PROCÉDÉ DE VERNISSAGE DE PIÈCES MÉTALLISÉES

Description

Arrière-plan de l'invention

[0001] La présente invention a trait au domaine des procédés de métallisation de pièces, et notamment de supports non métalliques. On connait différentes manières de réaliser une métallisation d'un support non métallique.

[0002] On connait notamment les procédés par voie sèche par plasma, ou par flammage. On connait également les procédés de métallisation sous vide comme par exemple le procédé par PVD. Cependant, ces procédés présentent l'inconvénient d'être relativement couteux du fait de l'énergie demandée et des conditions dans lesquelles ils doivent être réalisés. Par ailleurs, ils présentent des difficultés d'industrialisation.

[0003] On connait également les procédés de métallisation par voie électrolytique dans laquelle on dépose une couche de chrome.

[0004] Un intérêt de ce type de procédé est la réalisation de pièces métallisées ayant un aspect métallique. Ces pièces sont notamment utilisées dans le domaine de l'automobile.

[0005] Cependant le chrome, et en particulier le chrome hexavalent, utilisé dans le cadre de la métallisation, présente l'inconvénient d'être un produit toxique pour l'environnement. Le chrome hexavalent nécessite des installations de traitement en circuit fermé des eaux usées afin de diminuer son impact sur l'environnement. Il représente donc un coût important dans la production des pièces métallisées. Le chrome trivalent est également un produit chimique toxique. Le chrome trivalent pose les mêmes problématiques que le chrome hexavalent.

[0006] Un autre inconvénient de l'utilisation de chrome est que la production présente un fort taux de rebut des pièces produites. Ce fort taux de rebut augmente donc le coût de la production des pièces.

[0007] Le document US 8 105 473 concerne un revêtement métallique galvanique à brillance satinée réglable dans lequel une couche de Ni mat est déposée sur une surface brillante et est revêtue d'une couche de Ni sulfamate.

Objet et résumé de l'invention

[0008] Un but de l'invention est de proposer un procédé remédiant aux inconvénients précités.

[0009] A cet effet, l'invention, définie à la revendication 1, concerne un procédé de métallisation d'un support non métallique permettant d'obtenir une pièce métallisée dépourvue de chrome, dans lequel :

• on fournit un support non métallique présentant une surface ;
• on réalise une couche d'accroché sur ladite surface ;
• on réalise au moins une couche de renforcement sur la couche d'accroché ;
• on réalise une étape de séchage de la couche de vernis au cours de laquelle on expose la couche de vernis à un rayonnement ultra-violet.

[0010] Dans ce procédé, on réalise au moins une couche de vernis au-dessus la couche de renforcement.

[0011] On réalise au moins une couche de nickel sur la couche de renforcement et on réalise ladite au moins une couche de vernis sur la couche de nickel.

[0012] L'aspect métal est donné par la présence d'au moins une couche de nickel que l'on dispose sur la couche de renforcement.

[0013] On se dispense alors de l'utilisation du chrome. En d'autres termes, la pièce métallisée obtenue par la mise en œuvre du procédé est dépourvue de chrome.

[0014] La couche de vernis est déposée sur la couche de nickel afin de protéger la couche de nickel ainsi que les couches inférieures du risque de corrosion et des chocs provenant de l'environnement dans lequel la pièce est utilisée.

[0015] Par ailleurs, la couche de vernis peut comporter plusieurs couches de vernis obtenus par des dépôts successifs de couches vernis.

[0016] En outre, lorsque l'étape de dépôt est réalisée, on comprend que la couche de vernis recouvre la couche de nickel dans le but d'améliorer la résistance de la pièce aux chocs et à la corrosion.

[0017] La pièce obtenue par la mise en œuvre du procédé présente donc un aspect métallique tout en étant robuste.

[0018] Selon l'invention, le vernis déposé est séché par un dispositif émettant des rayons ultra-violet qui vont permettre la réticulation du vernis. L'étape de séchage est donc une étape de réticulation.

[0019] En outre, l'étape de séchage au moyen des ultra-violets est réalisée de préférence sur une plage de 150 nm à 400 nm.

[0020] L'étape de séchage est réalisée à une température inférieure à 60°C.

[0021] On comprend que l'étape de séchage par ultra-violet a une température de fonctionnement inférieure à une température d'un séchage thermique plus classique dont la température se situe au-delà des 120°C. Ainsi, le support non métallique est soumis à une plage de température moindre dans laquelle le risque de dégradation dudit support non métallique est diminué.

[0022] De manière préférentielle, la couche de vernis est transparente ou colorée. Ainsi, grâce à l'invention la couche de vernis transparente laisse apparaitre la couleur naturelle de la couche de nickel située sous la couche de vernis. Par ailleurs, la couche de vernis peut avoir une teinte colorée afin d'obtenir une pièce métallisée colorée. Ainsi, la pièce s'adapte à l'environnement esthétique dans lequel ladite pièce est intégrée.

[0023] De préférence, la couche de vernis est une couche de vernis électrolytique. On comprend que la couche de vernis est déposée par voie chimique. Les pièces sont disposées de manière à être immergées dans un bain électrolytique par le biais duquel la couche de vernis est déposée sur la couche de nickel.

[0024] De préférence, selon un mode de réalisation, non limitatif, la couche de vernis comprend une succession de couches de vernis. On comprend que la couche de vernis ainsi obtenue à une transparence ou une teinte qui varient en fonction du nombre et de l'épaisseur des couches de vernis successives.

[0025] Selon un mode de réalisation préférentiel, mais non exclusif, le support non métallique est constitué d'acrylonitrile butadiène styrène.

[0026] Le support non métallique est un copolymère d'acrylonitrile, de butadiène et de styrène. Il présente l'avantage d'avoir des propriétés physiques et chimiques élevées telles que la rigidité, la résistance aux chocs, la tenue à la chaleur.

[0027] Selon un autre mode de réalisation, le support non métallique est constitué de polyamide ou de polypropylène.

[0028] On comprend que le support non métallique est réalisé en homopolymère de polyamide. En outre, les polyamides présentent une bonne résistance mécanique.

[0029] Par ailleurs, de manière avantageuse, le support non métallique peut être constitué d'un copolymère comportant de l'acrylonitrile butadiène styrène associé à un polycarbonate. Ce mélange de polymère présente une meilleure résistance aux chocs à basse température que l'acrylonitrile butadiène styrène ou qu'un polycarbonate seul.

[0030] Selon un autre mode de réalisation, mais non limitatif, le support non métallique comporte un polymère du type polypropylène. Ainsi, le support non métallique présente une bonne résistance à la fatigue et présente l'avantage d'être recyclable.

[0031] Avantageusement, la couche d'accroché est obtenue en réalisant successivement une attaque chimique de la surface du support non métallique, une activation de ladite surface attaquée chimiquement, et un dépôt d'une première couche de nickel ou de cuivre sur la surface activée.

[0032] Ainsi, la surface subit tout d'abord une attaque chimique, par exemple au moyen d'un acide dans le cas d'un support non métallique comportant de l'acrylonitrile butadiène styrène, ou d'une base dans le cas d'un support comportant un polyamide. On obtient ainsi une certaine rugosité de ladite surface. Ensuite, l'étape d'activation est réalisée en déposant un catalyseur compatible avec la matière de ladite surface. De cette manière, on réalise sur la surface activée un dépôt d'une couche d'accroché afin d'améliorer l'adhérence de la couche de renforcement.

[0033] La couche de renforcement comprend au moins une couche de cuivre.

[0034] Avantageusement, la couche de nickel comprend une couche de nickel microporeux ou microfissuré.

[0035] Un intérêt de la structure microporeuse ou microfissuré est d'obtenir une pièce plus résistante à la corrosion.

[0036] En outre, la couche de nickel peut être subdivisée en trois couches successives d'un nickel semi-brillant, d'un nickel brillant et d'un nickel microporeux.

[0037] Compte tenu de ce qui précède, on comprend que la pièce métallisée obtenue par la mise en œuvre du procédé est avantageusement dépourvue de chrome.

[0038] L'invention concerne par ailleurs une pièce métallisée susceptible d'être obtenue par la mise en œuvre du procédé de métallisation selon l'invention.

[0039] Avantageusement, la pièce métallisée selon l'invention est dépourvue de chrome. Par ailleurs, elle comporte successivement un support non métallique ayant une surface, une première couche constituée de cuivre ou de nickel disposée sur la surface, une couche de cuivre disposée sur la première couche, au moins une deuxième couche de nickel disposée sur la couche de cuivre, et une couche de vernis disposée sur la deuxième couche de nickel.

[0040] En conséquence, la deuxième couche de nickel donne l'aspect métallique tandis que la couche de vernis disposée sur la deuxième couche de nickel permet de protéger la pièce métallisée de la corrosion et des différentes attaques de l'environnement dans lequel la pièce métallique est disposée.

[0041] Selon un aspect non-couvert par l'invention, il est décrit un procédé de modification d'une pièce métallisée dans lequel on fournit une pièce métallisée comprenant un support non métallique présentant successivement une couche d'accroché, une couche de renforcement, une couche de nickel, et une couche de chrome.

[0042] On élimine la couche de chrome, puis on dépose une couche de vernis sur la couche de nickel.

[0043] L'élimination de la couche de chrome est réalisée en plongeant la pièce métallisée dans un bain électrolytique durant un temps prédéterminé.

[0044] De préférence, la couche de nickel comprend une couche de nickel microporeux ou microfissuré.

[0045] De manière avantageuse, la couche d'accroche est une couche de nickel.

[0046] Avantageusement, la couche de renforcement est une couche de cuivre.

[0047] Un intérêt de ce procédé de modification non-couvert par l'invention est de déchromer des stocks de pièces existantes afin d'améliorer leur impact environnemental tout en conservant leur aspect métallique.

Brève description des dessins

[0048] L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit des modes de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemples non limitatifs, en référence aux dessins annexés, sur lesquels :

• la figure 1 illustre de façon schématique une pièce métallisée selon l'invention qui est dépourvue de chrome et qui comporte un support non métallique et différentes couches successives disposées sur le support non métallique ;
• la figure 2 illustre les différentes étapes du procédé de métallisation selon l'invention permettant de réaliser une pièce métallisée dépourvue de chrome ; et
• la figure 3 illustre de façon schématique un procédé de modification non-couvert par l'invention dans lequel une pièce métallisée existante est déchromée.

Description détaillée de l'invention

[0049] Sur la figure 1, on a représenté de manière schématique une pièce métallisée 10 dépourvue de chrome conforme à l'invention. Cette pièce comporte un support non métallique S sur lequel vont être déposées les couches C1 à C4. Le support non métallique S présente une surface 11.

[0050] Dans cet exemple, le support non métallique S est une pièce en matière plastique. Dans cet exemple, le support est constitué d'ABS (Acrylonitrile Butadiène Styrène) qui présente une bonne résistance mécanique et à la corrosion. Dans une variante, on utilise un copolymère comportant de l'acrylonitrile butadiène styrène et un polycarbonate.

[0051] En outre, dans un autre exemple, le support métallique peut être composé de polyamide.

[0052] Dans une autre variante, le support non métallique S comporte du polypropylène.

[0053] Sur la figure 2, une première étape S100 est l'étape durant laquelle le support S en matière plastique reçoit un traitement chimique sur sa surface 11 de sorte à obtenir une rugosité de ladite surface 11.

[0054] Dans cet exemple, l'attaque chimique de la surface 11 d'une pièce, comportant un polymère acrylonitrile butadiène styrène, est réalisée en plongeant les pièces dans un bain comportant de l'acide sulfurique qui oxyde le butadiène présent en surface du support S.

[0055] En outre, le bain est thermostaté à une température de 65°C qui oscille de plus ou moins 5°C. Ainsi, après un certain temps d'immersion, la surface présente une rugosité.

[0056] Ensuite, une étape S102 d'activation de la surface 11 attaquée dudit support S est réalisée de sorte à y déposer un catalyseur à base d'étain et de palladium.

[0057] Dans un mode de réalisation dans lequel la pièce comporte un polymère de type polyamide, la pièce est plongée dans un bain comportant une base solvantée et thermostatée à une température de 40°C plus ou moins 5°C. De la même manière, on obtient une rugosité de la surface 11. Dans ce mode de réalisation, l'étape S102 d'activation de la surface dudit support S est réalisée en déposant un catalyseur palladium sur la surface 11 du support S qui a été préalablement activée.

[0058] Selon la figure 2, une étape de dépôt S104 d'une couche d'accroche est ensuite réalisée. On constate sur la figure 1, qu'une première couche C1 est déposée sur la surface 11 du support non métallique S.

[0059] La première couche C1 est une couche d'accroche qui comprend une couche de nickel ou une couche de cuivre. Dans cet exemple, la couche d'accroche C1 est réalisée en plongeant le support S non métallique, dont la surface est activée, dans un bain de nickel. La couche d'accroche C1 a de préférence une épaisseur comprise entre 0,15 micromètre et 0,25 micromètre.

[0060] Ledit nickel est catalysé par le palladium et l'étain dans l'exemple où le support non métallique comporte de l'acrylonitrile.

[0061] Dans un mode de réalisation dans lequel le support non métallique comporte du polyamide, le nickel est catalysé par le palladium.

[0062] Une étape de dépôt S106 d'une couche de renforcement C2 est réalisé pour venir renforcer la couche d'accroche C1 afin d'obtenir une couche métallique homogène. Dans cet exemple, ladite couche de renforcement C2 se compose de cuivre.

[0063] Cette étape de dépôt S106 de la couche de renforcement permet de déposer ladite couche C2 en plongeant le support non métallique S dans un bain de cuivre. Ainsi, la couche de renforcement C2 est disposée sur la couche d'accroche C1.

[0064] La couche de renforcement C2 a une épaisseur comprise entre 0,45 micromètre et 0,55 micromètre.

[0065] Dans un autre mode de réalisation, ladite couche de renforcement C2 se compose de nickel. De la même façon, la couche de renforcement C2 est déposée sur la couche d'accroche C1.

[0066] On réalise ensuite une étape de dépôt S108 d'une couche de nickel C3 déposée sur la couche de renforcement C2.

[0067] Dans cet exemple, la couche de nickel C3 a une épaisseur comprise entre 10 micromètres et 20 micromètres.

[0068] La couche de nickel C3 est subdivisée en trois couches de nickel :

• une couche de nickel semi-brillant ;
• une couche de nickel brillant ; et
• une couche de nickel microporeux.

[0069] Une étape de dépôt S110 d'une couche de vernis C4 est ensuite réalisée sur la couche de nickel C3. La couche de vernis C4 est préférentiellement déposée en plongeant la pièce métallisée dans un bain contenant ledit vernis.

[0070] Une étape de séchage S112 comportant une étape de réticulation de la couche de vernis C4 est réalisée au moyen d'un dispositif à rayonnement ultra-violet qui comporte un ensemble de lampes à ultraviolet qui vont exposer la pièce métallisée, comprenant la couche de vernis C4, au rayonnement des ultraviolets durant une durée prédéterminée afin que la couche de vernis soit complétement sèche.

[0071] On obtient ainsi une pièce métallisée dépourvue de chrome comportant le support non métallique S en polyamide ou en acrylonitrile butadiène styrène, la couche d'accroche C1 comportant du nickel, la couche de renforcement C2 comportant du cuivre, la couche de nickel C3 comportant trois formes de nickel, et la couche de vernis C4.

[0072] En se référant à la figure 3, on va maintenant décrire un mode de mise en œuvre d'un procédé de modification non-couvert par l'invention.

[0073] Le procédé non-couvert par l'invention débute avec une pièce chromée 100 comportant un support non métallique S, une couche d'accroche C1 déposée sur la surface du support non métallique S, une couche de renforcement C2 déposée sur la couche d'accroche C1, la couche de nickel C3 déposée sur la couche de renforcement C2 et une couche de chrome C4'.

[0074] Selon le procédé non-couvert par l'invention, la pièce chromée comportant la couche de chrome C4' est plongée dans un bain dans lequel la couche de chrome va être retirée, de sorte à obtenir une pièce 102 comportant le support non métallique S, la couche d'accroche C1, la couche de renforcement C2 et la couche de nickel C3.

[0075] Cette étape a donc pour effet de supprimer la couche de chrome. On réalise ensuite le dépôt d'une couche de vernis C4 sur la couche de nickel C3 qui devient la couche supérieure de la pièce de laquelle la couche de chrome C4' a été retirée.

[0076] La couche de vernis C4 déposée sur la couche de nickel subit l'étape de séchage S112 afin de fixer la couche de vernis C4 sur ladite couche de nickel C3.

[0077] On obtient ainsi une pièce métallisée 104 dépourvue de chrome.

Revendications

1. Procédé de métallisation d'un support non métallique (S) permettant d'obtenir une pièce métallisée dépourvue de chrome, dans lequel :

• on fournit un support non métallique (S) présentant une surface (11);

• on réalise une couche d'accroche (C1) sur ladite surface (11) ;

• on réalise au moins une couche de renforcement (C2) comprenant au moins une couche de cuivre, sur la couche d'accroche (C1) ;

• on réalise une couche de nickel (C3) sur la couche de renforcement (C2)

• on réalise au moins une couche de vernis (C4) au-dessus de la couche de renforcement (C2), sur la couche de nickel (C3) ;

• on réalise en outre une étape de séchage (S112), par un dispositif émettant des rayons ultra-violet, de la couche de vernis (C4) à une température inférieure à 60°C, au cours de laquelle on expose la couche de vernis à un rayonnement ultraviolet

dans lequel la couche de vernis est transparente ou colorée de manière à obtenir une pièce métallisée ayant un aspect métallique.

2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la couche de vernis (C4) est une couche de vernis électrolytique.

3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le support non métallique (S) est constitué d'acrylonitrile butadiène styrène.

4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel le support non métallique (S) est constitué de polyamide ou de polypropylène.

5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel la couche d'accroche (C1) est obtenue en réalisant successivement une attaque chimique (S100) de la surface (11), une activation (S102) de la surface (11) attaquée chimiquement, et un dépôt (S104) d'une première couche de nickel ou de cuivre sur la surface activée.

6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel la couche de nickel (C3) comprend une couche de nickel microporeux ou microfissuré.

Ansprüche

1. Verfahren zur Metallisierung eines nichtmetallischen Trägers (S), das es ermöglicht, ein chromfreies metallisiertes Teil zu erhalten, bei dem:

• ein nichtmetallischer Träger (S) mit einer Oberfläche (11) bereitgestellt wird,

• eine Haftschicht (C1) auf der Oberfläche (11) hergestellt wird,

• mindestens eine Verstärkungsschicht (C2) mit mindestens einer Kupferschicht auf der Haftschicht (C1) hergestellt wird,

• eine Nickelschicht (C3) auf der Verstärkungsschicht (C2) hergestellt wird,

• mindestens eine Lackschicht (C4) über der Verstärkungsschicht (C2) auf der Nickelschicht (C3) hergestellt wird,

• und ferner ein Trocknungsschritt (S112) der Lackschicht (C4) durch eine ultraviolette Strahlen emittierende Vorrichtung bei einer Temperatur unter 60 °C ausgeführt wird, in dessen Verlauf die Lackschicht einer ultravioletten Strahlung ausgesetzt wird,

wobei die Lackschicht transparent oder gefärbt ist, um ein metallisiertes Teil mit einem metallischen Aussehen zu erhalten.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei es sich bei der Lackschicht (C4) um eine elektrolytische Lackschicht handelt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der nichtmetallische Träger (S) aus Acrylnitril-Butadien-Styrol besteht.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der nichtmetallische Träger (S) aus Polyamid oder Polypropylen besteht.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Haftschicht (C1) erhalten wird, indem nacheinander ein Ätzen (S100) der Oberfläche (11), ein Aktivieren (S102) der geätzten Oberfläche (11) und ein Aufbringen (S104) einer ersten Schicht aus Nickel oder Kupfer auf die aktivierte Oberfläche ausgeführt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Nickelschicht (C3) eine Schicht aus mikroporösem oder mikrorissigem Nickel umfasst.

Claims

1. A method for the plating of a non-metal substrate (S) allowing a chromiumfree plated part to be obtained, wherein:

• a non-metal substrate (S) is provided having a surface (11);

• a bonding layer (C1) is formed on said surface (11);

• at least one reinforcement layer (C2) comprising at least one copper layer, is formed on the bonding layer (C1);

• one nickel layer (C3) is formed on the reinforcement layer (C2);

• at least one varnish layer (C4) is formed above the reinforcement layer (C2), on the nickel layer (C3);

• a drying step (S112) is also performed by a device emitting ultraviolet radiation, to dry the varnish layer (C4) at a temperature lower than 60°C, at which the varnish layer is exposed to ultraviolet radiation

wherein the varnish layer is transparent or coloured, so as to get a plated part having a metal appearance.

2. The method according to claim 1, wherein the varnish layer (C4) is an electrolytic varnish layer.

3. The method according to claim 1 or 2, wherein the non-metal substrate (S) consists of acrylonitrile butadiene styrene.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the non-metal substrate (S) consists of a polyamide or polypropylene.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, wherein the bonding layer (C1) is obtained by successively performing chemical attack (S100) of the surface (11), activating (S102) the chemically attacked surface (11) and depositing (S104) a first layer of nickel or copper on the activated surface.

6. The method according to any one of claims 1 to 5, wherein the nickel layer (C3) comprises a microporous or microfissured nickel layer.

Dessins