DE102007030821A1 - Walzen- oder zylinderförmige Kontaktiereinheit, Galvanisierungsvorrichtung und Galvanisiersystem - Google Patents

Walzen- oder zylinderförmige Kontaktiereinheit, Galvanisierungsvorrichtung und Galvanisiersystem Download PDF

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    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D17/00Constructional parts, or assemblies thereof, of cells for electrolytic coating
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C25D7/0614Strips or foils
    • C25D7/0657Conducting rolls

Abstract

Es wird eine walzen- oder zylinderförmige Kontaktiereinheit (1) zur Verwendung in einem Elektrolytbad (2) für die galvanische Erzeugung einer Metallisierung auf einem insbesondere flächigen Trägerobjekt beschrieben. Eine Mantelfläche (12) der Kontaktiereinheit (1) ist mit zumindest einer Schicht (13, 15) aus einem Material versehen, die ein insbesondere metallisches Nitrid umfasst. Die zumindest eine Schicht (13, 15) ist in Umfangsrichtung durchgängig bestrombar. Bei einer derartigen Kontaktiereinheit (1) ist eine anodische Abreinigung entbehrlich.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine walzen- oder zylinderförmige Kontaktiereinheit zur Verwendung in einem Elektrolytbad für die galvanische Erzeugung einer Metallisierung auf einem, insbesondere flächigen, Trägerobjekt. Die Erfindung betrifft ferner eine Galvanisiervorrichtung zur galvanischen Herstellung einer Metallschicht auf einem, insbesondere, flächigen Trägerobjekt mit einem Elektrolytbad, in dem zumindest eine Anodeneinrichtung und zumindest eine Kontaktiereinheit angeordnet sind. Die Erfindung betrifft weiter ein Galvanisiersystem sowie einen Träger mit einer Metallschicht.
  • Derartige Galvanisiervorrichtungen bzw. Galvanisiersysteme werden zum freien galvanischen Abscheiden einer strukturierten oder auch vollflächigen Schicht auf einem Substrat aus einem nicht leitfähigen Trägermaterial verwendet. Auf diese Weise ist es möglich, Leiterstrukturen oder vollflächige Leiterschichten herzustellen, die auf dem Trägermaterial aufgebracht sind. Beispielsweise werden Antennenspulen, Leiterplatten, Chipkartenmodule oder dergleichen mit solchen Einrichtungen gefertigt. Vollflächige Leiterschichten dienen in der Regel dazu, eine elektrische Abschirmung bereitzustellen.
  • In einer bekannten Anwendung, die zur Herstellung spezifischer Leiterzugstrukturen verwendet wird, wird ein kontinuierlich als Kathode geschalteter Metallzylinder zumindest teilweise in ein Elektrolytbad eingetaucht und in Drehung versetzt. In dem Elektrolytbad befindet sich eine Anodenanordnung. An der sich langsam drehenden Kathode lagert sich eine Metallschicht ab, die außerhalb des Elektrolyten auf eine Folie auflaminiert wird, indem die Metallfolie von der Kathode abgeschält wird. Nachdem die Metallschicht auflaminiert ist, wird ein Resistlack aufgebracht, der anschließend fotolithographisch belichtet wird. Mit einem anschließenden Ätzschritt werden diejenigen Bereiche der ganzflächigen Metallschicht weggeätzt, die für eine Leiterzugstrukturierung nicht mehr benötigt werden. Nach dem Entfernen des auf der strukturierten Metallschicht verbleibenden Ätzlacks ist die gewünschte Leiterstruktur fertig gestellt.
  • Dieses Verfahren weist zum einen die Nachteile auf, dass nur geringe Durchsatzraten erzielbar sind und hohe Materialkosten und Entsorgungskosten aufgrund des Einsatzes von giftigen und teuren Chemikalien und von nicht genutzten Rohmaterialien aufgrund des subtraktiven Verfahrens erzeugt werden. Zum anderen wird die Dicke der Metallschicht durch die notwendige Weiterverarbeitung auf eine bestimmte Mindestdicke beschränkt, so dass die im Ergebnis resultierende Anordnung beispielsweise nicht im Hochfrequenzbereich einsetzbar ist, bei welchem gerade eine Schichtdicke von ungefähr 2 μm wünschenswert ist. Weiterhin nachteilig ist, dass in regelmäßigen Abständen eine anodische oder mechanische Abreinigung der zylinderförmigen Kathode erfolgen muss, was die Produktions- und Durchsatzzeiten weiter verringert. Weiterhin nachteilig ist, dass lediglich eine einseitige Metallschicht auf dem Trägersubstrat abgeschieden werden kann.
  • Ein verbessertes Verfahren wird in der DE 102 347 05 A1 beschrieben, bei dem das zu galvanisierende Gut direkt im aktiven Galvanobad durch eine umlaufende, zur kontinuierlichen Abreinigung abwechselnd kathodisch/anodisch geschaltete Kollektorwalze kontaktiert wird. Die Kollektorwalze weist einzelne leitfähige Bereiche auf, die voneinander durch isolierende Bereiche getrennt sind. Die einzelnen leitfähigen Bereiche erstrecken sich dabei im Wesentlichen parallel zu einer Drehachse der Kollektorwalze. Mit anderen Worten sind die elektrisch leitfähigen Bereiche in Umfangsrichtung der Kollektorwalze elektrisch voneinander isoliert. Durch die Kollektorwalze, die sowohl kathodisch als auch anodisch schaltbar ist, ergibt sich eine Selbst-Regeneration, so dass eine Anlage mit solchen Kollektorwalzen keinerlei oder nur geringe Stillstandszeiten für eine anodische Abreinigung aufweist. Nachteilig beim Betrieb einer derartigen Kollektorwalze ist, dass sich über die Breite der Kollektorwalze keine homogen dicke, elektrisch leitfähige Schicht auf dem Substrat abscheiden lässt. Ferner von Nachteil ist, dass der konstruktive Aufbau der Kollektorwalze aufwendig und mit hohen Herstellungskosten verbunden ist.
  • Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kontaktiereinheit, eine Galvanisiervorrichtung sowie ein Galvanisierungssystem bereitzustellen, welche konstruktiv einfacher aufgebaut sind und eine kontinuierliche Fertigung einer Metallisierung auf einem, insbesondere flächigen, Trägerobjekt ermöglichen. Insbesondere soll hierbei auf eine anodische Abreinigung der Kontaktiereinheit verzichtet werden können.
  • Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich jeweils aus den abhängigen Patentansprüchen.
  • Eine erfindungsgemäße walzen- oder zylinderförmige Kontaktiereinheit zur Verwendung in einem Elektrolytbad für die galvanische Erzeugung einer Metallisierung auf einem, insbesondere flächigen, Trägerobjekt zeichnet sich dadurch aus, dass eine Mantelfläche der Kontaktiereinheit mit zumindest einer Schicht aus einem Material, umfassend ein insbesondere metallisches Nitrid, versehen ist, und die zumindest eine Schicht in Umfangsrichtung durchgängig bestrombar ist.
  • Das im Elektrolytbad gelöste Metall kann durch die Schicht nicht in die Metallstruktur der Kontaktiereinheit eindringen und bleibt deshalb an der Oberfläche des Trägerobjekts haften, so dass sich die gewünschte Metallisierung aufbaut.
  • Die an der Kontaktiereinheit vorgesehene Schicht zieht somit einerseits die Anlagerung der in dem Elektrolytbad gelösten Metallionen nach sich. Andererseits erlaubt es die Schicht, dass die sich an dieser anlagernden Metallpartikel unter Beaufschlagung geringer mechanischer Kräfte ohne Weiteres von dieser abgetragen werden können. Auf ein anodisches Abreinigen kann dadurch verzichtet werden. Insbesondere wird es hierdurch ermöglicht, die Mantelfläche der Kontaktiereinheit in Umfangsrichtung durchgängig zu bestromen, d. h. eine Kontaktiereinheit bereitzustellen, welche lediglich mit einer einzigen leitenden Schicht entlang ihres Umfangs versehen zu werden braucht. Dadurch ist die Fertigung der Kontaktiereinheit einfach und kostengünstig möglich. Die Beschichtung ermöglicht ferner, eine einfache, mechanische Abreinigung während des Galvanisierprozesses, so dass die erfindungsgemäße Kontaktiereinheit kontinuierlich zur Herstellung der Metallisierung auf dem Trägerobjekt betrieben werden kann.
  • Als Trägerobjekt kommt beispielsweise ein isolierender Träger, auf dem eine Starterschicht aufgebracht ist, in Betracht. Genauso gut lassen sich jedoch auch Metallgitter, Siebe oder Lochmasken metallisieren, wie diese beispielsweise für den Offsetdruck zum Einsatz kommen.
  • Es hat sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, wenn die Schicht der Mantelfläche Chrom-Nitrid und/oder Titan-Nitrid umfasst. Durch diese Materialien lässt sich ein optimaler Kompromiss zwischen dem Anlagern der in dem Elektrolytbad gelösten Metallionen an die Starterschicht des Trägerobjekts und einem vollständigen Reinigen von der Mantelfläche erzielen.
  • Die Kontaktiereinheit umfasst gemäß einer Ausgestaltung einen walzen- oder zylinderförmigen Grundkörper, auf den die zumindest eine Schicht, insbesondere durch Bedampfen aufgebracht ist. Der Grundkörper ist z. B. aus Titan oder aus VA-Stahl gebildet. Es ist ausreichend, wenn lediglich eine Schicht auf den Grundkörper aufgebracht ist. Denkbar ist jedoch auch, eine Schichtfolge, umfassend eine Mehrzahl an Schichten, auf den Grundkörper aufzubringen. Dabei kann das Material der Mehrzahl an Schichten wahlweise eines der oben genannten sein. Zweckmäßigerweise weist jede Schicht der zumindest einen Schicht jeweils eine Schichtdicke von 1 bis 5 μm auf. Weiter bevorzugt ist es, wenn jede Schicht der zumindest einen Schicht jeweils eine Schichtdicke von etwa 3 μm aufweist.
  • Zweckmäßigerweise ist der Grundkörper hohl ausgebildet. Dies ermöglicht eine elektrische Kontaktierung der zumindest einen Schicht auf der Mantelfläche vom Inneren des Grundkörpers her. Hierdurch lässt sich ein besonders einfacher mechanischer Aufbau der Galvanisiereinrichtung sowie des Galvanisiersystems bewirken.
  • Gemäß einer weiteren Ausbildung weist die Kontaktiereinheit in axialer Richtung ein oder mehrere Segmente auf, wobei jedes Segment in Umfangsrichtung der Kontaktiereinheit eine durchgängige und unabhängig voneinander bestrombare Oberfläche mit der zumindest einen Schicht aufweist. Hierdurch lassen sich beispielsweise unterschiedliche Schichtbreiten der Metallfolie herstellen. Insbesondere können hierdurch mehrere, entsprechend der Breite der jeweiligen Segmente breite, Trägerobjekte gleichzeitig metallisiert werden. Die zwei benachbarten Segmente sind durch einen Isolator elektrisch voneinander getrennt. Dies bedeutet, dass eine elektrische Isolation nicht nur im Bereich der Mantelfläche, d. h. der Schicht erfolgt, sondern auch im Bereich des Grundkörpers, der aus einem leitenden Material besteht. Somit soll eine komplette elektrische Entkopplung zwischen jeweiligen Segmenten vorgesehen sein.
  • Es ist ferner zweckmäßig, wenn jedem der Segmente jeweils zumindest eine Stromeinspeisung, insbesondere aus Kupfer, zugeordnet ist. Hierdurch ist es möglich, be stimmte Segmente stromlos zu schalten, so dass im Bereich dieser Segmente keine Metallisierung und kein Anlegen von Metallpartikeln an die Kontaktiereinheit erfolgt.
  • Gemäß einer weiteren Ausbildung ist vorgesehen, dass die Stromeinspeisung in dem Grundkörper über den Innenumfang des Grundkörpers verteilt ausgebildet ist. Hierdurch ergibt sich über den Umfang der Kontaktiereinheit eine im Wesentlichen gleichförmige Stromverteilung, so dass die mit der erfindungsgemäßen Kontaktiereinheit hergestellte Metallschicht eine gleichförmig homogene Dicke aufweist.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist der Durchmesser der Kontaktiereinheit kleiner als 100 mm und weiter bevorzugt kleiner als 50 mm.
  • Eine erfindungsgemäße Galvanisiervorrichtung zur galvanischen Herstellung einer Metallschicht auf einem, insbesondere flächigen, Trägerobjekt mit einem Elektrolytbad, in dem zumindest eine Anodeneinrichtung und zumindest eine Kontaktiereinheit angeordnet sind, umfasst zumindest eine Kontaktiereinheit der oben beschriebenen Art. Eine erfindungsgemäße Galvanisiervorrichtung weist hierbei die gleichen Vorteile auf, wie sie vorstehend in Verbindung mit der erfindungsgemäßen Kontaktiereinheit beschrieben wurden.
  • Gemäß einer Ausbildung ist die zumindest eine Kontaktiereinheit in dem Elektrolytbad drehbar gelagert, wobei die Drehgeschwindigkeit der Kontaktiereinheit, insbesondere in Abhängigkeit des Durchmessers der Kontaktiereinheit, zur Herstellung einer gewünschten Dicke der Metallschicht vorgebbar einstellbar ist. Bei gegebenem Durchmesser der Kontaktiereinheit kann damit durch Variation der Drehgeschwindigkeit die am Ende erhaltene Dicke der Metallschicht auf dem Trägerobjekt in gewünschter Weise beeinflusst werden.
  • Die zumindest eine Kontaktiereinheit ist gemäß einer weiteren Ausbildung ohne eine diese umgebende Abschirmung in dem Elektrolytbad gelagert. Dies bedeutet, es ist erwünscht, dass sich Metallionen über den gesamten Umfang der Kontaktiereinheit an die Mantelfläche anlagern können.
  • Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass zumindest ein mechanisch wirkendes Reinigungsmittel zur Abreinigung einer jeweiligen Kontaktiereinheit vorgesehen ist, welches in dem Elektrolytbad gelagert ist. Zweckmäßigerweise ist das Reinigungsmittel als, insbesondere drehbar gelagerte, Bürste ausgebildet, die mit der zumindest einen Kontaktiereinheit in ständigem mechanischen Kontakt steht. Durch die erzwungene Drehung der Kontaktiereinheit während des Betriebs der Galvanisiervorrichtung erfolgt ein mechanischer Eingriff des Reinigungsmittels mit der Mantelfläche der Kontaktiereinheit, so dass sich an der Schicht anlagernde Metallpartikel durch das Reinigungsmittel vollständig abgelöst und dem Galvanobad wieder zugeführt werden.
  • Ein erfindungsgemäßes Galvanisiersystem umfasst zumindest eine Aufnahmevorrichtung, die den mit einer Metallschicht beschichteten Träger aufnimmt, wobei die Galvanisiervorrichtung in der oben beschriebenen Art ausgebildet ist. Zusätzlich kann das Galvanisiersystem eine Zuführvorrichtung für das Trägerobjekt umfassen. Das Galvanisiersystem kann in einer weiteren Ausführungsform zumindest zwei Galvanisiervorrichtungen aufweisen, wobei die Galvanisiervorrichtungen in dem gleichen Elektrolytbad betreibbar sind. Die Galvanisiervorrichtungen sind dann bevorzugt derart zueinander angeordnet, dass das zu metallisierende Trägerobjekt über alle der zumindest zwei Galvanisiervorrichtungen geführt wird. Hierdurch wird die Verweildauer des zu metallisierenden Trägerobjekts und die Zeitdauer, in welche die Starterschicht bzw. die Metallisierung anodisch geschaltet ist, erhöht, wodurch eine größere Schichtdicke erzielt wird.
  • Ein erfindungsgemäßer Träger mit einer Metallschicht zeichnet sich dadurch aus, dass die auf den Träger aufgalvanisierte Metallschicht eine Dicke von mehr als 2 μm (bevorzugt 2 μm bis 25 μm, weiter bevorzugt 2 μm bis 10 μm) aufweist. Der Träger zeichnet sich weiterhin dadurch aus, dass dieser in endloser Form vorliegt. Der Trä ger kann als Metallgitter oder als Lochmaske oder als Sieb für die Verwendung im Offsetdruck ausgebildet sein.
  • Die Erfindung wird nachfolgend näher anhand der Figuren beschrieben. Es zeigen:
  • 1 eine schematische Querschnittsdarstellung einer erfindungsgemäßen Galvanisiervorrichtung,
  • 2 eine teilweise vergrößerte Darstellung einer in der Galvanisiervorrichtung verwendeten Kontaktiereinheit, und
  • 3 eine perspektivische Darstellung einer segmentierten Kontaktiereinheit.
  • 1 zeigt einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Galvanisiervorrichtung. In einer Wanne 3 zur Aufnahme eines Elektrolyten (sog. Elektrolytbad 2) ist beispielhaft eine einzige Kontaktiereinheit 1 drehbar gelagert. Die Kontaktiereinheit 1 ist beispielsweise mit ihrem einen Ende im Inneren der Wanne 3 drehbar gelagert und mit ihrem anderen Ende durch eine Durchgangsöffnung der Wanne 3 nach außen geführt (nicht dargestellt). Ein Antrieb, der die Kontaktiereinheit 1 in Drehung versetzt, ist in 1 ebenfalls nicht dargestellt. Die Kontaktiereinheit 1 weist eine im Querschnitt walzen- oder zylinderförmige, hohle Gestalt auf.
  • Die Kontaktiereinheit 1 ist vollständig in dem Elektrolytbad 2 angeordnet und damit von Elektrolytflüssigkeit umgeben. Ein zu metallisierendes Trägerobjekt, das auf einer Vorratsrolle 6, welche außerhalb der Wanne 3 angeordnet ist, bevorratet ist, wird über eine Umlenkrolle 7 an der Oberseite der Kontaktiereinheit 1 und über eine weitere Umlenkrolle 7 zu einer ebenfalls außerhalb der Wanne 3 angeordneten Aufnahmevorrichtung 5 transportiert. Für den Fachmann ist dabei ersichtlich, dass das Trägerobjekt 8 im Bereich zwischen der Vorratsrolle 6 und der Kontaktiereinheit 7 noch nicht metallisiert ist, während im Bereich zwischen der Kontaktiereinheit 1 und der Aufnahmevorrichtung 5 eine Metallisierung erzeugt ist.
  • Lediglich beispielhaft stehen zwei Reinigungsmittel 40, 41 in Form von Bürsten mit der Kontaktiereinheit 1 in Kontakt. Die Bürste 40 ist dabei lediglich beispielhaft an der Unterseite der Kontaktiereinheit 1 angeordnet. Die zweite Bürste 41 ist versetzt zu der Bürste 40 angeordnet. Prinzipiell ist es ausreichend, wenn der Kontaktiereinheit 1 lediglich eine einzige Bürste zum mechanischen Abreinigen von an einer Mantelfläche 12 der Kontaktiereinheit 1 anlagernden Metallpartikel vorgesehen ist, wobei diese an einer beliebigen Position angeordnet sein kann. Die Aufgabe der Bürsten 40, 41 ist es, eine mechanische Abreinigung der sich an der Kontaktiereinheit 1 anlagernden Metallpartikel vorzunehmen.
  • In der Wanne 3 sind ebenfalls beispielhaft zwei Anodenvorrichtungen 4 angeordnet, die bevorzugt aus einem nicht leitenden Material gebildet sind. Jede der Anodeneinrichtungen 4 kann in Form von einem oder mehreren Körben ausgestaltet sein, welche gut von dem in der Wanne 3 befindlichen Elektrolyten durchströmbar sind. In jeder der Anodeneinrichtungen 4 befindet sich jeweils Anodenmaterial, z. B. Kupfer oder Nickel in Form von Kugeln.
  • Die Kontaktiereinheit 1 umfasst einen hohlen, walzen- oder zylinderförmigen Grundkörper 10 aus Titan oder VA-Stahl, auf welchem zumindest eine Schicht aus Chrom-Nitrid und/oder Titan-Nitrid aufgebracht ist. Die Aufbringung der zumindest einen Schicht erfolgt auf die Mantelfläche 12 des Grundkörpers 10, z. B. durch Bedampfen. Prinzipiell ist es ausreichend, wenn die Mantelfläche 12 des Grundkörpers 10 mit lediglich einer einzigen Schicht aus einem, insbesondere metallischen, Nitrid, versehen ist. Prinzipiell kann jedoch auch, wie dies beispielhaft in 2 dargestellt ist, eine Schichtfolge aus mehreren Schichten 13, 15 auf die Mantelfläche 12 aufgebracht werden. Hierbei weist jede der Schichten 13, 15 eine Schichtdicke 14 bzw. 16 auf, die wesentlich geringer als der Durchmesser der Kontaktiereinheit 1 bzw. des Grundkörpers 10 ist. Der hohle Grundkörper 10 weist einen Durchmesser von kleiner als 100 mm und bevorzugt kleiner als 50 mm auf. Die Schichtdicke einer jeweiligen Schicht beträgt zwischen 1 und 5 μm und ist bevorzugt in etwa 3 μm.
  • Wenn im Rahmen der Beschreibung von der Mantelfläche 12 des Grundkörpers 10 die Rede ist, so ist hierunter sowohl die physikalische Oberfläche des Grundkörpers 10 als auch die dem Elektrolyten ausgesetzte Oberfläche der äußersten der zumindest einen Schicht zu verstehen. Dies resultiert aus der im Vergleich zum Durchmesser des Grundkörpers 10 vernachlässigbaren Schichtdicke der Schichten 13, 15.
  • Die hohle Ausbildung des Grundkörpers 10 ermöglicht eine elektrische Kontaktierung der zumindest einen Schicht auf der Mantelfläche vom Inneren des Grundkörpers 10 her. Hierdurch vereinfacht sich der konstruktive Aufbau der Galvanisiervorrichtung. Die Stromeinspeisung in den hohlen Grundkörper, welche insbesondere aus Kupfer gebildet ist, ist bevorzugt über den Innenumfang des Grundkörpers verteilt, um eine gleichmäßig Stromverteilung über der Mantelfläche der Kontaktiereinheit 1 zu gewährleisten.
  • Im Betrieb der Galvanisiervorrichtung wird die Kontaktiereinheit 1 durch den bereits erwähnten, nicht dargestellten Motor in eine Drehung versetzt, wobei die Drehgeschwindigkeit in Abhängigkeit des Durchmessers der Kontaktiereinheit 1 gewählt wird. Die Drehrichtung der Kontaktiereinheit ist mit dem Bezugszeichen 21 gekennzeichnet. Gleichzeitig wird die Kontaktiereinheit 1, d. h. insbesondere die auf der Mantelfläche 12 aufgebrachten Schichten 13, 15, kathodisch geschaltet. Aufgrund dessen lagern sich die in dem Elektrolytbad gelösten Metallionen an dem mit einer Starterschicht versehenen Trägerobjekt oder dem metallisch ausgebildeten Trägerobjekt im Bereich der Kontaktfläche der Kontaktiereinheit 1 ab. Die Dicke der auf dem Trägerobjekt erzeugten Metallschicht hängt einerseits von der Umdrehungsgeschwindigkeit der Kontaktiereinheit 1 ab. Andererseits kann die Dicke der Metallschicht durch die Hintereinanderschaltung einer Mehrzahl an Kontaktiereinheiten mit jeweils zugeordneten Reinigungsvorrichtungen beeinflusst werden. Das fertig metallisierte Trägerobjekt wird dann, wie aus 1 ersichtlich, auf der Aufnahmevorrichtung 5 aufgewickelt. Der Produktionsvorgang kann dabei kontinuierlich erfolgen. Insbesondere sind keine Stillstandszeiten zur Abreinigung der Mantelfläche 12 der Kontaktiereinheit 1 notwendig, da sich an der Mantelfläche 12 anlagernde Metallpartikel durch die Reinigungsmittel 40, 41 von der Mantelfläche 12 während des Betriebs der Kontaktiereinheit 1 abtragen lassen. Hierbei ist ein einfacher mechanischer Kontakt des Reinigungsmittels 40 bzw. 41 zu der Mantelfläche 12 der Kontaktiereinheit 1 ausreichend, da aufgrund der erfindungsgemäßen Beschichtung der Mantelfläche des Grundkörpers 10 keine starke Bindung zu dieser vorliegt. Ferner ist ein anodisches Abreinigen der Kontaktiereinheit 1 nicht mehr notwendig.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung kann die Kontaktiereinheit in axialer Richtung mehrere Segmente 17, 18 aufweisen, wie dies in 3 perspektivisch dargestellt ist. Die Segmente 17, 18 weisen in Umfangsrichtung der Kontaktiereinheit 1 jeweils eine durchgängige und unabhängig voneinander bestrombare Oberfläche auf. Die Segmente 17, 18 sind durch einen Isolator 19 nicht nur im Bereich der Mantelfläche, sondern auch im Bereich des Grundkörpers 10 der Kontaktiereinheit elektrisch voneinander getrennt. Nicht dargestellt, jedoch aus der vorangegangenen Erklärung bereits ersichtlich ist, dass jedes der Segmente jeweils zumindest eine Stromeinspeisung aufweist. Hierdurch wird es ermöglicht, die Menge an zu produzierender Metallfolie zu bestimmen. Wahlweise können das Segment 17 oder das Segment 18 oder beide Segmente 17 und 18 bestromt werden. Im ersten Fall kann eine Metallisierung des Trägerobjekts nur im Segment 17 erfolgen. Im zweiten Fall erfolgt eine Metallisierung des Trägerobjekts lediglich im Bereich des Segments 18. In entsprechender Weise erfolgt eine Metallisierung im Bereich beider Segmente 17, 18.
  • 1
    Kontaktiereinheit
    2
    Elektrolytbad
    3
    Wanne
    4
    Anodeneinrichtung
    5
    Aufnahmevorrichtung
    6
    Vorratsrolle
    7
    Umlenkrolle
    8
    Trägerobjekt
    9
    Seite des Trägerobjekts, auf der Starterschicht aufgebracht ist
    10
    walzen- oder zylinderförmiger Grundkörper
    11
    Durchmesser der Kontaktiereinheit bzw. des Grundkörpers
    12
    Mantelfläche
    13
    erste Schicht
    14
    Schichtdicke der ersten Schicht
    15
    zweite Schicht
    16
    Schichtdicke der zweiten Schicht
    17
    Segment der Kontaktiereinheit
    18
    Segment der Kontaktiereinheit
    19
    Isolator
    20
    Drehachse der Kontaktiereinheit
    21
    Drehrichtung der Kontaktiereinheit
    22
    Innenumfang des hohlen Grundkörpers
    40
    Reinigungsmittel bzw. Bürste
    41
    Reinigungsmittel bzw. Bürste
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 10234705 A1 [0005]

Claims (22)

  1. Walzen- oder zylinderförmige Kontaktiereinheit (1) zur Verwendung in einem Elektrolytbad (2) für die galvanische Erzeugung einer Metallisierung auf einem, insbesondere flächigen, Trägerobjekt, wobei – eine Mantelfläche (12) der Kontaktiereinheit (1) mit zumindest einer Schicht (13, 15) aus einem Material, umfassend ein, insbesondere metallisches, Nitrid, versehen ist, und – die zumindest eine Schicht (13, 15) in Umfangsrichtung durchgängig bestrombar ist.
  2. Kontaktiereinheit nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht (13, 15) der Mantelfläche (12) Chrom-Nitrid und/oder Titan-Nitrid umfasst.
  3. Kontaktiereinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass diese einen Walzen- oder Zylinderförmigen Grundkörper (10) umfasst, auf den die zumindest eine Schicht (13, 15), insbesondere durch Bedampfen, aufgebracht ist.
  4. Kontaktiereinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass jede Schicht (13, 15) der zumindest einen Schicht (13, 15) jeweils eine Schichtdicke von 1 bis 5 μm aufweist.
  5. Kontaktiereinheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass jede Schicht (13, 15) der zumindest einen Schicht (13, 15) jeweils eine Schichtdicke von etwa 3 μm aufweist.
  6. Kontaktiereinheit nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (10) aus Titan oder aus VA-Stahl gebildet ist.
  7. Kontaktiereinheit nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (10) hohl ausgebildet ist und eine elektrische Kontaktierung der zumindest einen Schicht (13, 15) auf der Mantelfläche (12) vom Inneren des Grundkörpers (10) her erfolgt.
  8. Kontaktiereinheit nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktiereinheit (1) in axialer Richtung ein oder mehrere Segmente (17, 18) aufweist, wobei jedes Segment in Umfangsrichtung der Kontaktiereinheit (1) eine durchgängige und unabhängig voneinander bestrombare Oberfläche mit der zumindest einen Schicht (13, 15) aufweist.
  9. Kontaktiereinheit nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwei benachbarte Segmente (17, 18) durch einen Isolator elektrisch voneinander getrennt sind.
  10. Kontaktiereinheit nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass jedem der Segmente (17, 18) jeweils zumindest eine Stromeinspeisung, insbesondere aus Kupfer, zugeordnet ist.
  11. Kontaktiereinheit nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromeinspeisung in dem hohlen Grundkörper (10) über den Innenumfang des Grundkörpers (10) verteilt ausgebildet ist.
  12. Kontaktiereinheit nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der Kontaktiereinheit (1) kleiner als 100 mm und bevorzugt kleiner als 50 mm ist.
  13. Galvanisiervorrichtung zur galvanischen Herstellung einer Metallschicht auf einem, insbesondere flächigen, Trägerobjekt mit einem Elektrolytbad (2), in dem zumindest eine Anodeneinrichtung (5) und zumindest eine Kontaktierein heit (1) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Kontaktiereinheit nach einem der vorherigen Ansprüche ausgestaltet ist.
  14. Galvanisiervorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Kontaktiereinheit (1) in dem Elektrolytbad (2) drehbar gelagert ist, wobei die Drehgeschwindigkeit der Kontaktiereinheit (1), insbesondere in Abhängigkeit des Durchmessers der Kontaktiereinheit (1), zur Herstellung einer gewünschten Dicke der Metallschicht vorgebbar einstellbar ist.
  15. Galvanisiervorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Kontaktiereinheit (1) ohne eine diese umgebende Abschirmung in dem Elektrolytbad (2) gelagert ist.
  16. Galvanisiervorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein mechanisch wirkendes Reinigungsmittel zur Abreinigung einer jeweiligen Kontaktiereinheit (1) vorgesehen ist, welches in dem Elektrolytbad (2) gelagert ist.
  17. Galvanisiervorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Reinigungsmittel als, insbesondere drehbar gelagerte, Bürste ausgebildet ist, die mit der zumindest einen Kontaktiereinheit (1) in ständigem mechanischen Kontakt steht.
  18. Galvanisiersystem mit zumindest einer Aufnahmevorrichtung, die den mit einer Metallschicht beschichteten Träger aufnimmt, dadurch gekennzeichnet, dass die Galvanisiervorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 17 ausgebildet ist.
  19. Galvanisiersystem nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass dieses zumindest zwei Galvanisiervorrichtungen aufweist, wobei die Galvanisiervorrichtungen in dem gleichen Elektrolytbad (2) betreibbar sind.
  20. Träger mit einer Metallschicht, dadurch gekennzeichnet, dass die auf den Träger aufgalvanisierte Metallschicht eine Dicke von mehr als 2 μm aufweist.
  21. Träger nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass dieser in endloser Form vorliegt.
  22. Träger nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass dieser ein Metallgitter oder ein Sieb für die Verwendung im Offsetdruck ist.
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