ES2224507T3

ES2224507T3 - Procedimiento para la metalizacion de una superficie de plastico.

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Publication number: ES2224507T3
Application number: ES99115967T
Authority: ES
Inventors: Leonas Naruskevicius; Jonas Vinkevivicius; Grigorijus Rozovskis; Mykolas Baranauskas; Andreas Prof. Dr. Mibius; Peter Pies
Original assignee: LPW Chemie GmbH
Current assignee: LPW Chemie GmbH
Priority date: 1998-11-13
Filing date: 1999-08-13
Publication date: 2005-03-01
Anticipated expiration: 2019-08-13
Also published as: EP1001052A3; KR20010086023A; ATE266107T1; DE59909392D1; EP1001052B1; EP1001052A2

Abstract

La metalización de superficies plásticas usadas para fines decorativos implica el tratamiento desoxidante en condiciones moderadas, el tratamiento con una sal metálica y con una solución de sulfuro y metalización. La metalización de superficies plásticas implica (a) tratamiento desoxidante de las superficies plásticas en condiciones moderadas; (b) tratamiento de las superficies plásticas con una solución de una sal metálica que contiene una sal de cobalto -, plata -, estaño - y plomo; (c) tratamiento de las superficies plásticas con una solución de sulfuro y (d) metalización de las superficies plásticas en un baño metálico.

Description

Procedimiento para la metalización de una superficie de plástico.

La invención trata de un procedimiento para la metalización de una superficie de plástico. - En el marco del procedimiento de acuerdo con la invención se metaliza la superficie de plástico de un objeto de plástico o las superficies de plástico de varios objetos de plástico.

Los plásticos metalizados se usan, por una parte, para fines decorativos, por ejemplo en el ámbito sanitario o en la fabricación de automóviles. Por otra parte, también se lleva a cabo una metalización de plásticos en el marco del revestimiento de componentes electrónicos con el fin de obtener un apantallamiento electrónico. Para fines decorativos se metalizan especialmente las superficies de plásticos tales como acrilonitrilo-butadieno-estireno (ABS) y, eventualmente, mezclas de ABS-policarbonato.

En un procedimiento conocido por el documento US 4919768, la superficie de plástico primero se hace rugosa mediante una fuerte corrosión, por ejemplo con ácido crómico o con ácido sulfúrico. Después de la corrosión, la superficie de plástico se trata con una solución de sal de estaño y a continuación con una solución de sulfuro. El procedimiento termina con una metalización. Con este procedimiento, sin embargo, sólo se pueden metalizar de forma más o menos satisfactoria unos pocos plásticos muy concretos.

En un procedimiento conocido de la práctica, la superficie de plástico primero se hace rugosa mediante una fuerte corrosión, por ejemplo con ácido crómico o ácido cromosulfúrico. Arrugamiento significa concretamente que mediante la fuerte corrosión se generan microcavidades en la superficie de plástico. Las microcavidades presentan normalmente un diámetro del orden de 0,1 a 10 \mum. Estas microcavidades presentan en especial una profundidad (es decir, una extensión desde la superficie de plástico hacia el interior del plástico) que es del orden de 0,1 a 10 \mum. La corrosión se lleva a cabo en este caso a temperaturas relativamente elevadas y, en general, durante periodos de tiempo relativamente largos. La concentración de un agente oxidante usado en la solución corrosiva es normalmente relativamente elevada. El arrugamiento de la superficie de plástico sirve para que una capa de activación y/o una capa metálica que se ha de aplicar a continuación se pueda anclar o enganchar en cierto modo en la superficie de plástico rugosa. En este procedimiento conocido, la adherencia de una capa metálica a la superficie de plástico rugosa se logra en cierto modo según el principio del botón automático. Después de la corrosión o el arrugamiento de la superficie de plástico, la superficie se activa primero con paladio coloidal o paladio ionógeno. A esta activación le sigue, en el caso del procedimiento coloidal, un desprendimiento de un coloide protector de estaño o, en el caso del procedimiento ionógeno, una reducción a paladio elemental. A continuación se deposita químicamente cobre o níquel en forma de capa conductora sobre la superficie de plástico. Después tiene lugar el revestimiento galvánico o la metalización. En la práctica, esta metalización directa de las superficies de plástico funciona únicamente en el caso de plásticos determinados. Cuando durante la corrosión no es posible obtener un arrugamiento suficiente de un plástico o la formación de microcavidades adecuadas en la superficie de plástico, no queda garantizada una adherencia de la capa metálica a la superficie de plástico segura al funcionamiento. Por este motivo, en el procedimiento conocido queda fuertemente limitado especialmente el número de plásticos que se pueden revestir. La metalización directa según este procedimiento conocido generalmente sólo funciona sin problemas en el caso de piezas de plástico de ABS. En el caso de las mezclas de ABS-policarbonato y polipropileno, la metalización sólo es posible manteniendo unas condiciones de trabajo muy concretas. En cuanto a este aspecto, este procedimiento conocido es mejorable.

En otro procedimiento conocido ("New methods of electroless plating and direct electroplating of plastics", A. Vaskelis y col., Instituto de Química, A Gostauto 9, 2600 Vilna, Lituania, artículo presentado en INTERFINISH 96 WORLD CONGRESS, International Convention Centre, Birmingham, Inglaterra, 10-12 de septiembre de 1996), la superficie de plástico se hace rugosa igualmente mediante una corrosión relativamente fuerte o rigurosa. También en este caso se generan durante la corrosión microcavidades en la superficie de plástico en las que se ha de anclar o enganchar mecánicamente la capa metálica que se ha de aplicar. También en este procedimiento la corrosión se realiza a temperatura aumentada. La solución corrosiva presenta en general altas concentraciones de un agente oxidante. La superficie de plástico tratada previamente de esta manera se trata a continuación con una solución de sal de cobre y después con una segunda solución que contiene iones sulfuro o iones polisulfuro. De esta manera se genera sobre la superficie de plástico una capa conductora de electrones de sulfuro de cobre no estequiométrico. Según un primer modo de proceder de este procedimiento conocido, el tratamiento de la superficie de plástico se lleva a cabo con las dos soluciones mencionadas a temperatura ambiente durante un periodo de tiempo de como máximo 1 min. También en este primer modo de proceder sólo se pueden metalizar plásticos muy concretos de manera más o menos satisfactoria y segura al funcionamiento. - Según un segundo modo de proceder de este procedimiento conocido, el tratamiento con las dos soluciones mencionadas se realiza a temperatura aumentada, de 70 a 90ºC, y durante un periodo de tratamiento más largo, de 5 a 15 min. En estas condiciones de trabajo debe lograrse que penetren tanto azufre como iones cobre en el plástico a través de la superficie de plástico y que se forme sulfuro de cobre no estequiométrico también debajo de la superficie de plástico. De este modo debe lograrse una adherencia especialmente buena de la capa metálica aplicada a continuación. Sin embargo, la penetración descrita sólo se produce de forma muy incompleta y, por lo tanto, la adherencia de la capa metálica también deja que desear. Además, también con este modo de proceder sólo se pueden metalizar satisfactoriamente plásticos muy concretos.

En la práctica se conocen por lo demás numerosos procedimientos en los que, después de una corrosión de la superficie de plástico bajo la formación de microcavidades, se trata la superficie de plástico con una solución de sal de cobre. A continuación se lleva a cabo un tratamiento con una solución de sulfuro. Todos estos procedimientos se caracterizan por el inconveniente de que para la producción de una capa metálica más o menos satisfactoria deben realizarse varias veces seguidas los pasos de procedimiento mencionados. Se entiende que esto es complicado y costoso.

En cambio, la invención se basa en el problema técnico de especificar un procedimiento del tipo mencionado al principio con el que se puedan metalizar numerosos plásticos de manera poco costosa, segura al funcionamiento y reproducible, y los plásticos se provean de una capa metálica que cumpla todos los requisitos.

Para solucionar este problema técnico, la invención enseña un procedimiento para la metalización de una superficie de plástico en el que se realizan sucesivamente los siguientes pasos de procedimiento:

1.1) la superficie de plástico se somete a un tratamiento corrosivo en condiciones corrosivas suaves, ajustándose estas condiciones corrosivas suaves de tal manera que en la superficie de plástico se generan únicamente orificios o canales pequeños que presentan una profundidad < 0,09 \mum,

1.2) a continuación se trata la superficie de plástico con una solución de sal metálica que contiene al menos una sal del grupo "sal de cobalto, sal de plata, sal de estaño, sal de plomo",

1.3) la superficie de plástico se trata con una solución de sulfuro,

1.4) finalmente se metaliza la superficie de plástico en un baño de metalización.

Entre los pasos de procedimiento de acuerdo con la invención se pueden intercalar pasos de procedimiento adicionales, especialmente pasos de lavado.

En el marco de la invención, la expresión condiciones corrosivas suaves significa concretamente que la "corrosión" o el tratamiento correspondiente de la superficie de plástico se realiza con una solución corrosiva a temperaturas bajas y/o durante un periodo de tratamiento corto y/o a una concentración baja de la solución corrosiva. En principio pueden realizarse ya unas condiciones corrosivas suaves si se cumple una de las tres condiciones anteriores. Una temperatura baja significa en el marco de la invención una temperatura máxima de 40ºC. Cuando las condiciones corrosivas suaves se ajustan mediante una temperatura baja, ésta asciende convenientemente a como máximo 30ºC, preferentemente a entre 15ºC y 25ºC. A las bajas temperaturas antes mencionadas, el tratamiento previo con la solución corrosiva se lleva a cabo especialmente durante un periodo de tiempo de 3 a 15 min, preferentemente de 5 a 15 min, más preferentemente de 5 a 10 min. En el marco de la invención se incluye que el tiempo de tratamiento sea tanto más corto cuanto más alta sea la temperatura. No obstante, también se pueden realizar unas condiciones corrosivas suaves a temperaturas superiores a 40ºC si el tiempo de tratamiento se elige correspondientemente corto. Según una forma de realización de la invención, el tratamiento corrosivo se lleva a cabo a temperaturas de 40ºC a 95ºC, preferentemente de 50ºC a 70ºC, durante un periodo de tratamiento de 15 s a 5 min., preferentemente de 0,5 a 3 min. También en este caso en el marco de la invención se incluye que el periodo de tratamiento sea tanto más corto cuanto más alta sea la temperatura de tratamiento. Es conveniente elegir la temperatura de tratamiento y/o el tiempo de tratamiento del tratamiento corrosivo en función del tipo de solución corrosiva usada.

En el marco de la invención, la expresión corrosión suave significa también que, al contrario que en los procedimientos conocidos descritos al principio, no se lleva a cabo un arrugamiento de la superficie de plástico ni la generación de microcavidades en la superficie de plástico. Las microcavidades o huecos generados durante la corrosión según el estado de la técnica presentan normalmente diámetros y profundidades del orden de 0,1 a 10 \mum. Por el contrario, en el marco de la invención se incluye que las condiciones corrosivas se ajusten de tal manera que en la superficie de plástico se generen únicamente orificios o poros pequeños que presenten un diámetro y, en especial, una profundidad < 0,09 \mum, preferentemente < 0,05 \mum. El término profundidad significa en este caso la extensión del orificio/poro desde la superficie de plástico hacia el interior del plástico. En este caso, pues, no se produce una corrosión en el sentido clásico, como se realiza en los procedimientos conocidos. En el marco de la invención se incluye que mediante la generación de los pequeños orificios/poros, la superficie de plástico se abra lo justo para que difundan los iones metálicos de la solución de sal metálica. En otras palabras, la superficie de plástico en cierto modo se configura en forma de membrana, o en la superficie de plástico se genera, por decirlo así, una membrana de difusión. La expresión condiciones corrosivas suaves significa, pues, en el marco de la invención que las condiciones corrosivas se ajustan con la reserva de que únicamente se produzcan los pequeños poros mencionados en la superficie de plástico y no se generen microcavidades o huecos internos en la superficie de plástico. De acuerdo con la invención, en la zona de la superficie de plástico se generan orificios de difusión o canales de difusión que presentan una profundidad < 0,09 \mum, preferentemente < 0,05 \mum.

El tratamiento corrosivo suave de acuerdo con la invención se puede realizar con una solución corrosiva y/o en principio también mediante tratamiento por plasma o ataque químico por plasma.

Una solución corrosiva usada para la corrosión contiene preferentemente al menos un agente oxidante. En el marco de la invención, la expresión corrosión suave significa también que se usa un agente oxidante en una concentración relativamente baja. Como agente oxidante se puede usar permanganato y/o peroxodisulfato y/o peryodato y/o peróxido. Según una forma de realización, se corroe con una solución corrosiva ácida que contiene al menos un agente oxidante. Preferentemente se trabaja con una solución corrosiva ácida acuosa que contiene permanganato y ácido
fosfórico (H_{3}PO_{4}) y/o ácido sulfúrico. Como permanganato se usa convenientemente permanganato de potasio. Se usa muy preferentemente una solución corrosiva ácida que contiene únicamente ácido fosfórico o que contiene principalmente ácido fosfórico y únicamente un poco de ácido sulfúrico. Según otra forma de realización de la invención, el tratamiento corrosivo se realiza con una solución acuosa alcalina que contiene permanganato. También en este caso se usa preferentemente permanganato de potasio. La solución acuosa alcalina contiene convenientemente sosa cáustica. En el marco de la invención se incluye que el tipo de solución corrosiva usada se elija en función del tipo de plástico tratado. - El agente de oxidación está contenido en la solución corrosiva preferentemente en una concentración de 0,05 a 0,6 moles/l. La solución corrosiva contiene convenientemente de 0,05 a 0,6 moles/l de permanganato o persulfato. El marco de la invención también incluye que la solución corrosiva contenga de 0,1 a 0,5 moles/l de peryodato o peróxido de hidrógeno. Como ya se expuso anteriormente, la solución corrosiva contiene muy preferentemente permanganato. El contenido en permanganato asciende preferentemente a entre 1 g/l y el límite de solubilidad del permanganato, preferentemente del permanganato de potasio. Una solución de permanganato contiene convenientemente de 2 a 15 g/l de permanganato, preferentemente de 2 a 15 g/l de permanganato de potasio. En el marco de la invención se incluye que la solución de permanganato contenga un agente tensioactivo. - Como ya se expuso anteriormente, una corrosión suave también se puede realizar con una solución acuosa diluida de persulfato o de peryodato o con una solución acuosa diluida de peróxido. El tratamiento corrosivo suave se realiza preferentemente bajo agitación con una solución corrosiva. - A continuación de la corrosión suave es conveniente lavar la superficie de plástico, por ejemplo durante 1 a 3 min en agua.

Según una forma de realización muy preferida de la invención, el tratamiento con la solución de sal metálica según el punto 1.2) se realiza a una temperatura máxima de 30ºC, preferentemente a una temperatura de 15 a 25ºC. Por lo tanto, en el marco de la invención se incluye también la realización del tratamiento con la solución de sal metálica en el intervalo de la temperatura ambiente. El tratamiento con la solución de sal metálica se lleva a cabo convenientemente sin agitación. El periodo de tratamiento asciende preferentemente a entre 30 s y 15 min, preferentemente a entre 3 y 12 min. - Se trabaja preferentemente con una solución de sal metálica en la que se ajusta un pH de 7,5 a 12,5, preferentemente de 8 a 12. Según una forma de realización preferida de la invención se trabaja con una solución de sal metálica que contiene amoníaco y/o al menos una amina. El ajuste de pH antes mencionado se puede realizar con la ayuda de amoníaco, y en este caso se usa en el marco de la invención una solución amoniacal de sal metálica. En principio, sin embargo, en el marco de la invención se incluye también el uso de una solución de sal metálica que contiene una o varias aminas. La solución de sal metálica puede contener, por ejemplo, monoetanolamina y/o trietanolamina. La expresión tratamiento con la solución de sal metálica significa en el marco de la invención especialmente la inmersión de la superficie de plástico en la solución de sal metálica.

Según una forma de realización muy preferida, que tiene una importancia muy especial en el marco de la invención, se trabaja con una solución de sal de cobalto como solución de sal metálica. La solución de sal de cobalto contiene preferentemente de 0,1 a 15 g/l de sal de Co(II), preferentemente de 5 a 12 g/l de sal de Co(II). La solución de cobalto(II) contiene convenientemente sulfato de cobalto(II) y/o cloruro de cobalto(II). La solución de cobalto(II) contiene preferentemente de 0,1 a 15 g/l de CoSO_{4}\cdot7H_{2}O, muy preferentemente de 1 a 10 g/l de CoSO_{4}\cdot7H_{2}O. - Según una forma de realización muy preferida de la invención, se trabaja con una solución de sal metálica, especialmente con una solución de sal de cobalto, que contiene al menos un agente oxidante. En el caso del agente oxidante se puede tratar, por ejemplo, de peróxido de hidrógeno. El agente oxidante también se puede proporcionar insuflando aire en la solución de sal metálica. Si según una forma de realización preferida de la invención la solución de sal metálica es una solución de sal de cobalto(II), el agente oxidante se usa preferentemente con la reserva de que al menos una parte del cobalto(II) se oxida a cobalto(III). - A continuación del tratamiento con la solución de sal metálica es conveniente lavar la superficie de plástico.

Según una forma de realización preferida de la invención, entre los pasos de procedimiento 1.2) y 1.3) se lleva a cabo una inmersión de la superficie de plástico en una solución acuosa alcalina. El periodo de tratamiento o el tiempo de inmersión asciende preferentemente a entre 10 s y 3 min, muy preferentemente a entre 0,5 y 2 min. Preferentemente se trabaja a una temperatura máxima del baño de inmersión de 30ºC, preferentemente de 15 a 25ºC. La solución alcalina acuosa presenta convenientemente un pH de 9 a 14. La inmersión en la solución alcalina acuosa se lleva a cabo muy preferentemente en sosa cáustica diluida. En el marco de la invención se incluye el uso de hidróxido sódico y/o hidróxido potásico y/o carbonato sódico para la preparación de la solución alcalina acuosa. La solución alcalina acuosa contiene muy preferentemente de 5 a 50 g/l de hidróxido sódico o de hidróxido potásico. Preferentemente, la concentración de hidróxido sódico o de hidróxido potásico es tanto mayor cuanto mayor sea la concentración de sal metálica en la solución de sal metálica. En principio, también se puede tratar la superficie de plástico con una solución de inmersión ácida acuosa en lugar de con una solución alcalina acuosa. - En el marco de la invención se incluye la realización de un lavado con agua o con agua destilada a continuación del tratamiento por inmersión.

Según una forma de realización preferida de la invención, la superficie de plástico se trata con una solución alcalina de un sulfuro de metal alcalino de acuerdo con el paso de procedimiento 1.3). También se puede usar un sulfuro de amonio. En el caso del sulfuro puede tratarse, por ejemplo, de un monosulfuro, un disulfuro, un trisulfuro, un tetrasulfuro o de un polisulfuro. Según una forma de realización preferida se usa un monosulfuro de metal alcalino (M_{2}S; M = metal alcalino), convenientemente sulfuro sódico (Na_{2}S). La concentración del sulfuro de metal alcalino, preferentemente del sulfuro sódico, asciende preferentemente a entre 0,5 y 10 g/l, muy preferentemente a entre 2 y 8 g/l. La solución alcalina del sulfuro de metal alcalino contiene preferentemente de 5 a 25 g/l de hidróxido sódico, por ejemplo 10 g/l de hidróxido sódico. El tratamiento con la solución de sulfuro se lleva a cabo preferentemente durante un periodo de tiempo de 15 s a 5 min, muy preferentemente de 30 s a 2 min. - El tratamiento con la solución de sulfuro según el paso de procedimiento 1.3) se realiza preferentemente a una temperatura máxima de 30ºC, más preferentemente a una temperatura de 15 a 25ºC. - A continuación del tratamiento con la solución de sulfuro es conveniente lavar, por ejemplo, con agua fría durante 1 a 3 min.

En el marco de la invención se incluye la adición de un formador de complejos a la solución de sal metálica, preferentemente a la solución de sal de cobalto, y/o a la solución de sulfuro para la estabilización de la solución correspondiente. De este modo, la solución de sal metálica puede contener el metal al menos parcialmente en forma de un complejo metálico. En el marco de la invención se incluye asimismo la adición de un agente tensioactivo a la solución de sal metálica y/o a la solución de sulfuro para que se produzca una mejor humectación de la superficie de plástico.

En el marco de la invención se puede trabajar con una solución de sulfuro que contenga al menos una sustancia del grupo "alcohol, diol, poliol, polialcanglicol, polialquenglicol, una sustancia formadora de gel/sol tal como gel de ácido silícico o gel de óxido de aluminio". En el marco de la invención se incluye el uso de mezclas de estas sustancias en la solución de sulfuro. - En el marco del procedimiento de acuerdo con la invención también se puede trabajar con una solución de sal metálica, preferentemente una solución de sal de cobalto, que contenga al menos una sustancia del grupo "alcohol, diol, poliol, polialcanglicol, polialquenglicol, una sustancia formadora de gel/sol tal como gel de ácido silícico o gel de óxido de aluminio". En el marco de la invención se incluye el uso de mezclas de las sustancias mencionadas en la solución de sal metálica.

Según una forma de realización muy preferida de la invención, entre el paso de procedimiento 1.3) y el paso de procedimiento 1.4) se realiza un secado de la superficie de plástico. En el marco de la invención se incluye la realización del secado mediante un tratamiento térmico de la superficie de plástico (a temperatura aumentada). La metalización de la superficie de plástico se lleva a cabo preferentemente a continuación del secado. En la realización del procedimiento de acuerdo con la invención se puede repetir en principio el tratamiento con la solución de sal metálica y/o el tratamiento con la solución de sulfuro. En el marco de la invención se incluye el secado de la superficie de plástico después de cada tratamiento en el caso de un tratamiento repetido con la solución de sulfuro.

Después del paso de procedimiento 1.3) se puede llevar a cabo la metalización directa de la superficie de plástico. Según una forma de realización muy preferida, que tiene una importancia especial en el marco de la invención, la superficie de plástico se niquela en un baño de níquel de acuerdo con el paso de procedimiento 1.4). Se puede realizar una metalización directa electrolítica. Se lleva a cabo preferentemente un niquelado electroquímico en un electrolito de Watts. El periodo de tratamiento asciende convenientemente a entre 10 y 15 min, y la temperatura del electrolito asciende preferentemente a entre 30 y 40ºC. En el marco de la invención se incluye que en el niquelado electroquímico se trabaje con una densidad de corriente inicial de 0,3 A/dm^{2}, aumentándose posteriormente la densidad de corriente hasta 3 A/dm^{2}. Así, mediante una metalización electrolítica se puede aplicar una capa de níquel sobre la superficie de plástico.

La invención se basa en primer lugar en el conocimiento de que mediante la corrosión suave de acuerdo con la invención, la superficie de plástico se manipula de tal manera que finalmente se logra sorprendentemente una adherencia muy sólida de la capa metálica aplicada a la superficie de plástico. Estas capas metálicas fuertemente adheridas presentan una elevada resistencia a los choques térmicos y soportan, por consiguiente, todos los choques térmicos habituales. La invención se basa asimismo en el conocimiento de que con el procedimiento de acuerdo con la invención se pueden alcanzar, en relativamente poco tiempo, condiciones óptimas para la aplicación posterior de la capa metálica o de la capa de níquel. Si bien en el marco de la invención se incluye en principio la repetición de los pasos de procedimiento de acuerdo con la invención y, en especial, la repetición de los pasos de procedimiento 1.2) y 1.3), también se pueden lograr, sorprendentemente, unos resultados óptimos sin la repetición de estos pasos de procedimiento. En el marco de la invención se obtienen, con un gasto reducido y un uso reducido de materiales, capas metálicas, especialmente capas de níquel, de alta calidad sobre la superficie de plástico. Para ello tampoco se requiere un coste de aparatos especial, y en principio se pueden usar los dispositivos convencionales o habituales. Para la realización del procedimiento de acuerdo con la invención se necesita ventajosamente tan sólo poco espacio. Además, el tiempo necesario para la realización del procedimiento de acuerdo con la invención es poco, lo que tiene como resultado también un ahorro considerable de tiempo frente a los procedimientos conocidos. Asimismo, el procedimiento se puede controlar de forma fácil y segura al funcionamiento, lo que finalmente repercute en la calidad de las capas metálicas. En el marco de la invención resulta especialmente importante que en la realización de las medidas de acuerdo con la invención se puedan metalizar sorprendentemente numerosos plásticos diferentes de forma eficaz y segura al funcionamiento. Esto es sorprendente en cuanto a que en los procedimientos conocidos hasta ahora únicamente se podían metalizar satisfactoriamente unos pocos plásticos muy concretos. En primer lugar, con el procedimiento de acuerdo con la invención se puede metalizar sin problemas y de forma óptima ABS puro. Esto también es válido para mezclas de ABS/PC y especialmente también para mezclas de ABS/PC con una proporción relativamente alta de PC (PC: policarbonato). Asimismo se puede metalizar sin problemas PC puro con la ayuda del procedimiento de acuerdo con la invención. Sin embargo, una metalización de este tipo, eficaz y segura al funcionamiento, también es posible sorprendentemente en muchos otros plásticos, entre otros especialmente también en los plásticos siguientes: POM (polioximetileno), PEEC (polieteretercetona), PP (polipropileno).

Debido a que de acuerdo con la invención no es necesario corroer la superficie de plástico a altas temperaturas, se logra además un ahorro de energía. Puesto que sólo se requieren unas condiciones corrosivas suaves, se pueden usar de forma muy variable las soluciones corrosivas más diversas, de manera que el procedimiento de acuerdo con la invención tampoco está sometido a ninguna limitación en este aspecto. Debido a las condiciones corrosivas suaves que se han de ajustar de acuerdo con la invención, también se puede prescindir ventajosamente de componentes agresivos en la solución corrosiva, por ejemplo de ácido crómico. - Debido a que preferentemente al menos los pasos de procedimiento 1.1), 1.2) y 1.3) se realizan a una temperatura máxima de 30ºC, preferentemente a una temperatura de 15 a 25ºC, sólo son necesarias en total unas condiciones suaves para la realización del procedimiento de acuerdo con la invención, lo que implica, entre otras cosas, un ahorro considerable de energía. Por lo demás, en las condiciones suaves también se evitan en gran parte las reacciones secundarias no deseadas. Con el procedimiento de acuerdo con la invención se puede lograr una metalización muy selectiva de las superficies de plástico. Cabe destacar que se pueden evitar de forma segura al funcionamiento deposiciones en la percha para baño.

A continuación se explica el desarrollo del procedimiento de acuerdo con la invención mediante un ejemplo: Dependiendo del tipo de plástico que se ha de metalizar, se usa o bien una solución corrosiva ácida o bien una solución corrosiva alcalina. Según una forma de realización preferida de la invención, para la corrosión suave se usa una solución corrosiva ácida que contiene 100 a 300 ml/l de agua, 700 a 900 ml/l de ácido fosfórico concentrado y 3 a 7 g/l de permanganato de potasio. De acuerdo con un ejemplo de realización, la solución corrosiva ácida consta de un 74% en peso de ácido fosfórico, un 26% en peso de agua y 5 g de permanganato de potasio. Según otra forma de realización de la invención, para la corrosión suave se usa una solución corrosiva alcalina que contiene convenientemente 20 a 40 g/l de hidróxido sódico y 5 a 15 g/l de permanganato de potasio. De acuerdo con un ejemplo de realización, la solución corrosiva acuosa alcalina consta de 30 g/l de hidróxido sódico y 10 g/l de permanganato de potasio. Con la solución corrosiva ácida descrita anteriormente o la solución corrosiva alcalina se corroe preferentemente a temperatura ambiente y durante un periodo de tratamiento de 10 min. A continuación del tratamiento corrosivo, la superficie de plástico se lava convenientemente con agua. - Según una forma de realización preferida de la invención, se usa asimismo una solución amoniacal de sal metálica que contiene de 0,1 a 12 g/l de sulfato de cobalto(II), así como de 10 a 50 ml/l de una solución de amoníaco al 25%. Preferentemente se activa con la solución de sal de cobalto a temperatura ambiente y durante un periodo de tratamiento de 5 a 10 min. La superficie de plástico se lava convenientemente con agua a continuación de la activación con la solución de sal de cobalto. - Para la solución alcalina acuosa en la que se sumerge preferentemente a continuación del tratamiento con la solución de sal metálica se disuelven 10 a 50 g/l de hidróxido sódico en agua. Según un ejemplo de realización se usa una solución alcalina acuosa con 20 g/l de hidróxido sódico. La inmersión en la solución alcalina acuosa se lleva a cabo convenientemente a temperatura ambiente y durante un periodo de tratamiento de 0,5 a 2 min. - Como solución de sulfuro se usa preferentemente una solución de sulfuro alcalina que contiene de 0,5 a 10 g/l de sulfuro sódico (Na_{2}S), así como convenientemente de 5 a 25 g/l de hidróxido sódico. Según un ejemplo de realización preferido se usa una solución de sulfuro alcalina que contiene 5 g/l de sulfuro sódico (Na_{2}S), así como 10 g/l de hidróxido sódico. El tratamiento con sulfuro se realiza preferentemente a temperatura ambiente y durante un periodo de tratamiento de 0,5 a 5 min. La superficie de plástico se lava convenientemente con agua a continuación del tratamiento con sulfuro. En el marco de la invención se incluye el secado de la superficie de plástico antes de la metalización, en especial del niquelado.

A continuación se explica con más detalle la invención mediante seis ejemplos de realización. Los ejemplos de realización 1 y 2 corresponden al estado de la técnica (ejemplos comparativos), mientras que los ejemplos de realización 3 a 6 ilustran el procedimiento de acuerdo con la invención. En los ejemplos de realización 1, 3 y 5 se usaron discos de plástico de ABS con una superficie de 50 cm^{2}, mientras que en los ejemplos de realización 2, 4 y 6 se usaron productos moldeados por compresión de poliestireno resistente al impacto, con una superficie de 70 cm^{2}. En lo sucesivo, la indicación "M" equivale a la indicación de concentración "mol/l".

Ejemplo de realización 1

En una solución corrosiva de H_{2}SO_{4} 4 M y CrO_{3} 3,5 M se corroyeron durante 3 min a 70ºC discos de plástico de ABS con una superficie de 50 cm^{2}. Después se lavó con agua. A continuación, los objetos de plástico se trataron durante 30 s en una solución amoniacal con CuSO_{4}\cdot5H_{2}O 0,5 M que presentaba un pH de 9,5 y una temperatura de 20ºC. Después, los objetos de plástico se sumergieron durante 20 s en agua destilada y a continuación se trataron durante 30 s con una solución de sulfuro que contenía Na_{2}S_{2} 0,1 M y que presentaba una temperatura de 20ºC. Después de este tratamiento, los objetos de plástico se volvieron a lavar con agua fría. Siguió el niquelado electroquímico. Para ello se trató durante 15 min en un electrolito de Watts que contenía NiSO_{4}\cdot7H_{2}O 1,2 M, NiCl_{2}\cdot6H_{2}O 0,2 M y H_{3}BO_{3} 0,5 M. La intensidad de corriente inicial ascendió a 0,3 A/dm^{2} y el niquelado se realizó a 40ºC.

Ejemplo de realización 2

En una solución corrosiva que contenía H_{2}SO_{4} 15 M y CrO_{3} 0,1 M y que presentaba una temperatura de 20ºC se corroyeron durante 30 s objetos moldeados por compresión de poliestireno resistente al impacto con una superficie de 70 cm^{2}. A continuación se lavó con agua y después se sumergió durante 30 s en una emulsión de 0,2 g/l de xileno y 0,2 g/l de sintanol a 20ºC. Después del tratamiento corrosivo, los objetos se lavaron con agua destilada. A continuación se trataron los objetos durante 30 s en una solución de sal metálica que contenía CuSO_{4}\cdot5H_{2}O 0,5 M y en la que se ajustó un pH de 9,8 con monoetanolamina. La temperatura de la solución ascendió a 20ºC. Después, los objetos se sumergieron durante 20 s en agua destilada y a continuación se trataron durante 30 s con una solución de sulfuro que contenía Na_{2}S 0,1 M y que presentaba una temperatura de 20ºC. A continuación se repitieron, en el orden antes descrito, el tratamiento en la solución de sal metálica y el tratamiento siguiente con la solución de sulfuro. Después de este tratamiento, los objetos se lavaron con agua destilada y se niquelaron electroquímicamente en un electrolito de Watts según el ejemplo de realización 1.

Ejemplo de realización 3

La superficie de las piezas de plástico de ABS se corroyó a temperatura ambiente en una solución con H_{2}SO_{4} 15 M y KMnO_{4} 0,05 M. Después de la corrosión, los objetos se lavaron con agua y después se trataron durante un periodo de tiempo de 10 min en una solución amoniacal que contenía CoSO_{4} 0,1 M y que presentaba un pH de 10, así como una temperatura de 20ºC. Después se trataron los objetos con agua que estaba acidificada con H_{2}SO_{4} a un pH de 1. A continuación se trató durante un periodo de tiempo de 30 s con una solución de sulfuro que contenía Na_{2}S_{2} 0,01 M. Después de este tratamiento, los objetos se lavaron con agua destilada, se secaron y después se niquelaron electroquímicamente en un electrolito de Watts según el ejemplo de realización 1.

Ejemplo de realización 4

La superficie de los objetos de plástico de poliestireno resistente al impacto se corroyó durante un periodo de tiempo de 10 min a temperatura ambiente con una solución que contenía H_{2}SO_{4} 17 M y H_{2}O_{2} 1 M. Después de la corrosión, los objetos se lavaron con agua y después se trataron durante 10 min en una solución que contenía CoF_{3} 0,01 M y monoetanolamina hasta un pH de 8 a una temperatura de 20ºC. Después se sumergieron los objetos durante 20 s en una solución alcalina acuosa que contenía suficiente hidróxido sódico para presentar un pH de 14. A continuación se trató durante 30 s con una solución de sulfuro que contenía K_{2}S_{4} 0,05 M. Los objetos tratados se lavaron a continuación con agua destilada, se secaron y después se niquelaron electroquímicamente durante 15 min en un electrolito de Watts según el ejemplo de realización 1.

Ejemplo de realización 5

Las superficies de los objetos de plástico de ABS se corroyeron a temperatura ambiente con una solución que contenía H_{3}PO_{4} 13 M y K_{2}S_{2}O_{8} 0,5 M. Después de la corrosión se lavaron los objetos con agua. A continuación se trataron durante 10 min con una solución que contenía CoSO_{4} 0,25 M y trietanolamina hasta un pH de 9 a 20ºC. Después se sumergieron los objetos en una solución alcalina acuosa que estaba ajustada a pH 9 con carbonato sódico. A continuación se trató durante 30 s en una solución de sulfuro que contenía K_{2}S_{3} 0,02 M. Después del tratamiento, los objetos de plástico se lavaron con agua destilada, se secaron y a continuación se niquelaron electroquímicamente durante un periodo de tiempo de 15 min en un electrolito de Watts según el ejemplo de realización 1.

Ejemplo de realización 6

La superficie de los objetos de poliestireno resistente al impacto se corroyó a temperatura ambiente con una solución que contenía H_{2}SO_{4} 17 M y KJO_{4} 0,5 M. Después de la corrosión, los objetos se lavaron con agua y a continuación se trataron durante 10 min en una solución que contenía CoF_{3} 0,01 M y que estaba ajustada a un pH de 12 con amoníaco y que presentaba una temperatura de 20ºC. Después se sumergieron los objetos durante 20 s en una solución ácida que se había ajustado a pH 5 con la ayuda de ácido acético. A continuación se trataron los objetos durante 30 s en una solución de sulfuro que contenía Na_{2}S 0,01 M. Después de este tratamiento, los objetos se lavaron con agua destilada, se secaron y a continuación se niquelaron electroquímicamente durante 15 min en un electrolito de Watts según el ejemplo de realización 1.

De la siguiente tabla se desprenden los datos relativos a los procedimientos realizados según los ejemplos de realización 1 a 6, así como las propiedades de los revestimientos metálicos obtenidos.

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(Tabla pasa a página siguiente)

1

Claims

1. Procedimiento para la metalización de una superficie de plástico en el que se realizan sucesivamente los siguientes pasos de procedimiento:

1.3) la superficie de plástico se trata con una solución de sulfuro,

2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que el tratamiento corrosivo se realiza a una temperatura de como máximo 40ºC, preferentemente de como máximo 30ºC, durante un periodo de tratamiento de 3 a 15 min, preferentemente de 5 a 10 min.

3. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que el tratamiento corrosivo se realiza a temperaturas superiores a 40ºC y hasta 95ºC, preferentemente superiores a 30ºC y hasta 90ºC, durante un periodo de tratamiento de 15 s a 5 min, preferentemente de 0,5 a 3 min.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, en el que se corroe con una solución corrosiva ácida que contiene al menos un agente oxidante.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4, en el que se trabaja con una solución corrosiva acuosa ácida que contiene permanganato y ácido fosfórico y/o ácido sulfúrico.

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 5, en el que el tratamiento corrosivo se realiza con una solución acuosa alcalina que contiene permanganato.

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 6, en el que el tratamiento con la solución de sal metálica se realiza a una temperatura máxima de 30ºC, preferentemente a una temperatura de 15 a 25ºC.

8. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 7, en el que se trabaja con una solución de sal metálica en la que se ajusta un pH de 7,5 a 12,5, preferentemente de 8 a 12.

9. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 8, en el que se trabaja con una solución de sal metálica que contiene amoníaco y/o al menos una amina.

10. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 9, en el que se trabaja con una solución de sal de cobalto como solución de sal metálica y la solución de sal de cobalto contiene de 0,1 a 15 g/l de sal de cobalto(II), preferentemente de 0,5 a 12 g/l de sal de cobalto(II).

11. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 10, en el que se trabaja con una solución de sal metálica, en especial una solución de sal de cobalto, que contiene al menos un agente oxidante.

12. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 11, en el que entre los pasos de procedimiento 1.2) y 1.3) se realiza una inmersión de la superficie de plástico en una solución alcalina acuosa.

13. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 12, en el que en el paso de procedimiento 1.3) se trata la superficie de plástico con una solución alcalina de un sulfuro de metal alcalino.

14. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 13, en el que el tratamiento con la solución de sulfuro según el paso de procedimiento 1.3) se realiza a una temperatura máxima de 30ºC, preferentemente a una temperatura de 15 a 25ºC.

15. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 14, en el que entre el paso de procedimiento 1.3) y el paso de procedimiento 1.4) se realiza un secado de la superficie de plástico.

16. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 15, en el que la superficie de plástico se niquela en un baño de níquel según el paso de procedimiento 1.4).