweise bekannt, auf einem Substrat wenigsten eine Korrosionsschutzschicht und eine äußere Schicht aus Zirkon, Stickstoff, Kohlenstoff und/oder Hafnium mittels PVD-Beschichtung herzustellen, wobei die äußere Schicht unter Luft- oder Wassereinwirkung eine Passivschicht bildet.
Weiterhin ist es aus der DE 100 05 614 Al bekannt, einen Gegenstand mit bestimmten Schichtabfolgen mittels PVD-Technik herzustellen, wobei die Schichten abwechselnd aus Kohlenstoff und Karbid bestehen. Die Karbidschichten bestehen wiederum aus einem Karbid mindestens eines Elements in Form eines Metalls und/oder Silizium und/oder Bor. Die oberste Schicht der Schichtabfolge besteht dabei aus Kohlenstoff, der vorwiegend sp3-Bindungen und eine Schichtdicke von ca. 500 nm aufweist.
Aus der US 5 543 210 A ist ein keramisches Substrat mit einer Diamantschicht und einer Deckschicht aus Chromcarbid, Chromnitrid oder Chromcarbonitrid für die Herstellung von Zerspanungswerkzeugen bekannt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren vorzusehen, mit dem eine Beschichtung mit niedriger Abnutzung, jedoch relativ hoher Härte auf beinahe beliebigen Sanitärgegenständen erzeugt werden kann, sowie Sanitärgegenstände mit einer solchen Beschichtung bereitzustellen.
Die Aufgabe wird durch einen Sanitärgegenstand mit einem Verbundkörper mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und einem Verfahren zur Herstellung von Sanitärgegenständen gemäß Anspruch 8 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand von Unteransprüchen.
Mit der Erfindung wird ein Sanitärgegenstand mit einem Verbundkörper aus einem Substrat und einer Beschichtung bereitgestellt, wobei das Substrat aus Kunststoff oder Metall, insbesondere Messing, Aluminium, Zink oder Edelstahl, und die Beschichtung aus einer Schicht aus Kohlenstoff und einer Deckschicht, die mittels eines PVD-Verfahrens auf der Kohlenstoffschicht hergestellt wird, besteht. Unter Beschichten wird das Aufbringen einer fest haftenden Schicht aus formlosem Stoff auf ein Werkstück verstanden. Schicht und Substrat bilden einen Verbundkörper aus unterschiedlichen Stoffen. Die Schicht übernimmt die Kontaktfunktion, wie Schutz gegen chemischen oder korrosiven Angriff und gegen Tribobeanspruchung, beeinflusst das Reibverhalten oder dient optischen oder dekorativen Zwecken, während das Substrat die Tragfunktion übernimmt, wobei seine Eigenschaften der spezifischen Beanspruchung ohne Rücksicht auf das Kontaktverhalten angepasst werden können. Durch Aufbringen von Mehrfachschichten werden weitere Eigenschaftsvorteile erreicht. Im vorliegenden Fall werden durch die Anordnung von Kohlenstoffschicht und anschließender PVD-Deckschicht an der Oberfläche des Verbundkörpers größere Härten erzielt als durch Aufbringen der PVD-Deckschicht allein hätten erzeugt werden können. Die Härtewerte stellen ein direktes Vergleichsmaß für den abrasiven Verschleißwiderstand eines Werkstoffs oder Körpers dar. Daraus wird deutlich, dass die Verschleißfestigkeit des Verbundköpers durch das Aufbringen der Kohlenstoffschicht trotz ihrer Anordnung unterhalb der PVD-Deckschicht, die als dekorative Oberflächenschicht dient, erhöht wird.
Die Kohlenstoffschicht ist dabei als amorpher Kohlenstoff mit beliebigen sp2-sp3 Hybridisierungsverhältnissen vorgesehen. Für diese Schichten wird der Begriff „diamantähnlicher Kohlenstoff' oder „DLC" (Diamond like Coating oder Diamond like Carbon) verwendet.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Verbundkörper des Sanitärgegenstandes mit einer Deckschicht als Hartstoffschicht aus Titan, Tantal, Molybdän und Wolfram oder einer Verbindung aus Titan, Tantal, Molybdän und Wolfram mit Kohlenstoff, Stickstoff, Bor oder Silizium oder deren Kombinationen vorgesehen.
Alternativ dazu kann die Deckschicht (6) auch aus Zirkonium, Chrom, Hafnium, Vanadium oder Niob oder einer Verbindung aus Zirkonium, Chrom, Hafnium, Vanadium oder Niob mit Kohlenstoff, Stickstoff, Bor oder Silizium oder deren Kombinationen vorgesehen sein.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass als Zwischenschicht zwischen Substrat und Kohlenstoffschicht eine metallische Schicht oder Schichtfolge angeordnet ist.
Als metallische Schicht auf dem Substrat ist beispielsweise Kupfer oder Nickel vorgesehen. Die Schichtabfolge ist dabei im Wesentlichen von der Art des Substrates abhängig. Eine weitere metallische Schicht kann aus Nickel oder/ und Chrom vorgesehen sein. Je nach gewünschtem Glanzgrad sind auch galvanische Schichtfolgen aus Kupfer, Nickel und darauf folgend Chrom möglich.
Bei Substraten aus Messing bestehen die Zwischenschichten aus einer ersten Nickel- und einer darauf folgenden Chromschicht. Bei einem Substrat aus Aluminium wird zunächst eine Kupferschicht, danach eine Nickel- und zuletzt eine Chromschicht angeordnet. Je nach gewünschter Oberfläche können hierbei die Schichtdicken variieren. Da die erste Schicht auch zum Einebnen der Oberflächenstruktur des Substrats dient, weist diese wenigstens eine Schichtdicke von 15 μm auf. Die darauf folgenden Schichten aus Kupfer oder Nickel sind ebenfalls mit einer Schichtdicke von wenigstens 10 μm vorgesehen. Bei den Nickelschichten wird die gewünschte Oberflächenbeschaffenheit bereits durch die Wahl des Nickels beeinflusst, je nachdem ob eine Glanznickel- oder Mattnickelschicht angeordnet ist. Die abschließende dekorative Deckschicht weist wenigstens eine Schichtdicke von 0,2 μm auf.
Weiterhin wird mit der Erfindung ein Verfahren zu Herstellung von Verbundkörpern durch Aufbringen einer fest haftenden Schicht auf Substraten aus Kunststoff oder Metall, insbesondere Edelstahl, Messing, Aluminium oder Zink bereitgestellt, bei welchem auf dem Substrat eine Schicht aus Kohlenstoff mittels chemischer Gasphasenabscheidung (CVD) und auf der Kohlenstoffschicht eine Deckschicht mittels physikalischer Gasphasenabscheidung (PVD) abgeschieden wird. Zum Aufbringen der Kohlenstoffschicht wird das Substrat in eine Vakuumkammer eines Reaktors zur chemischen Gasphasenabscheidung gelegt und die Luft aus der Kammer ausgepumpt. Anschließend wird die Kohlenstoffschicht durch eines der folgenden herkömmlichen Verfahren abgeschieden: direkte Ionen- strahlabscheidung, Doppelionenabscheidung, Glimmentladungs-, RF- Plasma-, Gleichstromplasma- oder Mikrowellenplasmaabscheidung aus einem Kohlenstoff enthaltenden Gas oder einem Kohlenstoff enthaltenden Dampf, der auch mit Wasserstoff, Stickstoff enthaltenden Gasen, Sauerstoff enthaltenden Gasen und/oder Inertgas vermischt sein kann. Weiterhin sind Verfahren wie Elek- tronenstrahlverdampfung, ionengestützte Verdampfung, Ionenstrahl-Kathodenzerstäubung oder ionengestütztes Aufsputtern aus einem festen Kohlenstofftarget oder Kombinationen aus den genannten Verfahren möglich.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass vor Aufbringen der Kohlenstoffschicht wenigstens eine metallische Schicht auf dem Substrat aufgebracht wird. Diese können mittels eines nasschemischen oder galvanischen Verfahrens aufgebracht werden.
Die Beschichtung eignet sich besonders für Gegenstände, die einer häufigen chemischen Belastung oder Reibung bzw. einer Kombination aus beiden Belastungen ausgesetzt sind. Daher ist es vorteilhaft, Sanitärgegenstände wie Sanitärarmaturen und Teile davon, Installationselemente, Brausen, Ausläufe, Rosetten, Abdeckplatten, Druckplatten und/oder Betätigungselemente gemäß des erfindugnsgemäßen Verfahrens herzustellen.
Weiterhin ist es auch möglich, die genannten Gegenstände frei von Nickeloder Chrom(VI)-Verbindungen herzustellen indem auf diese metallischen Zwischenschichten verzichtet wird. Für derartige Gegenstände, deren Substrat beispielsweise aus Messing besteht, wird zum Einebnen der Oberfläche und zur Erzeugung eines bestimmten Glanzgrades eine Kupferschicht galvanisch aufgebracht. Dass die Härte der Kupferschicht gegenüber Nickel und Chrom gering ist, ist dabei unerheblich. Die gewünschten Oberflächeneigenschaften werden anschließend durch das Aufbringen und die Kombination von DLC- und Deckschicht erzielt. Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. In den Zeichnungsunterlagen bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Schichten. Es zeigt in der Zeichnung die
Figur 1 einen Querschnitt durch den Schichtaufbau eines erfindungsgemäßen Gegenstandes;
Figur 2 einen Querschnitt durch den Schichtaufbau eines zweiten erfindungsgemäßen Gegenstandes;
Figur 3 einen Querschnitt durch den Schichtaufbau eines dritten erfindungsgemäßen Gegenstandes;
Figur 4 einen Querschnitt durch den Schichtaufbau eines vierten erfindungsgemäßen Gegenstandes;
Figur 5 einen Querschnitt durch den Schichtaufbau eines fünften erfindungsgemäßen Gegenstandes.
Der in Figur 1 dargestellte Gegenstand weist ein Grundmaterial Ia aus Aluminium auf. Auf dem Grundmaterial Ia wurde anschließend in einem galvanischen Prozess eine Kupferschicht 2 mit einer Schichtdicke von vorzugsweise 20 μm abgeschieden. Mittels weiterer galvanischer Verfahrensschritte wurde eine Nickelschicht 3 mit einer Schichtdicke von vorzugsweise 15 μm abgeschieden. Anschließend wurde eine Chromschicht 4 mit einer Dicke von vorzugsweise 0,3 μm aufgebracht. Im Anschluss an die metallischen Schichten 2, 3, 4 wurde eine diamantähnliche oder amorphe Kohlenstoffschicht (DLC) 5 im CVD-Prozess mit einer Schichtdicke von vorzugsweise 1 μm abgeschieden. Die Kohlenstoffschicht weist dabei eine weitgehend flächig aufgebaute Struktur auf. Die Härte dieser Schicht, die mittels Hexan als Reaktionsgas abgeschieden wurde, beträgt ungefähr 3000 Vickershärten (HV).
Im Anschluss daran wurde zur Erreichung einer Chromoptik eine Deckschicht aus Chrom, Chromcarbid oder Chromcarbonitrid mittels PVD-Verfahrens aufgebracht. Die Schichtdicke einer PVD-Schicht 6 beträgt hierbei vorzugsweise 0,2 μm. Bei einer Bestimmung der Härte an der Oberfläche des fertig gestellten Verbundkörpers konnte dabei ein Wert gemessen werden, der deutlich höher war als die Härte der PVD-Schicht 6 alleine. Die Erhöhung des Härtewertes aus der Kombination der Schichten 5 und 6 gegenüber der PVD- Schicht 6 für sich allein genommen lag dabei bei ca. 30 Prozent. Der in Figur 2 dargestellte Gegenstand weist ein Grundmaterial Ib aus Messing auf. Auf dem Grundmaterial wurde in einem galvanischen Prozess eine Nickelschicht 3 mit einer Schichtdicke von vorzugsweise 15 μm und anschließend eine Chromschicht 4 mit einer Dicke von vorzugsweise 0,3 μm abgeschieden. Im Anschluss an die metallischen Schichten 3, 4 wurde zunächst eine diamantähnliche oder amorphe Kohlenstoffschicht 5 im CVD-Prozess mit einer Schichtdicke von vorzugsweise 1 μm und abschließend eine Deckschicht 6 mit einer Schichtdicke von vorzugsweise 0,2 μm aufgebracht.
Der in Figur 3 dargestellte Gegenstand weist ein Grundmaterial Ic aus Kunststoff, vorzugsweise ABS auf. Auf dem Grundmaterial Ic wurde anschließend in einem galvanischen Prozess eine Kupferschicht 2 mit einer Schichtdicke von vorzugsweise 20 μm abgeschieden. Mittels weiterer galvanischer Verfahrensschritte wurde eine Nickelschicht 3 mit einer Schichtdicke von vorzugsweise 15 μm und anschließend eine Chromschicht 4 mit einer Dicke von vorzugsweise 0,3 bis 0,4 μm aufgebracht. Die darauf folgende Kohlenstoff- und Deckschicht entspricht dem Aufbau der Schichten 5 und 6 des Verbundkörpers aus Figur 1 und Figur 2.
Der in Figur 4 dargestellte Gegenstand weist ein Grundmaterial Id aus Zink- druckguss auf. Auf dem Grundmaterial Id wurde in einem galvanischen Prozess eine Kupferschicht 2 mit einer Schichtdicke von vorzugsweise 20 μm abgeschieden. Mittels weiterer galvanischer Verfahrensschritte wurden eine Nickelschicht 3 mit einer Schichtdicke von vorzugsweise 20 μm und eine Chromschicht 4 mit einer Dicke von vorzugsweise 0,3 bis 0,4 μm aufgebracht. Die darauf folgende Kohlenstoff- und Deckschicht entspricht dem Aufbau der Schichten 5 und 6 des Verbundkörpers aus den Figuren 1 bis 3. Der in Figur 5 dargestellte Gegenstand weist ein Grundmaterial Ie aus Edelstahl auf. Direkt auf dem Grundmaterial Ie wurde eine diamantähnliche oder amorphe Kohlenstoffschicht 5 im CVD-Prozess mit einer Schichtdicke von vorzugsweise 1 μm abgeschieden. Die abschließende Oberflächenschicht besteht wiederum aus einer Chromschicht oder Hartstoffschicht mit einer Schichtdicke von vorzugsweise 0,2 μm, die mittels PVD-Verfahrens hergestellt wurde.
Untersuchungen der Anmelderin haben gezeigt, dass die Eigenschaften der DLC-Schicht, die durch eine hohe Korrosions-, Kratz- und Verschleißfestigkeit gekennzeichnet sind, auch nach dem Aufbringen der PVD-Schicht erhalten bleiben. Somit kann die Farbgebung der Gegenstände im Anschluss an die DLC-Schicht gestaltet werden, ohne die gewünschten Anforderungen an Härte und Abriebfestigkeiten wesentlich zu beeinflussen.
Bezugszeichenliste
Ia Substrat, Aluminium
Ib Substrat, Messing
Ic Substrat, Kunststoff
Id Substrat, Zink (Zindruckguss)
Ie Substrat, Edelstahl
2 Kupfer
3 Nickel Chrom
5 Kohlenstoff (DLC)
6 Deckschicht / PVD-Schicht

Claims

Patentansprüche
1. Sanitärgegenstand mit einem Verbundkörper aus einem Substrat und einer Beschichtung im Wesentlichen umfassend: ein Substrat (Ia, Ib, Ic, Id, Ie) bestehend aus Kunststoff oder Metall, insbesondere Messing, Aluminium, Zink oder Edelstahl, eine Beschichtung aus
- - einer Schicht aus Kohlenstoff (5)
- - und einer Deckschicht (6), die mittels PVD-Verfahrens auf der
Kohlenstoffschicht (5) hergestellt wird.
2. Sanitärgegenstand mit einem Verbundkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Kohlenstoffschicht (5) amorpher Kohlenstoff mit beliebigen sp2 sp3 Hybridisierungsverhältnissen vorgesehen ist.
3. Sanitärgegenstand mit einem Verbundkörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckschicht (6) als Hartstoffschicht aus Titan, Tantal, Molybdän oder Wolfram oder einer Verbindung aus Titan, Tantal, Molybdän oder Wolfram mit Kohlenstoff,
Stickstoff, Bor oder Silizium oder deren Kombinationen vorgesehen ist.
4. Sanitärgegenstand mit einem Verbundkörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckschicht (6) aus Zirkonium, Chrom, Hafnium, Vanadium oder Niob oder einer Verbindung aus Zirkonium, Chrom, Hafnium, Vanadium oder Niob mit Kohlenstoff, Stickstoff, Bor oder Silizium oder deren Kombinationen vorgesehen ist.
5. Verbundkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Zwischenschicht zwischen Substrat (Ia, Ib, Ic, Id, Ie) und Kohlenstoffschicht (5) eine metallische Schicht oder Schichtfolge (2, 3, 4) angeordnet ist.
6. Verbundkörper nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine metallische Schicht (2, 3) aus Kupfer oder Nickel vorgesehen ist.
7. Verbundkörper nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine metallische Schichtfolge aus Kupfer (2) und Nickel (3) vorgesehen ist, wobei die Kupferschicht angrenzend an das Substrat angeordnet ist.
8. Verbundkörper nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine weitere metallische Schicht aus Chrom (4) vorgesehen ist.
9. Verfahren zu Herstellung von Sanitärgegenstaänden mit Verbundkörpern durch Aufbringen einer fest haftenden Schicht auf Substraten (Ia, Ib, Ic, Id, Ie) aus Kunststoff (Ic) oder Metall, insbesondere Edelstahl (Ie), Messing (Ib), Aluminium (Ia) oder Zink (Id) dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Substrat (Ia, Ib, Ic, Id, Ie) eine Schicht aus Kohlenstoff (5) mittels chemischer Gasphasenabscheidung (CVD) und auf der Kohlenstoffschicht (5) eine Deckschicht (6) mittels physikalischer Gasphasenabscheidung (PVD) abgeschieden wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass vor Aufbringen der Kohlenstoffschicht (5) wenigstens eine metallische Schicht (2, 3, 4) auf dem Substrat (Ia, Ib, Ic, Id) aufgebracht wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die metallische Schicht oder Schichtfolge (2, 3, 4) mittels eines nasschemischen oder galvanischen Verfahrens aufgebracht wird.
12. Verfahren nach Anspruch 10 oder Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die metallische Schicht oder metallischen Schichten aus Kupfer (2) oder/und Nickel (3) vorgesehen sind.
13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine weitere metallische Schicht aus Chrom (4) vorgesehen ist.
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