2. československá socialisticKA
REPUBLIKA
Třída 48 a, 2 vydáno 15. července 1881 - Vyloženo 15.
února 1961
PATENTNÍ spis č.
100373
Právok využití vynálezu přísluší státu podle 3 odst. 6 zák. . 54/1957 Sb.
BEDŘICH ROTREKL, PARDUBICE
Způsob pokovování plastických hmot nebo látek jimi povlečených
Přihlášeno 14. května 1959 (PV Platnost patentu od 14. května 1959
, Pokovování nevodivých materiálů, zvláště plastických hmot, nachází stále větší uplatnění v četných
průmyslových odvětvích. Dosud byla vyvinuta celá řada metod pokovování, z nichž nejznámější je
způsob chemický, mechanický, odpařování kovů ve vakuu a katodové rozprašování kovů.
Chemický způsob je založen většinou na redukci stříbra z jeho komplexů, nejčastěji
amoniakálních. Opírá se o zkušenosti , získané při postříbřování skla, i když je v mnohém
ohledu doplňuje nebo pozměňuje. Povrch plastických hmot je však nutno dokonale odmastit, "
popřípadě ještě preparovat k dosažení větší přilnavosti vyredukované kovové vrstvy. Další jeho
nevýhodou je, že vyredukované stříbro se ukládá nejen na celém povrchu plastické hmoty, sale
též na stěnách nádoby. Tím je prakticky využito jen 1015% stříbra. V praxi se tohoto způsobu
používá jen.gramofonovém průmyslu, kde je výhodná nízká přilnavost vyredukované vrstvy,
méně již pro dekorační účely, například v bižuterii. .
K pokovování nevodivých materiálů, zvláště plastických hmot pro dekorační účely, se
častěji používá odpařování kovů ve vakuu než ka
todového rozprašování kovů. Tento způsob však pro svoje nároky na: , . . . .
20 , technologii a četná omezení působí mnohé technické potíže, přęsto
, však je, zejména v zahraničí, značně rozšířen v optice, bižutérii a pro ..
mnohé technické účely. . - - - - : . . . ., . . . :

4. 2 100373
Větší uplatnění v elektrotechnice a radiotechnice nachází způ, sob mechanický. Je to jednak
používání vypalovacích kovových laků, zejména stříbrných, na keramiku a sklo, a metoda
fóliování pro pokovování plastických hmot. podstatou je lepení kovové fólie na povrch plastické
hmoty či jejího laminátu. Klade však velké nároky na technologii, na kvalitu kovové fólie a
lepidla a vyžaduje dokonale rovný povrch plastické hmoty. Průmyslově se používá ve velkém
mě30 řítku pro vytváření plošných spojů, stínění apod. I když tato technologie nachází ve světě
stále větší uplatnění, jsou hledána hospodárnější a výhodnější řešení. Technologie vytváření
plošných spojů na takto pokovených plastických hmotách klade nároky na kvalitu materiálu a
jednotlivé postupy a přitom se prakticky využije 15 až 50% plochy fólie. Pokovení touto metodou
lze použít jen na rovných plochách.
Způsob podle vynálezu odstraňuje mnohé z uvedených nedostatků. Syou hospodárností, jednoduchostí
technologie a nenáročností na materiálu dává předpoklady pro využití v četných průmyslových odvětvích.
Jeho podstata spočívá v tom, že využívá schopnosti vrstvy ionto40 měničů nebo polyelektrolytů na
povrchu plastické hmoty vytvořené nebo jako laková fólie nanesené sorbovat kovové ionty nebo jejich
komplexy v takovém množství, že v redukční lázni se z nich vyredukuje souvislá vodivá vrstva kovu. Tím,
že sorpční a redukční lázeň jsou od sebe oddělené, je zajištěno jejich ekonomické využití. Dále je
hospodárnost tohoto způsobu pokovování plastických hmot dána tím, že vytvoření nebo nanášení vrstvy
iontoměniče lze provést jen v místech požadovaného pokovení.
Výhody tohoto způsobu pokovování plastických hmot jsou však nejen v jeho hospodárnosti, ale i v
tom, že umožňuje pokovovat povrch 50 plastické hmoty bez ohledu na jeho tvar i velikost. Vytváří
možnost jednoduchým způsobem vyredukovat nejen stříbro, ale i měď, nikl, kobalt, olovo, cín aj., a to
nejen na povrchu plastické hmoty, ale i v její / hloubce či v celém průřezu. Obr. 1 znázorňuje
jednostranné povrchové pokovení (a — kovový povlak, – plastická hmota); obr. 2 jednostranné hloubkové
pokovení; obr. 3 hloubkové pokovení v celém průřezu (např. prokovení iontoměničových membrán,
porésních či pěnových plastických hmot; obr. 4 oboustranné povrchové pokovení. -
Iontovou výměnu jakož i redukci je možno několikrát opakovat a dosáhnout tak až
několikanásobněho zesílení původní vrstvy kovu nebo kombinací několika kovů. Redukcí je možno
dosáhnout tloušťky ,1 až 15 mikronů povrchové vrstvy kovu.
Takto vyredukovanou kovovou vrstvu lze dále elektrolyticky nebo bezproudově zesílit na
požadovanou tloušťku stejným nebo jiným kovem. Adheze této kovové vrstvy je dobrá, zejména na
kopolymeru styrenu s divinylbenzenem či s nenasyceným polyesterem.
Tato metoda pokovování plastických hmot využívá známých způsobů vytváření
iontoměničů, zvláště vrstvových, již dříve popsaných např. T. Westermarkem v časopise Acta
Chemica Scandinavica , 1194, 1199 (1952). - 70 V makromolekulách většiny druhů plastických
hrhot lze chemicky vytvořit nebo do nich vnést funkční skupiny schopné iontové výměny (např. ,
COOH, , , NH, N, NNOH, , PHO2H aj.). Jsou to takové postupy, které spočívají v uvedení
zbytků kyseliny fosforité, arsenité, dále skupiny sulfonové, hydroxylóvé, sulfhydrylové, aminové,
iminové, kvartérní amoniové, fosfoniové, oximové aj. V mnohých případech bude prakticky
nejvýhodnější např. sulfonace (tj. vnášenískupiny), hydrolýza (tj. vytváření COOHnebo -OH .
skupiny) nebo , amináce (tj. vnášení -NH2 skupiny). Většinou budou /
---- ---- - - ---- - · ·

7. o tedy přicházet v úvahu zejména plastické hmoty s esterovou, fenylovou, naftalenovou
a podobnou skupinou v řetězci zesíťované makromolekuly. - -
. . Vrstvu iontoměniče hydrolýzou, např. v alkalickém nebo i kyselém prostředí, lze
vytvořit např. na polyesterové pryskyřici polymetylakrylátu či polymetylmetakrylátu.
Sulfonaçe, tj. působení kyseliny sírové koncentrované nebo dýmavé či kyseliny
chlorsulfonové lze využít např. , na polyesterových pryskyřicích, na kopolymerech
styrenu, na fenoplastech, alkydech, na některých epoxydových pryskyřicích apod.. . . . .
Takto lze některým ze známých způsobů připravit na povrchu plas90 tické hmoty povrchovou
vrstvu iontoměniče, jejíž tloušťka vedle teploty závisí zejména na době působení. K pokovení je
třeba vytvořit vrstvu o síle 1 až 500 mikronů. Takto připravená vrstva vykazuje kapacitu . ,5 až
200 mikroekv.cm2. Aktivované makromolekuly jsou opačnými konci svého řetězce zakotveny ve
struktuře plastické hmoty. K nanesení vrstvy iontoměniče na povrch plastické hmoty lze využít i
roztoku či suspenze některých druhů polyelektrolytů či jemně umletých iontoměničů.
K pokovení lze s výhodou, použít všech druhů plastiçkých hmot, získaných lisováním, odléváním,
stříkáním, foukáním, napěhěním apod., " které přicházejí ve formě desek, tyčí, fólií, vláken, laminátů,
výlisků atd. K prokovení lze s výhodou použít porézních či pěnových plastických hmot. Ostatní nevodivé
materiály, např. dřevo, kaučuk, keramiku, sklo apod., je možno pokovit pomocí lakového filmu z plastické
hmoty, schopné pokovení, např. polyesterovým lakem, nebo lakem obsahujícím již iontoměničové
skupiny.
Vzhledem k tomu, že pro vytvoření či vnesení funkčních skupin, schopných iontové výměny, je známo
mnoho způsobů. (R. Griessbach: Austauschadsorption in Theorie und Praxis, AkademieVerlag, Berlin,
1957), je možno nalézt způsob nejvhodnější pro určitý druh plastické 110 hmoty. Těmito způsoby lze tedy
pokovit většinu druhů známých plas
tických hmot.
Po důkladném vyprání je iontoměničová vrstva v povrchu nebo uvnitř pokovovaného materiálu
schopna iontově vázat kovové ionty či jejich komplexy z roztoků těchto solí. Tak se v podstatě vytvoří
kovová pokovovaného materiálu.
Při sériové výrobě pokovovaných materiálů by dccházelo při sorpci z roztoků některých solí k
nežádoucímu obohacování sorpční lázně produkty iontové výměny a tím k vytvoření
rovnovážného stavu mezi nimi, . což by se nepříznivě projevilo na výsledcích pokovování. Proto
je vý120 hodnější použít takových, např. komplexních, solí, u nichž produktem iontové výměny
je buď voda, nebo jiným způsobem je znemožněno vytváření rovnovážného stavu:
Odstranění produktů iontové výměny je možno dosáhnout též
jejich vysrážením či filtrací přes iontoměniče.

9. Tímto způsobem je zajištěno dobré využití kovových solí v roztoku a, jejich
koncentrace se pouze udržuje doplňováním.
Ve vrstvě iontoměniče je možno sorbovat. i radioizotopy kovových solí schopných
redukce.
Sorpce kovů či jejich komplexů v. iontoměničích umožňuje jejich redukci použitím
vhodného redukčního činidla. Tak lze např. vyredukovat kovové stříbro, měď, nikl,
kobalt, olovo a jiné kovy, či jejich radioisotopy. - Jako redukční činidla mohou sloužit
známé redukční látky, např.
*hydrochinon, pfenylendiamin, metol, hydrazinsulfát, formaldehyd, vínan sodnodraselný,
síran železnatý, chlorid cínatý, fosforman sodný aj. Dále je možno použít i
elektroredukce. Rychlost redukce závisí též na teplotě redukčního roztoku. -
Redukce kovu má za následek oxydaci redukční látky, proto při sériové výrobě
pokovovaných předmětů bude nutno řešit, obdobně jako u sorpce, rovnovážný stav mezi
koncentrací redukční látky a jejích oxydačních zplodiņ.
Zde se s výhodou opět uplatní iontoměniče: , . Fe++/RFe+/RFe++ + Fe+ 150 . Sn+++
RSn+/RSn++++ sn+.
V případě redukce formaldehydem se vzniklá kyselina mravenčí zachytí, na slabě bazickém anexu.
Nejlepších výsledků sorpce i redukce lze dosáhnout, jsou-li tyto roztoky vzhledem k
povrchu plastické hmoty v pohybu nebo na povrch stříkány. Iontovou výměnu jakož i redukci je
možno až několikrát opakovat a dosáhnout tak několikanásobného zesílení původní vrstvy
Redukcí vznikne na místech povrchu pokovované hmoty, obsahující skupiny schopné sorpce kovových
iontů, souvislá vodivá vrstva kovu 160 pevně lpícího na povrchu plastické hmoty. Vzhledem k tomu, že
vodivost takto získané kovové vrstvy je, výborná, je možno ji dále galvanicky zesílit na žádanou sílu
jakýmkoliv kovem. K případnému zesílení je možmo použít i metody bezproudového pokovování.
Přilnavost této kovové vrstvy je dobrá a v mnohých případech předčí i adhezi na kovovém podkladě.
Místa povrchu, na nichž je pokovení nežádoucí, je možno chránit před vnesením funkčních skupin
vhodným ochranným lakem či jinak, např. fólií. Jako ochranný lak mohou sloužit např. roztok polystyrenú,
polyvinylchloridu, chlorovaný polyvinylchlorid , nebo , acetylcelulozový, 170 chlorkaučukový,
polyetylénový lak či světlocitlivé želatinové nebo polyvinylalkoholové emulze. Ochranný lak či emulze lze
nanášet na povrch plastické hmoty běžně známými natěračskými technikami nebo ofsetovým tiskem či
světlotiskem, a to buď před vnášením funkčních skupin (obr. , b a c), nebo před sorpcí kovových iontů
(obr. 6], či až před galvanickým zesílením (obr. ). Pro to budę někdy výhodné upravit i povrch plastické
hmoty, např. vytvořením výstupků a drážek, k snazšímu hanášení ochranného laku, popřípadě zvýšením
přilnavosti kovové fólie (obr. 5b a .
K zvýšení účinnosti činidla vnášejícího či vytvářejícího funkční sku180 piny lze použít
malého množství (0,12% ) vhodného smáčedla. Např. pro koncentrovanou kyselinu
sírovou poúžijeme ,52% dodecylbenzen,
sulfonové kyseliny nebo dibutylnaftalensulfonové kyseliny. Účinek všech se zvýší jejich
mícháním, popřípadě stříkáním, zejména redukčníroztoku. .

12. 190
210
220
230
benzenem . . . -
V případě působení koncentrovanou kyselinou sírovou na povrch nenasycené
polyesterové pryskyřice je doba jejího působení při dané teplotě rozhodující pro jakost i
přilnavost pokovené vrstvy. Při teplotě 20° C do 3 minut působení vznikne hladký lesklý
povrch, během 5 minut polomatový povrch, v rozmezí 9 minut matový povrch. Dobou
působení lze tedy dosáhnout požadované kvality povrchu. S dobou působení
koncentrované kyscliny sírové vzrůstá přilnavost kovové vrstvy. Hydrolýzou povrchu
vytvrzené nenasycené polyesterové pryskyřice působením 25%ního vodného roztoku
NaOH při teplotě 70° C po dobu
do 20 minut vznikne vždy hladký povrch.
Schéma technologie, používající vnášení sulfoskupin působením ky
seliny sírové, je znázorněno na obr. . Pracovní postup sestává z:
a) vytvoření iontoměničové vrstvy;
boplachu proudící vodou;
c) sorpce kovových iontů;
d) redukçe postřikem;
e) oplachu;
f) elektrolytického zesílení;
úpravy (např. leštění, krytí transparentním lakem
apod.). -
Z obrázků je zřejmé, že tento způsob pokovení neklade velké nároky na zařízení, je kontinuální,
jednoduchý a hospodárný. Celý proces lze plně automatisovat. -
Proto je možno tohoto způsobu pokovování plastických hmot, zejména polyesterových pryskyřic,
kopolymeru styrenu, fenoplastů aj. široce využít. Např. v elektrotechnickém a radiotechnickém průmyslu
lze využít tohoto způsobu pokovování plastických hmot či jejich laminátů pro pokovení radoxů směrových
antén, stínění odporů, kondenzátorů, cívek, fotočlánků, usměrňovačů, galvanických článků, akumulátorů,
magnetofonových pásek, zvláště však tištěných obvodů a plošných spojů. Výhodou vytváření plošných
spojů podle tohoto vynálezu je, že vedle vysoké hospodárnosti, nenáročnosti na zařízení i materiál a
možnosti využití i při amatérské práci umožňuje vytvářet tyto spoje současně na obou stranách nosného
izolačního materiálu a V letovacích OtVOrech vzniklý dutý nýtek upevňuje při letování vývod součástky k
destičce. Letovací otvory je možno vytvořit nálevkovitého tvaru, což usnadní vkládání součástek
automaty.
Další využití malezne tento způsob ve strojírenství a spotřebním
průmyslu jako náhrada kovů plastickými hmotami s kovovým vzhledem

13. i charakterem povrchu. Ve slévárenství ke zpevnění povrchu slévárenských forem a jader. V sochařství,
bižuterii a umělecké kovovýrobě k pokovení odlitků soch, plaket, reliéfů, firemních štítků apod. Dále v
radiační chemii, lékařství atd. pro vytváření plošných radioaktivních zářičů či k stínění zdrojů záření apod.
1. Odmaštěný povrch některé níže uvedené plastické hmoty se ponoří do proudící
96%ní kyseliny sírové za těchto podmínek:
druh plastické hmoty: doba působení při teplotě
vytvrzená nenasycená polyesterová. . -
pryskyřice 40120 vteřin 29 minut fenolformaldehydová vrstvená hmota 30– 50 vteřin 12
minuty fenolligninový papírový laminát 2040 vteřin 12 minuty
kopolymer styrenu s % ním divinyl- . . .
25 minut 23 hodiny.

15. 6 100373
Po sulfonaci se s povrchu plastické hmoty odstraní ulpělá kyselina sírovă vypráním
v proudící vodě po dobu 8 minut. Předmět se dále ponoří do %ního roztoku komplexní
soli dusičnanu diamostříbrného. Po 15 minutách se opláchne destilovanou vodou a
postřikem provede redukce stříbra % ním roztokem formaldehydu. Redukce probíhá při
teplotě místnosti 13 minuty. Sorpci stříbra a jeho redukci je možno i několikrát opakovat.
Další zesílení lze provést elektrolyticky nebo bezproudově běžným způsobem. . . . .
2. Odmaštěný povrch odlitku nenasycené polyesterové pryskyřice se opatří běžnou
natěračskou technikou či potiskem (ofset) v místech nežádoucího pokovení
polyvinylchloridovým lakem, obsahujícím 15%ní roztok polyvinylchloridu v cyklohexanonu a
metylénchloridu. Po dokonalém vysušení laku se odlitek ponoří na dobu 7 minut do proudící
koncentrované kyseliny sírové. Po odkapání se v proudící vodě zbaví ulpělé kyseliny oplachem
po dobu 8 minut. V sorpční lázni složené ze ního roztoku uhličitanu diamostříbrného se předmět
ponechá po dobu 10 minut a po okapání se redukce stříbra provede postřikem povrchu % ním
roztokem formaldehydu, zbaveným kyseliny mravenčí. Další zesílení lze provést elektrolyticky
nebo bezproudově běžným způSobem. -
. cisty povrch odlitku nenasycené polyesterové pryskyřice se ponoří do 25%ního roztoku
hydroxydu sodného při teplotě 70° C na dobu 1020 minut. Po důkladném vyprání v proudící
vodě se odlitek ponoří do %ního roztoku uhličitanu diamostříbrného a redukce se provede
postřikem % ním roztokem formaldehydu. Další postup je obdobný jako v příkladu 1.
. Tentýž postup, jak je uveden v příkladech 1, 2, či , s tím rozdílem, že po sorpci stříbra se
předmět ponoří do roztoku, složeného ze . 100 ml roztoku A a 15 ml 40%ního formaldehydu.
Složení roztoku A: 100 ml glycerinu, 560 ml 20%ní NaOH, 100 g CuCO3.CuOH. V tomto
roztoku se povléká povrch předmětu vyredukovanou mědí, jejíž tloušťka závisí na čase. Za 1
hodinu až 15 mikronů. Povrch takto vyredukované . mědi je bronzově hnědý a lze jej patinovat.
5. Povrch destičky porézního kopolymeru styrenu s % ním divinylbenzenem, upravený podle příkladu
1 s tím rozdílem, že sorpci prove
deme v 30% ním roztoku octanu olovnatého. Po 15 minutách necháme
okapat a ponoříme destičku do roztoku, obsahujícího 100 ml 50%ní KOH
a 50 mil 20%ního roztoku thiomočoviny. Vyredukované olovo černě za
barví celý povrch.
. Postupuje se jako v příkladech 1, 2 a 3 s tím rozdílem, že k re
dukci stříbra se použije redukčního roztoku obsahujícího 2% NaOH
a 1,5% hydrazinsulfátu. Vyredukované stříbro zbarví povrch sametově černou barvou, neboť redukcí
vznikne amorfní černé stříbro. . . . . .
. Destička katexové membrány se nasorbuje po dobu 2 hodin stříbrem v roztoku ního hydroxydu
diamostříbrného a po oplachu se ponoří do proudícího roztoku %ního formaldehydu zbaveného kyseliny
mravenčí na dobu 30 minut. Vznikne pokovená destička s maximální kovovou plochou.
. Při pokovování polyetylenu nebo polyvinylchloridu, se nanese na jejich povrch lakový film

16. z téže hmoty, plněný 7080% jemně mletého iontoměniče nebo polyelektrolytu, předem
převedeného do Agcyklu podle příkladu 1. Při redukci i zesílení vyredukované kovové vrstvy
postupujeme dále rovněž podle téhož příkladu.
Předmět patentu . . . . · /
1. Způsob pokovování plastických hmot nebo látek jimi povlečených,

18. 290
7 - 100373
obsahujících iontoměničové skupiny, vyznačený tím, že na pokovovaný materiál se sorbují kovové ionty
či jejich komplexy, které se následující redukcí vyloučí ve formě souvislé vodivé vrstvy kovu. -
2. Způsob podle bodu 1 vyznačený tím, že vytvoření souvislé vodivé vrstvy se provede buď jen na
povrchu, nebo v celé hmotě pokovovaného materiálu, zejména porézních či pěnových plastických hmot. .
3. Způsob podle bodů 1 a 2 vyznačený tím, že vyloučená vrstva
kovu se zesílí bezproudově nebo galvanicky, a to týmž nebo jiným kovem. . -
Severografia, n. p, závod

20. Příloha k patentnímu spisu č. 100373
Obr. 1
Obr. 2
Obr. 3
Obr. 4