Satin-Nickel unterscheidet sich von Glanznickel dadurch, dass die Oberfläche ein satin-ähnliches Aussehen hat. Sie glänzt, aber spiegelt nicht. Grund für diesen Effekt ist die strukturierte Oberfläche. Die Strukturierung spiegelt das Licht nicht linear parallel sondern in alle Richtungen. Die in einem Glanznickel-Elektrolyt erzeugte Nickelschicht ist dagegen glatt. Eingesetzt wird Satin-Nickel hauptsächlich im Automobil-, Haushalts- und Sanitärbereich. Wesentliche Vorteile gegenüber Glanznickel sind eine hochwertige Optik und eine blendfreie Oberfläche. Außerdem sind deutlich weniger Fingerabdrücke sichtbar.

Struktur der Emulsion bestimmt den sogenannten Farbton

Bei Glanznickel-Elektrolyten sorgen speziellen Glanzzusätze für eine glatte, spiegelnde Oberfläche. Weil genau das vermieden werden soll, kommen in Satin-Nickel-Elektrolyten andere Zusätze zum Einsatz. Es handelt sich dabei um Emulsionen, durch die ein disperses System entsteht. Die winzigen Tröpfchen der Emulsion setzen sich auf die Oberfläche der zu galvanisierenden Ware und decken einen Teil der Oberfläche ab. Bedingt durch Badund
Warenbewegung lösen sich die Tröpfchen wieder, während andere neu an der Oberfläche haften.

Die Nickelstruktur wird maßgeblich durch Größe sowie Anzahl der Tröpfchen bestimmt. Abhängig von Sorte und Konzentration der Komponenten werden Oberflächen mit unterschiedlichen Glanzgraden erzeugt. So ergibt sich eine Vielzahl sogenannter Farbtöne.
Die Emulsion unterliegt den physikalischen Gesetzen der Koagulation. Durch die Koagulation verringert sich die Anzahl der Tröpfchen, der Durchmesser nimmt aber zu. Das verändert die Struktur und damit Optik der Oberfläche. Aus diesem Grund können die Satin-Nickel-
Elektrolyte, abhängig von gewünschter Struktur und gewünschtem Farbton, nur in einem Zeitraum von circa fünf bis acht Stunden eingesetzt werden. Daher ist es problematisch, ein blendfreies (Satin-)Nickelbad kontinuierlich mit gleichbleibenden
optischen Resultaten zu betreiben.

Hohe Ressourcen-Einsparungen durch kontinuierliches Umpumpen

Zur Aufbereitung des Bades müssen alle Zusätze entfernt werden. Dazu wird der Elektrolyt in der Regel zuerst in eine andere Wanne umgepumpt und dort komplett, meist über einen Plattenfilter angeschwemmt, mit Filterhilfsmitteln und Aktivkohlepulver filtriert. Dies ist mit hohem Personal- und Zeitaufwand verbunden. Zu-dem ist diese Wanne während des gesamten
Vorgangs für die Produktion gesperrt. Komplett gereinigt und frei von Zusätzen wird das Bad wieder in die Arbeitswanne der Anlage hochgepumpt. Nachdem die notwendigen Zusätze hinzugefügt und eingerührt wurden, kann das Bad erneut für etwa fünf bis acht Stunden eingesetzt werden. Bedingt durch die ständige Qualitätsüberwachung sowie die vielen
Arbeitsschritte ist diese Arbeitsweise sehr anfällig und kann vermehrt zu Fehlern und Ausschuss führen.
Eine Lösung des Problems wurde bereits vor einigen Jahren entwickelt und ist für jeden Satin-Elektrolyten geeignet: Ein spezielles Aggregat, mit dem der Elektrolyt kontinuierlich umgepumpt wird. Dieses Aggregat ähnelt Anschwemmfilteranlagen und verfügt zusätzlich über eine Steuerung, womit sich die Fördermengen der Pumpe und Dosierpumpen regeln lassen.
Die Steuerung ist in der Lage, die Fördermenge einer Pumpe unabhängig von sich durch zusetzende Filter veränderndem-Gegendruck präzise zu regeln. Die Regelgenauigkeit beträgt < 1 Prozent der Vorgabe. Der Filter ist so ausgelegt, dass sämtliche Zusätze dem Bad in einem Durchgang entnommen werden. Um diese in der richtigen Konzentration nachzudosieren, wird die Dosiermenge der Dosierpump(n) in linearer Abhängigkeit des Volumenstroms gesteuert. So bleiben Konzentration und Badbewegung immer identisch.
Auf diese Weise zeigt die in dem Bad erzeugte Beschichtung über den gesamten Zeitraum hinweg einen gleich bleibenden Matt-Effekt und es können problemlos Standzeiten bis zu sechs Arbeitstage am Stück erreicht werden. Damit einher gehen hohe Ressourcen-Einsparungen hinsichtlich Ausschuss, Filtermittel und Arbeitskraft.

Drei Aggregat-Generationen

Da das System ständig weiterentwickelt wird, sind inzwischen mehrere Versionen auf dem Markt erhältlich. So findet sich für jeden Anspruch und jede Anlage ein passendes System. Bei der ersten Generation kann die Fördermenge an einem Display vorgegeben werden und die Grundeinstellung der Dosierpumpe muss einmalig manuell durchgeführt werden.
Die zweite Generation ist mit einer SPS ausgestattet. Sie macht es möglich, verschiedene Zusatzkonzentrationen, die unterschiedliche Farbtöne erzeugen, zu speichern und abzurufen. Das Zusetzen der Emulsion nach der Grundreinigung des Bades kann somit automatisch erfolgen ebenso wie der Wechsel zu einem anderen Farbton, der durch eine höhere Konzentration der Emulsion erreicht wird. Bei der dritten Generation wurden zusätzlich automatische Ventile ergänzt. So kann der Bediener alle manuellen Arbeiten am Filtersystem wie Spülen, Entleeren, Filterreinigung, Anschwemmen mit Filterhilfsmittel und Aktivkohlepulver „geführt“ und automatisch umsetzen. Bedienfehler sind damit nahezu ausgeschlossen.
Die Steuerung stellt für jeden Betriebsmodus die Ventile automatisch ein. Durch die passwortgeschützte SPS bleibt die Anlage nur für zugelassene Mitarbeiter zugänglich und es können zu jeder Zeit alle Aktivitäten nachvollzogen werden. Die gespeicherten Datensätzen geben auch zu einem späteren Zeitpunkt Aufschluss über Fördermenge, Drehzahl, Druck in den Filtergehäusen, Dosiermengen und Ventilstellungen. Diese Daten können entsprechend ausgewertet und zur Qualitätskontrolle hinzugezogen werden. Auch Bohncke hat mit dem Permanent-Blendfrei-Nickel-Aggregat (PBNA) ein bedienerfreundliches System entwickelt, das die Ausschussquote durch Bedienfehler und Geräteausfälle reduziert und den Chemikalienverbrauch senkt.

Journal für Oberflächentechnik | January 2020