DE2317410B2

DE2317410B2 - PROCESS FOR MANUFACTURING ELECTRIC METAL FILM RESISTANT ELEMENTS

Info

Publication number: DE2317410B2
Application number: DE19732317410
Authority: DE
Inventors: Stefan Dipl.-Chem. 8401 Tegernheim; Kugelstadt Werner Dipl.-Phys. 8400 Thanhausen Bastius (verstorben)
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1973-04-06
Filing date: 1973-04-06
Publication date: 1976-12-16
Also published as: DE2317410A1

Description

η = 2,2 mPa ■ see η = 2.2 mPa ■ see

(η = dynamische Viskosität bei 25°C) ο = 26 g/sec² (η = dynamic viscosity at 25 ° C) ο = 26 g / sec ²

(0 = Oberflächenspannung)(0 = surface tension)

ο = 1,5 g/cm³ ο = 1.5 g / cm ³

(y = Dichte bei 25 C)(y = density at 25 C)

mit einer Geschwindigkeit von 20 bis 33 mm/see aus dem gefüllten, aus Glas bestehenden Rohr (1) mit einem Innendurchmesser von ca. 3 mm, abgelassen wird.at a speed of 20 to 33 mm / see the filled, made of glass tube (1) with an inner diameter of approx. 3 mm, drained will.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Rohrinnendurchmesser von 3 bis 4 mm zum Trocknen der Beschichtung 25 ιηΙΛιιίη gereinigte Frischluft eingeleitet wird.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that with a pipe inside diameter from 3 to 4 mm for drying the coating 25 ιηΙΛιιίη purified fresh air is introduced.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das bis 45° geneigte und dabei um seine Längsachse rotierende, aus Glas bestehende Rohr(1) mit ca. 5 bis 15 U/min gedreht wird.4. The method according to claims 1 to 3, characterized in that the inclined to 45 ° and thereby rotating about its longitudinal axis, made of glass tube (1) is rotated at about 5 to 15 rpm.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß als flüchtiges Lösungsmittel Chloroform verwendet wird.5. Process according to claims 1 to 4, characterized in that the volatile solvent Chloroform is used.

6. Verfahren nach den Ansprüchen I bis 5.dadurch gekennzeichnet, daß der Beschichtungslösung 1 bi'· ¹ Gcw.-% Cyclohexanon i.ugesetzt werden.6. The method according to claims I to 5, characterized in that the coating ^{solution 1 to 1} % by weight of cyclohexanone are added.

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Hers'eilen von elektrischen Metallschichtwiderstandselcmonlen durch Beschichten der Innenwandung von Rohren aus Isoliermaterial mit einer Lösung aus Edelmetallresinaten, Haftoxiden und flüchtigen Lösungsmitteln und Trocknen der Beschichtung.The invention relates to a method of making of electrical metal film resistance elements by coating the inner wall of pipes made of insulating material with a solution of precious metal resinates, Adhesive oxides and volatile solvents and drying of the coating.

Ein derartiges Verfahren ist aus der US-PS 31 89 KnWanni. Die Widerstandsschichi ist dort auf der Innenseite eines Glaszylinders niedergeschlagen. Dabei Latent die Widerstandsschicht aus einer Legierung von Gold Palladium und Eisen. Als flüchtiges Lösungsmittel för die Beschichtungslösung wird Tetrachlorkohlenstoff verwendet, dem verschiedene Cummisorten und aromatische Öle beigefügt sind. Spezielle Verfahrensschrit- Z insbesondere um eine gleichmäßige Schichtdicke zu erreichen, sind in dieser Literaturstelle nicht genant.Such a method is from US-PS 31 89 KnWanni. The resistance layer is deposited there on the inside of a glass cylinder. The resistance layer made of an alloy of gold, palladium and iron is latent. Carbon tetrachloride is used as the volatile solvent for the coating solution, to which various types of rubber and aromatic oils are added. Special process steps, in particular to achieve a uniform layer thickness, are not mentioned in this reference.

Schichtwiderstände, deren Widerstandsschicht aus einer Edelmetallegierung besteht und auf der Innenseite eines Glasröhrchens aufgebracht ist, sind beispielsweise _a.._ch beschrieben in der »Siemens-Zeitschrift«, Febr. 1965 Seiten 145 bis 149. Diese Widerstände zeichnen sich neben ihren günstigen elektrischen Daten vor allem dadurch aus, daß sie keine zusätzliche äußere Isolation benötigen da das als Träger wirkende Glasröhrchen selbst eine hervorragende elektrische und mechanischeFilm resistors whose resistance layer consists of a noble metal alloy and is applied to the inside of a glass tube, _a .. _ch are described for example in the "Siemens-Zeitschrift" Feb. 1965 pages 145 to 149. These resistors feature in addition to their favorable electrical data before mainly because they do not need any additional external insulation because the glass tube, which acts as a carrier, itself has excellent electrical and mechanical properties

^S(Aus°der deutschen Offenlegungsschrift 16 65 950 ist ein Verfahren zur Herstellung dünner, gleichmäßiger, niederohmiger, wendelbarer elektrischer Metall- und/ oder Metalloxidwiderstandsschichten bekannt. Dabei werden in Chloroform gelösten Edelmetallresinaten und Haftbildnern 2 bis 5 Gew.-% Cyclohexanon zugesetzt ^{S (} A process for the production of thin, uniform, low-resistance, coiled electrical metal and / or metal oxide resistance layers is known from the German Offenlegungsschrift 16 65 950. In this process, 2 to 5% by weight of cyclohexanone are added to noble metal resinates and adhesive formers dissolved in chloroform

Durch den Zusatz des Cyclohexanon wird erreicht. daß die Zähigkeit der Beschichtungslösung wahrend des Trocknens sich langsam und kontinuierlich erhöhi. so daß de- Übergang vom flüssigen zum festen Zustand stetig verläuft.By adding the cyclohexanone is achieved. that the toughness of the coating solution during the Drying increases slowly and continuously. so that the transition from the liquid to the solid state is continuous.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift 15 21 508 ist ein Verfahren zur Herstellung vorzugsweise extrem dünner Schichten vorgegebenen Dickenvedauh auf einem Trägerkörper im Tauchverfahren bcKannt. bei dem der Schichtträger in eine echte Lösung des Beschichtungsstoffes getaucht und mit definierter Geschwindigkeit aus dieser Lösung herausgezogen und dabei durch einen Bereich stetig abnehmenden Dampfdruckes des Lösungsmittels geführt wird. Dies wird dadurch erreicht, daß der Vorratsbehälter für die Beschichtungslösung nur zu einem Teil gefüllt wird, so daß zwischen der Oberfläche der Beschichtungslösung und dem Rand des Gefäßes ein Abstand verbleibt, der dem Durchmesser des Vorratsgefäßes entspricht.The German Offenlegungsschrift 15 21 508 discloses a method for producing preferably extremely thin layers of predetermined thicknesses on a carrier body using the immersion method. in which the substrate is immersed in a real solution of the coating material and pulled out of this solution at a defined speed and is guided through an area of steadily decreasing vapor pressure of the solvent. This is achieved in that the storage container for the coating solution is only partially filled, so that a distance remains between the surface of the coating solution and the edge of the vessel which corresponds to the diameter of the storage vessel.

Aus der US-PS 28 10 365 ist eine Vorrichtung zur Abscheidung von Kohle-Widerstandsschichten auf keramischen Trägerkörpern bekamt, bei der die Trägerkörper in einem geneigten, rotierenden führungsrohr durch einen Reaktionsofen geführt weiden.From US-PS 28 10 365 a device for the deposition of carbon resistive layers is on ceramic carrier bodies, in which the Carrier bodies are guided through a reaction furnace in an inclined, rotating guide tube.

Aus der US-PS 30 08 447 ist eine Vorrichtung für die pyrolytisch^ Herstellung von Widerstandsschichten auf Glasringscheiben bekannt, bei der der Pyrolyscolen und die zu beschichtende Glasscheibe um 45" geneigt sind.From US-PS 30 08 447 a device for pyrolytic ^ production of resistance layers on glass ring disks known, in which the Pyrolyscolen and the glass pane to be coated is inclined by 45 ".

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, mit dem sich eine gleichmäßige Beschichtung der Innenwandung von Rohren erzielen läßt, bei der die Schichtdicke über die gesamte Länge des Rohres gleich bleibt, auch wenn Rohrlängen von mehr als einem Meter beschichtet werden sollen.The present invention is based on the object of providing a method of the type mentioned at the beginning specify, with which a uniform coating of the inner wall of pipes can be achieved which the layer thickness remains the same over the entire length of the pipe, even if pipe lengths of more than one Meters to be coated.

Diese Aulgabe wird dadurch gelöst, daß das senkrechtstehende oder bis 45° geneigte und dabei um seine Längsachse gedrehte, zu beschichtende Rohr mit seinem unteren Ende in einen Vorratsbehälter für die Beschichtungslösung getaucht wird, daß durch Einwirken eines Unterdruckes die Beschichtungslösung im Rohr hochgesaugt wird, bis das Rohr ganz gefüllt ist, daß dann die Lösung mit definierter Geschwindigkeit abgelassen wird, wobei im Rohr der Sättigungsdampf-This problem is solved in that the vertical or up to 45 ° inclined and thereby around its longitudinal axis rotated, tube to be coated with its lower end in a storage container for the Coating solution is immersed that the coating solution in the Tube is sucked up until the tube is completely filled, that then the solution at a defined speed is drained, with the saturation steam in the pipe

druck des flüchtigen Lösungsmittels aufrechterhalten bleibt, und daß nach Ablassen der Beschichtungslösung die an der Innenwand des Rohres haftende Beschichtung getrocknet wird, indem durch Einleiten von Frischluft am oberen Ende des Rohres die Dampfkon- zentration des Lösungsmittels von oben nach unten kontinuierlich verringert wird. pressure of the volatile solvent is maintained, and that after draining the coating solution, the coating adhering to the inner wall of the pipe is dried by introducing fresh air at the upper end of the pipe, the vapor concentration of the solvent is continuously reduced from top to bottom.

Das Hochziehen der Beschichtungslösung im Rohrinneren erfolgt so langsam, daß keine Luftblasen zurückbleiben und eine gute Benetzung der Rohrwand erreicht wird. Das Ablassen der Beschichtungslösung hingegen hängt von der Bildungsgeschwindigkeit der Flüssigkeitsschicht an der Innenwandung des Rohres ab. Diese Bildungsgeschwindigkeit wiederum ist abhängig von den physikalischen Daten der Flüssigkeit. Für eine Flüssigkeit, die beispielsweise die Innenwandung eines Rohres mit einem Innendurchmesser von 3 mm gleichmäßig benetzen soll und die die physikalischen Konstanten The coating solution is drawn up inside the pipe so slowly that no air bubbles remain and that the pipe wall is well wetted. The drainage of the coating solution, on the other hand, depends on the rate at which the liquid layer forms on the inner wall of the pipe. This rate of formation, in turn, depends on the physical data of the liquid. For a liquid that should, for example, uniformly wet the inner wall of a pipe with an inner diameter of 3 mm and that has the physical constants

η = 2.2 mPa · sec η = 2.2 mPa sec

(η = dyn. Viskosität bei 25"C)
ο = 26 g/sec² (η = dynamic viscosity at 25 "C)
ο = 26 g / sec ²

(ο = Oberflächenspannung),
ο = 1.5 g/cm³ (ο = surface tension),
ο = 1.5 g / cm ³

(ο = Dichte bei 25"C),(ο = density at 25 "C),

besitzt, hat sich eine Ablaßgeschwindigkeit von 20 bis 33 mm/sec als vorteilhaft erwiesen.a discharge rate of 20 to 33 mm / sec has proven advantageous.

Wie oben angeführt, bleibt bis zum völligen Ablassen der Beschichtungslösung im Rohr der Sättigungsdampfdruck des flüchtigen Lösungsmittels aufrechterhalten. Dadurch bleibt die an der Wand haftende Schicht zunächst flüssig, so daß evtl. Dickenunterschiede sich leicht ausgleichen können. Durch das Einleiten von Frischluft am oberen Ende steigt zunächst die Zähigkeit der Flüssigkeitsschicht kontinuierlich, bis die Schicht endgültig ausgetrocknet ist. Bei einem Rohrdurchmesser von 3 bis 4 mm hat sich ein Frischluftstrom von 25 ml/min als vorteilhaft erwiesen. Die Trockenzone wandert dann mit einer Geschwindigkeit von 2 bis 4 mm/sec von oben nach unten. Als flüchtiges Lösungsmittel wird vorteilhaft Chloroform verwendet, dem 1 bis 2 Gew.-% Cyclohexanon zugesetzt sind.As stated above, the saturation vapor pressure remains in the pipe until the coating solution has been completely drained off of the volatile solvent maintained. This leaves the layer adhering to the wall initially liquid, so that any differences in thickness can easily be balanced out. By introducing Fresh air at the upper end initially increases the viscosity of the liquid layer continuously until the layer has finally dried up. With a pipe diameter of 3 to 4 mm, a fresh air flow of 25 ml / min proved to be advantageous. The dry zone then moves at a speed of 2 to 4 mm / sec from top to bottom. Chloroform is advantageously used as the volatile solvent, to which 1 to 2% by weight of cyclohexanone are added.

Diese Lösungsmiuelkombination hat sich als sehr geeignet für die Herstellung besonders gleichmäßiger Widerstandsschichten übergroße Rohrlängen erwiesen.This combination of solutions has proven to be very proven suitable for the production of particularly uniform resistance layers over large pipe lengths.

An Hand der Zeichnung, die eine Vorrichtung /ur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zeigt, soll die Erfindung näher erläutert werden.On the basis of the drawing, which shows a device / for carrying out the method according to the invention, the invention is to be explained in more detail.

Man erkennt ein senkrecht stehendes Glasrohr 1, dessen oberes Ende vakuumdicht in einer drehbaren Aufnahmevorrichtung 2 befestig: ist und dessen unteres Ende in einen Vorratsbehälter 3 für die Beschichtungslösung eintaucht. Die Drehdurchführung 2 dreht das Rohr 1 mit ca. 5 bis 15 U/min. Diese Drehung ist jedoch nur bei geneigtem Glasrohr erforderlich. Mit der Aufnahmevorrichtung 2 ist über eine Rohrleitung ein Pumprohr 7 verbunden, das seinerseits über eine flexible Schlauchverbindung 8 mit einem Vorratsgefäß 9 verbunden ist. Pumprohr 7, Schlauch 8 und Vorratsgefäß 9 sind mit Quecksilber 10 gefüllt. Das offene Ende des Vorratsgefäßes 9 ist mit einem Quecksilberdampf-Absorber 11 verschlossen. Durch Heben und Senken des Vorratsbehälters 9 steigt bzw. fällt der Quecksilberspiegel im Pumprohr 7.A vertical glass tube 1 can be seen, the upper end of which is vacuum-tight in a rotatable Attachment device 2: is and its lower end in a storage container 3 for the coating solution immersed. The rotating union 2 rotates the pipe 1 at about 5 to 15 rpm. However, this twist is only required if the glass tube is inclined. With the receiving device 2 is a pipeline Pumping tube 7, which in turn is connected to a storage vessel 9 via a flexible hose connection 8 connected is. Pumping tube 7, hose 8 and storage vessel 9 are filled with mercury 10. The open end of the Storage vessel 9 is closed with a mercury vapor absorber 11. By raising and lowering the Storage container 9 rises or falls, the mercury level in the pump tube 7.

Zu Beginn der Beschichtung ist das Vorratsgefäß 9 in seiner höchsten Stellung. Durch Absenken wird in dem Glasrohr 1 ein Unterdruck erzeugt, wodurch die Beschichtungslösung aus dem Vorratsbehälter 3 hochgesaugt wird, bis das Glasrohr völlig gefüllt ist. Anschließend wird durch langsames Heben des Vorratsgefäßes 9 die Beschichtungslösung aus dem Glasrohr 1 wieder abgelassen. Durch dieses Vorgehen wird verhindert, daß in diesem Verfahrensstand Luft in das Glasrohr gelangen kann, die eine Verdünnung des Lösungsmitteldampfes bewirken könnte.At the beginning of the coating, the storage vessel 9 is in its highest position. Lowering the Glass tube 1 generates a negative pressure, as a result of which the coating solution is sucked up from the storage container 3 until the glass tube is completely filled. Then slowly lift the Storage vessel 9 drained the coating solution from the glass tube 1 again. By doing this prevents air from entering the glass tube at this stage of the process, which would dilute the Could cause solvent vapor.

Sobald die Beschichtungslösung völlig in den Vorratsbehälter 3 zurückgeflossen ist, wird das Ventil 5 geöffnet. Über dieses Ventil wird Preßluft, die in dem Behälter 4 gereinigt und getrocknet wurde, in das Glasrohr geleitet. Zur Begrenzung der Luftmenge ist dem Ventil 5 eine Kapillare 6 nachgeschaltet.As soon as the coating solution has flowed back completely into the storage container 3, the valve 5 opened. Via this valve, compressed air, which has been cleaned and dried in the container 4, is fed into the Glass tube passed. A capillary 6 is connected downstream of the valve 5 to limit the amount of air.

Sobald die Beschichtung völlig getrocknet ist, kann das Glasrohr 1 aus der Aufnahmevorrichtung 2 genommen und den weiteren Bearbeitungsstationen — Einbrennen der Widerstandsschicht, Zerteilen in Einzelelemente, Anbringen der Anschlußdrähie — zugeführt werden.As soon as the coating has dried completely, the glass tube 1 can be removed from the receiving device 2 and the other processing stations - burning in the resistance layer, dividing it into individual elements, Attaching the connecting wire - be fed.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. A method for producing electric metal film resistor elements by coating the inner wall of pipes made of insulating material with a solution of Edelmetallresinaten, adhesion oxides and volatile solvents and drying the coating, and drying the coating, characterized in that the perpendicular or inclined up to 45 "and thereby to its longitudinal axis rotated, tube to be coated is immersed with its lower end in a storage container (3) for the coating solution that the coating solution in the tube (1) is sucked up by the action of a negative pressure until the tube (I) is completely filled, that then the solution is drained off at a defined rate, the saturation vapor pressure of the volatile solvent being maintained in the pipe (1), and that after the coating solution has been drained off, the coating adhering to the inner wall of the pipe (1) is dried by introducing fresh air at the top End of ro hres (1) the vapor concentration of the solvent is continuously reduced from top to bottom.

2. The method according to claim 1, characterized in that a coating solution with the physical constants