BE424126A - - Google Patents

Description

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  PROCEDE DE METALLISATION PAR VOIE HUMIDE ET PRODUITS EN   RESULTANT).   



   La présente invention a pour objet un procédé qui per- met de réaliser, par voie humide et en   l'absence     d'une   source électrique extérieure, un dépôt très adhérent d'un métal dont le potentiel éleotrolytique soit positif par rapport à   l'électrode   à hydrogène ( tel que   mercure,bismuth,chargent,cuivre .antimoine,     rhodium,palladium,osmium,platine   etc...) sur des surfaces telles   que.d'une   part, les surfaces métalliques polies, d'autre part, le verre, les matières céramiques, le mica, et enfin les objets 

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 comme les feuilles,bandes minces, fibres, fils et autres de cellu- lose, éthers cellulosiques et autres dérivés de la cellulose, rési- nes polymérisées, vernis, gommes, caoutchouc, ébonite,

   ou de toute autre matière plastique organique de nature différente à base d' urée d'acétals, de composés formolés, phénolés, bakélites,etc.. 



   Ce procédé comporte trois temps: 
1 .- mettre la surface à métalliser en état d'adsorber une couche moléculaire d'ions ; 
2 .- faire adsorber une couche moléculaire d'ions sur la surface ainsi préparée,par mise en contact avec une solution alca- line d'un ion métallique, et en la débarassant ensuite de tout ex- cès d'ions ( par exemple par un lavage à l'eau distillée) la surface qui reste seulement tapissée d'une couche moléculaire d'ions adhé- rant fortement grâce aux forces d'adsorption; 
3 .- effectuer sur la couche ionique qui vient d'être réa- lisée le dépôt métallique proprement dit.

   La préparation précédente de la surface a eu en effet pour résultat remarquable de rendre cet- te surface apte à recevoir d'une manière adhérente et satisfaisante tout dépôt métallique réalisé en traitant cette surface par les solu- tions connues et usuelles,telles par exemple que celles que la pra- tique a établies depuis longtemps pour l'argenture et la dorure des glaces.

   Mais, d'une façon générale et pour l'ensemble de toutes les matières précédemment mentionnées, cette métallisation peut être ef- fectuée,conformément à la présente invention et d'une manière avan- tageuse,par un nouveau procédé consistant dans le versage d'une solu- tion contenant, avec un sel ferreux et un acide-alcool, la solution alcaline d'un sel du métal à déposer, cette dernière solution ayant été amenée, par un traitement préalable, au stade d'oxydation le plus inférieur possible. 



   Dans les cas des surfaces métalliques, ainsi que du verre, des matières céramiques, ou du mica, la première partie du procédé consiste à dégraisser, nettoyer et débarrasser de toute trace d'oxy- des suivant les procédés connus la surface à métalliser, et à main-   @   tenir ensuite de préférence la surface en contact avec de l'eau pure. 

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   Dans le cas des autres surfaces constituées par une ma- tière organique et qui sont susceptibles dans certaines   condi-   tions d'admettre un certain degré d'imbibition, le premier stade du procédé réside dans une imbibition de la surface destinée à permettre une pénétration de la couche d'ions produite dans la deuxième partie du traitement et à augmenter l'adhérence du dé- pôt métallique final. Cette imbibition doit être conduite de fa- çon à ne pas altérer les propriétés mécaniques du support. L'im- bibition est réalisée par passage de la matière à traiter dans un ou plusieurs bains successifs, constitués en principe par une solution aqueuse d'un solvant de cette matière.

   Ce solvant peut être soit un sel.minéral, tel que le chlorure de zinc, les solu- tions cupro-ammoniacales, soit un alcool, adhédyde, cétone,acide organique etc... c'est-à-dire tout corps miscible en totalité ou en partie à l'eau et jouissant en même temps de la propriété de se dissoudre à un degré plus ou moins marqué dans la matière traitée.

   Il est essentiel que le solvant n'ait aucun pouvoir ré- ducteur sur les oomposés ou solutions métalliques employées dans les deuxième et troisième parties du procédé.   C'est   ainsi que dans le cas de l'acétate de cellulose, il faut employer de la quinone et non de l'hydro-quinone, car ce dernier corps,qui peut également imbiber l'acétate de cellulose, lui conférerait en même temps des propriétés réductrices,ce qui s'opposerait par cela même à la formation ultérieure d'un dépôt métallique adhérent dans les conditions du procédé.

   Lorsqu'on désire traiter un, film en acétate de cellulose, par exemple, on le laisse quelques mi- nutes dans une solution de quinone,de préférence à la concentra- tion de 10 à 15 pour mille environ et, après lavage, on l'immer- ge pendant quelques minutes dans un bain oupro-ammoniacal,conte- nant par exemple 1/4 de molécule de Ou   (OH)2   et 2 molécules de   NH40H   par litre. Il est évident que le choix et la concentration de ces bains dépendent de la nature de la matière à traiter et que la durée du traitement peut varier à volonté en modifiant soit la concentration, soit la température des bains. 

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   La seconde partie du procédé est un traitement pure- ment ionique et sert uniquement à amener la surface à métalliser à un état physico-chimique particulier, caractérisé par une po- larité négative et une charge électrique convenable. Ce traite- ment nécessaire pour l'obtention ultérieure d'un dépôt métalli- que régulier et adhérent, consiste à mettre la surface en con- tact avec une solution alcaline d'un sel métallique. Cette solu- tion peut consistera.soit en une solution alcaline de l'ion pré- vu qui sera déposé dans la métallisation ultérieure,soit de pré- férence - et ceci quelle que soit la nature du métal qui sera ul- térieurement déposé ( cas de la métallisation par l'antimoine par exemple) - en une solution très diluée d'hydrate aurique, plati- nique, ou argentique.

   Dans ce second cas, il est avantageux de procéder à un lavage préalable de la surface avec une solution stanneuse, suivi d'un lavage abondant à l'eau distillée, Le con- tact de la surface avec la solution d'hydrate aurique, platinique ou argentique dure quelques secondes ( par exemple, 30 à 90 se- condes), temps suffisant pour réaliser la couche d'adsorption, 
Ce traitement ionique est toujours suivi d'un traite- ment destiné à enlever tout excès d'ions, par exemple par lavage à l'eau distillée.

   A ce moment, la couche d'ions qui tapissent la est surface métallique de la glace, ou   autre,/caractérisée   par son épaisseur extrêmement faible, qui est de l'ordre de grandeur de la molécule (   c'est-à-dire     10-7à   10 centimètres); elle reste donc notamment dans le cas de la   glace,démunie   de tout pouvoir réflec- teur et n'interviendra en rien dans l'aspect de la métallisation ultérieure. En outre,cette couche ne possède pas de conductibili- té électrique suffisante pour l'obtention éventuelle d'un dépôt galvanique.

   Enfin,le prix du métal employé est négligeable,puis- qu'une molécule gramme (d'or par exemple) suffit théoriquement pour réaliser une couche   monomoléoulaire   d'adsorption sur une   surface de 40 hectares ; pourdéposer, par exemple une couche d'   ions or, on emploie une solution pure d'hydrate aurique contenant un millième environ de molécule gramme d'or par litre, 

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La troisième partie du procédé consiste dans la métallisa- tion de la surface ainsi préparée.

   Une forme de réalisation par- ticulière qui fait également partie de la présente invention, consiste à verser d'un seul coup sur la surface ainsi préparée une solution contenant, avec un sel ferreux et en présence   d'un   acide-alcool, la solution alcaline d'un sel du métal à déposer, cette dernière solution ayant été amenée, par un traitement préa- lable, au stade le plus inférieur possible d'oxydation et ceci de préférence à l'aide d'un hydrosulfite ou ses dérivés formolés,, ou d'un sel ferreux. 



   Pour renforcer la couche de métal qui vient de se former au cours de la troisième partie du traitement, on peut,après avoir laissé la solution de métallisation pendant un certain temps sur la surface à métalliser, égoutter sans rincer, faire agir à nou- veau une solution de métallisation identique à la précédente pen- dant la même durée et finalement rincer à l'eau. 



   A titre d'exemples non limitatifs, on a décrit ci-après un mode de réalisation de l'invention pour la dorure du cuivre,pour le dépôt d'antimoine métallique sur le verre et pour l'argenture et le cuivrage d'un film d'acétate de cellulose. 



   Pour dorer une surface de cuivre, la surface est nettoyée aveo de la benzine, puis plongée pendant quelques minutes dans une dilution de chlorure stanneux, Après lavage, la surface est plongée dans une solution d'hydrate argentique millième-molécu- laire. Après lavage, la surface est abandonnée dans un bain consti- tué par: 
Au03 Na3 2 gr. pour 1. 000 
Glucose 0 gr.25 pour 1.000   Levulose   0 gr.25 pour 1.000 
Tartrate de Na 0 gr.025pour 1.000 à température maintenue entre 40et 50  C. 



   Après séchage, le dépôt d'or est susceptible de prendre un beau poli par action d'une peau douce. 

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   Pour effectuer un dépôt d'antimoine métallique brillant sur du verre, on utilise une solution de métallisation prépa- rée de la façon suivante ( quantité correspondant à la métalli- sation d'une surface de 100 centimètres carrés); on ajoute suc- cessivement: solution de trichlorure d'antimoine DO 1,38 ...6 cc Acide tartrique 15 gr ) ) NaOH (pastilles) 12 gr ) NH4OH à 20 pour cent 40cc )..................... 24cc 
 EMI6.1 
 Eau 250cc ) Eau QS 250   
Rongalite 153gr )   27 ce   
Eau Q.S. 1.000cc......27 
Sel de Mohr(sulfate ferreux ammoniacal) 255gr48)   ce ) cc Formol commercial à 35 pour cent........ 65 17)..... 30   
Eau Q.S.

     11000 ce   
On-verse cette solution de métallisation   Par   la surface de verre qui aura subi, entre temps, les traitements prévus pour la formation de la couche ionique. 



   A cet effet, la surface de verre a été parfaitement net- toyée suivant les procédés connus ( par exemple au rouge d'An- gleterre, puis à l'acide   --'fluorhydrique   dilué). Elle est lais- sée alors quelques minutes en contact avec une solution diluée de chlorure stanneux, puis lavée à l'eau distillée. La surface de verre est alors mise en contact avec une solution d'hydrate aurique millième moléculaire( pendant 90 secondes). On lave à l'eau distillée. La surface de verre qui possède désormais sa couche ionique est enfin mise en présence de la solution de mé- tallisation.

   Dans le cas particulier de la métallisation par l'antimoine, il convient de faire monter progressivement la température; un peu avant l'ébullition, le dépôt d'antimoine éblouissante apparaît en revêtant la surface de verre d'une couche adhérente et épaisse d'antimoine métallique tandis que la solution reste limpide. 

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   Il est bien à observer que si la même solution de métalli- sation avait été mise en contact dans les mêmes conditions, d'une surface de verre queloonque, parfaitement propre, mais n'ayant pas subi le traitement ionique exposé dans le procédé, la sur- face de verre n'aurait présenté aucune métallisation; la solu- tion se troublant par apparition de boues d'antimoineo Réalisée sur tube à essai, cette présente métallisation permet de prépa- rer   commodément   des électrodes à antimoine pour la mesure du P.H. 



   Dans le cas de l'argenture d'un film d'acétate de cellu- lose, on s'assure d'abord de la propreté parfaite du film. 



   Le film est plongé à 25  pendant cinq minutes dans une solution de quinone à quinze pour mille. Après   lavage,à   l'eau ordinaire, le film est plongé, pendant cinq minutes,dans une so- lution de Ou (OH)2mo1/4+ NH4 OH 2 Mol à 25 . 



   Après lavage à l'eau ordinaire,puis à l'eau distillée,le film est plongé dans une solution stanneuse dixième moléculaire (que l'on peut avantageusement additionner de cinq pour mille en- viron d'un des corps précédemment définis comme susceptibles de favoriser l'imbibition et de préférence ici de phénol), lavé, plongé dans une solution   d'hyd@ate   aurique   à N ,   lavé à l'eau 
1000 distillée. Il est bien à remarquer qu'à ce moment, le film ne possède aucune propriété réductrice propre.

   Sa surface se trouve alors simplement   Il   préparée " au point de vue   physico-chimique   et se recouvre immédiatement d'un dépôt d'argent adhérent, dès immersion dans le bain de métallisation, d'une composition ana- logue à celui utilisé dans la pratique de l'argenture des glaces (par exemple hydrate d'argent ammoniacal et glucose). 



   ;.Si au lieu d'argenter un film on veut le cuivrer, on rem- place le bain de métallisation argentique par la solution suivante: Acide   tartrique..................................     1,08   gro 
 EMI7.1 
 N'e.OH............... 0 .... 0 .... 0 .. 0 ............. 0 .. 0 Sulfate de cuivre   crist..........................  3,24 "      Ammoniaque à   20   %................................ 3 cc 

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Rongalite (hydrosulfite-formol)......0,99 gr. 



   Sulfate de fer ammoniacal(sel de Mohr).........2,93   "   
Formol   commercial..............................0,747     "   
Eau   Q,S,Pour .................................. 36   cc 
On laisse agit la solution pendant une quinzaine de minutes à la température ordinaire, soit par exemple de 20 à 25 degrés, puis on lave abondamment et l'on sèche.

Claims (1)

1. REVENDICATIONS. - --------------- 1.- Un procédé pour réaliser, par voie humide et en l'ab- sence d'une source électrique extérieure, un dépôt adhérant d'un métal dont le potentiel électrolytique soit positif par rapport à l'électrode d'hydrogène, sur des surfaces métalliques polies, sur le verre, les matières céramiques, le mica, la cellulose ou ses dérivés, ou autres matières plastiques organiques telles que gommes, caoutchouc et dérivés complexes de polymérisation, carac- térisé en ce que la surface est mise en état d'adsorber une couche moléculaire d'ions métalliques, reçoit ensuite cette couche par RESUME mise en contact avec une solution alcaline.d'un ion métallique après quoi elle est débarrassée de tout excès d'ions, par exemple par un lavage,puis métallisée..

   2. - Un procédé suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que le traitement ionique, réalisé par mise en présence de la surface avec des ions métalliques en milieu alcalin, est effectué en utilisant une solution alcaline de l'ion du métal que l'on a en vue de déposer.

   3. - Un procédé suivant la revendication 1, ou 2, caracté- risé par le fait que l'on crée une couche moléculaire d'ions sur la surface préparée à la recevoir à l'aide d'une solution très diluée d'hydrate aurique, platinique ou argentique, ce traitement étant précédé le cas échéant d'un lavage à l'aide d'une solution stanneuse, et l'excès de réactif étant éliminé, de préférence par lavage après chaque opération. <Desc/Clms Page number 9>

   4. - Un procédé suivant l'une des revendications précéden- tes,caractérisé en ce que la préparation de la surface pour la réception de la couche moléculaire d'ions métalliques consiste, dans le cas des surfaces métalliques, ainsi que du verre, des matières céramiques, ou du mioa, à dégraisser, nettoyer et dé- barrasser la surface de toute trace d'oxydes, suivant les pro- cédés connus, et à maintenir ensuite de préférence la surface en contact avec de l'eau pure.

   5.- Un procédé suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la préparation de la surface pour la récep- tion de la couche moléculaire d'ions métalliques comprend, dans le cas d'une matière organique, la préparation de cette surface à l'adsorption de la couche d'ions, par traitement au moyen d'un ou plusieurs bains,susceptibles de permettre une imbibition su- perficielle de la dite matière,mais sans la rendre capable de réduire les composés ou solutions métalliques appliqués ultérieu- rement sur la surface.

   6.- Un procédé suivant la revendication 5,caractérisé en ce que les bains d'imbibition sont constitués par une solution aqueuse d'un solvant de la matière traitée, c'est-à-dire tout corps miscible en totalité ou en partie à l'eau et soluble à un degré plus ou moins marqué dans la matière traitée.

   7.- Un procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la métallisation propre- ment dite est réalisée en traitant la surface à métalliser par les solutions connues et usuelles de sels métalliques, 8. - Un procédé suivant l'une des revendications précédentes caractérisé par l'emploi,pour la métallisation,d'un sel ferreux conjointement à la solution de sel du métal à déposer.

   9. - Un procédé suivant l'une des revendications précéden- tes, caractérisé par l'emploi,pour la métallisation,d'une solu- tion contenant simultanément'un sel ferreux et le sel du métal <Desc/Clms Page number 10> à déposer, préalablement amené à l'état d'oxydation minimum, 10. - Un procédé suivant la revendication 9, caractérisé en ce que la réduction du sel du métal à déposer est obtenue à l'aide d'un hydrosulfite ou d'un dérivé formolé de celui-ci.

   11.- Un procédé suivant la revendication 8 ou 9, ou 10, caractérisé en ce que la solution de métallisation est appli- quée en présence d'un acide-alcool.

   12. - Un procédé suivant l'une des revendications 9 à 11, caractérisé par le fait que l'opération de métallisation est exécutée par versage de la solution de métallisation sur la sur- face préparée.

   13.- Un procédé suivant l'une des revendications précéden- tes,caractérisé par une répétition de l'opération de métallisa- tion, exécutée sur la surface après égouttage de la solution ayant précédemment agit mais sans rinçage de la surface.

   14. - Les objets et articles métallisés conformément au pro- cédé des revendications précédentes.

   15. - A titre de produits nouveaux, les objets et articles métallisés, dans lesquels la couche métallique est adhérente à la surface de l'article ou objet par l'intermédiaire d'une cou- che moléculaire d'ions métalliques, préalablement adsorbée sur la dite surface.