DE1621992A1

DE1621992A1 - Im Vakuum metallisierte Gegenstaende mit UEberzug und Verfahren zu ihrer Herstellung

Info

Publication number: DE1621992A1
Application number: DE19661621992
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: LADNEY JUN MICHAEL
Current assignee: LADNEY JUN MICHAEL
Priority date: 1965-05-03
Filing date: 1966-03-22
Publication date: 1971-06-09
Also published as: GB1112317A; US3677792A

Description

Im Vakuum metallisierte Gegenstände mit Überzug und Verfahren zu ihrer Herstellung.
Die Erfindung befaßt sich mit im Vakuum metallisierten Gegenständen mit einem Überzug und insbesondere auf ein Verfahren zum Aufbringen extrem haltbarer Überzüge auf Gegenstände, die im Vakuum metallisiert sinne Viele Gegenstande wie Knöpfe, Zifferblätter, Armstützen für Fahrzeugtüren, Zurichteplatten USWe erhalten einen dekorativen letzten Ausputz durch Metallisierung ihrer Ober-flächen im Vakuum und anschließendem Überziehen der im Vakuum metallisierten Oberflächen mit einer organischen filmbildenden Flüssigkeit, die gehärtet oder getrocknet werden kann, um einen transparenten, farblosen Schutzüberzug auf dem Gegenstand zu bilden, durch welchen hindurch die im Vakuum metallisierte Oberfläche klar sichtbar ist. Bei den meisten Arbeitsverfahren der Metallisierung im Vakuum wird auf den zu metallisierenden Gegenstand ein Grundüberzug aufgebracht, der eine glatte glänzende Unterlage für die Zu metallisi erende Oberfläche bildet. Die beiden Typen von Grundüberzug und Decküberzug, die in Verbindung mit im Vakuum metallisi erten Werkstücken verwendet werden können, sind auf verhältnismäßig wenige Überzüge beschränkt, Dies beruht auf der Tatsache, daß viele organische Überzugsmaterialien keine gute Haftung am Kunststoff-Gegenstand oder der darauf befindlichten, im Vakuum metallisierten Oberfläche habdn oder daß sie, wahrscheinlich wegen der für diese organischen Überzugsmaterialien erforderlichen Lösungsmit el, eine Neigung zum Angriff auf das Kunststoffmaterial oder seinen metallischen Überzug haben Beispielsweise gibt es wenig organische Überzugsstoffe. die mit Erfolg auf einer dünnen Schicht aus aufgedampfteni Aluminium haften, welches das meist ge£brauchte Metall beim Metallisieren von Kunststoffen und Metallteilen ist, ohne entweder den darunterliegenden Kunststoff, den Grundüberzug oder die aufgedampfte Metall schicht nachteilig zu beeinflussen. Unglücklicherweise sind diejenigen Stoffes die bisher als Überzugsmaterialien fur im Vakuum metallisierte Teile verwendet wurden, verhältnismäßig schlecht vom Standpunkt ihrer Haitbarkeitseigenschaften.
Beispielsweise bestehen die gegenwärtig auf Kunststoff-Teilen verwendeten Grundüberzuüge, die im Vakuum metallisiert werden sollen, gewöhnlich aus folgenden Typen: Ölmodifiziertes Urethanharz, Firnis, Alkydharz-Mischungen, Alkydharz an, Acryl-Alkyd-Copolymeren, Phenol-und Öl-Firnissen.
Decküberzüge, die laufend auf im Vakuum metallisierten Teilen verwendet werden, bestehen gewÖhnlich aus folgenden Typen: Ölmodifizierte Urethanharze, Alkydharze, Acryl-Alkyd-Copolymeren.
Obwohl die Über züge obigen Typs vom Standpunkt ihr& Verträglichkeit mit der aufgedampften Metall-Oberfläche und dem KUnststoff, aus dem der Gegenstand hergestellt ist befriedigen und auch vom Standpunkt der Herstellung eines trasparenten Überzugs, der keine Neigung, hat, sich bei Umgebungs-Temperatur der Teile zu verfärben, hat nichtsdestoweniger keiner der obigen Überzüge das, was man als ausgezeichnete Haltbarkeitseigenschaften betrachten möchte. Be. spielsweise ist keines der oben aufgeführten Überzugsmaterialien, die zur Zeit gebraucht werden, in der lage, einer starken Schleifwirkung oder einem längeren Witterungsversuch zu widerstehen0 Diese Nachteile des jetzt für metallisierte Teile verwendeten Überzugsmaterials begrenzen daher stark den Umfang, in welchem die Vakuum-Metallisierung für dekorative Zwecke verwendet werden kann, wenn die Gegenstände einer beträchtlichen Abnutzung, Schleifwirkung oder der Witterung ausgesetzt sind0 Nach vorliegender Brfindung-sind vakuummetallisierte Teile geeignet für das Aufbringen von Überzügen, welche vom Standpunkt der Haltbarkeit den gegenwärtig angewandten Deckschichten- weit überlegen sind0 Die verbesserten und auf vakuum-metallisierten Teilen gemäß Erfindung verwendbaren Überzüge sind vom Typ der Überzüge, die bisher für die Verwendung auf vakuum-metallisierten Teilen als unbrauchbar betrachtet wurden. Solche verbesserten Überzüge können auf vakuum-metallisierten Teilen als letzter Decküberzug verwendet werden, inden man einen Zwischenüberzug auf dem vakuummetallisierten Teil vorsieht, welcher mit der vakuummetallisierten Oberfläche und dem Kunststoff, aus dem das Stück hergestellt ist, sich einerseits verträgt und andererseits als Schranke gegen das Eindringen des nachfolgend aufgebrachten Schlußüberzugs diente Die organischen Uberzlgsstoffe, die eine weit überlegene Haltbarkeit gegenüber den jetzt auf vakuummetallisierten Teilen aufgebrachten Überzügen haben, enthalten gewöhnlich Lösungsmittel, die normalerweise für vakuukme tallisierte Teile als ungeeignet betrachtet werden0 Die besser haltbaren ub. erzüge enthalten organisches Material, welches im wesentlichen aromatische oder sauerstoffhaltige Lösungsmittel verwendet, wie Ester, Ketone Ätheralkohole und die Ester von ÄtheralkohoaenO Die konventione len organischen Überzüge andererseits sind die, die meist aliphatische Lösungsmittel verwenden , die zwar mild sind, aber einen verhältnismäßig engen Löslichkeitsbereich haben Die aromatischen Lösungsmittel haben einet ziemlich breites Lösungsvermögen für organisme Überzugsstoffe, aber solche Lösungsmittel haben gleichzeitig eine Neigung zu kräftigem Angriff auf den Kunststoff, aus dem der Gegenstand hergestellt ist0 Außerdem haben E ele organische Stoffe oft ein sehr schlechtes Haftvermögen an der aufgedWmpften Metalloberfläche, die bei der Vakaummetallisierung entsteht. Diese Rückschläge sind besonders schwerwiegend im Hinblick auf Kunststoffe aus Acrylnitril-Butadien-Styrol vom Copolymertyp und den Polystyrolen0 In geringe rem Grade trifft dies auch für andere Kunststoffe wie Nylon, Acetalharze, Polypropylen, Polykarbonate und die Phenolharze zuO Die sauerstoffhaltigen Lösungs mittel haben gleichfalls einen breiten Lösungebereich für organische Übersugsstoffe, aber in gleicher Weise neigen sie dazu, entweder den Kunststoff, aus dem die vakuummetallisierten Teile gebildet sind, anzugreifen oder den Grundüberzug auf dem Kunststoff anzugreifen oder eine schlechte Bindung mit der aufgedampften Metalloberfläche zu schaffen Wenn jedoch ein vakuummetallisiertes Teil zunächst mit einem organischen Material überzogen wird, das mit der vakuummetallisierten Oberfläche des Grundüberzugs und mit dem Kunststoff, aus dem der Gegenstand besteht, verträglich ist, und danach einen abschließenden Decküberzug erhält, der mit der ersten Deckschicht verträgoich ist und diese nicht durchdringt, so hat das vakuummetallasierte Stück die Halft;barkeitscharakteristika des abschließenden Decküberzags erhaltene So hat also der Gegenstand gemäß vorliegender Erfindung zu Anfang einen Grundübezug erhalten, der die aufgedampfte und im Vakuum erzeugte Metalloberfläche aufnimmt. Nach dem Metallisieren im Vakuum erhält der Gegenstand einen ersten Decküberzug und danach einen zweiten oder abschlie ßenden Decküberzug.
Die primären Anforderungen an den Grundüberzug sind: a) Er greift das Grundmaterial, aus dem der Gegenstand besteht, nicht an; b) er besitzt gute Adhäsion an das Grundmaterial; c) er schafft eine glatte, einheitliche und hochglänzende Oberfläche; d) er muß fähig sein, das verdampfte metall und den ersten Decküberzug aufzunehmen; Die Anforderungen an den ersten Decküberzug sind: a) er muß an der aufgedampften Metsilsohicht haften und mit ihr und dem Grundüberzug verträglich sein; b) er muß völlig durchsichtig sein, so daß die bei der Vakuummetallisierung aufgedampfte Metalloberlähhe klar sichtbar ist; c) er darf keine Verfärbung bei den Umgebungstemie raturen des Gegenstands annehmen; d) er muß als Schranke gegen das Durchschlagen des zweiten Decküberzugs dienen Die primären Anforderungen an den zweiten oder Schlu#überzug sind: a) er muß auf dem ersten Decküberzug gut anhaftenund damit verträglich sein, s o daß er nicht zerstört oder verdorben wird; b) er muß die gewünschten HaltbarkeitsaigEnßchaften sowohl vom Standpunkt des Verschleißes besitzen als auch dem Einflu# der der Witterung oder beidem widerstehen.
Es mag überraschend erscheinen, daß viele der haltbareren organischen Überzugsstoffe, die jetzt für andere Überzugswecke verwendet werden, den Anforderungen eines zweiten oder Schlußüberzugs für vakuummetallisierte g Gegenstände entsprechen, wenn der Grundüberzug und der erste Decküberzug die Materialieh einschließen, die gegenwärtig auf vakuummetaliisierten Teilen verwendet werden0 Beis- ielsweise sind die nachfolgenden Typen ausgezeichnet als zweiter oder Schlußüberzüge geeignet, wenn der Grundüberzug und der erste Decküberzug den Haterialien entsprechen, die oben als konventionell verwendet genannt werden a) Vinylharz-Lecke b.) Acrylharz-Lacke c) Melamin-Alkyd-Harze d) Alkyd-Acryl-Aarze für Au#enstrioh e) mit Styrol versetzte Alkydharze für Au#enanstrich; f) haltbare Epoxyharze g) Unethanharze für Außenanstrich h) Ntrozellulose-Lacke.
Viele Typen derr oben aufgeführten und als zweite oder Schluß überzüge geeigneten organischen Stoffe auf vakuummetallisierten Teilen haben Haltbarkeitseigenscha ften, die denen der üblichen Schlußüberagsstoffe, die zur eit auf vakuummetallisierten Tel len verwendet werden, weit überlegen sido Bin ausgezeichnetes Verfahren zur Bestimmung der Haltbarkeit gegen Abschleifen von Schlußüberzügen für e vakuummetallisierte Teile besteht in der yerwendung einer Schleiftestmaschine, die von der Radio Corporation of America entwickelt worden ist0 Bei dieser Maschine wird ein Papierband fortlaufend von einer Vorratsrolle auf eine Aufnahmerolle gewickelt und ein zwischen den beiden Rollen befindlicher und vun einer Steuerscheibe bewegter Arm veranlaßt ein Druckrad, daß das laufende Band intermittierend eine kontrollierte reibende Berührung mit dem Schlußüberzug auf dem vakuummetallisierten Versuchsmuster erhält. Dieses Verfahren eines Abrasionsversuchs stellt einen st@rk beschleuni:;;ten Versuch im Vergleich zu anderen bisher benutzten Versuchsmaschinen dar. Zahlreiche Versuche sind mit den Abrasions-Prüfmaschinen der RCA durchgeführt worden, die die üblicherweise auf vakuummetallisiurten Teilen verwendeten Überzüge mit o-en Überzügen gemäß Erfindung vergleichen. Die Ergebnisse haben gezeigt, dsß gewöhnliche Überzüge auf vakaummetallisierten Teilen etwa zwanzig Läufer der RCA-Prüfmaschine widerstehend die Schlußüberzüge nach vorliegender Erfindung widerstei hen dagegen wenigstens hundert Läufen und in manchen Fällen ist eine viel größere Anzagl von Läufen erreicht worden, bevor das Versagen erfolgte. Beispielsweise wurde ein vakuummetallisiertes Teil mit einem Schlußüberzug eines ölmodifizierten Urethanharzes geprüft und versagt nach zwanzig Läufen. Ein ähnliches Teil mit gleichem Grund- und Decküberzug mit einem zweiten Lecküberzug aus einem Vinylharzlack ergab einen Versager erst nach über hundert Läufen der Maschine.
Für die Ausübung der vorliegenden BrfindulE ist es wichtig, dafür zu sorgen, daß das zweite oder Schlußüberzugsmaterial auf keinen Teil des Gegenstands aufgetragen wird, der nicht wenigstens mit den ersten Überugsmaterial bedeckt isto Dies ist notwendig, weil - wie schon früher ausgeführt - die zweiten oder Schlußüberzugsstoffe von der Art sind, die normalerweise das Kunstharz, aus dem der Artikel hergestellt ist, angreifem.
Während der Grundüberz ug und der erste tecküberzug oft mit Vorteil durch Tauchtechnik aufgetragen werden kann, ist es notwendig oder wenigstens wünschenswert, den Schlußüberzug durch Sprühen aufzutragen0 Dies ist vom Standpunkt der Praxis aus wic@tig, weil beim Tauch-Lackieren das Werkstück normalerweise durch federnde Klammern an einer Befestigung gehalten wird0 Wenn daher das Werkstück nach dem zweiten Schlu#überzug sich etwas auf der Befestigung verschiebt, so würde ein Teil des Werkstücks dem zweiten Schlußüberzug ausgesetzt sein, der keinen ersten Deckübersug erhalten hat. Da ein Werkstück normalerweise an einer Befestigung an den Stellen festgeklemmt ist, die nicht sichtbar sind, wenn das Werkstück in eine Apparatur eingesetzt wird, kann der zweite Schlußüberzug vorteilhafterweise durch Aufspritzen auf die Teile des Werkstücks aufgetragen werden, die nach der endgültigen Montage noch exponiert sind. Falls gewünscht, können die vom ersten Decküberzug nicht bedeckten Teile maskiert werden0 Bei der Ausübung der Erfind ung werden die Vorsichtsmaßnahmen beobachtet, die man normalerweise bei der Vakuummetallisierung ergreift, Das Teil wird durch und durch gehärtet oder zwischen aufeinanderfolgenden Deckvorgängen getrocknet und das Lösungsmittel im Überzug auf diese Weise verdampft. Trocknen oder Härten wird vorzugsweise durch Erhitzen des Werkstücks nach jedem Deck-Arbeitsgang auf eine lemperatur erreicl. t die kurz unter derjenigen liegt, die das Teil oder das Überzugsmaterial nachteilig beeinflussen könnte. Im Ball plastisaher Werkstücke st festzustellen, daß die in der Hitze härtenden Kunststoffe bei höherer Temperatur getrocknet werden können, als die thermoplasti-schen Stoffe.

Claims

Patentansprüche lo Verfahren zum Schutze von im Vakuum metallisierten Werkstücken, gekennzeichnet durch die Durchführung lolgender Arbeitsgänge: a) Auftragung eines dünnen Grundüberzugs aus filmbildendem, flüssigen organischen Material, das fähig ist, am Werkstück zu haften, um eine gleichmäßige, glänzende Oberfläche hierauf z schaffen und eine Schicht von aufgedampftem Metall aufzunehmen, b) Anbringung einer dünnen Schicht aufgedampften metalls auf den Grundüberzug; c) Anbringung einer ersten Deckschicht auf deia aufgedampften Metall in Form eines transparenten, flüssigen filmbildenden, organischen Materials, das sich mit der Schicht aufgedampften Metalls verbindet und bei der Umgebungstemperatur des Werksticks transparent und farblos bleibt und als Trennschicht für einen anschließend auf getragenen zweiten Decküberzug dient, d) AuftraguE eines zweiten Decküberzugs auf die erste Deckschicht mit Hilfe eines transtparenten, flüssigen, filmbildenden, organischen Materials mit wesentlich größerer Haltbarkeit als der ersten Deckschicht, der in der Lage ist, an der ersten Deckschicht zu haften, ohne denselben oder den Grundüberzug oder die aufgedampfte Metallschient oder das Material des Werkstücks anzugreifen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück aus einem Kunstharz besteht.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff, aus dem das Werkstück hergestellt wird, ein Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymeres isto
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück aus einem thermoplastischen Harz hergestellt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, das das Werkstück aus einem thermisch härtenden Harz besteht
6. Verfahren nach a Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundüberzug und der erste Decküberzug durch Tauchlackierung und der zweite Decküberzug durch Aufspritzen aufgetragen wird0
7. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Decküberzug nur auf die Teile des Werkstücks aufgetragen wird, die bereits den ersten Decküberzug besitzen0
8. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Teile des Werkstücks, auf die der erste Decküberzug nicht aufgetragen ist, vor dem Auftragen des zweiten iJecküberzuge geschützt werden0 90 Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die flüssigen Überzüge jeweils durch Erhitzen vor der weiteren Behandlung gehärtet oder getrocknet werden.

10. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet daß Jedes der flüssigen Überzugsmaterialien Lösungsmittel enthält, die daraus verdampfen können, um den Überzug zu trocknen und wobei die Lösungsmittel für den Grund- und die ersten lecküberzüge von einem Typ sind, der das Kunststoffmaterial, aus dem das Werkstück gemacht ist, nicht anzugreifen strebt und das xösungsmittel für den zweiten Decküberzug von einem Typ ist, der den ersten Decküberzug nicht nachteilig beeinflußt.

11. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichtÜ;, daß die Lösungsmittel der filmbildenden Flüssigleiten des Grundüerzugs und des ersten Decküberzugs im wesentlichen LÖungsmittel enthalten, die aus der Gruppe aliphatischer Lösungsmittel und Alkohole ausgewählt sind.

12. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lösungsmittel der filmbildenden Flüssigkeiten des Grundüberzugs und des ersten Decküberzugs im wesentlichen LÖsungsmittel enthalten, die aus der Gruppe aliphatischer Lösungsmittel und Alkohole ausgewählt sind und daß das Lösungsmittel der filmbildenden Flüssigkeit des zweiten Decküberzugs im wesentlichen Lösungsmittel enthält, die aus der Gruppe sauerstoffhaltiger und aromatischer Lösungsmittel ausgewählt sind.