AT392656B

AT392656B - Verfahren zur elektrolytischen herstellung von metallfolien

Info

Publication number: AT392656B
Application number: AT2801/88A
Authority: AT
Inventors: Emil Ing Hula; Gerald Dr Maresch
Original assignee: Andritz Ag Maschf
Priority date: 1988-11-15
Filing date: 1988-11-15
Publication date: 1991-05-27
Also published as: ATA280188A; DD289566A5

Description

AT 392 656 B

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Metallfolie, wobei die Metallfolie elektrolytisch auf einem endlosen Trägerband, vorzugsweise einem endlosen Metallband, abgeschieden wird.

Bei bekannten Verfahren zur Herstellung von Metallfolien werden diese Folien, insbesondere Kupferfolien, elektrolytisch auf Trommeln abgeschieden. Diese Trommeln sind als Kathode geschaltet und tauchen zu ungefähr 40 % ihres Umfangs in eine wäßrige Metallsalzlösung ein. Die Anoden sind etwa 10 mm vom Trommelmantel entfernt angeordnet. Das Metall wird durch elektrischen Strom auf der Trommel abgeschieden. Die Drehzahl der Trommel und der eingestellte Strom ergeben die gewünschte Folienstärke, wobei herkömmlich ungefähr 20.000 bis 25.000 Ampere pro Trommel verwendet weiden, was einer Stromdichte von 30 bis 80 A/drn^ entspricht

Die derart hergestellte Metallfolie wird von der Trommel abgezogen, aufgewickelt und anschließend in einer getrennten Anlage nachbehandelt

In dieser Nachbehandlungsanlage werden die einzelnen Metallfolien zu einem endlosen Band verbunden, durch mehrere galvanische Zellen transportiert und die gewünschten Metall- oder Legierungsschichten aufgebracht

Dieses Verfahren hat sich mittlerweile weltweit durchgesetzt, weist aber zahlreiche Nachteile auf. Beispielsweise kann der Folienaufbau nicht durch unterschiedliche Stromdichten beeinflußt werden, da auf einer Trommel immer nur eine bestimmte Stromdichte eingestellt werden kann. Des weiteren muß die Nachbehandlung in einer getrennten Anlage durchgeführt werden, wodurch umständliche und zeitaufwendige Bedienungsarbeiten notwendig sind. Schließlich liegt ein wesentlicher Nachteil des oben beschriebenen Verfahrens darin, daß insbesondere dünne Metallfolien mit Dicken unter 10 μπι nicht hergestellt werden können, da sich diese Folien nicht aufwickeln lassen.

Dieses Verfahren bezieht sich auf die Herstellung von supraleitfähigem Material mit einer bestimmten Materialverteilung zwischen supraleitendem Anteil und Metallmatrix. Zu diesem Zweck wird der Elektrolyt einer einzelnen Zelle in definierter Zusammensetzung verwendet

Die Abscheidung der die Folie konstituierenden Teilchen findet im Prinzip gleich statt, wie in der Einleitung beschrieben. Das Band befindet sich im Bereich des Elektrolyten um eine Rolle gewickelt, welche in etwa zu 40 bis 50 % ihres Umfanges in die Flüssigkeit eintaucht. Auf der Trommel kann nur eine bestimmte Stromdichte eingestellt werden, und das Trägerband hat lediglich den Zweck, das Abziehen der Folie vom Träger durch Passivierungs- und Reinigungsbäder zu erleichtern, was bei einer Trommel nur aufwendig zu erreichen wäre.

In dem Verfahren der US-PS 4 108 737 ist es nicht möglich, den Folienaufbau durch unterschiedliche Stromstärken zu beeinflussen.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt nun darin, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, welches die oben ausgeführten Nachteile überwindet und eine kostengünstige Herstellung von Metallfolien gewährleistet.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Metallfolie in mehreren Zellen abgeschieden wird, wobei die Stromdichte in den einzelnen Zellen unterschiedlich eingestellt wird und die hergestellte Folie gewünschtenfalls einer Nachbehandlung unterzogen wird.

Das endlose Metallband durchläuft mehrere vertikale Zellen, in denen auf einer Seite des Endlosbandes die Folie aufgebaut wird. Die einzelnen Zellen sind derart aufgebaut, daß durch das endlose Trägeiband, die Anoden und durch seitlich vorgesehene Dichtleisten ein geschlossener Schacht gebildet wird, durch welchen der Elektrolyt strömt.

Die Stromdichte nimmt Einfluß auf die Abscheideeigenschaften des Elektrolyten und daher können durch unterschiedliche Stromdichten in verschiedenen Zellen Folienschichten verschiedener Materialqualitäten erzielt werden.

Nach einem wesentlichen Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens beträgt die Strömungsgeschwindigkeit des Elektrolyts in einer Zelle 0,1 bis 6,0 m/sek, vorzugsweise 1 bis 4 m/sek. Diese Strömungsgeschwindigkeit kann dabei durch geeignete Maßnahmen in diesem Größenordnungsbereich beliebig eingestellt werden.

Nach einem weiteren Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens werden als Anoden Blei oder Bleilegierungen, Titan mit einer Edelmetallbeschichtung oder lösliche Anoden, welche in ihrer Form dem Verlauf des Trägerbandes folgen, verwendet.

Die Stromaufbringung auf das endlose Metallband erfolgt auf der der Folie abgewandten Seite des Endlosbandes durch eine oder mehrere Stromrollen, die auch gleichzeitig als Umlenkrollen für das Endlosband ausgebildet sein können.

Des weiteren ist vorgesehen, daß erfindungsgemäß die Nachbehandlung der hergestellten Metallfolie ganz oder zumindest teilweise auf dem endlosen Trägerband erfolgt Von vorteilhafter Bedeutung ist die Tatsache, daß diese Nachbehandlung der Metallfolie noch vor dem Abtrennen der Folie vom Endlosband erfolgt. Nur eine Nachbehandlung auf der dem Endlosband zugekehrten Seite erfolgt nach Abtrennen der Metallfolie.

Das endlose Trägerband wird erfindungsgemäß nach jedem erfolgten Durchlauf mechanisch, chemisch oder elektrochemisch gereinigt

Erfindungsgemäß ist des weiteren vorgesehen, daß' in einer Mehrzellenanlage in verschiedenen Zellen verschiedene Elektrolyte verwendet werden, wobei in verschiedenen Zellen verschiedene Metalle oder Metall-Legierungen abgeschieden werden können. Um eine Folie aus einer Metall-Legierung zu erhalten, ist schließlich erfindungsgemäß vorgesehen, daß die derart hergestellte Folie anschließend in der Anlage oder außerhalb der -2-

Claims

AT 392 656 B Anlage einer Wärmebehandlung unterzogen wird. So bietet sich die Möglichkeit der Beeinflussung der Abscheidung durch die Einstellung der Strömungsgeschwindigkeit der Elektrolytflüssigkeit und der Verwendung unterschiedlichen Anodenmalmals und Elektrolyten in den einzelnen Zellen. Schließlich ist es zweckmäßig, wenn das Trägerband über Umlenkrollen geführt wird, die als Stromrollen ausgebildet sind, wobei der Umschlingungswinkel mindestens 2° beträgt Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch in vorteilhaft»' Weise zur Herstellung eines Verbundwerkstoffes, insbesondere von Metall-Verbundfolien eingesetzt werden, wobei eine oder mehrere Anlagen zur Folienherstellung mit Abrollvorrichtungen für Kunststoffbänder derart kombiniert werden, daß ein Verbundwerkstoff Folie-Kunststoff entsteht Abschließend werden weitere Einzelheiten und Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand von Ausfuhrungsbeispielen näher erläutert In einer zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehenen Folienanlage mit zwei Zellen, einem 1200 mm breiten Trägerband aus Titan und 1000 mm breiten Anoden wurde eine 17,5 μπι starke Kupferfolie aus einem sauren Kupfersulfatelektrolyt mit verschiedenen Zusätzen hergestellt Die verwendete Stromstärke betrug 80 A/dm^, die Elektrolytströmungsgeschwindigkeit 3,45 m/sek. Die Folie wurde nach der Herstellung noch auf dem Trägerband gespült, getrocknet und ließ sich darauf leicht abziehen. Bei einem weiteren Versuch wurde die Kupferfolie nach dem Trocknen und noch vor dem Abziehen mit einem Kunststoffband, welches auf einer Seite mit Klebstoff beschichtet war, kontaktiert, veipreßt und »st danach vom Träg»band abgezogen. An derselben Anlage wurde das Titan-Trägerband durch ein aus Niob stabilisiertes Edelstahlband ersetzt und aus einem Zinksulfatelektrolyt eine 20 pm starke Zinkfolie hergestellt, welche in der zweiten Zelle mit einer 5 pm starken Zink-Nickel-Schicht beschichtet wurde. Bei diesem Versuch betrug die Stromdichte zur H»stellung Λ Λ der Zinkschicht 120 A/dm und die Stromdichte zur Herstellung der Zink-Nickel-Schicht 65 A/dm . Darauffolgend wurde die Versuchsanlage um zwei weitere Zellen erweitert und ein neues Trägerband aus Kupfer, welches allseitig mit Titan plattiert war, eingezogen. In den beiden mittleren Zellen wurden sodann anstelle der unlöslichen Anoden Titankörbe, die mit Sintereisenpellets gefüllt waren, eingesetzt, während in d» ersten und vierten Zelle die unlöslichen Anoden verblieben. Die erste und vierte Zelle wurde mit einem Zinkelektrolyt und die zweite und dritte Zelle mit einem Eisenelektrolyt betrieben und auf diese Weise eine beidseitig verzinkte Eisenfolie hergestellt. PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zur Herstellung einer Metallfolie, wobei die Metallfolie elektrolytisch auf einem endlosen Trägerband, vorzugsweise einem endlosen Metallband, abgeschieden wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallfolie in mehreren Zellen abgeschieden wird, wobei die Stromdichte in den einzelnen Zellen unterschiedlich eingestellt wird und die hergestellte Folie gewünschtenfalls einer Nachbehandlung unterzogen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsgeschwindigkeit des Elektrolyts in einer Zelle 0,1 bis 6,0 m/sek, vorzugsweise 1 bis 4 m/sek, beträgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Anoden Blei oder Bleilegierungen verwendet werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Anoden Titan mit einer Edelmetallbeschichtung verwendet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß lösliche Anoden verwendet werden, welche in ihrer Form dem Verlauf des Trägerbandes folgen.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Nachbehandlung der hergestellten Metallfolie ganz od» zumindest teilweise auf dem endlosen Tiäg»band erfolgt -3- AT 392 656 B
7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß das endlose Trägerband nach jedem erfolgten Durchlauf mechanisch, chemisch oder elektrochemisch gereinigt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in verschiedenen Zellen verschiedene 5 Elektrolyte verwendet werden.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß in verschiedenen Zellen verschiedene Metalle oder Metall-Legierungen abgeschieden werden.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die hergestellte Folie anschließend in der Anlage oder außerhalb der Anlage einer Wärmebehandlung unterzogen wird.
11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerband über Umlenkrollen geführt wird, die als Stromrollen ausgebildet sind, wobei der Umschlingungswinkel mindestens 2° beträgt -4-