DE2343499A1 - Verfahren und vorrichtung zum metallisieren von flaechigem gut, insbesondere von durchlaufenden materialbahnen. - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zum metallisieren von flaechigem gut, insbesondere von durchlaufenden materialbahnen.Info
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Description
Tfoifd#r# /343499
Schladitz-Whiskers AG, Zug, Schweiz
Verfahren und Vorrichtung zum Metallisieren von flächigem Gut, insbesondere von durchlaufenden
ilaterialbahnen
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Verfahren und Vorrichtungen zum Metallisieren von flächigen
Materialien, insbesondere von durchlaufenden Materialbahnen., bei denen durch Zersetzen einer gasförmigen
Hetal!verbindung ein metallischer Überzug auf dem
flächigen Gut erzeugt wird. ·
Die bekannten Vorrichtungen dieser Art v/eisen den IT-nchteil auf, da.? die Qualität und Dicke der auf den
riäcliigen Gut erzeugten Schichten sehr unterschiedlich
sind. Infolge der großräumigen Abscheidung des Metalls b«i der Zersetzung der thermisch spaltbaren
Metallverbindung wird je nach den örtlichen Verhältnissen auf der zu metallisierenden Oberfläche (Bekeimungs·
mgrad, UnregeImässigkeit oder dergleichen) eine erhebliche
Unregelmässigkeit sowohl in der Menge des abgeschiedenen Metalls als auch in Bezug auf dessen
kristalline Struktur hervorgerufen, wobei sich im allgemeinen eine unerwünschte in der Kristallgröße
schwankende grobkristalline Struktur ergibt.
Außerdem ergibt sich die Notwendigkeit, das gesamte flächige Material einer nicht unbeträchtlichen Erwärmung
zu unterziehen, v/eil die gängigen gasförmigen Metallverbindungen, z.B. Metallcarbonyle, relativ hoch
gelegene Zersetzungstemperaturen aufweisen, bei
509815/0470
SAD
denen einige der zu metallisierenden Materialien "bereits plastisch, werden oder sonstige unerwünschte
Eigenschaitsänderungen erleiden; außerdem ist der
Energieaufwand für die Erwärmung des gesamten Materials, insbesondere bei durchlaufenden Materialbahnen,
erheblich und erfordert besondere Vorkehrungen, z.B. besondere Heizkammern, um das zu metallisierende
Gut auf die Zersetzungßtemperatur der gasförmigen Metallverbindang aufzuheizen, bevor es
in die eigentliche Metallisierungskammer eingeführt werden kann, örtliche Unterschiede bei der Aufheizung
des Gutes führen zu weiteren Unregelmässigkeiten bei der Metallisierung der Oberflächen des zu metallisierenden
Gutes. Bei nur oberflächlicher Erwärmung des flächigen Gutes ergibt sich widerum die Gefahr, daß
der stark endotherm verlaufende Metallisierungsvorgang unterbrochen wird und eine ungenügende Metallisierung
stattfindet.
Die vorliegende Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, die Abscheidungsbedingungen für den Metallüberzug
reproduzierbarer und gleichmässiger zu gestalten und eine übermässige Erwärmung des durchlaufenden Gutes sowie besondere Heizkammern zu vermeiden.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die zu metallisierende
Oberfläche des flächigen Materials quer zur Erstreckungsrichtung mindestens einer Wärmestrahlung
sammelnden Brennlinie einfu optischen Systems so bewegt wird, daß die Brennlinie in dem xu metallisierenden Oberflächenbereich entweder in diesem oder in unmittelbarer Nähe desselben während der Relativbewegung
zwischen Brennlinie und dem zu metallisierenden Material verläuft.
509815/OUO
OFHQJNAL INSPECTED
Die Erfindung "betrifft außerdem Vorrichtungen zur
Durchführung des Verfahrens. Gemäß einer Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung weist die
Metallisierungskammer, in der mindestens eine Wärmestrahlung sammelnde Brennlinie verläuft, in ihren
Wandungen gegenüberliegende Schlitze auf, die unter sich und zu der Brennlinie parallel verlaufen, wobei
die zur Durchführung des durchlaufenden flächigen Gutes dienenden Schlitze vorzugsweise als Schleusen
ausgebildet sind und die Metallisierungskammer in an sich bekannter Weise mit Zuführungen bzw. Auslässen
für die gasförmige Metallverbindung versehen ist.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform
der Erfindung weist die Metallisierungskammer die Form einer endseitig geschlossenen Kinne elliptischen
Querschnittes auf, welche auf der dem Rinnenboden abgewandten Seite mit einem strahlungsdurchlässigen
Deckel versehen ist, während die Wandungen der Rinne als Reflektor ausgebildet sind.· Die seitlichen Durchtrittsschlitze
für das durchlaufende Gut begrenzen hierbei natürlich die Reflektorwirkung der Rohrwandungen,
was eben dann nicht sehr ins Gewicht fällt, wenn sich die Brennlinie in der Nähe des Rinnenbodens
befindet.
Die Strahlungsquelle ist hierbei vorzugweise in einem gleichfalls als Fokussierspiegel wirkenden Gehäuse gelagert,
welches ebenfalls elliptischen Querschnitt aufweist. Infolge der geschlossenen Metallisierungskammer
kann an den Strahlungsquellen kein Niederschlag
der gasförmigen Metallverbindung entstehen. Die Kammer, in der die Strahlung erzeugt wird, sollte hierbei
nicht geschlossen sein, weil eine gewisse Kühlung der
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Anschlüsse sowie des Luftraumes um die Strahlungsquellen erwünscht sein kann, wenn mit stärkeren
Wärmeleistungen gearbeitet wird.
Es versteht sich von selber, daß in der Metallisierungskammer
auch mehrere zueinander parallel,zumindest aber in der Ebene des durchlaufenden Materials
oder parallel hierzu liegende Brennlinien vorgesehen sein können, um hierdurch eine mehrfache
Metallisierungszone zu schaffen.
Vorzugsweise verläuft das flächige metallisierende Gut in ebener Form durch die Metallisierungskammer
hindurch, während die Brennlinie die Form einer Geraden hat. Falls das flächige Gut die Form einer
abwickelbaren krummen Fläche hat, kann auch die Brennlinie als entsprechend gekrümmte Linie vorgesehen
werden, was sich durch entsprechende Gestaltung des optischen Systems in an sich bekannter Weise
erzielen läßt.
Man kann natürlich auch bei kleineren Abmessungen des flächigen Gutes eine Hin-u.Herbewegung desselben
quer zur Brennlinie bewirken, wobei die Schichtdicke je nach der Zahl der zyklischen Bewegungen eingestellt
werden kann.
Die vorliegende Erfindung weist den Vorteil auf, daß die Wärme genau an der Stelle konzentriert wird, an
welcher der Metallniederschlag stattfinden soll. Da die Brennlinie mit der Oberfläche des durchlaufenden
Gutes zusammenfällt, ergeben sich längs der Brennlinie genau definierte Abscheidungsbedingungen, die
weitgehend von der Vorbehandlung des durchlaufenden
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Gutes unabhängig sind. Die Temperatur innerhalb des Ketallisierungsrauines kann relativ niedrig
bleiben, so daß keine schädlichen Abscheidungen des Metalls z.B. an anderen Stellen der Kammer
erfolgen !tonnen. Eine Erhitzung der gesamten Bahn erübrigt sich vollständig, eine kurzzeitige überhitzung
des Netalls an der Abscheidungsstelle ist bei genügend schnellem Durchlauf der Bahn völlig
unschädlich. In der Umgebung der Abscheidungsstellen kann mit einer relativ hohen Temperatur gearbeitet
v/erden, wodurch v/iederum die Zersetzungsverhältnisse ■ der thermisch spaltbaren Metallverbindung wesentlich
besser und definierter v;erden und zur Abscheidung kleiner festhaftender Kristallite auf der Oberfläche
des durchlaufenden Gutes führen.
Es sind zv.rar schon Vorrichtungen zum Metallisieren
von durchlaufenden mineralischen Fasern bekannt, bei denen ein optisches System mit zwei einander zugeordneten
Brennlinien vorgesehen ist und der Faden des faserförmigen Materials in der einen Brennlinie,
die linienförmige Wärmequelle in der anderen"Brennlinie
angeordnet ist. Diese bekannte Anordnung war jedoch nicht für die Behandlung flachenhafter Materialien
gedacht und das Verfahren müßte auch für die Metallisierung flächenhafter Gebilde ungeeignet
erscheinen.
Die Erfindung ist anhand eines AusführungsbeiSpieles
in den anliegenden Figuren beispielsweise veranschaulicht :
Figur 1 ist ein Schnittbild durch eine erfindungsgemässe
Vorrichtung senkrechtzum Brennliniensystem,
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Figur 2 veranschaulicht eine perspektivische Seitenansicht auf eine
Vorrichtung gemäß Figur 1.
Die Metallisierungskammer 1 besteht aus einem elliptischen Halbrohr, welches auf seiner Oberseite mit
einem Teflondeckel 2 abgedeckt ist, der besonders strahlungsdurchlässig ist. Der Teflondeckel 2 ist
durch Kleben oder Schweißen mit dem elliptischen Halbrohr 1 verbunden. Oberhalb der Metallisierungskammer
befindet sich ein offenes elliptisches metallisches Halbrohr 3 mit einer in der einen Brennlinie 5* angeordneten
Strahlungsquelle, die z.B. aus einer Heizwedel 4 besteht. Seitlich und parallel zur Brennlinie
der Metallisierungskammer 1 sind schlitzförmige Durchtritt söffnungen 6 vorgesehen, welche den Durchtritt
des bandförmigen flächigen Gutes gestattet. Die Schlitze 6 sind hierbei schematisch angedeuteten Schleusen
7 angeschlossen, um das Austreten des in der Kammer 1 befindlichen Metallisierungsgases möglichst
klein zu halten. Beim Durchlaufen des Gutes durch die Schlitze 6 und 61 findet die Metallisierung an der
Oberfläche 8 des Gutes statt. Die Zuführung des Metallisierungsgases
findet über eine Leitung durch den veranschaulichten Stutzen 9 statt, der sich an der
Kammer 1 befindet.
509815/0470
Claims (8)
1. Verfahren zum Metallisieren von flächigem Gut, insbesondere von durchlaufenden Materialballen,
wobei eine Metallabscheidung durch Zersetzen einer gasförmigen Metallverbindung unter Wärmeeinwirkung
auf dem zu metallisierenden flächigen Gut erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die zu
metallisierende Oberfläche des flächigen Materials quer zur Erstrackungsrichtung mindestens einer
Wärmestrahlung sammelnden Brennlinie eines optischen Systems so bewegt wird, daß die Brennlinie
in dem zu metallisierenden Oberflächenbereich entweder in diesem oder in unmittelbarer
Nähe desselben während der Relativbewegung zwischen Brennlinie und dem zu metallisierenden flächigen
Gut verläuft.
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens
eine die Wärmestrahlung einer Strahlungsquelle (4) sammelnde Brennlinie (5) in einer Metallisierungskammer O) verläuft, die in ihren Wandungen gegenüberliegende
Schlitze (6 und 6') aufweißt, die unter sich und zu der Brennlinie (5) parallel verlaufen,
wobei die zur Durchführung des durchlaufenden flächigen Gutes dienenden Schlitze (6 und 6')
vorzugsweise mit Schleusen (7) versehen sind und die Metallisierungskammer (1) in an sich bekannter
Weise Zuführungen (9) und Auslässe für die gasförmige Metallverbindung aufweist.
50981B/0470 OKlSiNAL INSPECTED
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet
daß die Metallisierungskammer (1) die Form einer
endseitig geschlossenen Rinne elliptischen Querschnittes aufweist, welche auf der dem Rinnenboden
abgewandten Seite mit einem strahlungsdurchlässigen Deckel (2) versehen ist, während die Wandungen der
Rinne als Reflektor ausgebildet sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 5«dadurch gekennzeichnet ,
daß mindestens eine Strahlungsquelle (4) in einem als Fokussierspiegel wirkenden Gehäuse (3)
angeordnet sit.
5- Vorrichtung nach Anspruch 3 imd 4, dadurch gekennzeichnet ,
daß das Gehäuse (3) für die Strahlungsquelle (4) einen elliptischen Querschnitt aufweist,
welcher den elliptischen Querschnitt der Metallijsierungskammer
(1) zu einem geschlossenen elliptischen Querschnitt ergänzt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß in der Metallisierungskammer (1) mehrere
~ zueinander parallel oder in der Ebene des durchlaufenden
Materials liegende Brennlinien vorgesehen sind.
7· Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß in dem Fall, daß das flächige Gut die Form einer abwickelbaren krummen Fläche, z.B. eines gewellten
Profils, aufweist, die die Wärmestrahlen sammelnde Brennlinie (5) eine den Querschnitt des
flächigen Gutes entsprechend gekrümmte Linie bildet.
- 3 509815/0470
OAiiiNAL INSPECTED
8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach
Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei kleineren Abmessungen des flächigen Gutes, dieses
innerhalb der Metallisierungskammer (1) quer zur Brennlinie (5) hin- und herbewegbar gelagert ist,
und daß nach Beendigung des Metallisierungsvorganges Teile der Metallisierungskammer geöffnet
werden können, um das flächige Gut aus der Metallisierungskammer (1) herauszunehmen.
O Al
509815/0470
Leerse ite
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- 1974-07-30 GB GB3351374A patent/GB1477196A/en not_active Expired
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- 1974-08-26 JP JP9779874A patent/JPS5051476A/ja active Pending
Also Published As
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