DE10223081A1

DE10223081A1 - Verfahren zur Herstellung von galvanisierten Sanitärgegenständen aus Kunststoff

Info

Publication number: DE10223081A1
Application number: DE10223081A
Authority: DE
Inventors: Klaus Schulze-Berge; Friedrich Kernberger
Original assignee: Hansgrohe SE
Current assignee: Hansgrohe SE
Priority date: 2002-05-17
Filing date: 2002-05-17
Publication date: 2003-12-04
Also published as: WO2003096859A3; AU2003227752A1; WO2003096859A2; AU2003227752A8

Abstract

Bei einem Verfahren zur Herstellung von Sanitärgegenständen aus Kunststoff mit galvanisch metallisierten Oberflächen wird vor der galvanischen Metallisierung mit äußerer Stromquelle eine elektrisch nicht leitende Abdeckschicht oder Schutzschicht auf mindestens einen Teil der Oberflächen aufgebracht. Dieses Aufbringen der Schicht erfolgt vorzugsweise vor der gesamten galvanischen Behandlung, damit diese vorteilhaft im sogenannten Durchfahrprinzip ausgeführt werden kann. Bei dem Teil der Oberflächen, die mit der Schicht versehen werden, handelt es sich vorzugsweise um mindestens einen Teil der wasserführenden Bereiche des Sanitärgegenstands.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Sanitärgegenständen aus Kunststoff mit galvanisch metallisierten Oberflächen sowie die entsprechend hergestellten Sanitärgegenstände.

Galvanisierte Kunststoffe, d. h. Kunststoffmaterialien mit metallischen Überzügen, sind bei der Herstellung von Sanitärgegenständen nicht mehr wegzudenken. Als bevorzugtes Kunststoffmaterial ist hier beispielsweise ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer) zu nennen, das insbesondere mit Chrom als äußerster Deckschicht galvanisiert ist. Die Herstellung von galvanisierten Kunststoff-Sanitärgegenständen ist insbesondere wegen nicht notwendigem Schleif- und Polieraufwand, wie er bei Metallkörpern notwendig ist, rationell und kostengünstig durchzuführen. Hinzu kommen die durch den Einsatz der Kunststoff-Spritztechnik günstigen Gestaltungsmöglichkeiten sowie eine erhebliche Gewichtsreduzierung gegenüber Sanitärgegenständen mit Metallkörpern.

Die genannten galvanisierten Kunststoff-Sanitärgegenstände werden in Verfahrensschritten hergestellt, die dem Fachmann grundsätzlich bekannt sind. So ist üblicherweise ein Vorbehandlungsverfahren notwendig, um die Kunststoffoberfläche elektrisch leitfähig zu machen, damit eine ausreichende Haftung der galvanisch mit Strom (d. h. mit äußerer Stromquelle) aufgebrachten Metallschichten auf dem Kunststoff gewährleistet ist. Mit der üblicherweise stromlos durchgeführten Vorbehandlung werden im Normalfall alle Oberflächenbereiche des behandelten Gegenstands gleichmäßig elektrisch leitfähig gemacht. Dies liegt hauptsächlich daran, daß die für die stromlose Vorbehandlung verwendeten Behandlungslösungen zu allen äußeren und inneren Oberflächen des Gegenstands freien Zugang haben. Im Falle von Sanitärgegenständen bedeutet dies, daß auch die wasserführenden Bereiche mit ihren entsprechenden Oberflächen bei dieser Vorbehandlung mindestens teilweise elektrisch leitfähig werden. Dies wiederum hat zur Folge, daß auch die bei der galvanischen Metallisierung mit äußerer Stromquelle abgeschiedenen Metalle, wie Chrom, auf den entsprechenden Oberflächen der wasserführenden Bereiche zu finden sind. In diesem Zusammenhang spricht man auch davon, daß die bei der stromlosen Vorbehandlung und bei der galvanischen Metallisierung mit äußerer Stromquelle verwendeten Metalle in die wasserführenden Bereiche des Sanitärgegenstands "einstreuen". Je nach verwendetem Metall kann diese Einstreuung unterschiedlich tief gehen.

Bei derartigen Sanitärgegenständen mit Metallabscheidungen in den wasserführenden Bereichen besteht grundsätzlich die Gefahr, daß die entsprechenden Metalle in das Wasser übertreten oder die entsprechenden Metallschichten sich sogar ablösen. Dies gilt insbesondere dann, wenn die Sanitärgegenstände in geographischen Gebieten eingesetzt werden, in denen nur ein vergleichsweise aggressives Trinkwasser zur Verfügung steht, beispielsweise Trinkwasser mit hohem Sulfatgehalt, hohem Sauerstoffgehalt und/oder vergleichsweise niedrigem pH-Wert von < 7. Es können Funktionsstörungen dadurch auftreten, daß die abgeschiedenen Metallschichten, z. B. Kupfer- und/oder Nickelschichten, unterwandert werden und sich flitterförmig ablösen. Bei vielen Sanitärgegenständen, beispielsweise Handbrausen mit eingespritztem Wasserführungskanal sowie in der Wasserverteilungskammer im Brausekopf, führt dies zum Verstopfen der Strahlscheibe. Bei Mischarmaturen mit entsprechenden Konstruktionsmerkmalen können die Perlatoren usw. verstopfen. Darüber hinaus besteht bei allen Sanitärgegenständen die Möglichkeit, daß das die wasserführenden Bereiche durchströmende Wasser/Trinkwasser durch chemische Auflösung der abgeschiedenen Metalle mit den verschiedensten Metallen kontaminiert wird.

Zumindest in den wasserführenden Bereichen sollte also bei der galvanischen Metallisierung mit äußerer Stromquelle kein metallischer Überzug abgeschieden werden. Dieses Problem ist auch aus anderen technischen Gebieten bekannt, bei denen elektrisch nicht leitende Gegenstände örtlich begrenzt mit Metallen überzogen werden sollen. So beschreibt die deutsche Patentschrift DE-C3-18 01 819 ein Verfahren, bei dem Gegenstände (dort Bedienungsknöpfe für Rundfunkgeräte) nur teilweise galvanisch beschichtet werden sollen. Dies wird dort dadurch erreicht, daß auf der Oberfläche des Gegenstandes schmale Einkerbungen/Nuten eingebracht werden. Dadurch soll die Leitfähigkeit für bestimmte Oberflächenbereiche so herabgesetzt werden, daß in diesen Bereichen bei galvanischer Metallisierung mit äußerer Stromquelle kein Metall abgeschieden wird. Bereits die Tatsache, daß nach diesem Patent die Tiefe und der Einschnittwinkel der Einkerbung auf die angewandte Stromdichte abgestimmt sein muß, macht das beschriebene Verfahren nicht ausreichend produktionssicher. Außerdem können nicht auf jeder Oberfläche die erforderlichen Einkerbungen/Nuten angebracht werden, da diese nachträglich nicht mehr entfernt werden können.

Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, bei Sanitärgegenständen aus Kunststoff eine galvanische Metallisierung mit äußerer Stromquelle nur in bestimmten Oberflächenbereichen zu ermöglichen. Insbesondere soll die Abscheidung von Metallen bei der galvanischen Metallisierung mit äußerer Stromquelle, und insbesondere auch bei den stromlosen Vorbehandlungsschritten, in den wasserführenden Bereichen des Sanitärgegenstands zuverlässig verhindert werden. Außerdem sollen die ergriffenen Maßnahmen die dekorativen Oberflächen des Sanitärgegenstands nicht beeinträchtigen und sich möglichst nahtlos in bestehende Produktionsprozesse einfügen lassen.

Diese Aufgabe wird gelöst durch das Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bevorzugte Ausführungsformen dieses Verfahrens sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 23 dargestellt. Der erfindungsgemäße Sanitärgegenstand ist in den Ansprüchen 24 bis 28 beschrieben. Der Wortlaut sämtlicher Ansprüche wird hiermit durch Bezugnahme zum Inhalt dieser Beschreibung gemacht.

Das eingangs genannte Verfahren ist erfindungsgemäß so gestaltet, daß vor der galvanischen Metallisierung mit äußerer Stromquelle eine elektrisch nicht leitende Abdeckschicht oder Schutzschicht auf mindestens einen Teil der Oberflächen des Kunststoff-Sanitärgegenstands aufgebracht wird. Dadurch wird erreicht, daß die für die galvanische Metallisierung mit äußerer Stromquelle notwendige Leitfähigkeit für bestimmte Teile der Oberflächen unterbrochen ist. Dies bedeutet, daß auf diesen Oberflächen keine Metallabscheidung durch Strom erfolgen kann. Vorzugsweise werden die Abdeckschichten oder Schutzschichten derart aufgebracht, daß die wasserführenden Bereiche des Sanitärgegenstands von der Metallabscheidung mit Strom ausgeschlossen sind. Wie später noch erläutert wird, können die entsprechenden Schichten zu diesem Zweck auf geeignete Oberflächenbereiche aufgebracht werden, bei denen das Wasser in die wasserführenden Bereiche des Sanitärgegenstands eintritt oder aus diesen austritt. Durch das Anbringen der Schichten in diesen Begrenzungsbereichen werden die wasserführenden Bereiche von der Stromleitung quasi abgekoppelt, und es kann deshalb keine galvanische Metallisierung mit Strom erfolgen.

Grundsätzlich ist es erfindungsgemäß möglich, den Kunststoff-Sanitärgegenstand zunächst elektrisch leitfähig zu machen und dann die elektrisch nicht leitende Abdeckschicht oder Schutzschicht aufzubringen. Es ist jedoch bevorzugt, wenn zunächst die elektrisch nichtleitende Abdeckschicht oder Schutzschicht aufgebracht wird und dann die entsprechenden Behandlungsschritte durchgeführt werden, um den Kunststoff- Sanitärgegenstand leitfähig zu machen. Hierbei werden zumindest die Oberflächen ohne Abdeck-/Schutzschicht, vorzugsweise alle Oberflächen des Sanitärgegenstands, elektrisch leitfähig gemacht. Dann werden anschließend auf die elektrisch leitfähigen Oberflächen, die nicht durch die Abdeck-/Schutzschichten "abgekoppelt" sind, galvanisch mit Strom die weiteren Metallschichten aufgebracht.

Die zuletzt geschilderte Vorgehensweise hat den Vorteil, daß der Sanitärgegenstand nach dem Aufbringen der Abdeck-/Schutzschicht im sogenannten Durchfahrprinzip galvanisch (stromlos und mit Strom) behandelt werden kann. Dies bedeutet, daß nach Aufbringen der Abdeck-/Schutzschicht alle galvanischen Verfahrensschritte rationell durchgeführt werden können, ohne daß die galvanischen Abläufe unterbrochen werden müssen.

Es ist erfindungsgemäß nicht ausgeschlossen, daß die gesamte Oberfläche der wasserführenden Bereiche des Sanitärgegenstands mit der Abdeck-/Schutzschicht versehen ist. Abgesehen davon, daß sich dies bei vielen Sanitärgegenständen nicht einfach realisieren läßt, wird dies aber in den meisten Fällen nicht erforderlich sein. Wie oben bereits ausgeführt, ist es deshalb bevorzugt, daß nur ein Teil der Oberflächen der wasserführenden Bereiche mit einer entsprechenden Schicht versehen ist, beispielsweise entsprechende (Begrenzungs-)Flächen am Wassereintritt und Wasseraustritt.

In Weiterbildung ist das erfindungsgemäße Verfahren vorzugsweise so ausgestaltet, daß die Oberflächen des Sanitärgegenstands vor der galvanischen Metallisierung mit äußerer Stromquelle vorbehandelt werden. Dies gilt zumindest für die nicht mit der Abdeck-/Schutzschicht versehenen Oberflächen, vorzugsweise jedoch für alle Oberflächen. Hier können Vorbehandlungsschritte angewandt werden, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind.

Vorzugsweise umfaßt die Vorbehandlung mindestens einen Entfettungs- oder Beizschritt, wobei hier insbesondere eine Vorbehandlung mit einem oxidierend wirkenden Agens zu nennen ist. Grundsätzlich können hier die unterschiedlichsten oxidierenden Agenzien verwendet werden, beispielsweise Kaliumpermanganat-Lösung, wobei je nach verwendetem Kunststoffmaterial des Sanitärgegenstands unterschiedliche Agenzien ausgewählt sein können. Bevorzugte oxidierende Agenzien sind Säuren, wobei hier eine Behandlung mit Chromsäure-enthaltenden Lösungen (mit oder ohne Schwefelsäure) hervorzuheben ist. Die Vorbehandlung mit Chromsäure-haltigen Lösungen bietet sich insbesondere bei Kunststoffgegenständen aus ABS an.

Weiter umfaßt die Vorbehandlung bei den erfindungsgemäßen Verfahren vorzugsweise mindestens einen Aktivierungsschritt, der sich üblicherweise an den Entfettungs- oder Beizschritt anschließt. Die Aktivierung kann dabei in mehreren Schritten erfolgen, wobei eine Aktivierung in zwei Schritten bevorzugt ist.

Als Aktivierung wird nach der Erfindung insbesondere eine sogenannte stromlose chemische Metallisierung durchgeführt. Dabei werden Metalle ohne äußere Stromquelle aus geeigneten Lösungen abgeschieden. Hierbei sind verschiedene Vorgehensweisen bekannt, die getrennt voneinander oder auch in Kombination miteinander angewendet werden können.

Zum einen können Lösungen zur chemischen Metallisierung eingesetzt werden, die Zinn oder Palladium enthalten. Im Falle von Zinn enthalten die Lösungen vorzugsweise Zinnionen, während das Palladium in ionischer Form oder auch in metallischer Form (vorzugsweise kolloidal) in den Lösungen enthalten sein kann.

Zum anderen kann die chemische Metallisierung mit Hilfe von Lösungen erfolgen, die Kobaltionen enthalten. Diese Kobaltionen werden dann in einem zweiten Schritt zu Kobaltsulfid umgesetzt.

In bestimmten Fällen, beispielsweise bei der chemischen Metallisierung mit Zinn oder Palladium, kann sich vorzugsweise eine weitere stromlose chemische Metallisierung anschließen. Für diese weitere Metallisierung können dann Kupferionen- und/oder vorzugsweise Nickelionen-haltige Lösungen eingesetzt werden.

Bei bevorzugten Ausführungen des erfindungsgemäßen Verfahrens werden bei der galvanischen Metallisierung mit äußerer Stromquelle, die sich insbesondere an die oben genannten Vorbehandlungsschritte anschließt, vorzugsweise Schichten aus Nickel, Kupfer oder Chrom aufgebracht. Hierbei ist Chrom als bevorzugtes Metall zu nennen.

Weiter ist es bevorzugt, wenn bei der galvanischen Metallisierung mit äußerer Stromquelle Schichten, und dabei insbesondere äußerste Deckschichten, aus mindestens einem Edelmetall oder aus binären, ternären oder quaternären Legierungen solcher Metalle aufgebracht werden. Die Vorteile derartiger Metalle als Schichten, insbesondere Deckschichten liegen aufgrund ihrer chemischen Beständigkeit auf der Hand.

Als bevorzugte Edelmetalle sind hier Gold und die Metalle der Gruppe der sogenannten Platinmetalle zu nennen.

Erfindungsgemäß ist es weiter bevorzugt, wenn bei der galvanischen Metallisierung mit äußerer Stromquelle eine Schichtenfolge aufgebracht wird, bei der diese Schichtenfolge mit einer äußersten Deckschicht aus Chrom abschließt. Die Vorteile einer Verchromung als äußerster Deckschicht müssen ebenfalls nicht besonders hervorgehoben werden und sind dem Fachmann bekannt. Bei diesen Ausführungsformen sind noch solche bevorzugt, bei denen sich unterhalb der Deckschicht aus Chrom Schichten aus Nickel und/oder Kupfer befinden.

In Weiterbildung kann das erfindungsgemäße Verfahren so ausgestaltet sein, daß nach der galvanischen Metallisierung mit äußerer Stromquelle eine Nachbehandlung stattfindet. Diese Nachbehandlung betrifft zumindest die mit der elektrisch nichtleitenden Abdeck-/Schutzschicht versehenen Oberflächen, vorzugsweise jedoch alle Oberflächen des Sanitärgegenstands. Die Nachbehandlung besteht insbesondere in einem sogenannten Strippen, bei dem die durch stromlose chemische Abscheidung aufgebrachte Leitschicht (Metallschichten) wieder entfernt wird. Dieses Strippen erfolgt vorzugsweise durch eine Behandlung der entsprechenden Oberflächen mit einem oxidierenden Agens, insbesondere einer oxidierenden Säure. Dabei kann es sich bei dem oxidierenden Agens insbesondere um Salpetersäure oder um Lösungen handeln, die insbesondere Persulfat oder Wasserstoffperoxid enthalten. Durch das Strippen werden vorzugsweise alle Metallschichten entfernt, die nicht mit Strom abgeschieden wurden. Auf diese Weise werden die wasserführenden Teile des Sanitärgegenstands vollständig metallfrei, so daß die eingangs aufgeführten Nachteile nicht eintreten können. Es verbleiben lediglich Metallschichten auf denjenigen Oberflächen, insbesondere auf den dekorativen Oberflächen, bei denen dies akzeptiert werden kann und die sich bei Verwendung des Sanitärgegenstands nicht ablösen können, z. B. die Chromschichten der äußersten Deckschicht.

Die erfindungsgemäß aufgebrachte Abdeck-/Schutzschicht besteht vorzugsweise aus einem Polymermaterial, insbesondere aus einem Lack. Dieses Polymermaterial kann in Abhängigkeit von den Chemikalien, die bei den Vorbehandlungsschritten eingesetzt werden, ausgewählt werden. Es versteht sich von selbst, daß das Polymermaterial eine ausreichend gute Haftung zum Kunststoffmaterial besitzen muß und eine ausreichende chemische Beständigkeit gegen die bei den Vorbehandlungsschritten verwendeten Chemikalien. Das Polymermaterial muß letzten Endes gewährleisten, daß keine elektrisch leitfähige Brücke über das Polymermaterial hinweg zwischen den mit Strom zu galvanisierenden Oberflächenbereichen und den mit Strom nicht zu galvanisierenden Oberflächenbereichen (den wasserführenden Bereichen) entsteht. Entsprechende Lacksysteme sind dem Fachmann bekannt und können von ihm in geeigneter Weise ausgewählt werden. Geeignet sind beispielsweise Lacke, wie sie zur Reparatur von Fehlstellen an PVC-beschichteten Teilen, z. B. Galvanikgestellen, eingesetzt werden.

Es sei an dieser Stelle hervorgehoben, daß der erfindungsgemäße Gedanke nicht auf die Verwendung von Lacken beschränkt ist. Jede Beschichtung, die die erfindungsgemäße Aufgabe löst, ist grundsätzlich geeignet. So ist es beispielsweise auch möglich, eine bereits vorgefertigte Folie oder einen Film in geeigneter Weise auf die entsprechenden Oberflächen des Kunststoffgegenstands aufzubringen und auf diese Weise eine Unterbrechung der Leitfähigkeit für die galvanische Metallisierung mit Strom zu erreichen.

Die Abdeck-/Schutzschicht(en) können grundsätzlich in beliebiger Weise aufgebracht werden. Bei der Verwendung von Polymermaterialien wie Lacken ist hier beispielsweise ein Aufstreichen oder Aufsprühen möglich. Ein bevorzugtes Aufbringen kann auch in einem Aufdrucken bestehen, wobei dieses Aufdrucken vorzugsweise im sogenannten Tampon-Druckverfahren erfolgen kann. Dieses Verfahren ist dem Fachmann bekannt.

Erfindungsgemäß kann der Sanitärgegenstand aus jedem Kunststoffmaterial bestehen, das in der Sanitärtechnik Anwendung finden kann. Üblicherweise handelt es sich hier vorzugsweise um thermoplastische Kunststoffe, wobei hier insbesondere ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol- Copolymer) zu nennen ist.

Erfindungsgemäß können beliebige Sanitärgegenstände galvanisiert werden. Bevorzugte Sanitärgegenstände sind sanitäre Auslaufvorrichtungen, wie Armaturen, Brausen, Handbrausen und dergleichen. Vorzugsweise handelt es sich hier um Sanitärgegenstände, bei denen bei der Herstellung die wasserführenden Teile gleich mit eingespritzt werden.

Neben dem beschriebenen Verfahren umfaßt die Erfindung noch die entsprechenden Sanitärgegenstände selbst. Diese sind nach dem beschriebenen Verfahren herstellbar. Sie zeichnen sich insbesondere dadurch aus, daß die Oberflächen der wasserführenden Bereiche des Sanitärgegenstands frei von Metallen sind, wie sie üblicherweise bei der galvanischen Metallisierung und insbesondere bei deren Vorbehandlungsschritten verwendet werden. Vorzugsweise sind die Oberflächen der wasserführenden Bereiche frei von Nickel, Kupfer, Chrom und frei von Edelmetallen.

Weiter sind die erfindungsgemäßen Sanitärgegenstände insbesondere dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Abdeck-/Schutzschicht, insbesondere auf mindestens einem Teil der Oberflächen der wasserführenden Bereiche tragen. Diese Schichten können im Normalfall ohne weiteres auch nach der Galvanisierung mit äußerer Stromquelle auf dem Sanitärgegenstand verbleiben, da sie die Funktion des Sanitärgegenstands in keiner Weise beeinträchtigen. Auf diese Weise ist auch erkennbar, daß der entsprechende Sanitärgegenstand mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellt wurde.

Schließlich umfaßt die Erfindung den geschilderten Sanitärgegenstand mit aufgebrachter Abdeck-/Schutzschicht noch in Form eines Halbfabrikats. Wird der Sanitärgegenstand vor den Vorbehandlungsschritten mit der Abdeck-/Schutzschicht versehen, so trägt er nur diese Schicht. Anschließend wird er in Form dieses Halbfabrikats dann in den Galvanisierprozeß (stromlos und anschließend mit Strom) eingebracht.

Die beschriebenen Merkmale und weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen in Verbindung mit den Unteransprüchen und den Zeichnungen. Hierbei können die einzelnen Merkmale jeweils für sich oder zu mehreren in Kombination miteinander verwirklicht sein.

In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 die schematische Schnittdarstellung einer nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Handbrause, und

Fig. 2 die schematische Schnittdarstellung einer mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Auslaufvorrichtung.

Fig. 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Sanitärgegenstand in Form einer Handbrause 1, der in üblicher, dem Fachmann bekannter Weise, im Spritzgußverfahren, vorzugsweise aus ABS, hergestellt ist. Es sind deutlich die ineinander übergehenden wasserführenden Bereiche 2a (Wasserkammer) und 2b (Wasserführungskanal) mit ihren zugehörigen (inneren) Oberflächen zu erkennen. Diese wasserführenden Bereiche werden im Funktionszustand vom Wasser/Trinkwasser durchströmt, und zwar in Richtung vom Wasserzulaufbereich (Wassereintritt) 3 zum Wasserauslaufbereich (Wasseraustritt) 4.

Wie bereits in der Beschreibung erläutert, soll bei der galvanischen Metallisierung eine Metallabscheidung in den wasserführenden Bereichen, d. h. auf den (inneren) Oberflächen dieser Bereiche, vermieden werden. Zu diesem Zweck sind gemäß Fig. 1 erfindungsgemäß Abdeck-/Schutzschichten 5 und 6 im Bereich 3 des Wasserzulaufs und im Bereich 4 des Wasserauslaufs aufgebracht. Dadurch werden die dazwischenliegenden wasserführenden Bereiche bei einer galvanischen Metallisierung mit äußerer Stromquelle von der Leitfähigkeit quasi abgekoppelt. Selbst wenn sich auf den (inneren) Oberflächen der wasserführenden Bereiche Metallabscheidungen aus den stromlosen Vorbehandlungsschritten befinden sollten, so ist bei entsprechender Kontaktierung bei der galvanischen Metallisierung mit Strom auf diesen Flächen keine weitere Metallabscheidung möglich. Es findet nämlich über die als Sperre wirkenden Abdeck-/Schutzschichten 5 und 6 hinweg im wesentlichen kein Ladungsfluß statt.

Die erwähnte Kontaktierung bei der galvanischen Metallisierung mit äußerer Stromquelle kann dabei gemäß Fig. 1 vorzugsweise an inneren Oberflächen des Wasserzulaufbereichs 3 bzw. des Wasserauslaufbereichs 4 erfolgen, beispielsweise an den mit den Bezugszeichen 7a, 7b, 8a und 8b bezeichneten Bereichen. Diese Bereiche liegen selbstverständlich (in Bezug auf die Wasserfließrichtung) vor der Schicht 5 bzw. hinter der Schicht 6, um deren Funktion als Ladungssperre zu ermöglichen. Die inneren Bereiche 7a, 7b, 8a und 8b sind auch deshalb für die Kontaktierung bevorzugt, da auf diese Weise keine äußeren dekorativen Oberflächen der Handbrause 1 durch die Kontaktierung beeinträchtigt oder sogar beschädigt werden können.

Die Schichten 5 und 6 können an Seitenflächen oder Kantenflächen des Wassereintrittsbereichs 3 oder des Wasseraustrittsbereichs 4 vorgesehen sein. Im vorliegenden Fall handelt es sich hier um umlaufende, vorzugsweise kreisförmig umlaufende Schichten an der äußeren Kantenfläche des Wasserauslaufbereichs 4 (beispielsweise der Wasserkammer) bzw. der Innenfläche des Wasserzulaufbereichs 3.

Fig. 2 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung in Form einer Auslaufvorrichtung 11. Diese besteht beispielhaft aus einem Grundkörper 12 mit Auslaufteil 13. In diesen Grundkörper 12 mit Auslaufteil 13 werden dann die weiteren Funktionsteile der Auslaufvorrichtung 11 eingesetzt, z. B. die Wasserkammer mit Betätigungshebel im Grundkörper 12 und der Perlator im Auslaufteil 13. Um das Funktionsprinzip der Erfindung schematisch zu verdeutlichen, sind in Fig. 2 drei Abdeck-/Schutzschichten 14, 15 und 16 dargestellt. Diese trennen die wasserführenden Bereiche der Auslaufvorrichtung 11 mit ihren (inneren) Oberflächen vom Ladungsfluß bei einer galvanischen Metallisierung mit äußerer Stromquelle ab, so daß auf den (inneren) Oberflächen dieser wasserführenden Bereiche keine Metallschichten abgeschieden werden. In diesem Zusammenhang wird auf die Ausführungen zu Fig. 1 und in der Beschreibung Bezug genommen und verwiesen.

Beispiel

Zur weiteren Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird im folgenden ein Beispiel für eine geeignete Verfahrensführung dargestellt. Es versteht sich von selbst, daß die Erfindung durch dieses Beispiel in keiner Weise beschränkt werden soll.
Eine Handbrause, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist, aus ABS, z. B. Novodur P2MC (Bayer AG, Deutschland) oder Ronfalin CP55 (BASF AG, Deutschland) wird vor der gesamten galvanischen Behandlung einem Aufbringvorgang für Abdeck-/Schutzschichten unterzogen. Dies geschieht dadurch, daß mittels Tampon-Druck auf dem Rand der Wasserkammer (Wasserauslaufbereich) und am Ende des Brausengriffes nahe dem Übergang des später anzuschraubenden Wasserzuführungsschlauches (Wasserzulaufbereich) jeweils ein Sperring aus Lack aufgetragen wird. Bei diesem Lack handelt es sich um einen üblichen Ausbesserungslack für die Reparatur von Fehlstellen an PVC-beschichteten Teilen, wie sie beispielsweise bei Galvanikgestellen eingesetzt werden. Wie im Zusammenhang mit Fig. 1 bereits erwähnt, wird die elektrische Kontaktierung in den späteren mit Strom durchgeführten Galvanisierschritten so durchgeführt, daß diese nur in verdeckt liegenden Bereichen und nicht an äußeren (dekorativen) Oberflächen erfolgt. Es sollen nämlich keine sichtbaren Kontaktpunkte dieser Kontaktierung später sichtbar sein.
Der so mit dem Tampon-Druck präparierte Brausenkörper durchläuft, auf einem geeigneten Galvanisiergestell fixiert, den gesamten Galvano- Prozeß (im Durchfahrprinzip). Dieser Galvano-Prozeß kann beispielhaft wie folgt aussehen:

1. Beizen in 1.000 g/l CrO₃, 55 g/l Cr III
65°C 10 min
oder in 380 g/l, CrO₃, 380 g/l, H₂SO₄, 20 g/l Cr III
65°C 10 min
In beiden Fällen enthalten die Beizen etwas Fluortensid wie FT248 (Bayer AG) zur besseren Benetzung.
2. Reduzieren von Resten an 6-wertiger Chromsäure mit einer Lösung aus 10 g/l Hydroxylammoniumsulfat
Raumtemperatur 1-2 min.
3. Vortauchen in verdünnter Salzsäurelösung 1 Teil konzentrierter Salzsäure - 2 Teile Wasser
Raumtemperatur 1 min.
4. Aktivieren in einer kolloidalen Sn/Pd-Lösung handelsüblicher Art wie Ultraplast-Aktivierung S41 (Fa. Enthone, Langenfeld)
100 mg/l Pd, 5 g/l, Sn II
35°C 5 min.
5. Beschleunigen in einer Oxalsäure-haltigen Lösung wie Ultraplast- Aktivierung S52 (Fa. Enthone, Langenfeld)
50 g/l, Oxalsäure, 55°C, 5 min.
6. chemisch Vernickeln mit handelsüblichen chemischen Nickel- Lösungen wie Ultraplast-Ni-S76 (Fa. Enthone, Langenfeld)
5 g/l, Ni 30 g/l, Natriumhypophosphit-1-hydrat
pH ca. 9.0 37°C 10 min
Nach der chemischen Vernicklung sollten die bedruckten Zonen keine Nickelschicht aufweisen, die übrigen Flächen jedoch lückenlos.
7. Dekapieren in 100 g/l, H₂SO₄
Raumtemperatur 1 min.
8. Vorvernickeln im Sulfamat-Nickelbad
70 g/l, Ni 40 g/l, Borsäure
10 g/l, Chlorid 50°C 2A/dm²
5-10 min.
Nach diesem Arbeitsschritt ist der selektive Mechanismus bereits sichtbar. Die äußeren Bereiche weisen eine Vornickelschicht auf, die Wasserkammer und die Innenwandung des Wasserführungskanals sind im Zustand der chemischen Vernicklung verblieben, weil die lackbedruckten Bereiche einen Isolator darstellen.
9. Dekapieren in 100 g/l, H₂SO₄ Raumtemperatur 1 min.
10. Glanzverkupfern in schwefelsauren Glanzkupferelektrolyten
45 g/l, Cu, 100 g/l, H₂SO₄
40 mg/l, Chlorid 3A/dm²
30 min.
Glanzbildnersystem wie beispielsweise Cuprorapid 1518 (Fa. Enthone, Langenfeld)
11. Dekapieren (oxidativ) Dekabunt SE (Fa. Enthone, Langenfeld) Raumtemperatur 1 min.
(System aus Na-hydrogensulfat, Fluorid und Na-persulfat)
12. Glanzvernickeln (üblicher Watts-Ansatz aus Nickelsulfat, Nickelchlorid und Borsäure)
70 g/l Ni, 15 g/l, Chlorid, 40 g/l Borsäure
60°C, 4A/dm², 10 min
handelsübliches Glanzbildner-System wie Elpelyt SF (Fa. Enthone, Langenfeld)
13. Cr-Aktivierung z. B. 10 g/l, CrO₃, 2 g/l Cr III
50 mg/l, H₂SO₄, 50 mg/l Fluorid
Raumtemperatur 1 min.
kann kathodisch unterstützt sein, ca. 30 mA/dm²
14. Glanzverchromen 350 g/l CrO₃, 2 g/l Cr III
1,4 g/l, H₂SO₄; 0,6 g/l, Fluorid
43°C 4 min.
15. Reduzieren von Resten an 6-wertiger Chromsäure mit einer Lösung aus 10 g/l Hydroxyl-Ammoniumsulfat
Raumtemperatur 1-2 min.
16. Trocknen Umluft 70°C 10 min.
Es versteht sich, daß zwischen den einzelnen Arbeitsschritten ausreichende Spülvorgänge durchzuführen sind.
17. Strippen der Leitschicht im Wasserführungsbereich
z. B. 2 Teile Wasser - 1 Teil Salpetersäure 53%, Raumtemperatur, ca 60 sec., bis Reste der Leitschicht restlos entfernt sind. Es versteht sich, daß dieser Schritt auch zwischen Pos. 15 und 16 direkt in den Galvano-Automaten integriert werden kann.

Das Verfahren kann vielfältig variiert werden, z. B. a. Direktmetallisieren Ersatz von Schritt 4 durch eine kolloidale Sn/Pd-Lösung mit höherer Pd-Konzentration, z. B. 240 mg/l,
Ersatz von Schritt S durch eine alkalische kupferhaltige Lösung zur Ausbildung von Pd/Cu-Clustern
Dann kann auf das chemische Vernickeln und das Vornickeln verzichtet werden. Es wird direkt verkupfert.

b. Ionogene Aktivierung

Die kolloidale Sn/Pd-Lösung kann durch eine Palladiumsulfat-, Chromsäure- und Schwefelsäure-enthaltende Lösung ersetzt werden. Der Beschleuniger enthält dann eine organische Bor- Wasserstoff-Verbindung und Natriumhypophosphit. Die Verfahrensschritte 2 und 3 entfallen. Die Chrom-Schwefelsäure als Beize zusätzlich ca. 10 mg/l, Pd - gilt auch für das Direktmetallisieren.

c. Nur-Nickel-Verfahren

Vornickeln (Pos. 8), Dekapieren (Pos. 9), Glanzverkupfern (Pos. 10) werden zu einem Arbeitsschritt in einem Sulfamat-Nickelbad zusammengefaßt. Pos. 11 darf dann kein Persulfat enthalten. Es genügt eine H₂SO₄-Dekapierung.

d. Andere Deckschichten als Chrom

Sicherlich ist Chrom die Standard-Oberfläche der Sanitärarmaturen. Die Deckschicht könnte aber auch aus Reingold, Hartgold, Platin, Palladium, Ruthenium usw. bestehen, solange die Deckschicht gegenüber dem Stripp-Medium resistent ist.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von Sanitärgegenständen aus Kunststoff mit galvanisch metallisierten Oberflächen, bei dem vor der galvanischen Metallisierung mit äußerer Stromquelle eine elektrisch nichtleitende Abdeckschicht oder Schutzschicht auf mindestens einen Teil der Oberflächen aufgebracht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Aufbringen der Schicht zumindest die Oberflächen ohne Schicht, vorzugsweise alle Oberflächen des Sanitärgegenstandes, elektrisch leitfähig gemacht werden und dann auf die elektrisch leitfähigen Oberflächen galvanisch mit äußerer Stromquelle mindestens eine Metallschicht aufgebracht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei den mit der Schicht versehenen Oberflächen um mindestens einen Teil der wasserführenden Bereiche des Sanitärgegenstands handelt.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die nicht mit der Schicht versehenen Oberflächen, vorzugsweise alle Oberflächen des Sanitärgegenstands, vor der galvanischen Metallisierung mit äußerer Stromquelle vorbehandelt werden.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorbehandlung mindestens einen Entfettungs- oder Beizschritt umfaßt, vorzugsweise durch Behandlung mit einem oxidierend wirkenden Agens.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Agens um eine Säure handelt, insbesondere um eine Chromsäure enthaltende Lösung mit oder ohne Schwefelsäure.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorbehandlung mindestens einen Aktivierungsschritt umfaßt, wobei vorzugsweise eine Aktivierung in zwei Schritten vorgesehen ist.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Aktivierung durch eine stromlose chemische Metallisierung erfolgt.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die chemische Metallisierung mit Hilfe von Lösungen erfolgt, die Zinnionen und/oder Palladium in ionischer oder, insbesondere kolloidaler, metallischer Form enthalten.

10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die chemische Metallisierung mit Hilfe von Lösungen erfolgt, die Kobaltionen enthalten, wobei diese Ionen in einem zweiten Schritt zu Kobaltsulfid umgesetzt werden.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich eine stromlose chemische Metallisierung mit Kupferionen- und/oder vorzugsweise Nickelionenhaltigen Lösungen erfolgt.

12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei der galvanischen Metallisierung mit äußerer Stromquelle Schichten aus mindestens einem der Metalle Nickel, Kupfer oder vorzugsweise Chrom aufgebracht werden.

13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei der galvanischen Metallisierung mit äußerer Stromquelle Schichten, insbesondere äußerste Deckschichten, aus mindestens einem Edelmetall, vorzugsweise mindestens einem Metall der sogenannten Platinmetalle, oder aus binären, ternären oder quaternären Legierungen solcher Metalle aufgebracht werden.

14. Verfahren nach Anspruch 12 oder Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß bei der galvanischen Metallisierung mit äußerer Stromquelle eine Schichtenfolge aufgebracht wird, bei der die äußerste Deckschicht aus Chrom besteht.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb der Deckschicht aus Chrom Schichten aus Nickel und/oder Kupfer aufgebracht sind.

16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die mit der elektrisch nichtleitenden Schicht versehenen Oberflächen, vorzugsweise alle Oberflächen des Sanitärgegenstandes, nach der galvanischen Metallisierung mit äußerer Stromquelle nachbehandelt werden, insbesondere durch ein sogenanntes Strippen, wobei vorzugsweise die Oberflächen mit einem oxidierenden Agens, insbesondere einer oxidierenden Säure, behandelt werden.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem oxidierenden Agens um Salpetersäure oder um Persulfat- oder Wasserstoffperoxidhaltige Lösungen handelt.

18. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht aus einem Polymermaterial, vorzugsweise aus einem Lack, besteht.

19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymermaterial, vorzugsweise der Lack, inert gegen die bei den Vorbehandlungsschritten, insbesondere Aktivierungsschritten; eingesetzten Chemikalien ist.

20. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckschicht oder Schutzschicht durch Aufstreichen oder Aufsprühen aufgebracht wird.

21. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckschicht oder Schutzschicht durch Aufdrucken aufgebracht wird, vorzugsweise durch Aufdrucken im sogenannten Tampon-Druckverfahren.

22. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Sanitärgegenstand aus mindestens einem thermoplastischen Kunststoff hergestellt ist, vorzugsweise aus ABS.

23. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Sanitärgegenstand um eine sanitäre Auslaufvorrichtung, insbesondere um eine Brause oder Handbrause, handelt.

24. Sanitärgegenstand, vorzugsweise sanitäre Auslaufvorrichtung, aus Kunststoff mit galvanisch metallisierten Oberflächen, herstellbar durch das Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche.

25. Sanitärgegenstand, vorzugsweise sanitäre Auslaufvorrichtung, aus Kunststoff mit galvanisch metallisierten Oberflächen, insbesondere nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen der wasserführenden Bereiche des Sanitärgegenstandes frei von Metallen sind, wie sie üblicherweise bei der galvanischen Metallisierung und deren Vorbehandlungsschritten verwendet werden.

26. Sanitärgegenstand nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen der wasserführenden Bereiche frei von Nickel, Kupfer, Chrom und von Edelmetallen sind.

27. Sanitärgegenstand, insbesondere sanitäre Auslaufvorrichtung, aus Kunststoff, insbesondere nach einem der Ansprüche 24 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen der wasserführenden Bereiche des Sanitärgegenstandes mindestens teilweise mit einer elektrisch nichtleitenden Abdeckschicht oder Schutzschicht (5, 6; 14, 15, 16) versehen sind.

28. Sanitärgegenstand nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß es sich um ein Halbfabrikat für die anschließende galvanische Metallisierung handelt.