ES2304857A1 - Metodo de metalizacion selectiva de plasticos cromables. - Google Patents
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Abstract
Método de metalización selectiva de plásticos cromables. El método es aplicable a piezas plásticas de ABS, ABS/PC o poliamida y el mismo comprende una fase inicial de aplicación de pintura de base vinílica mediante tampografía, seguida de una fase de secado y curado y una última fase de metalización por cromado como fase fundamental del método, con metalización de forma química y metalización de forma electrolítica, incluyendo ésta una capa de cobre, una de níquel y finalmente una capa de cromado. De esta manera se consigue, mediante una metalización selectiva y su combinación con pintura de base vinílica, la obtención de motivos con relieve, lo que mejora sustancialmente la estética de las piezas.
Description
Método de metalización selectiva de plásticos
cromables.
La presente invención se refiere a un método de
metalización selectiva de plásticos, concretamente de plásticos
cromables tales como poliamidas, ABS, ABS/PC y similares, para
mejorar el acabado superficial de dichos plásticos, y más
concretamente para obtener motivos con relieve, pudiendo tener
diversas aplicaciones: piezas para aparatos electrónicos,
decoración de interior de vehículos, etc.
El objeto de la invención es combinar metal con
pintura de base vinílica en el revestimiento de las piezas
plásticas, consiguiéndose para las mismas una mayor variedad en el
dibujo y un mayor abanico de aplicaciones y usos industriales para
la pieza foral.
Es sobradamente conocida y utilizada la técnica
para mejorar el aspecto de piezas de naturaleza plástica,
consistente en efectuar un cromado de las mismas que le confiera un
aspecto metálico.
También es conocido someter a estas piezas
plásticas y cromadas a un proceso de tampografia, para seguir
mejorando su aspecto, pero evidentemente el mercado está a la
expectativa de nuevas técnicas que permiten seguir mejorando en
esta línea, es decir, que permiten ofrecer al mercado piezas
plásticas con mejor aspecto.
El método de metalización selectiva que la
invención propone constituye un nuevo avance tecnológico en este
campo, y resulta especialmente aplicable, como anteriormente se ha
dicho, a tres tipos de plásticos: poliamidas (40% de carga
mineral), ABS (polímero de
acrilo-nitrilo-butadieno-estiren)
o ABS/PC (ABS con policarbonato 45/55%).
A partir de una cualquiera de estas materias
primas en el método que la invención propone se establecen las
siguientes fases operativas:
- -
- Una primera fase de aplicación de pintura de base vinílica mediante tampografia.
- -
- Una segunda fase de secado y curado, en la que las piezas se secan durante un tiempo de 24 horas a una temperatura comprendida 45 y 55ºC, tras la que se lleva a cabo una estabilización a temperatura ambiente durante un periodo comprendido entre 3 y 7 días.
- -
- Una tercera y última fase de metalización por cromado, que constituye la fase crítica y fundamental del proceso.
En la primera etapa o fase del proceso la
aplicación de pintura mediante tampografia se realiza directamente
sobre el material plástico, utilizando maquinaria convencional.
En la segunda fase o etapa del proceso, el
secado se realiza de la forma y en las condiciones ya
comentadas.
En la tercera fase del proceso, se realiza
primeramente una metalización química de las piezas y después una
metalización electrolitica, de manera que la metalización química
consiste en un tratamiento que prepara el material plástico
convirtiéndolo en conductivo para conseguir posteriormente la
metalización electrolítica, incluyendo ésta: una primera capa de
cobre, a continuación una capa de níquel y, por último una capa de
cromo.
Esta última fase operativa se lleva a cabo en
bastidores que permitan un distanciamiento adecuado entre piezas
para asegurar una correcta distribución de corriente en los baños
electrolíticos.
La fase de cromado/metalización, es ligeramente
diferente en función del tipo de materia prima utilizada, es decir,
en función del tipo de plástico al que se aplica el proceso.
En el caso de metalización parcial de ABS o
ABS/PC con tintas vinílicas, el proceso de cromado/metalización
comprende las siguientes etapas:
- -
- Mordentado con un tiempo de tratamiento de aproximadamente 8 minutos para el ABS y de 10 minutos para el ABS/PC, y en cualquier caso dicho mordentado se lleva a cabo a una temperatura comprendida entre 65-70ºC. Para ello se utilizan concentraciones de 390 g/l de ácido crómico 400 g/l de ácido sulfúrico y 15 g/l de cromo (Cr^{3+}). Se efectúa una agitación moderada con aire y el tipo de tratamiento es el adecuado para asegurar la total metalización de la pieza, en función de las características de la misma.
- -
- Seguidamente se realiza un segundo baño de la pieza con un baño de mordentado diluido, relación 1:20 aproximadamente.
- -
- Se efectúa seguidamente un lavado en cascada, consistente en dos tinas con agua de lavado en contra-comente.
- -
- A continuación una etapa de neutralización a base de 100 ml/l de HCl y 20 ml de un agente neutralizante de Cr, sometiéndolo a una fuerte agitación con aire, siendo el tiempo de tratamiento de unos 4 minutos a una temperatura comprendida entre 33 y 37ºC.
- -
- A continuación se lleva a cabo una fase de pre-catalización, con un tiempo de tratamiento comprendido entre 15 y 30 segundos, a la temperatura ambiente, utilizando para ello cloruro de estaño con una concentración comprendida entre 0,7 y 0,9 g/l y HCl en una concentración de 290 ml/l.
- -
- Seguidamente se produce una etapa de catalización, durante un tiempo de tratamiento comprendido entre 2 y 3 minutos y a una temperatura comprendida entre 22 y 24ºC, utilizando para ello estaño en una concentración de 2,2 g/l, ácido clorhídrico en una concentración de 3,2 N y un catalizador con paladio en una concentración de 3,5 ml/l, y ello mediante agitación mecánica.
- -
- En una siguiente etapa la pieza se ve sometida a los efectos de un acelerador, durante un tiempo de tratamiento comprendido entre 2 y 4 minutos y a una temperatura a su vez comprendida entre 43 y 47ºC, utilizándose un agente acelerador con ácido oxálico en concentraciones comprendidas entre 60 y 90 g/l y una normalidad de cloruros comprendida entre 0,5 y 0,8 N, efectuándose una agitación suave con aire.
- -
- Seguidamente la pieza se somete a una fase de tratamiento con níquel químico, durante un tiempo del orden de cinco minutos con una temperatura comprendida entre 23 y 25ºC y un pH comprendido a su vez entre 8,8 y 9,2.
- -
- El níquel participa en una proporción comprendida entre 2,5 y 3 g/l con la incorporación también de hipofosfito en una proporción comprendida entre 20 y 30 g/l y a su vez con una relación entre níquel e hipofosfito 8:10. Se realiza una agitación mecánica con una actividad del baño normal/media.
- -
- En una siguiente fase del proceso se procede a una etapa de activación sulfúrica, con un tiempo de tratamiento de un minuto a temperatura ambiente.
- -
- En una siguiente etapa se somete a un tratamiento de cobre ácido, durante un tiempo de 45 minutos y a una temperatura comprendida entre 22 y 28ºC, con unas concentraciones de: 180-200 g/l de sulfato de cobre; 70-80 g/l de ácido sulfúrico, 90-110 mg/l de cloruro de sodio; 8-10 ml/l de humectante; 0,4-0,6 ml/l de abrillantador y 0,4-0,6 ml/l de nivelante, con una densidad de comente de 2 A/dm^{2}, efectuándose una agitación moderada con aire.
- -
- En una siguiente fase se somete a un tratamiento de níquel semibrillante, durante un tiempo de 12-18 minutos y a una temperatura de 58-62ºC, con una densidad de corriente de 3-6 A/dm^{2}, con una agitación moderada con aire y con unas concentraciones de: 270-300 g/l de sulfato de níquel; 50-60 g/l de cloruro de níquel; 40-45 g/l de ácido bórico; 0,5-1 g/l de abrillantador; 3,5-4,5 ml/l de humectante y un pH de 3,8.
En una opción diferente se puede realizar el
tratamiento con níquel satinado con acabado Velours, durante un
tiempo de 6-12 minutos a temperatura de
58-60ºC, con unas concentraciones de:
250-290 g/l de sulfato de níquel;
45-65 g/l de cloruro de níquel;
35-45 g/l de ácido bórico y un pH de
4,3-4,5, incorporando además 1 ml/l de aditivo
satinante, pudiendo aumentar o disminuir el grado de satinado en
función de las necesidades del usuario.
En otra opción diferente se puede realizar el
tratamiento con níquel satinado intenso, durante un tiempo de
7-10 minutos, a una temperatura de
50-55ºC, con unas concentraciones de:
425-450 g/l de sulfato de níquel;
28-40 g/l de cloruro de níquel
33-42 g/l de ácido bórico; 0,4 ml/I de aditivo
satinante y un pH de 4-4,5.
En otra opción se puede realizar el tratamiento
con níquel brillante, durante un tiempo de 6-9
minutos, a una temperatura de 55-60ºC, y una
densidad de comente de 2,2-2,8 A/dm^{2}, con unas
concentraciones de: 270-300 g/l de sulfato de
níquel 50-60 g/l de cloruro de níquel;
40-45 g/l de ácido bórico; 1 ml/l de abrillantador;
3,5 ml/l de humectante y un pH de 3,8-4,5 con
agitación moderada con aire.
- -
- La fase de cromado se realiza durante un tiempo de tratamiento de 4 minutos y a una temperatura de 40-45ºC, con concentraciones de 250-270 g/l de ácido crómico, 1,3-1,5 g/l de ácido sulfúrico; una cantidad menor a 5 g/l de Cr^{3+}, siendo la reacción de ácido crómico y ácido sulfúrico de 6,5-8 centímetros y con una densidad de corriente de 7-10 A/dm^{2}.
- -
- En una siguiente fase se somete a un baño de cromo diluido en proporción aproximada de 1:20, a temperatura ambiente, durante 1 minuto.
- -
- En otra fase siguiente se realiza una pre-reducción durante un tiempo de tratamiento de 2 minutos, a una temperatura ambiente y con una concentración de 14 ml/l de bisulfito de sodio, con una agitación moderada con aire.
- -
- En otra fase se lleva a cabo una reducción crómica durante un tiempo de tratamiento de 2-4 minutos, a una temperatura entre 53-57ºC, utilizando como agente reductor el cromo entre 14-16 ml/l con agitación moderada con aire.
- -
- Finalmente se realiza una fase de secado en estufa durante 10 minutos, a una temperatura comprendida entre 65-75ºC.
- -
- La pieza obtenida se somete a una fase de estabilización, dejándola al aire libre al menos durante 10 minutos a temperatura ambiente.
En el caso de utilizar como materia prima una
poliamida con tintas vinílicas, el proceso es similar al anterior,
con la única diferencia de que la metalización química se realiza
en este caso con productos comerciales específicos para este tipo
de plásticos. Concretamente en la metalización química de la
poliamida participan las siguientes etapas:
- -
- Ataque químico durante un tiempo de tratamiento de 5-7 minutos a una temperatura de 35-40ºC y con unas concentraciones de 40 ml/l de solvente y 100-120 ml/l de ácido clorhídrico.
- -
- Seguidamente se efectúa un acondicionamiento durante un tiempo de tratamiento comprendido entre 5 y 7 minutos, a una temperatura a su vez comprendida entre 44-46ºC, utilizando en esta etapa ácido clorhídrico en concentraciones de 100 ml/l, con acondicionador en concentración de 100 ml/l y bifluoruro de sodio en concentración de 25 g/l.
- -
- Seguidamente se lleva a cabo una etapa de catali7ación durante un tiempo comprendido entre 4 y 5 minutos y a una temperatura del orden de 35ºC, utilizando para ello ácido clorhídrico con una concentración comprendida entre 60 y 80 ml/l y catalizador con una concentración de 27 ml/l, llevándose a cabo la catali7ación con agitación mecánica del bastidor.
- -
- Se efectúa seguidamente una etapa de reducción con un tiempo de tratamiento comprendido entre 2-3 minutos, a una temperatura comprendida entre 49 y 51ºC, utilizándose para ello un agente reductor con base de hipofosfito en una concentración comprendida entre 25 y 32 g/l.
Las etapas posteriores son equivalentes al
tratamiento de plástico ABS, según lo descrito con
anterioridad.
Claims (5)
1. Método de metalización selectiva de plásticos
cromables, tales como poliamida, ABS o ABS/PC, en forma de piezas
con cualquier configuración, caracterizado porque en el
mismo se establecen las siguientes fases operativas:
- -
- Aplicación de pintura mediante tampografia de las piezas plásticas.
- -
- Secado de las piezas durante 24 horas a una temperatura comprendida entre 45 y 55ºC y estabilización a temperatura ambiente durante un periodo comprendido entre 3 y 7 días.
- -
- Metalización por cromado, estableciéndose una primera metalización de forma química y a continuación una metalización de forma electrolitica con aplicación de una primera capa de cobre, una segunda capa de níquel y finalmente una capa de cromo.
2. Método de metalización selectiva de plásticos
cromables, según reivindicación 1ª, caracterizado porque
cuando las piezas a metalizar son de ABS o de ABS/PC con tintas
vinílicas, en la fase de metalización química se efectúa un
mordentado con ácido crómico, ácido sulfúrico y cromo, con
agitación moderada con aire, aplicándose seguidamente un baño de
mordentado diluido seguido de un lavado en cascada y una posterior
etapa de neutralización con agitación fuerte con aire,
procediéndose a continuación a un tratamiento con un
pre-catalizador a base de cloruro de estaño y ácido
clorhídrico y con agitación fuerte con aire, efectuándose a
continuación un tratamiento con un acelerador a base de ácido
oxálico y con agitación suave con aire, tratándose con níquel
químico en combinación con hipofosfito, mediante agitación
mecánica; habiéndose previsto una fase de activación a base de ácido
sulfúrico y humectante, así como un tratamiento con cobre ácido a
base de sulfato de cobre, ácido sulfúrico, cloruro sódico,
humectante, abrillantador y nivelante, con agitación moderada con
aire y una densidad de corriente de 2 A/dm^{2}.
3. Método de metalización selectiva de plásticos
cromables, según reivindicación 2ª, caracterizado porque el
níquel químico de tratamiento puede ser
semi-brillante, satinado, satinado intenso y
brillante, en todos los casos con concentraciones de sulfato de
níquel, cloruro de níquel y ácido bórico.
4. Método de metalización selectiva de plásticos
cromables, según reivindicación 1ª, caracterizado porque en
la fase de cromado interviene ácido crómico y ácido sulfúrico con
una densidad de corriente de 7-10 A/dm^{2},
efectuándose una fase de baño de cromo diluido, seguida de una
pre-reducción con bisulfito de sodio mediante
agitación moderada con aire y una fase final de reducción crómica
previa al definitivo secado en estufa durante 10 minutos a
65-75ºC.
5. Método de metalización selectiva de plásticos
cromables, según reivindicaciones anteriores, caracterizado
porque cuando las piezas son de poliamida, en la fase de
metalización química se produce una etapa de ataque químico con un
solvente y con ácido clorhídrico, una fase de acondicionamiento con
ácido clorhídrico, bifluoruro de sodio y un acondicionador, una
etapa de catalización con ácido clorhídrico y agitación mecánica y
una fase de reducción con un agente reductor a base de hipofosfito,
habiéndose previsto posteriores fases análogas a las del
tratamiento de plástico ABS.
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-
2006
- 2006-10-20 ES ES200602680A patent/ES2304857B1/es not_active Expired - Fee Related
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