WO2004083491A1 - Verfahren zur herstellung von sanitärarmaturen mit edelstahlfinish - Google Patents

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    • C25D5/14—Electroplating with more than one layer of the same or of different metals at least one layer being of nickel or chromium two or more layers being of nickel or chromium, e.g. duplex or triplex layers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C25D5/00—Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
    • C25D5/627—Electroplating characterised by the visual appearance of the layers, e.g. colour, brightness or mat appearance

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a sanitary fitting with a stainless steel finish.
  • Sanitary fittings in particular water inlet fittings or sanitary shut-off devices in general, are often used directly together with stainless steel sinks and have the disadvantage that they differ significantly from the material of the stainless steel sink, in particular from the look and feel.
  • the object of the present invention is to propose sanitary fittings, in particular water inlet fittings and sanitary shut-off devices in general, which come very close in their appearance and feel to the stainless steel surface of stainless steel sinks until they can hardly be distinguished (stainless steel finish) and a process for their production, which is more economical raw materials to be processed are used.
  • the method according to the invention for producing sanitary fittings with a stainless steel finish can be applied to fittings or their parts which are made from brass, zinc die-casting alloys and plastics. Depending on the starting material, there are minor modifications in the preparation of the fittings or their parts for the subsequent common steps of nickel plating and subsequent chrome plating.
  • the fittings or their parts are made of brass, and these are first surface-polished. Subsequent (or alternatively) pre-brushing is recommended.
  • Pre-brushing is particularly recommended for parts with recesses, whereby the recesses in particular should be pre-brushed.
  • plastic materials are used.
  • Plastic materials generally do not need such pretreatment, although they can be coated with a copper layer in the following nickel plating process for better processing.
  • the fittings or their parts are made from die-cast zinc alloys.
  • a typical brush pattern after nickel-plating the surfaces achieves an effect with the subsequent chrome plating that still shines through as a brush pattern.
  • the combination of the metal layers of nickel and chrome can be designed by choosing the appropriate layer thicknesses so that a silver-gray, matt shine is achieved, which essentially corresponds to the silver-gray tint of stainless steel.
  • a yellow tinge as is known from nickel-plated surfaces, is avoided and, on the other hand, the blue tint of a conventional chrome-plated surface is also avoided.
  • the fitting parts are preferably degreased in one or preferably several separate steps prior to nickel plating, further preferably followed by chemical degreasing, ultrasound degreasing and an electrolytic degreasing step.
  • the nickel bath preferably comprises 60 to 80 grams of nickel metal per liter, which is preferably introduced in the form of nickel chloride and nickel sulfate.
  • a preferred additive in the electrolytic nickel bath is boric acid, which is preferably added at 30 to 50 grams per liter, particularly preferably 40 grams per liter.
  • the nickel plating is preferably carried out with a current density of 4 to 5 amperes per square decimeter, lower current densities being used for the nickel plating of brass parts and higher current densities for previously copper-plated zamak or plastic (in particular ABS) parts.
  • the aforementioned degreasing steps usually take fractions of a minute or just a few minutes.
  • the nickel plating step preferably lasts 15 to 25 minutes, depending on the average layer thickness of nickel to be achieved on the component. With the aforementioned specifications, an average nickel layer thickness in the range of 18 to 24 ⁇ m is achieved. It has been found that such layer thicknesses are sufficient to withstand a subsequent brushing process, as already described above, and to image a sufficient brush structure. Of course, larger layer thicknesses are possible for the present invention, but this is not brings greater benefits more in the appearance of the parts. In any case, the layer thickness of the nickel layer must be chosen so large that a closed nickel surface remains after the brushing process.
  • the parts are rinsed, finally preferably with demineralized water.
  • the parts are then dried in an oven at a temperature of 60 to 75 ° C.
  • the nickel plating is followed by chrome plating, which can be carried out in the same way for all parts.
  • the parts differ from each other in the previously applied IMickle layer, i.e. compared to the electrolytic bath, no longer, so that the following recommendations apply to the processing of brass, zinc die-cast alloys and plastic parts.
  • the electrolysis bath for the chrome plating preferably contains chromium trioxide in an amount of 300 to 350 grams per liter, smaller amounts of sulfuric acid and a conventional catalyst.
  • the chrome plating process usually takes 3 to 4 minutes and is carried out at a current of preferably 6.5 to 8 amperes per square decimeter at a voltage of 3.2 to 5.6 volts. Under these conditions, an average layer thickness in the range of 0.1 to 0.3 ⁇ m is achieved.
  • This chrome layer thickness is sufficient for many applications. In the case of very heavily used surfaces, especially those that are frequently subjected to cleaning with abrasive cleaning agents or cleaning equipment, significantly thicker chrome layers are recommended, although the brush structure must show through to a sufficient extent.
  • the polished and optionally pre-brushed brass parts are subjected to ultrasonic degreasing at a temperature of 60 to 85 ° C., preferably approx. 75 ° C., in an aqueous medium.
  • the aqueous medium contains a degreasing agent, selected from surfactants, amine saponified fatty acids, weak organic acids and / or glycol ethers, in each case in effective amounts.
  • chemical degreasing is carried out one or more times, preferably at temperatures in the range from 40 to 60 ° C.
  • aqueous degreasing medium which contains alkali metal hydroxide as the main constituent and, in addition, further constituents selected from alkali metal silicate, sodium carbonate and phosphates and surfactants.
  • Solubilizers in particular weak complexing agents, may also be present.
  • Alkylbenzenesulfonates ethoxylated fatty alcohols, are used as dispersants or surfactants.
  • the amount of degreasing agent in the medium is preferably reduced, for example halved, with each further degreasing step.
  • cathodic degreasing is preferably carried out, using an aqueous medium in which alkali metal hydroxide is contained as the main constituent of the degreasing agents.
  • the medium can contain one or more alkali silicates, sodium carbonate, phosphates and surfactants.
  • a medium is used as described above for cathodic degreasing, but preferably with a smaller amount of degreasing agent in the medium.
  • a medium is used as described above for cathodic degreasing, but preferably with a smaller amount of degreasing agent in the medium.
  • half of the degreasing agent in the medium can be sufficient.
  • the anodic and cathodic degreasing can also be carried out in the reverse order, with the second electrolytic see degreasing step applies that here is preferably worked with the smaller amount of degreasing agent in the medium.
  • rinsing, neutralizing and rinsing are carried out before the nickel plating, the neutralization preferably taking place with sulfuric acid.
  • the rinsing processes are carried out one or more times.
  • nickel content in the electrolyte of preferably 60 to 80 grams of nickel content per liter, the nickel content being produced from nickel salts, which are preferably nickel chloride hexahydrate and nickel sulfate hexahydrate. These two salts are particularly preferably used next to one another, particularly preferably in a ratio of approximately 1: 4.
  • boric acid is provided with a content of 30 to 40 grams per liter.
  • the duration of the nickel-plating process depends, of course, on the desired layer thickness. Usually 15 to 25 minutes are sufficient for nickel plating at a voltage of 6.2 to 8.3 volts and a current density of approx. 4 amperes per square decimeter.
  • the nickel layer formed in this way has an average layer thickness in the range from 18 to 24 ⁇ m. This layer thickness is thick enough that a brush structure can be introduced into the surface, the brush structure in terms of its look and feel should correspond to a brush structure which is obtained with grinding wheels of type SBI-A from 3M, diameter 250 mm, if this Grinding wheels are driven at a working speed of 600 revolutions per minute. Vernickelun ⁇ of copper-plated zamak and plastic parts
  • the zamak parts (generally die-cast zinc alloy parts) are first provided with a copper layer in order to smooth the surface, i.e. in order to close pores from the die casting process on the surface and to ensure a smooth surface. Then the copper-plated zamak parts can be treated like the ABS parts, whether they are copper-plated or not.
  • a degreasing agent which is predominantly formed by alkali hydroxide, but also comprises larger proportions of sodium carbonate, alkali metal silicates and alkylphenol ethoxylates.
  • surfactants can also be present in smaller quantities.
  • Ultrasonic degreasing is then carried out, a degreasing agent being added to the aqueous degreasing medium, which is formed predominantly by sodium borate and sodium carbonate.
  • a mixture of different surfactants is also used.
  • a cathodic and then anodic degreasing is then carried out as a further degreasing step, in which context the medium essentially contains sodium carbonate as well as sodium metasilicates and smaller amounts of sodium hydroxide as degreasing agent.
  • nickel plating process is then carried out, as already described above, although the zamak and ABS parts are preferably operated with a somewhat higher current density.
  • nickel layer thicknesses in the range from 18 to 24 ⁇ m are achieved in the period from 15 to 25 minutes.
  • aqueous degreasing medium containing degreasing agents, most of which are formed by sodium hydroxide. It also contains significant amounts of sodium carbonate, small amounts of sodium metasilicate, and alkylphenol ethoxylates and surfactants.
  • An ultrasonic degreasing is then carried out in an aqueous degreasing medium with a degreasing agent which is predominantly formed from sodium borate and smaller amounts of sodium carbonate and various surfactants.
  • Chromium plating is carried out with a chromium content of 300 to 350 grams per liter of chromium trioxide, small amounts of sulfuric acid and a catalyst consisting of fluorosilicate and sodium chromate.
  • the period in which the chrome plating is carried out is 3 to 4 minutes and is carried out at a current of 6.5 to 8 amperes per square decimeter at a voltage of 3.2 to 5.6 volts.
  • average chromium starch layers are obtained, which are 0.1 to 0.3 ⁇ m.
  • the fittings obtained in this way have a surface appearance and haptic that can hardly be distinguished from the stainless steel finish compared to original brushed stainless steel surfaces.
  • Nickel-plating of copper-plated zamak and ABS parts

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Abstract

Um Sanitärarmaturen, insbesondere Wasserzulaufarmaturen und sanitäre Absperrorgane ganz generell zur Verfügung zu stellen, die in ihrer Optik und Haptik der Edelstahloberfläche von Edelstahlspülen sehr nahe kommen bis kaum noch zu unterscheiden sind (Edelstahlfinish), wobei kostengünstiger zu bearbeitende Ausgangsmaterialien zum Einsatz kommen, wird vorgeschlagen, eine Armatur oder Armaturenteile aus Messing herzustellen; die Armaturen bzw. Armaturenteile zu schleifen und zu polieren; die sichtbaren Oberflächen der Armaturen bzw. Armaturenteile zu vernickeln; die vernickelte Oberfläche der Armaturen und Armaturenteile zu schleifen und/ oder zu bürsten; und die geschliffenen oder gebürsteten vernickelten Oberflächen der Armaturen bzw. Armaturenteile zu verchromen.

Description

Verfahren zur Herstellung von Sanitärarmaturen mit Edelstahlfinish
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Sanitärarmatur mit Edelstahlfinish.
Sanitärarmaturen, insbesondere Wasserzulaufarmaturen bzw. sanitäre Absperrorgane ganz generell werden oft direkt zusammen mit Edelstahlspülen verwendet und weisen dabei den Nachteil auf, dass sie sich vom Material der Edelstahlspüle, insbesondere von der Optik und auch von der Haptik her, deutlich unterscheiden.
Die Herstellung solcher Armaturen aus Edelstahl gestaltet sich aufgrund der bei Edelstahl aufwändigeren Bearbeitungsverfahren sehr kostenintensiv.
Die vorliegende Erfindung stellt sich die Aufgabe, Sanitärarmaturen, insbesondere Wasserzulaufarmaturen und sanitäre Absperrorgane ganz generell vorzuschlagen, die in ihrer Optik und Haptik der Edelstahloberfläche von Edelstahlspülen sehr nahe kommen bis kaum noch zu unterscheiden sind (Edelstahlfinish) und ein Verfahren zu ihrer Herstellung, wobei kostengünstiger zu bearbeitende Ausgangsmaterialien zum Einsatz kommen. Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Sanitärarmaturen mit Edelstahlfinish lässt sich anwenden auf Armaturen bzw. deren Teile, die aus Messing, Zink-Druckguss-Legierungen sowie Kunststoffen hergestellt sind. Je nach Ausgangsmaterial ergeben sich kleinere Abwandlungen in der Vorbereitung der Armaturen bzw. deren Teile für die nachfolgenden gemeinsamen Schritte der Vernickelung und anschließenden Verchromung.
Bei einer ersten Variante der Erfindung werden die Armaturen bzw. deren Teile aus Messing hergestellt, und diese werden zunächst oberflächenpoliert. Daran anschließend (oder alternativ) empfiehlt sich ein Vorbürsten.
Das Vorbürsten empfiehlt sich insbesondere bei Teilen mit Vertiefungen, wobei insbesondere die Vertiefungen vorgebürstet werden sollten.
Bei einer zweiten Variante der Erfindung kommen Kunststoffmaterialien zum Einsatz.
Kunststoffmaterialien brauchen in der Regel keine solche Vorbehandlung, obwohl diese zur besseren Verarbeitung in dem folgenden Vernickelungsverfahren mit einer Kupferschicht überzogen werden können.
Bei einer dritten Variante der Erfindung werden die Armaturen bzw. deren Teile aus Zink-Druckguss-Legierungen hergestellt.
Bei der Verwendung von Armaturenteilen oder Armaturen aus Zink-Druckguss- Legierungen ist zunächst eine Verkupferung der Oberfläche notwendig, um die bei Zink-Druckguss-Legierungsteilen (insbesondere Zamaklegierungsteilen) vorhandenen Oberflächenporen zu schließen und eine ausreichend glatte Oberfläche zu erhalten. Nach der oben beschriebenen Vorbehandlung der Teile ergibt sich das weitere Vorgehen wie folgt:
Vernickelung von mindestens der sichtbaren Oberfläche der Armatur bzw. der
Armaturenteile;
Schleifen und/oder Bürsten der vernickelten Oberflächen der Armaturenteile;
Verchromen der geschliffenen und/oder gebürsteten vernickelten Oberflächen der Armaturenteile.
Erstaunlicherweise erreicht man mit dem Aufbringen eines typischen Bürstbildes nach dem Vernickeln der Oberflächen, wie man das von Edelstahloberfläche kennt, bei dem nachfolgenden Verchromen einen Effekt, der immer noch als Bürstbild durchscheint. Die Kombination der Metallschichten aus Nickel und Chrom lässt sich durch die Wahl der geeigneten Schichtdicken so gestalten, dass ein silbergrauer, matter Glanz erzielt wird, wie er im Wesentlichen der Silbergrautönung von Edelstahl entspricht. Insbesondere wird ein Gelbstich, wie er von vernickelten Oberflächen bekannt ist, vermieden und zum anderen wird auch der Blaustich einer üblichen verchromten Oberfläche vermieden.
Bevorzugt wird bei dem Bürsten der Nickeloberfläche darauf geachtet, dass eine Oberflächenstruktur hergestellt wird, wie sie mit 3M Scheiben vom Typ SBI-A, Durchmesser 250 mm und einer Arbeitsgeschwindigkeit von 600 Umdrehungen pro Minute erzielt wird.
Bevorzugt werden die Armaturenteile vor dem Vernickeln in einem oder vorzugsweise mehreren separaten Schritten entfettet, wobei weiter bevorzugt eine chemische Entfettung, eine Ultraschallentfettung sowie ein elektrolytischer Entfettungsschritt aufeinander folgen.
Das Nickelbad umfasst bevorzugt 60 bis 80 Gramm Nickelmetall pro Liter, welches bevorzugt vorgelegt wird in Form von Nickelchlorid und Nickelsulfat.
Ein bevorzugtes Additiv im elektrolytischen Nickelbad ist Borsäure, die bevorzugt mit 30 bis 50 Gramm pro Liter, insbesondere bevorzugt 40 Gramm pro Liter zugesetzt wird.
Die Vernickelung wird vorzugsweise durchgeführt mit einer Stromdichte von 4 bis 5 Ampere pro Quadratdezimeter, wobei niedrigere Stromdichten bei der Vernickelung von Messingteilen Anwendung finden und höhere Stromdichten bei zuvor verkupferten Zamak- bzw. Kunststoff- (insbesondere ABS) Teilen.
Die vorgenannten Entfettungsschritte dauern in der Regel Bruchteile von Minuten oder nur wenige Minuten. Dagegen dauert der Vernickelungsschritt bevorzugt 15 bis 25 Minuten, je nachdem, welche mittlere Schichtdicke Nickel auf dem Bauteil erzielt werden soll. Mit vorgenannten Vorgaben erreicht man eine mittlere Nickelschichtdicke im Bereich von 18 bis 24 μm. Es hat sich herausgestellt, dass solche Schichtdicken ausreichend sind, um einem nachfolgenden Bürstvorgang, wie oben bereits beschrieben, stand zu halten und eine ausreichende Bürststruktur abzubilden. Selbstverständlich sind für die vorliegende Erfindung größere Schichtdicken möglich, wobei dies allerdings keine größeren Vorteile mehr im Aussehen der Teile bringt. Jedenfalls muss die Schichtdicke der Nickelschicht so groß gewählt sein, dass nach dem Bürstvorgang eine geschlossene Nickeloberfläche verbleibt.
Nach der Vernickelung werden die Teile gespült, zuletzt vorzugsweise mit ent- mineralisiertem Wasser. Danach werden die Teile in einem Ofen bei einer Temperatur von 60 bis 75 °C getrocknet.
An die Vernickelung schließt sich dann eine Verchromung an, die bei allen Teilen in gleicher Weise durchgeführt werden kann.
Die Teile unterscheiden sich durch die zuvor aufgebrachte IMickelschicht nach außen, d.h. gegenüber dem elektrolytischen Bad, nicht mehr, so dass die nachfolgenden Empfehlungen für die Verarbeitung von Messing, Zink-Druckguss-Legierungen als auch Kunststoffteilen gelten.
Bei der Vernickelung empfiehlt es sich in Abhängigkeit des Ausgangsmaterials, eine Reihe von Entfettungsschritten, angefangen mit einer chemischen Entfettung, einer Ultraschallentfettung sowie einer elektrolytischen Entfettung durchzuführen, bevor die Teile der Vernickelung unterworfen werden. Dies wird weiter unten im Einzelnen noch näher erläutert.
Auch vor der Verchromung sind nach dem Bürsten der vernickelten Oberflächen Entfettungsschritte vorzusehen, die jedoch für alle Armaturen und deren Armaturenteile unabhängig davon, aus welchen Ausgangsmaterial sie hergestellt sind, durchzuführen sind. Auch hier empfiehlt sich eine Reihe von Entfettungsschritten, die eine chemische, einen Ultraschall und eine elektrochemische Entfettung einschließen, durchzuführen. Das Elektrolysebad für die Verchromung enthält vorzugsweise Chromtrioxid in einer Menge von 300 bis 350 Gramm pro Liter, geringere Anteile Schwefelsäure und einen üblichen Katalysator. Der Verchromungsvorgang dauert üblicherweise 3 bis 4 Minuten und wird bei einer Stromstärke von vorzugsweise 6,5 bis 8 Ampere pro Quadratdezimeter bei einer Spannung von 3,2 bis 5,6 Volt durchgeführt. Unter diesen Bedingungen erzielt man eine mittlere Schichtdicke im Bereich von 0,1 bis 0,3 μm.
Für viele Anwendungen ist diese Chromschichtstärke ausreichend. Bei sehr stark beanspruchten Oberflächen, insbesondere solchen, die häufig einer Reinigung mit abrasiven Reinigungsmitteln oder Reinigungsgerätschaften unterzogen werden, empfehlen sich deutlich dickere Chromschichtstärken, wobei allerdings das Durchscheinen der Bürststruktur in ausreichendem Maße gewährleistet sein muss.
Im Folgenden soll auf die einzelnen Vernickelungs- und Verchromungsvor- gänge noch eingegangen werden, bevor anhand von konkreten Beispielen die Vernickelung und Verchromung von Messing-, Zamak- und ABS-Teilen im einzelnen erläutert wird.
Vernickelung von Messingteilen
In einem ersten Schritt werden die polierten und gegebenenfalls vorgebürsteten Messingteile bei einer Temperatur von 60 bis 85 °C, vorzugsweise ca. 75 °C, in einem wässrigen Medium einer Ultraschallentfettung unterzogen. Das wässrige Medium enthält ein Entfettungsmittel, ausgewählt aus Tensiden, ami- nisch verseiften Fettsäuren, schwachen organischen Säuren und/oder Glykol- ethern in jeweils wirksamen Mengen. In einem weiteren Schritt wird eine chemische Entfettung ein- oder mehrfach durchgeführt und zwar bei Temperaturen vorzugsweise im Bereich von 40 bis 60 °C und unter Verwendung eines wässrigen Entfettungsmediums, welches Alkalihydroxid als Hauptbestandteil enthält und daneben weitere Bestandteile, ausgewählt aus Alkalimetasillikat, Natriumcarbonat sowie Phosphate und Tenside. Des weiteren können Lösungsvermittler, insbesondere schwache Komplexbildner vorhanden sein.
Alkylbenzolsulfonate, ethoxylierte Fettalkohole, werden als Dispersionsmittel bzw. Tenside eingesetzt.
Bei mehrfachen chemischen Entfettungsvorgängen wird vorzugsweise mit jedem weiteren Entfettungschritt die Menge an Entfettungsmittel im Medium verringert, beispielsweise halbiert.
Hieran anschließend wird vorzugsweise eine kathodische Entfettung durchgeführt, wobei ein wässriges Medium verwendet wird, in dem Alkalihydroxid als Hauptbestandteil der Entfettungsmittel enthalten ist. Daneben kann das Medium ein oder mehrere Alkalisilikate, Natriumcarbonat, Phosphate und Tenside enthalten.
In einem weiteren Entfettungsschritt, der als anodische Entfettung durchgeführt wird, wird ein Medium verwendet wie oben bei der kathodischen Entfettung beschrieben, jedoch bevorzugt mit einer geringeren Menge an Entfettungsmittel im Medium. Hier kann beispielsweise die Hälfte an Entfettungsmittel im Medium ausreichen.
Die anodische und die kathodische Entfettung können auch in umgekehrter Reihenfolge durchgeführt werden, wobei jeweils für den zweiten elektrolyti- sehen Entfettungsschritt gilt, dass hier vorzugsweise mit der geringeren Menge an Entfettungsmittel im Medium gearbeitet wird.
Schließlich wird vor der Vernickelung gespült, neutralisiert, wieder gespült, wobei das Neutralisieren vorzugsweise mit Schwefelsäure stattfindet. Die Spülvorgänge werden ein- oder mehrfach durchgeführt.
Daran schließt sich nun der eigentliche Vernickelungsvorgang an mit einem Nickelgehalt im Elektrolyten von vorzugsweise 60 bis 80 Gramm Nickelgehalt pro Liter, wobei der Nickelgehalt aus Nickelsalzen hergestellt wird, welche vorzugsweise Nickelchloridhexahydrat und Nickelsulfathexahydrat sind. Besonders bevorzugt werden diese beiden Salze nebeneinander verwendet und zwar besonders bevorzugt mit einem Verhältnis von ca. 1:4. Als weiterer Bestandteil des Elektrolyten bei der Vernickelung wird Borsäure vorgesehen mit einem Gehalt von 30 bis 40 Gramm pro Liter.
Die Dauer des Vernickelungsvorgangs hängt natürlich stark von der angestrebten Schichtdicke ab. Üblicherweise reichen 15 bis 25 Minuten für die Vernickelung bei einer Spannung von 6,2 bis 8,3 Volt und einer Stromdichte von ca. 4 Ampere pro Quadratdezimeter aus. Die dabei gebildete Nickelschicht weist eine mittlere Schichtdicke im Bereich von 18 bis 24 μm auf. Diese Schichtdicke ist dick genug, als dass sich eine Bürststruktur in die Oberfläche einbringen lässt, wobei die Bürststruktur in ihrer Optik und Haptik einer Bürststruktur entsprechen sollte, die mit Schleifscheiben vom Typ SBI-A der Firma 3M, Durchmesser 250 mm erhalten wird, wenn diese Schleifscheiben mit einer Arbeitsgeschwindigkeit von 600 Umdrehungen pro Minute angetrieben werden. Vernickelunα von verkupferten Zamak- und Kunststoffteilen
Die Zamak-Teile (generell Zink-Druckguss-Legierungsteile) werden zunächst mit einer Kupferschicht versehen, um die Oberfläche zu glätten, d.h. um vom Druckgussverfahren herrührende Poren an der Oberfläche zu schließen und eine glatte Oberfläche sicherzustellen. Danach lassen sich die verkupferten Zamak-Teile wie die ABS-Teile behandeln, seien diese verkupfert oder nicht.
Zunächst wird eine chemische Entfettung durchgeführt in einem wässrigen Medium mit einem Entfettungsmittel, welches überwiegend von Alkalihydroxid gebildet wird, daneben aber noch größere Anteile von Natriumcarbonat, Alkalimetasilikate sowie Alkylphenolethoxylaten umfasst. Daneben können noch Tenside in geringerer Menge vorhanden sein.
Daran anschließend wird eine Ultraschallentfettung durchgeführt, wobei dem wässrigen Entfettungsmedium ein Entfettungsmittel zugesetzt ist, welches ganz überwiegend von Natriumborat sowie Natriumcarbonat gebildet wird. Daneben kommt eine Mischung verschiedener Tenside zum Einsatz.
Als weiterer Entfettungsschritt wird dann eine kathodische und sodann eine anodische Entfettung durchgeführt, wobei in diesem Zusammenhang das Medium im Wesentlichen als Entfettungsmittel Natriumcarbonat sowie Natriummetasilikate und geringere Anteile an Natriumhydroxid enthält.
Vor der eigentlichen Vernickelung wird nochmals neutralisiert, wobei hier vorzugsweise Schwefelsäure zum Einsatz kommt und nochmals mit Wasser nachgespült. Daraufhin wird der Vernickelungsvorgang durchgeführt, wie bereits zuvor beschrieben, wobei allerdings bei den Zamak- und ABS-Teilen vorzugsweise mit einer etwas höheren Stromdichte gearbeitet wird. Auch hier werden in dem Zeitraum von 15 bis 25 Minuten Nickelschichtdicken im Bereich von 18 bis 24 μm erzielt.
Die Behandlung der so erreichten Schichtdicken erfolgt wie zuvor beschrieben, wobei nach der Ofentrocknung dann der Bürstvorgang einsetzt, ebenfalls oben bereits beschrieben.
Verchromung der vernickelten und gebürsteten Armaturenfteile)
Hieran schließt sich nun der eigentliche Verchromungsprozess an, der für alle Sanitärarmaturenteile, unabhängig davon, ob sie auf Messingteilen, Zamak- oder ABS-Teilen beruhen, derselbe ist.
Als erstes wird eine chemische Entfettung durchgeführt, wobei ein wässriges Entfettungsmedium verwendet wird, in dem Entfettungsmittel enthalten sind, die ganz überwiegend von Natriumhydroxid gebildet werden. Daneben sind erhebliche Teile an Natriumcarbonat, geringe Anteile an Natriummetasilikat sowie Alkylphenolethoxylate und Tenside enthalten.
Danach wird eine Ultraschallentfettung durchgeführt in einem wässrigen Entfettungsmedium mit einem Entfettungsmittel, welches ganz überwiegend aus Natriumborat sowie geringeren Mengen an Natriumcarbonat sowie verschiedener Tenside gebildet wird.
Daraufhin erfolgt eine Spülung und Neutralisierung mit Schwefelsäure, daran anschließend wird nochmals gespült und dann die eigentliche Verchromung durchgeführt. Die Verchromung wird durchgeführt bei einem Chromgehalt von 300 bis 350 Gramm pro Liter Chromtrioxid, geringe Mengen Schwefelsäure sowie einem Katalysator, der sich aus Fluorsilikaten und Natriumchromat zusammensetzt.
Der Zeitraum, in dem die Verchromung durchgeführt wird, beläuft sich auf 3 bis 4 Minuten und wird bei einer Stromstärke von 6,5 bis 8 Ampere pro Quadratdezimeter durchgeführt bei einer Spannung von 3,2 bis 5,6 Volt.
In diesem Zeitraum und bei diesen Bedingungen werden mittlere Chromstärkeschichten erhalten, die 0,1 bis 0,3 μm betragen.
Danach wird mit Wasser gespült, am Ende mit ultrareinem Wasser und danach im Ofen getrocknet.
Die dabei erhaltenen Armaturenteile weisen ein vom Edelstahlfinish kaum noch zu unterscheidendes Oberflächenaussehen und Haptik gegenüber originären gebürsteten Edelstahloberflächen auf.
Im Folgenden werden beispielhaft die einzelnen Verfahrensschritte in tabellarischer Form beschrieben. Es versteht sich, dass insbesondere die Entfettungsschritte vielfältig anders gestaltet werden können und lediglich dazu dienen, die Voraussetzungen für gut haftende Nickel- bzw. Chromschichten zu schaffen. Die Vernickelungs- und Verchromungsvorgänge selbst lassen ebenfalls vielfältige Variationen zu, wobei hauptsächlich die zuvor beschriebenen Ergebnisse für die Schichtdicken erzielt werden müssen. Vernickelung von Messing-Teilen:
Figure imgf000013_0001
Vernickelung von verkupferten Zamak- und ABS-Teilen:
Figure imgf000014_0001
Verchromen von Messing-, Zamak und ABS-Teilen
Figure imgf000015_0001
Erläuterungen der in den Tabellen verwendeten Kürzel:
(A) Mischung von Tensiden, aminisch verseifte Fettsäuren, schwachen organischen Säuren, Glykolethern
(B) Mischung, enthaltend als Hauptbestandteil Natriumhydroxid und daneben Natriummetasilikat, Natriumcarbonat, Lösungsvermittler in Form von schwachen Komplexbildnern, Phosphate, Alkylbenzolsulfonate und Fettalkohole
(C) Mischung, enthaltend als Hauptbestandteile Natriumhydroxid, Batriummetasilikat und Natriumcarbonat und daneben Komplexbildner, Phosphate und Tenside
(D) Mischungen, enthaltend als Hauptbestandteil Natriumhydroxid, daneben Natriumcarbonat, Natriumsilikat, Alkylphe- nolethoxylat, Tenside
(E) Mischungen, enthalten als Hauptbestandteil Natriumborat und daneben Natriumcarbonat, Tenside
(F) Mischungen der Hauptbestandteile Natriumcarbonat, Natriummetasilikat, Natriumhydroxid
Katalysator Fluorsilikat in Kombination mit Natriumchromat

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Verfahren zur Herstellung von Sanitärarmaturen mit Edelstahlfinish, gekennzeichnet durch die Schritte
Herstellen einer Armatur oder von Armaturenteilen aus Messing; Schleifen und Polieren der Armaturen bzw. Armaturenteile; Vernickelung der sichtbaren Oberflächen der Armaturen bzw. Armaturenteile;
Schleifen und/oder Bürsten der vernickelten Oberfläche der Armaturen und Armaturenteile;
Verchromen der geschliffenen oder gebürsteten vernickelten Oberflächen der Armaturen bzw. Armaturenteile.
2. Verfahren zur Herstellung von Sanitärarmaturen mit Edelstahlfinish, gekennzeichnet durch die Schritte
Herstellen einer Armatur oder deren Teile aus einem Kunststoff, insbesondere ABS;
Vernickeln der sichtbaren Oberflächen der Armaturen bzw. Armaturenteile;
Schleifen und/oder Bürsten der vernickelten Oberflächen der Armaturen bzw. Armaturenteile;
Verchromen der geschliffenen und/oder gebürsteten vernickelten Oberfläche der Armaturen bzw. Armaturenteile.
3. Verfahren zur Herstellung einer Sanitärarmatur mit Edelstahlfinish, gekennzeichnet durch die Schritte
Herstellen einer Armatur oder deren Teile aus einer Zink-Druckguss-Le- gierung, insbesondere Zamak;
Verkupfern der sichtbaren Oberfläche der Armaturen bzw. Armaturenteile;
Vernickeln der sichtbaren Oberflächen der Armaturen bzw. Armaturenteile;
Schleifen und/oder Bürsten der vernickelten Oberfläche der Armaturen bzw. Armaturenteile;
Verchromen der geschliffenen und/oder gebürsteten vernickelten Oberfläche der Armaturenteile.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Armaturenteile vor dem Vernickeln ein- oder mehrfach einer Entfettung unterzogen werden, wobei chemische, elektrochemische und/ oder Ultraschallentfettung zum Einsatz gelangt.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Entfetten bei erhöhten Temperaturen in wässrigem Medium erfolgt.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Armaturenteile sowohl anodisch als auch kathodisch entfettet werden.
7. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Elektrolytbad bei der Vernickelung metallisches Nickel in einer Menge von 60 bis 80 Gramm pro Liter, vorzugsweise ca. 70 Gramm pro Liter enthält.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das metallische Nickel in der elektrolytischen Nickellösung von Nickelchlorid und/ oder Nickelsulfat gebildet wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das metallische Nickel von Nickelchlorid und Nickelsulfat, insbesondere im Verhältnis von Nickelchlorid zu Nickelsulfat von ca. 1:4 gebildet wird.
10. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Nickelbad Borsäure umfasst, insbesondere in einer Menge von 30 bis 50 Gramm pro Liter.
11. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nickelschicht auf den Armaturen bzw. Armaturenteilen mit einer Dicke von im Mittel 18 bis 24 μm aufgebracht wird.
12. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Verchromen eine chemische Entfettung, eine Ultraschallentfettung und/oder eine elektrolytische Entfettung durchgeführt wird, wobei einzelne Entfettungsschritte mehrfach wiederholt werden können.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrolytische Entfettung eine kathodische Entfettung ist.
14. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verchromung in einem Chrombad durchgeführt wird, welches 300 bis 350 Gramm Chromtrioxid enthält.
15. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bürsten vor der Verchromung in der Weise durchgeführt wird, dass ein Bürstbild erhalten wird, welches dem von Schleifscheiben des Typs SBI-A der Firma 3M mit einem Durchmesser von 250 mm und einer Arbeitsgeschwindigkeit von 600 Umdrehungen pro Minute entspricht.
16. Sanitärarmatur oder deren Teile, hergestellt nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15.
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