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Title:
METHOD FOR SURFACE-METALLIZING WAX OBJECTS, ESPECIALLY FOR SILVER-PLATING CANDLES TO GIVE THEM A BRIGHT DE LUXE SHINE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2004/087853
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for surface-metallizing wax objects, especially for silver-plating candles to give them a bright de luxe shine. The inventive method comprises the steps of applying a base coat to the surface of the object to be finished, drying the base coat, treating the surface of the base coat layer with a presensitizing solution, applying a solution containing a metallization agent to the presensitized surface of the base coat layer while depositing a metallization layer, drying the metallization layer so produced, applying a transparent coating varnish and drying the coating varnish layer so produced.

Inventors:
KAISER STEFAN (DE)
Application Number:
PCT/EP2004/002252
Publication Date:
October 14, 2004
Filing Date:
March 05, 2004
Export Citation:
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Assignee:
KAISER LACKE GMBH (DE)
KAISER STEFAN (DE)
International Classes:
C11C5/00; (IPC1-7): C11C5/00
Foreign References:
EP0308921A21989-03-29
DD228707A31985-10-16
Attorney, Agent or Firm:
Hübner, Gerd (Nürnberg, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Verfahren zum Oberflächenmetallisieren von Wachsartikeln, insbeson dere zum spiegelglänzenden Versilbern von Kerzen, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte : Auftragen eines Grundlackes auf die zu veredelnde Oberfläche des Artikels, Trocknen des Grundlackes, Behandeln der Oberfläche der Grundlackschicht mit einer Vorsensibi lisierungslösung, Auftragen einer ein Metallisierungsmittel enthaltenden Lösung auf die vorsensibilisierte Oberfläche der Grundlackschicht unter Abschei dung einer Metallisierungsschicht, Abtrocknen der gebildeten Metallisierungsschicht, Auftragen eines transparenten Decklackes und Trocknen der gebildeten Decklackschicht.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Grund lack im Tauchverfahren aufgebracht wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Grund lack auf der Basis von Lösungsmitteln, Bindemitteln und Additiven, ins besondere Weichmachern, Verlaufsund Benetzungsmitteln sowie Ent schäumungsmitteln, hergestellt ist.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Trocknen des Grundlackes zur Durchtrocknung der Grundlackschicht ü ber mindestens 12 Stunden vorzugsweise bei Raumtemperatur durchge führt wird.
5. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass zur Vorsensibilisierung der Oberfläche der Grundlack schicht der Artikel in mindestens eine Vorsensibilisierungslösung ge taucht wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Vorsensibilisierungslösung enthaltend hauptsächlich modifizierte Sacca ride und eine zweite Vorsensibilisierungslösung auf der Basis von Salz säure und ZinnHalogenVerbindungen verwendet werden.
7. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekenn . zeichnet, dass die Metallisierungsschicht durch Aufsprühen einer zwei komponentigen, aus einer Reduktionslösung und einer Metallisierungslö sung zusammengesetzten Sprühlösung aufgetragen wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Reduk tionsund Metallisierungslösung im Düsenkopf einer Sprüheinrichtung unmittelbar vor dem Aufsprühen gemischt werden.
9. Verfahren zum Versilbern von Wachsartikeln nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Reduktionslösung hauptsächlich mo difizierte Saccharide enthält.
10. Verfahren zum Versilbern von Wachsartikeln nach einem der Ansprü che 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallisierungslösung hauptsächlich Silberdiaminnitrat und Ammoniumhydroxid enthält.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Re aktionsbeschleunigerlösung enthaltend hauptsächlich Ammoniumhydro xid und Natriumhydroxid der Metallisierungslösung zugesetzt wird.
12. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass die Decklackschicht durch Tauchen des Artikels in eine einoder mehrkomponentige Bindemitteldispersion auf der Basis von Po lyurethan, Polyester und/oder Polyacrylat aufgetragen wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Bin demitteldispersion ein Entschäumungsmittel enthält.
14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Bindemitteldispersion Mattierungsmittel und/oder Farbstoffe zuge setzt werden.
Description:
Verfahren zum Oberflächenmetallisieren von Wachsartikeln, insbe- sondere zum spiegelglänzenden Versilbern von Kerzen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Öberflächenmetallisieren von Wachsartikeln und insbesondere zum spiegelglänzenden Versilbern von Kerzen.

Aus der EP 0 308 921 B1 ist ein Verfahren zur Herstellung von Zierkerzen mit einem metallischen Oberflächendekor bekannt, bei dem eine Wachs- kerze mit einem Alkohol lackiert und anschließend unter Vakuum metalli- siert wird. Um eine möglichst gleichmäßige und haltbare Metallisierung zu erzeugen, soll zwischen dem Lackieren und Metallisieren ein Alterungs- prozess von mindestens 60 Stunden vorgenommen werden. Dies bedeutet, dass im Produktionsablauf der Kerzen ein zeitaufwendiger Lagerschritt vorzusehen ist, für den darüber hinaus entsprechender Raum zur Verfü- gung stehen muss. Ferner ist bei dem bekannten Verfahren von Nachteil, dass eine nur aufwändig zu betreibende und im Produktionsdurchsatz be- grenzte Vakuumbedampfungsanlage zum Einsatz kommt. Dies macht die Herstellung solcher Zierkerzen extrem kostenaufwändig.

Ausgehend von den geschilderten Problemen des Standes der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Oberflächenme- tallisieren von Wachsartikeln, insbesondere zum spiegelglänzenden Versil- bern von Kerzen anzugeben, das bei vergleichbarer Dekorqualität rationel- ler und mit erheblich geringerem apparativen Aufwand durchführbar ist.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichnungsteil des Anspruches 1 angegebenen Verfahrensschritte wie folgt gelöst :

Auftragen eines Grundlackes auf die zu veredelnde Oberfläche des Artikels, Trocknen des Grundlackes, Behandeln der Oberfläche der Grundlackschicht mit einer Vorsensibilisierungslösung, Auftragen einer ein Metallisierungsmittel enthaltenden Lösung auf die vorsensibilisierte Oberfläche der Grundlackschicht unter Ab- scheidung einer Metallisierungsschicht, Abtrocknen der gebildeten Metallisierungsschicht, Auftragen eines transparenten Decklackes und Trocknen der gebildeten Decklackschicht.

Durch das Auftragen eines Grundlackes auf die zu veredelnde Oberfläche des Wachsartikels können alle Arten beispielsweise nicht lackierter Kerzen oberflächenveredelt werden. Der Grundlack bereitet den Untergrund für die Metallisierung vor und ermöglicht insbesondere eine Benetzung. Ferner sorgt er für eine gute Anhaftung an der Artikeloberfläche.

Die Vorsensibilisierungslösung wird verwendet, um eine Benetzung der Substratoberfläche für die weiteren nass-chemischen Vorbereitungsschritte und den anschließenden Metallisierungsprozess zu gewährleisten. Damit wird die Haftung der Metallisierungsschicht zum Substrat verbessert. Dies kann durch die bevorzugte Verwendung mehrerer Vorsensibilisierungslö- sungen noch verbessert werden.

Die eigentliche Metallisierung der Artikeloberfläche erfolgt anschließend durch das Auftragen einer Metallisierungslösung, die eine Metallisierungs- schicht abscheidet. Dies wird vorzugsweise durch Aufsprühen einer zwei- komponentigen, aus einer Reduktionslösung und einer Metallisierungslö-

sung zusammengesetzten Sprühlösung vorgenommen. Die Komponenten werden dabei bevorzugtermaßen im Düsenkopf einer Sprüheinrichtung unmittelbar bei dem Aufsprühen gemischt, wobei die Fällung der Metall- sierungspartikel während des Sprühvorgangs stattfindet. Es wird eine dün- ne, hochreflektierende Schicht gebildet. Die Reduktionslösung basiert auf modifizierten Sacchariden, bei den Metallisierungslösungen handelt es sich im Falle einer Versilberung um solche, die hauptsächlich Silberdiamin- nitrat und Ammoniumhydroxid und Natriumhydroxid enthalten. In gerin- gen Mengen sind übliche stabilisierende Additive zugegeben.

Durch die auf die Metallisierungsschicht aufgetragene Decklackschicht wird die Metallisierung vor Korrosion, insbesondere Vergilbung oder Schwärzung geschützt. Auch kann über die transparente Decklackschicht eine Farbgebung des Spiegeldekors bzw. eine glänzende oder matte Ausle- gung der Oberflächenstruktur hergestellt werden. Damit lassen sich im Aussehen vielfältige Designmöglichkeiten bei oberflächenmetallisierten Wachsartikeln erzielen.

Der Decklack setzt sich vorzugsweise zusammen aus einer oder mehreren Bindemitteldispersionen auf der Basis von Polyurethan, Polyester und/oder Polyacrylat. Ferner können dem Decklack wie dem Grundlack Entschäu- mungsmittel zugesetzt sein, um ein vollständiges Aufplatzen aller durch beim Tauchen der Wachsartikel in entsprechende Lackbäder entstehenden Luftblasen während des Ablaufens des Lacks vom Artikel zu gewährleis- ten.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile des erfindungsgemäßen Ver- fahrens ergeben sich aus den nachfolgend beschriebenen

Ausführungsbeispiel : Es wird ein Veredelungsverfahren für alle Arten nicht lackierter Kerzen beschrieben, die mit einer spiegelglänzenden Silberschicht versehen wer- den.

In einem ersten Verfahrensschritt wird ein Grundlack folgender Zusam- mensetzung durch Eintauchen der Kerzen aufgebracht : Komponente Typ Menge g~' Polyesterpolyol CEL Weichmacher 1,93 L2 Harz Bindemittel 15,83 Eastman CAB 553-0,4 Bindemittel 5,37 1-Methoxypropanol-2 Lösungsmittel 7,37 Ethanol 99% Lösungsmittel 67,78 Aceton Lösungsmittel 0,48 Efka-2038 Entschäumer 0,50 Addid 131 Verlaufs-und Benetzungsmittel 0,74 Grundlack 100, 00 Der Lösungsmittelanteil dieses Grundlackes beträgt 76,48 %, sein Festkör- peranteil 23,52 %. Er ist auf eine Viskosität von 15 s im 4 mm-DIN-Becher bei 20° C eingestellt. Fülle und Glanz dieses Grundlackes sind für die Qua- lität der späteren Versilberung und deren Glanz aufschlaggebend.

Bei dem von Hand oder maschinell durchgeführten Tauchlackierverfahren wird nach dem Ablaufen des Lackes der verbleibende Resttropfen am Fuß der Kerze abgetupft. Danach ist eine vollkommene Durchtrocknung des Lackfilms auch am Boden der Kerze vorzunehmen. Die Durchtrocknung kann beispielsweise bei Raumtemperatur in hängendem Zustand über einen Zeitraum von mindestens 12 Stunden, also beispielsweise über Nacht, er- folgen.

Danach erfolgt das Aufbringen der Versilberung, das in mehreren Schritten vorgenommen wird. So wird die Oberfläche der durchgetrockneten Grund- lackschicht mit zwei Vorsensibilisierungslösungen behandelt. Die erste Vorsensibilisierungslösung enthält hauptsächlich modifizierte Saccharide und geringe Mengen von regulierenden Additiven, die in einer sauren, konzentrierten Mischung vorliegen. Diese Vorsensibilisierungslösungen werden von den Firmen Spraylat Corp. NT. Vernon, NY, USA bzw. Aa- chen, Deutschland, unter der Bezeichnung TL-30 sowie von der Anmelde- rin unter der Artikel-Nummer 1275 1 vertrieben. Diese wässrige, klare, gelb-braune Flüssigkeit ist vollständig in Wasser löslich und reagiert sauer.

Die erste Vorsensibilisierungslösung ist in einer Verdünnung von 1 : 9 mit deionisiertem Wasser anzuwenden.

Die mit dem Grundlack versehenen Kerzen sind in die Vorsensibilisie- rungslösung zu tauchen und anschließend mit deionisiertem Wasser zu spü- len.

Anschließend wird eine zweite Vorsensibilisierungslösung aufgebracht, die hauptsächlich Zinn-Halogen-Verbindungen und Salzsäure enthält. Es han- delt sich um eine wässrige, klare, farblose bis leicht gelbliche Flüssigkeit, die stechend riecht und vollständig in Wasser löslich ist. Diese zweite Vor- sensibilisierungslösung dient zur Optimierung der Haftung der Silber- schicht auf der Grundlackschicht.

Die zweite Vorsensibilisierungslösung wird mit einer hohen Verdünnung eingesetzt, beispielsweise werden auf ein Milliliter dieser Lösung ein Liter deionisiertes Wasser gegeben.

Die Vorsensibilisierungslösung 2 wird von der Firma Spraylat unter der Bezeichnung"SCS"bzw. von der Anmelderin unter der Nummer 1275 2 vertrieben.

Für die anschließende Versilberung kommt ein nass-chemischer Versilbe- rungsprozess zum Einsatz. Ausgangslösungen sind eine saure Reduktions- lösung, die hauptsächlich modifizierte Saccharide und geringe Mengen von Additiven enthält, und eine aus zwei getrennten Basislösungen bestehende Silberlösung.

Die Reduktionslösung wird von der Firma Spraylat unter der Bezeichnung "BKR-5"vertrieben bzw. von der Anmelderin unter der Nummer 1275 3.

Sie weist einen pH-Wert (bei 22° C) von ca. 0,5 bis 1,0 auf und ist eine wässrige, klare, leicht rosafarbene Flüssigkeit. Die eigentlich das Silber aufweisende erste Basislösung enthält Silberdiaminnitrat, Ammonium- hydroxid und geringe Mengen stabilisierender Additive. Es handelt sich um eine wässrige, klare, blaue Flüssigkeit, die stark ammoniakalisch riecht.

Sie ist vollständig in Wasser löslich. Ihr pH-Wert beträgt ca. 11 bis 12 bei 22° C.

Diese Basislösung wird zu gleichen Volumenteilen mit der zweiten Basis- lösung vermischt, die Natriumhydroxid, Ammoniumhydroxid und geringe Mengen von stabilisierenden Additiven enthält. Es handelt sich um eine wässrige, klare, leicht grünliche Flüssigkeit, deren Geruch ebenfalls am- moniakalisch ist. Ihr pH-Wert beträgt ca. 13 bei 22° C. Diese zweite Basis- lösung stellt im Wesentlichen eine Reaktionsbeschleunigerlösung dar, wo- bei durch vermehrte Zugabe die Reaktionsgeschwindigkeit erhöht werden kann.

Die beiden Silberlösungen werden unter den Bezeichnungen"BKA-5" bzw."BKS-5"von der Firma Spraylat bzw. unter den Nummern 1275 4 und 1275 5 von der Anmelderin vertrieben. Die Reduktionslösung einer- seits und die aus den beiden vorgenannten Basislösungen bestehende Sil- berlösung andererseits werden jeweils in getrennte Druckbehälter einer Sprüheinrichtung gefüllt, in deren Düsenkopf die beiden Lösungen unmit- telbar vor dem Aufsprühen gemischt werden. Das Ausfällen der Silberpar- tikel erfolgt dabei während des Sprühweges vom Düsenkopf zur zu ver- spiegelnden Oberfläche. Die Spritzdauer beträgt ca. 10 bis 15 Sekunden, bis eine vollständig versilberte Fläche durch Bilden einer durchgehenden Silberschicht erreicht ist. Der Sprühdruck beträgt ca. 2 bar, wobei der Misch-Düsenkopf eine 1-mm-Düse aufweist.

Nach dem Tauchen der grundlackierten Kerzen in die Vorsensibilisierungs- lösungen und nach dem Aufsprühen der Metallisierungslösung wird jeweils mit deionisiertem Wasser durch Sprühen nachgespült. Diese Wasserspü- lung erfolgt mit einer Bechersprühpistole oder einer Sprühpistole mit Druckbehälter, wobei eine Düsengröße von 1,8 mm zum Einsatz kommt.

Nach dem Aufbringen der Metallisierungsschicht werden die Kerzen min- destens vier Stunden abgetrocknet, wobei der Lackiervorgang jedoch nach 24 Stunden abgeschlossen sein sollte.

Dazu wird ein transparenter Decklack aufgetragen, der zum Schutz der Versilberung von Korrosion, also Vergilbung oder Schwärzung, dient. Die Lackierung erfolgt wiederum im Eintauchverfahren, die abschließende Trocknung erfolgt unter Umgebungsbedingungen oder kann durch Wärme- unterstützung abgekürzt werden.

Durch die Decklackschicht kann das Finish der Kerze noch dahingehend variiert werden, dass die Spiegelschicht gefärbt wird. Ferner kann eine Mattierung erfolgen.

Im Folgenden werden Beispiele für Zusammensetzungen verschiedener Decklacke angegeben : - Decklack glänzend Komponente FK %-1 Typ Menge g-1 Halwedrol OX 87/40 W 40,0 Bindemitteldispersion 773,00 (PUR) Joncryi 95 30,0 Bindemitteldispersion 200,00 (PA) Tafigel PUR 40-Lsg. 20,0 Verdicker 5,00 Surfynol DF-66 49, 0 Entschäumer 5,40 Wasserdeion. 0,0 Wasser 5,40 Butylglykol 0,0 Lösungsmittel 3,30 Surfynol 2502 0,0 Netzmittel 1,10 Byk 347 82,0 Netzmittel 1,50 Butylglykol 0,0 Lösungsmittel 4,50 Fisantrol 3010 50,0 Additiv zur Verbesserung 2,00 der Oberflächenglätte 39, 80 Hydrolack glänzend 1001,20 Decklack matt (1. Variante) KomponentePK %'typMenge g** Halwedrol TN 6880-2/40 40,0 Bindemitteldispersion 783,40 W (PUR, Polyester) Tafigel PUR 40-Lsg. 20,0 Verdicker 22,00 Deuteron MK 100,0 Mattierungskunststoff 35,00 Syloid ED-30 100,0 Mattierungsmittel 60,00 Wasser 0,0 Wasser 92,80 Byk 027 100, 0 Entschäumer 6, 80 44, 31 Hydrolack matt 1 1000,00 Decklack matt (2. Variante) Komponente Typ Mengeg- Halwedrol OX 87/40 W 40,0 Bindemitteldispersion 673,00 (PUR) Joncryl 95 30,0 Bindemitteldispersion 173,00 (PA) Deuteron MK 100,0 Mattierungskunststoff 50,00 Syloid ED-30 100,0 Mattierungsmittel 38, 00 Wasser 0,0 Wasser 51,00 Latekoll D 32 % 32,0 Verdicker 10,00 Byk 027 100, 0 Entschäumer 5, 00 43, 52 Hydrolack matt 2 1000, 00 Die Viskositäten der vorgenannten Decklacke werden auf 27 Sekunden im 4-mm-DIN-Becher bei 20° C eingestellt. Eine Farbgebung erfolgt jeweils durch Zugabe 10 %-iger Lösungen der jeweiligen Farbstoffe in 1- Metoxipropanol-2. Anschließend erfolgt eine Viskositätseinstellung auf 13 Sek. im 4-mm-DIN-Becher durch Zugabe von deionisiertem Wasser.

Wie aus den vorstehenden Zusammensetzungen deutlich wird, setzt sich der Decklack zusammen aus einer oder mehreren Bindemitteldispersionen im Gemisch auf der Basis von Polyurethan, Polyester und/oder Polyacrylat.

Die Bindemittel zeigen dabei keine oder nur schwache Vergilbung bei ei- ner Lagerung unter Standardbedingungen.

Ein mattierter Decklack enthält zusätzlich ein oder mehrere Mattierungs- mittel, die aus unterschiedlichen Verbindungsklassen aufgebaut sein kön- nen.

Durch den Verdicker kann der Festkörperanteil am Decklack erniedrigt werden. Geeignete Netzmittel sorgen für eine ausreichende Benetzung der Silberschicht durch den Decklack.

Die vorgesehenen Entschäumungsmittel bewerkstelligen ein vollständiges Aufplatzen aller durch beim Tauchen der versilberten Kerzen in dem Deck- lack entstehenden Luftblasen während des Ablaufens des Lacks von der Kerze.

Durch den Decklack wird der Zutritt von Sauerstoff zur Silberschicht weit- gehend unterbunden, was den gewünschten Korrosionsschutz mit sich bringt. Damit wird auch ein Glanzverlust (das sogenannte"Anlaufen") der Silberschicht vermieden.

Der getrocknete Lackfilm gewährleistet ferner einen ausreichenden Ab- brand der Kerze, d. h. er reißt beim Abbrennen der Kerze nicht, er ruft kei- ne Verschmutzung des Brandtellers hervor und ist selbst nicht entzündlich.

Der getrocknete Lackfilm zeichnet sich ferner durch eine unter üblichen Lagerbedingungen (unterhalb 35° C und 80° C relativer Luftfeuchtigkeit) ausreichende Wasserfestigkeit aus, d. h. er löst sich nicht selbständig ab und ist nicht ohne erhebliche Scherkräfte parallel zur Lackoberfläche ent- fernbar.