ES2360227T3 - Bastidor común para operaciones de electroplaqueado y revestimiento. - Google Patents

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Abstract

Un procedimiento multietápico para el revestimiento de un sustrato sin volver a colocar en el bastidor el sustrato entre las operaciones de revestimiento, que comprende: proveer a un soporte (10) para sustrato de un revestimiento (16) polimérico protector inerte que cubre una porción sustancial del soporte (10); fijar un sustrato al soporte para sustrato; electroplaquear un revestimiento sobre el sustrato; sin volver a colocar en el bastidor el sustrato, aplicar un revestimiento de deposición física en fase de vapor al sustrato revestido; y retirar el sustrato revestido dos veces del soporte (10) para sustrato.

Description

Campo de la Invención
La presente invención presenta técnicas de procesamiento multietápicas para la aplicación de revestimientos sobre sustratos en las que el sustrato que ha de revestirse se sitúa sobre un bastidor que contiene una pluralidad de soportes para sustrato.
Antecedentes de la Invención
Los bastidores que se usan para soportar sustratos se han utilizado durante muchos años en la industria del electroplaqueado. Frecuentemente, los bastidores están revestidos con un plastisol tal como se describe en la Patente de EE. UU. 4.176.039.
Se ha descrito en la especialidad una variedad de bastidores: Patentes de EE. UU. Número 6.607.600, 6.527.925, 4.176.039, 4.100.054, 3.939.056, 3.728.232, 3.671.416, 3.499.832, 3.484.361, 3.357.913, 3.272.733, 3.042.605, 3.958.642, 2.898.285, 2.820.757, 2.973.994, 1.005.870, y Patente Británica 1.512.959.
Ha surgido un problema práctico en la utilización de bastidores para soportes para sustrato que experimentan una técnica de electrodeposición, a saber, que el revestimiento que se aplica durante la técnica de electrodeposición sigue sobre el soporte para sustrato. Deseablemente, el mismo soporte para sustrato se utilizará para el procesamiento subsiguiente. La dificultad con tal enfoque en lo que se refiere a técnicas de deposición física en fase de vapor es que los componentes del material de un plastisol que está colocado sobre el soporte para sustrato pueden volatilizarse del soporte para sustrato durante el procedimiento de deposición física en fase de vapor. Esto puede dar como resultado piezas revestidas contaminadas y otras complicaciones no deseadas en el procedimiento de deposición física en fase de vapor, tales como el control de las condiciones atmosféricas en el propio procedimiento de deposición física en fase de vapor.
EP 0 890 659 A2 describe un procedimiento para aplicar un revestimiento protector y decorativo sobre un artículo, en el que en primer lugar al menos una capa de revestimiento se deposita sobre el artículo mediante electroplaqueado, y a continuación al menos una capa de revestimiento se deposita mediante deposición física en fase de vapor.
JP 63161193A describe un colgador para plaqueado que es un miembro metálico revestido con resinas sintéticas en capas. Las resinas son una imprimación para resina de poliamida, resina de poliamida y PVC, poliéster o fluororresina.
Breve Sumario de la Invención
Se describe con la presente memoria un procedimiento multietápico para el revestimiento de un sustrato sin volver a colocar en el bastidor el sustrato entre operaciones de revestimiento, que comprende: proveer a un soporte para sustrato de un revestimiento polimérico no conductor protector inerte que cubre una porción sustancial del soporte; fijar un sustrato al soporte para sustrato; electroplaquear un revestimiento sobre el sustrato; sin volver a colocar en el bastidor el sustrato, aplicar un revestimiento de deposición física en fase de vapor al sustrato revestido; y retirar el sustrato revestido del soporte para sustrato.
Otra realización es el procedimiento multietápico que se describe anteriormente en el que el soporte para sustrato está comprendido por una barra alargada que tiene un primer extremo con una abertura para recibir un electrodo y la barra tiene una pluralidad de brazos que se proyectan hacia el exterior desde el centro de la barra, en donde el primer extremo del brazo está fijado a la barra y el extremo distal del brazo no está revestido con el revestimiento protector y está adaptado para soportar el sustrato durante las operaciones de revestimiento.
Otra realización es un bastidor para un procedimiento multietápico para el revestimiento de un sustrato, que comprende un soporte metálico para sustrato con un revestimiento polimérico protector inerte que cubre una porción sustancial del soporte; en donde el soporte es una barra alargada que tiene un primer extremo con una abertura para recibir un electrodo; teniendo la barra una pluralidad de brazos que se proyectan hacia el exterior desde el centro de la barra, en donde el primer extremo del brazo está fijado a la barra y el extremo distal del brazo no está revestido con el revestimiento protector y el extremo distal del brazo está adaptado para soportar un sustrato durante un procedimiento de electrodeposición seguido por un procedimiento de deposición física en fase de vapor (PVD) y en donde el revestimiento inerte es inerte en los procedimientos de electrodeposición y PVD.
Breve Descripción del Dibujo
La Figura 1 es una vista de un soporte para sustrato deseado utilizado en los procedimientos multietápicos de la presente invención unido a un aparato giratorio.
La Figura 2 es una vista en perspectiva de un soporte para sustrato deseado utilizado en los procedimientos multietápicos de la presente invención.
Descripción Detallada de la Invención
En el procedimiento multietápico de la presente invención, se desea que el soporte para sustrato esté comprendido por una barra alargada con brazos que se proyectan desde la misma. Los brazos deben proyectarse desde un extremo de la barra hasta el otro, tal como desde la parte superior hasta la parte inferior, para asegurar que puedan revestirse tantas piezas como sea razonablemente factible para la operación dentro de los límites del equipo de revestimiento.
El soporte para sustrato tiene en primer lugar un revestimiento protector aplicado al mismo que es inerte en las subsiguientes etapas del procedimiento de electrodeposición y el procedimiento de deposición física en fase de vapor (PVD). Por "inerte" se entiende sustancialmente inactividad química del revestimiento polimérico después de que se aplique al soporte para sustrato cuando el soporte se hace pasar a través de los procedimientos de electrodeposición y PVD. El revestimiento protector es deseablemente un revestimiento eléctricamente aislante y durable que puede resistir el ambiente fisicoquímico sin perder sustancialmente la integridad. El revestimiento protector puede aplicarse mediante cualquier técnica bien conocida para aplicar revestimientos orgánicos no conductores al soporte para sustrato. Tales revestimientos no conductores inertes pueden ser una variedad de materiales poliméricos tales como materiales termoplásticos o termoestables que pueden aplicarse mediante pulverización, inmersión, remojo o electrodeposición, tal como mediante la aplicación de un revestimiento en polvo. Tales materiales son bien conocidos por los expertos en la especialidad y pueden incluir una poliolefina, tal como polietileno y polipropileno o un polietileno fluorado, tal como Teflon (marca comercial de DuPont), un epóxido o una amida tal como nailon o un material Kevlar (marca comercial de DuPont) y similares.
Otros materiales poliméricos que pueden utilizarse como el revestimiento sobre el soporte para sustrato son poliacrilatos, polimetacrilatos, poliestireno y combinaciones y copolímeros de los mismos, disponibles comercialmente.
Uno de tales revestimientos en polvo es el material epoxídico Elasta, marca comercial de DuPont. Los revestimientos en polvo se aplican generalmente mediante la aplicación de un aerosol electrostático del polvo a un sustrato calentado. Después de la aplicación del polvo, el sustrato se enfría y el polvo cubre sustancialmente todo el soporte para sustrato.
Ha de apreciarse que para los soportes para sustrato para el procesamiento subsiguiente en la presente invención los extremos de los brazos deben estar expuestos ya que necesitarán que una superficie conductora se una al sustrato que ha de revestirse durante el procesamiento multietápico de la presente invención. Por lo tanto, después de la aplicación del revestimiento protector inerte, los extremos de los brazos tienen en revestimiento retirado. Alternativamente, se pone una pantalla sobre las puntas de los brazos que se retira subsiguientemente para exponer la porción metálica de debajo después de que se aplique el revestimiento protector al soporte para sustrato.
Después de que se aplique el revestimiento orgánico inerte, el sustrato o la pieza trabajada que ha de revestirse se une a continuación al soporte para sustrato. El soporte para sustrato con los sustratos unidos se somete a una técnica de electrodeposición en la que el baño es un baño acuoso que contiene uno o más iones metálicos que han de depositarse sobre el sustrato. Revestimientos y técnicas de electrodeposición son bien conocidos en la especialidad. Véase, por ejemplo, Metals Handbook, 9ª Edición, volumen 5, titulado "Surface Cleaning, Finishing and Coating" copyright 1982, American Society for Metals, Inc., incorporado en la presente mediante referencia.
El soporte para sustrato puede estar comprendido por una variedad de sustratos metálicos tales como acero laminado en frío, acero inoxidable, cobre, bronce y similares.
El soporte para sustrato utilizado en la presente invención se muestra en las Figuras 1 y 2. La Figura 2 es una vista en perspectiva del soporte 10. En general, el soporte puede considerarse una barra como 12 en conformación con brazos 14 que se proyectan desde el centro del brazo. Los brazos se extienden desde la parte superior hasta la parte inferior de la barra. El revestimiento 16 inerte cubre la porción entera del soporte para sustrato con la excepción del extremo distal del brazo 18. Esa porción tiene el metal no revestido al que se une el sustrato que ha de revestirse.
El soporte para sustrato tendrá una abertura 20 y una barra 22 de soporte insertada en la misma durante la operación. La barra está unida a un aparato 24 transportador y la barra está fijada en su lugar por un miembro 26 de fijación.
El soporte para sustrato puede fabricarse de cualquier modo conveniente que permita el número máximo de soportes para sustrato en una longitud dada de la barra. Un mecanismo conveniente sería estampar columnas o muelles de lámina individuales del sustrato, tal como acero, acero inoxidable, cobre o similares. Las columnas individuales se sueldan a continuación en el medio de los segmentos individuales para dar la conformación que se muestra en la Figura 2.
El bastidor está diseñado para facilitar el uso en procedimientos tanto de electrodeposición como de PVD. Ha de apreciarse que, en procedimientos de electrodeposición, el bastidor está adaptado a la dimensión del tanque. Por otra parte, en procedimientos de PVD, un modo de dar una distribución de material uniforme sobre el sustrato de geometrías complejas es exponer la superficie del sustrato a la fuente de material de revestimiento desde diferentes ángulos. Esta técnica se utiliza debido a que la PVD es un procedimiento de revestimiento “en línea recta”.
La geometría del bastidor se eligió de modo que los sustratos que han de revestirse se muestren como si estuvieran “pegados” a la pared externa de un cilindro. El bastidor puede hacerse girar durante el procedimiento de PVD.
Los metales que pueden aplicarse al sustrato o la pieza que se trabaja en el procedimiento de electrodeposición incluyen cobre, cromo, níquel, zinc, cadmio, estaño, plomo, oro, bronce, metales preciosos tales como rodio, platino y similares. Un metal preferido incluye cromo y similares
El sustrato o la pieza trabajada que ha de revestirse puede estar comprendido por una amplia variedad de materiales, tales como metales o plástico; tal como una poliolefina o ABS. Asimismo, el sustrato puede tener otro revestimiento sobre él antes de que se aplique el cromo. El cromo puede depositarse sobre un níquel tal como níquel brillante o bronce o un producto de zinc fundido a presión.
Ha de apreciarse que el sustrato o la pieza trabajada puede tratarse en varios procedimientos de electrodeposición, tales como la aplicación de níquel-volframio, sulfamato de níquel, cobalto y similares
Las técnicas de deposición física en fase de vapor son bien conocidas en la industria. Se sabe que la deposición en fase de vapor produce una película de metal sobre una superficie, a menudo a vacío, bien mediante la descomposición del vapor de un compuesto en la superficie de trabajo o bien mediante reacción directa entre la superficie de trabajo y el vapor. Tales técnicas de deposición en fase de vapor incluyen deposición química en fase de vapor, evaporación en arco catódico o bombardeo iónico y similares. Técnicas y equipos de bombardeo iónico se divulgan en "Thin Film Processes II," Academic Press 1991 de J. Vossen y W. Kern, incorporado en la presente memoria mediante referencia .
La deposición química en fase de vapor (CVD) es un procedimiento bien conocido y convencional. La CVD se clasifica generalmente en uno de tres tipos. Los dos primeros se basan principalmente en la presión del reactor, y se denominan deposición química en fase de vapor a presión atmosférica (APCVD) o deposición química en fase de vapor a baja presión (LPCVD). Una tercera categoría se denomina deposición química en fase de vapor mejorada por plasma (PECVD).
El bombardeo iónico reactivo también puede utilizarse como una técnica de PVD. El bombardeo iónico reactivo es un procedimiento por el que la superficie de un artículo se reviste con una película delgada formada a través de reacciones químicas en presencia de partículas cargadas en forma de plasma en una cámara de vacío.
Procedimientos de CVD se divulgan, entre otras, en las Pat. de EE. UU. Nº 5.064.686, 4.803.127, 5.782.980, 5.824.365, 5.254.499 y 5.571.572.
Cuando se deposita cromo mediante PVD, también puede ser cromo o una aleación del mismo con níquel y/o hierro
o un compuesto de cromo. Los compuestos de cromo incluyen los carburos, carbonitruros y nitruros, prefiriéndose los nitruros de cromo. Otros compuestos de cromo incluyen, p. ej., óxido de cromo y oxinitruro de cromo. Estos compuestos y su preparación son convencionales y bien conocidos. El grosor de la capa de compuesto de cromo es un grosor al menos eficaz para proporcionar resistencia mecánica al revestimiento. Generalmente, este grosor es de aproximadamente 0,5 µm a aproximadamente 10 µm, preferiblemente de aproximadamente 2 µma aproximadamente 5 µm.
Otras patentes que describen la técnica física en fase de vapor son las Patentes de EE. UU. 5.922.478, 5.948.548, 6.132.889, 6.350.356 y 6.399.219.
Algunos de los equipos de deposición física en fase de vapor disponibles comercialmente que pueden usarse son los revestidores discontinuos VT 3000 o VT 1500 de Vapor Technologies Inc. de Boulder, Colorado. Debe apreciarse que el bastidor que contiene los soportes para sustrato con las piezas trabajadas unidas puede estar orientado en una posición horizontal o vertical durante el procedimiento de PVD.
Como puede observarse, la presente invención tiene eficacias significativas al no tener que volver a colocar en el bastidor las piezas para los diferentes procedimientos. El soporte para sustrato revestido tiene las piezas unidas al 5 mismo. El soporte para sustrato cargado avanza a continuación a través de la técnica de electrodeposición en la que las piezas revestidas se secan y a continuación se someten a deposición física en fase de vapor.
Aunque la forma de la invención divulgada en la presente memoria constituye actualmente realizaciones preferidas, son posibles muchas otras. En la presente memoria no se pretenden mencionar todas las posibles formas equivalentes o ramificaciones de la invención. Debe entenderse que los términos usados en la presente memoria
10 son meramente descriptivos en lugar de limitativos y que los diversos cambios, según se indica en la reivindicaciones adjuntas, pueden realizarse sin apartarse del alcance de la invención según se indica en las reivindicaciones adjuntas. Debe apreciarse que la variedad de sustratos que han de revestirse así como el tipo de revestimiento que ha de aplicarse pueden variar sustancialmente sin apartarse del alcance de la invención.
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Claims (11)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Un procedimiento multietápico para el revestimiento de un sustrato sin volver a colocar en el bastidor el sustrato entre las operaciones de revestimiento, que comprende:
    proveer a un soporte (10) para sustrato de un revestimiento (16) polimérico protector inerte que cubre una porción sustancial del soporte (10);
    fijar un sustrato al soporte para sustrato;
    electroplaquear un revestimiento sobre el sustrato;
    sin volver a colocar en el bastidor el sustrato, aplicar un revestimiento de deposición física en fase de vapor al sustrato revestido; y
    retirar el sustrato revestido dos veces del soporte (10) para sustrato.
  2. 2.
    El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el revestimiento (16) protector es un epóxido, una amida o una poliolefina.
  3. 3.
    El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el soporte (10) para sustrato se reviste con un revestimiento protector epoxídico aplicado mediante una técnica de deposición de polvo.
  4. 4.
    El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, 2 o 3, en el que el soporte (10) para sustrato es un aparato comprendido por una barra (22) alargada que tiene un primer extremo con una abertura (20) para recibir un electrodo; teniendo la barra (22) una pluralidad de brazos (14) que se proyectan hacia el exterior desde el centro de la barra, en donde el primer extremo del brazo está fijado a la barra y el extremo (18) distal del brazo (14) no está revestido con el revestimiento protector y está adaptado para soportar el sustrato durante las operaciones de revestimiento.
  5. 5.
    El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 4, en el que los brazos (14) del soporte (10) para sustrato se extienden desde la barra (22) desde un extremo de la barra hasta el otro extremo.
  6. 6.
    El procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, en el que la etapa de electroplaqueado es el electroplaqueado de un revestimiento de cromo.
  7. 7.
    El procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6, en el que el revestimiento protector es un revestimiento eléctricamente aislante.
  8. 8.
    Un bastidor para un procedimiento multietápico para el revestimiento de un sustrato, que comprende:
    un soporte (10) metálico para sustrato con un revestimiento (16) polimérico protector inerte que cubre una porción sustancial del soporte; en donde el soporte (10) es una barra (22) alargada que tiene un primer extremo con una abertura (20) para recibir un electrodo; teniendo la barra una pluralidad de brazos (14) que se proyectan hacia el exterior desde el centro de la barra (22), en donde el primer extremo del brazo está fijado a la barra (22) y el extremo (18) distal del brazo (14) no está revestido con el revestimiento protector y el extremo (18) distal del brazo (14) está adaptado para soportar un sustrato durante un procedimiento de electrodeposición seguido por un procedimiento de deposición física en fase de vapor (PVD) y en donde el revestimiento (16) inerte es inerte en los procedimientos de electrodeposición y PVD.
  9. 9.
    El bastidor de acuerdo con la reivindicación 8, en el que el revestimiento (16) inerte está comprendido por un revestimiento epoxídico, poliolefínico o poliamidíco.
  10. 10.
    El bastidor de acuerdo con la reivindicación 8, en el que el revestimiento (16) inerte para el soporte (10) para sustrato es un revestimiento epoxídico aplicado mediante una técnica de deposición de polvo.
  11. 11.
    El bastidor de acuerdo con la reivindicación 8, 9 o 10, en el que los brazos (14) del soporte (10) para sustrato se extienden desde la barra (22) desde un extremo de la barra hasta el otro extremo.
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