DE3889187T2

DE3889187T2 - Unlösliche Elektrode.

Info

Publication number: DE3889187T2
Application number: DE3889187T
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Nakatsugawa
Original assignee: Furukawa Circuit Foil Co Ltd
Current assignee: Furukawa Circuit Foil Co Ltd
Priority date: 1987-10-01
Filing date: 1988-09-29
Publication date: 1994-11-24
Anticipated expiration: 2008-09-30
Also published as: EP0310401A1; CA1331582C; US4964965A; EP0310401B1; KR890006857A; KR930008929B1; DE3889187D1

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf eine unlösbare Elektrodenvorrichtung, die für die elektrolytische Behandlung einer Oberfläche eines metallischen Materials, wie einer Metallplatte, eines Metallstreifens, eines Metallbandes oder einer Metallfolie, benutzt wird, insbesondere auf eine unlösbare Elektrodenvorrichtung einer neuen Struktur, die bspw. verwendet wird, wenn eine Oberfläche eines Metallstreifens kontinuierlich einer kathodischen Oberflächenbehandlung ausgesetzt wird, wie bspw. einem Elektroplattieren und einer elektrolytischen Chromatbehandlung, oder einer anodischen Oberflächenbehandlung, wie bspw. einem Eloxieren, und welche konstant eine frische Elektrolytlösung als eine im wesentlichen gleichförmige Flüssigkeitsströmung zu einem Raum liefern kann, der zwischen dem zu behandelnden Metallstreifen und der unlösbaren Elektrode als eine Zählelektrode definiert ist, um dadurch eine hochqualitative Oberflächenbehandlung des Metallstreifens zu ermöglichen. Diese Erfindung bezieht sich insbesondere auf eine unlösbare Elektrodenvorrichtung einer neuen Struktur, die konstant eine frische Elektrolytlösung durch den Raum zwischen den Elektroden hindurch liefern kann, welcher durch den zu behandelnden Metallstreifen und die unlösbare Elektrodenvorrichtung als eine Zählerelektrode definiert ist, und welche auch die Flüssigkeitsströmung der Elektrolytlösung regeln kann, die durch den Raum zwischen den Elektroden hindurch fließt, um eine Ungleichförmigkeit bei der Flüssigkeitsströmung der Elektrolytlösung zu minimieren, so daß dadurch eine hochqualitative Oberflächenbehandlung des zu behandelnden Metallstreifens erzielt werden kann.
Wenn ein Metallstreifen einer Oberflächenbehandlung, wie bspw. einem Elektroplattieren, unterworfen wird, dann wird eine Anode gegenüberliegend zu einem Teil des in eine Elektrolytlösung eingetauchten Metallstreifens angeordnet, und der Metallstreifen wird durch die Elektrolytlösung hindurch bewegt, um die elektrolytische Behandlung zu bewirken, bei welcher der Metallstreifen als eine Kathode benutzt wird.
Die vorliegende Erfindung schafft eine unlösbare Elektrodenvorrichtung wie angegeben in dem vorliegenden Patentanspruch 1.
Eine Ausführungsform zum Stand der Technik wird unter Bezugnahme auf die in Fig. 7 gezeigte schematische Zeichnung beschrieben. In Fig. 7 zeigt die Bezugsziffer 1 einen Behandlungstank, der mit einer vorbestimmten Elektrolytlösung gefüllt ist. Die Bezugsziffer 3 zeigt einen Metallstreifen, der einer Oberflächenbehandlung zu unterwerfen ist und der von außerhalb des Tanks in die Elektrolytlösung eingebracht wird und durch die Elektrolytlösung hindurch in der Richtung bewegt wird, die mit einem Pfeil P angegeben ist, oder in der entgegengesetzten Richtung. Die Bezugsziffern 3a und 3b zeigen jeweils eine Führungsrolle, und 4 zeigt eine Anode, die zu dem Teil des Metallstreifens gegenüberliegend angeordnet ist, der in die Elektrolytlösung eingetaucht ist, wobei dazwischen ein vorbestimmter Abstand besteht.
Anoden verschiedener Formen und Materialien sind vorgeschlagen worden und können beispielhaft angegeben werden durch eine unlösbare Elektrode, die aus einem Gitter oder einer Gitterplatte, einer perforierten Platte oder einer einfachen flachen Platte bestehen, hergestellt aus einem unlösbaren Metall, wie bspw. Titan, Niob und Tantal, welche mit einer Beschichtung einer aktiven Substanz, wie bspw. Platin oder Iridiumoxid, an der Oberfläche versehen ist. Eine Ausführungsform einer solchen unlösbaren Elektrode ist in Fig. 8 mit einer Perspektivansicht gezeigt. In Fig. 8 zeigt 4a ein Gitter, welches aus einem unlösbaren Metall und einer aktiven Substanz besteht. Fig. 9 zeigt eine andere Ausführungsform einer Gitterelektrodenplatte in Seitenansicht mit einem Rahmen 4b, welcher die in Fig. 8 gezeigte Gitterelektrodenplatte für die Beibehaltung ihrer Form umgibt, sowie weiterhin einer Verteilerschiene 4c an der Rückseite, um eine gleichförmige Stromversorgung zu erzielen.
Bei einer solchen elektrolytischen Behandlung war eine Anstrengung unternommen worden, um den zu behandelnden Metallstreifen in konstante Berührung mit einer frischen Elektrolytlösung zu bringen durch eine kontinuierliche Anlieferung der Elektrolytlösung in einen Behandlungstank und eine kontinuierliche Ableitung der Lösung von dem Tank. Bspw. waren verschiedene Systeme übernommen worden, wie bspw. ein System, bei welchem an dem unteren Bereich eines Behandlungstanks eine Einrichtung für die Anlieferung einer Elektrolytlösung (in der Zeichnung nicht gezeigt) vorgesehen ist, von welcher Einrichtung eine Elektrolytlösung in den Raum zwischen den Elektroden angeliefert wird, und bei welcher an dem oberen Bereich des Tanks eine Einrichtung für ein Ableiten der Lösung (ebenfalls nicht gezeigt) vorgesehen ist, von welcher die Elektrolytlösung abgeleitet wird, sowie ein System, bei welchem im Gegensatz zu dem vorerwähnten System eine Einrichtung für eine Anlieferung der Elektrolytlösung an dem oberen Bereich des Behandlungstanks und eine Einrichtung für ein Ableiten der Elektrolytlösung an einem unteren Bereich des Tanks vorgesehen sind. Diese bekannten Verfahren sollen eine gleichförmige und geregelte Strömung einer frischen Elektrolytströmung konstant oder kontinuierlich über den gesamten Raum zwischen den Elektroden anliefern.
Wenn unter Verwendung einer Vorrichtung wie in Fig. 7 gezeigt eine elektrolytische Behandlung durchgeführt wird, dann befindet sich die in dem Raum zwischen den Elektroden, definiert durch die Anode 4 und den Metallstreifen 3, vorhandene Elektrolytlösung entweder in einem statischen Zustand oder in einem Zustand einer natürlichen Konvektion oder sie treibt zusammen mit der Anlieferung oder der Ableitung der Elektrolytlösung an den oder von dem Tank, und es ist eine Unregelmäßigkeit und Ungleichmäßigkeit in der Flüssigkeitsströmung der Elektrolytlösung vorhanden, die durch den Raum zwischen den Elektroden fließt.
Der Berührungszustand zwischen der Oberfläche des an der Oberfläche zu behandelnden Metallstreifens 3 und der Elektrolytlösung ist daher nicht gleichförmig über die gesamte zu behandelnde Oberfläche. Es ist daher auch die Feststellung nicht möglich, daß die Oberflächenbehandlung des Metallstreifens 3 in einem gleichmäßigen Zustand über die gesamte zu behandelnde Oberfläche durchgeführt wird.
Aus diesen Gründen ist eine Maßnahme ergriffen worden, um die Elektrolytlösung in dem Raum zwischen den Elektroden zwangsweise umzurühren oder eine frische Elektrolytlösung, die von oben oder von unten in diesen Raum angeliefert wird, mit dem Metallstreifen über die gesamte zu behandelnde Oberfläche so vollständig wie möglich in Berührung zu bringen.
Die mit dem Metallstreifen 3 in Berührung zu bringende Elektrolytlösung verbleibt jedoch in einer Verwirbelung und zeigt eine ungleichmäßige Flüssigkeitsströmung selbst dann, wenn eine solche Maßnahme ergriffen worden ist, so daß nicht festgestellt werden kann, daß die Oberflächenbehandlung des Metallstreifens 3 in einem vollständig gleichförmigen Zustand ausgeführt wird.

Zusammenfassung der Erfindung

Diese Erfindung bezieht sich auf die Bereitstellung einer unlösbaren Elektrodenvorrichtung mit einer neuen Struktur, welche die oben beschriebenen Probleme vermeidet und eine frische und im wesentlichen gleichförmige Flüssigkeitsströmung einer Elektrolytlösung in dem Raum zwischen den Elektroden ausbilden kann, um eine hochqualitative Oberflächenbehandlung im Vergleich zu solchen ermöglicht, welche unter Verwendung einer herkömmlichen Vorrichtung erhalten wurden.
Die unlösbare Elektrodenvorrichtung dieser Erfindung wird nunmehr unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, bei welchen
Fig. 1 eine Perspektivansicht ist, welche eine Ausführungsform der zerlegten unlösbaren Elektrodenvorrichtung dieser Erfindung ohne eine Steuertafel für die Flüssigkeitsströmung zeigt;
Fig. 2 schematisch ein Ausführungsbeispiel der Elektrodenvorrichtung der Fig. 1 im Gebrauch zeigt;
Fig. 3 eine Perspektivansicht ist, welche die zerlegte Elektrodenvorrichtung dieser Erfindung mit einer Steuertafel für eine Flüssigkeitsströmung zeigt;
Fig. 4 und 5 jeweils eine weitere Ausführungsform einer Steuertafel für eine Flüssigkeitsströmung zeigen, die an der unlösbaren Elektrodenvorrichtung dieser Erfindung zu befestigen ist;
Fig. 6 schematisch einen Zustand zeigt, bei welchem eine bevorzugte unlösbare Elektrodenvorrichtung (mit einer Steuertafel für eine Flüssigkeitsströmung) dieser Erfindung im Gebrauch ist; und
Fig. 7 schematisch einen Zustand zeigt, wo eine herkömmliche Elektrode verwendet wird;
Fig. 8 schematisch eine Ausführungsform einer herkömmlichen Elektrode zeigt; und
Fig. 9 schematisch eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform einer herkömmlichen Elektrode zeigt;
Fig. 10 schematisch eine Ausführungsform der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung zeigt, bei welcher die Auslaßöffnung 12 auf derselben Seite wie der Einlaß (Öffnung) A für die Flüssigkeitsanlieferung angeordnet ist;
Fig. 11 schematisch eine Ausführungsform der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung zeigt, bei welcher die Auslaßöffnung 12 auf der zu dem Einlaß (Öffnung) A der Flüssigkeitsanlieferung gegenüberliegenden Seite angeordnet ist;
Fig. 12 die Form des bei dem Ausführungsbeispiel 1 verwendeten Maschendrahtes zeigt, wobei die Angaben t1 · Lw6 · Sw3.2 · w2 dargestellt sind.
Die unlösbare Elektrodenvorrichtung dieser Erfindung ist gekennzeichnet durch eine Elektrodenplatte mit Öffnungen und einer Befestigung an einer offenen Fläche eines Behälters, welcher diese offene Fläche an einer Seite aufweist und an wenigstens einer seiner anderen Seiten eine Auslaßöffnung für die Elektrolytlösung hat.

Bevorzugte Ausführungsform der Erfindung

Die Elektrodenvorrichtung dieser Erfindung wird nunmehr detaillierter unter Bezugnahme auf die Perspektivansicht beschrieben, die in Fig. 1 dargestellt ist und die zerlegte Vorrichtung zeigt.
In Fig. 1 zeigt 11 einen zusammengebauten Behälter aus einem für Flüssigkeit undurchlässigen Material und mit einer Öffnung an einer Fläche, um eine offene Fläche 11a zu bilden, und 12 zeigt wenigstens eine Elektrolytlösung- Auslaßöffnung, die in dem Behälter 11 ausgebildet ist und an jeder Fläche mit Ausnahme der offenen Fläche 11a vorgesehen werden kann. Fig. 1 stellt einen Zustand dar, bei welchem eine Auslaßöffnung (Auslaß) an der Bodenfläche des Behälters 11 ausgebildet ist, und ein Elektrolytlösung- Auslaßrohr 12a an dieser Auslaßöffnung 12 befestigt ist.
Die Bezugsziffer 13 zeigt eine Elektrodenplatte mit Öffnungen, wie bspw. eine Gitterplatte und eine perforierte Platte, die an dem Behälter 11 derart befestigt ist, daß sie die offene Fläche 11a des Behälters 11 vollständig abdecken kann, um eine integrierte Struktur zu bilden. Die Gitterelektrodenplatte 13 kann bspw. eine perforierte blechförmige Elektrodenplatte sein, bei welcher eine Anzahl Durchgangslöcher mit einer vorbestimmten Form verteilt sind, sowie auch die Gitterelektrodenplatte, die in Fig. 3 dargestellt ist. Die Gitterelektrodenplatte 13 kann somit kurzgesagt jede beliebige plattenförmige Elektrode sein, solange eine Elektrolytlösung durch sie hindurch durchdringen oder von einer Fläche zu der anderen Fläche hindurchfließen kann.
Die Elektrodenvorrichtung ist somit aus einem Behälter ausgebildet, der nur eine Fläche aus einer für Flüssigkeit durchlässigen Platte aufweist (wie bspw. eine Gitterplatte und eine perforierte Platte), während die anderen Flächen keine Durchlässigkeit für Flüssigkeit haben.
Die Elektrodenvorrichtung wird wie nachfolgend beschrieben verwendet. Für eine Beschreibung im Detail unter Bezugnahme auf die in Fig. 2 gezeigte Zeichnung ist diese Elektrodenvorrichtung in einem Behandlungstank 1 derart angeordnet, daß die Gitterelektrodenplatte 13 mit einem vorbestimmten Zwischenraum zu einem Metallstreifen 3 gegenüberliegen kann, der in der mit dem Pfeil P gezeigten Richtung oder in der entgegengesetzten Richtung durch eine Elektrolytlösung 2 hindurchläuft, welche den Behandlungstank 1 ausfüllt. Das andere Ende des Elektrolytlösung-Auslaßrohrs 12a ist nach außerhalb des Tanks verlegt. In diesem Fall wird bspw. eine frische Elektrolytlösung kontinuierlich in den Raum zwischen den Elektroden angeliefert, und das Elektrolytlösung-Auslaßrohr 12a kann mit einer Saugvorrichtung (wie bspw. einer Auslaßpumpe, verbunden sein, um die elektrolytische Behandlung zu bewirken. Das Auslaßrohr 12a kann auch ohne die Verwendung irgendeiner Saugpumpe einfach mit einem äußeren Speichertank für die abgeführte Lösung verbunden sein. In diesem Fall kann der Auslaß mit Unterstützung der Schwerkraft ausgeführt werden.
Die in den Tank angelieferte Elektrolytlösung fließt in den Behälter über den Öffnungsbereich der Gitterelektrodenplatte 13 durch die Wirkung einer Saugvorrichtung oder durch Schwerkraft und wird durch das Auslaßrohr 12a abgeführt, wobei die Flüssigkeitsströmung der angelieferten Elektrolytlösung im Verlauf der Strömung von der Anlieferungsstelle zu dem Auslaßrohr als eine relativ regelmäßige Strömung ausgebildet wird.
Der in dem Tank mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit gleichmäßig bewegte Metallstreifen 3 kann daher konstant mit einer relativ regelmäßigen und im wesentlichen gleichförmigen Flüssigkeitsströmung der Elektrolytlösung in Berührung gebracht werden, so daß eine hochqualitative Oberflächenbehandlung erzielt werden kann im Vergleich zu denjenigen, die unter Verwendung jeder beliebigen herkömmlichen Elektrode erhalten werden.
In Fig. 2 kann sich der obere Teil des Behälters außerhalb der Elektrolytlösung befinden, d. h. die obere Wand des Behälters kann über der Oberfläche der Lösung sein. In diesem Fall kann auf die obere Wand verzichtet werden.
Die unlösbare Elektrodenvorrichtung dieser Erfindung umfaßt einen Behälter mit einer Öffnung an einer Fläche und einem Elektrolytlösung-Auslaßrohr an wenigstens einer der anderen Flächen, eine an seiner offenen Fläche angeordneten Elektrolytlösung-Steuertafel für die Flüssigkeitsströmung zum Steuern der Strömung der Elektrolytlösung und eine Elektrodenplatte mit Öffnungen, wie bspw. ein Gitter, Löcher usw., in dieser Reihenfolge.
Die Steuertafel für die Flüssigkeitsströmung wird für den Zweck benutzt, die Strömung in dem Raum zwischen den Elektroden über den gesamten Bereich des Zwischenraumes gleichförmiger zu machen.
Die Elektrodenvorrichtung dieser Erfindung wird nunmehr in größerem Detail unter Bezugnahme auf die in Fig. 3 dargestellte Perspektivansicht beschrieben.
In Fig. 3 zeigt 11 einen Behälter, der aus einem für Flüssigkeit undurchlässigen Material besteht und eine Öffnung an einer Fläche hat, um eine offene Fläche 11a zu bilden; 12 zeigt wenigstens eine Elektrolytlösung-Auslaßöffnung, die in dem Behälter 11 ausgebildet ist und an jeder beliebigen Fläche mit Ausnahme der offenen Fläche 11a ausgebildet sein kann. Fig. 3 zeigt einen Zustand, wo eine Auslaßöffnung 12 an der Bodenfläche des Behälters 11 ausgebildet und ein Elektrolytlösung-Auslaßrohr 12a mit dieser Auslaßöffnung 12 verbunden ist.
Die Bezugsziffer 13 zeigt eine Elektrodenplatte mit Öffnungen, wie bspw. Poren, Löchern, Schlitzen, Spalten, ein Gitter usw., und sie kann bspw. die Ausbildung einer Gitterplatte-Elektrodenplatte haben, bei welcher die Anzahl der Durchgangslöcher oder Gitterlöcher mit einer vorbestimmten Formgebung gemäß der Darstellung in Fig. 3 verteilt ist.
Die Bezugsziffer 14 zeigt eine Steuertafel für die Flüssigkeitsströmung, die zwischen der offenen Fläche 11a des Behälters und der vorerwähnten Gitterelektrodenplatte 13 angeordnet ist.
Diese Steuertafel für eine Flüssigkeitsströmung besteht aus einer Platte, an welcher eine Vielzahl von Öffnungen oder Löchern von dem einen Ende zu dem anderen Ende ausgebildet ist, wobei diese Öffnungen oder Löcher derart geformt sind, daß die Öffnungen oder Löcher an dem einen Endbereich eine höhere Öffnungsrate haben als diejenigen an dem anderen Endbereich. Der hier verwendete Ausdruck "Öffnungsrate" ist definiert als ein Produkt der Anzahl der Öffnungen, die in jedem beliebigen Bereich ausgebildet sind, der erhalten wird, wenn die Platte von dem einen Ende zu dem anderen Ende der Steuertafel für die Flüssigkeitsströmung gleich aufgeteilt wird in einige Bereiche, und der Fläche der Öffnungen oder der Löcher. In anderen Worten ist der hier verwendete Ausdruck "Öffnungsrate" definiert als eine Rate der Öffnungsfläche gegen die betreffende, in Frage stehende Oberseitenfläche der Flüssigkeit-Steuertafel.
Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform, bei welcher die Öffnungsbereiche Schlitze 14a aufweisen, wobei die Schlitze 14a in dem unteren Bereich der Tafel mit einem größeren Abstand zwischen den Schlitzen nur spärlich verteilt sind; in dem oberen Bereich der Tafel sind sie dagegen dichter verteilt mit einem engeren Abstand zwischen den Schlitzen. Es ist außerdem möglich, die Schlitze in dem unteren Bereich mit einer kleineren Breite auszubilden; und diejenigen in dem oberen Bereich haben eine größere Breite. Die in dem oberen Teil der Tafel ausgebildeten Schlitze haben daher eine höhere Öffnungsrate und diejenigen, die in dem unteren Teil ausgebildet sind, haben eine niedrigere Öffnungsrate.
Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform, bei welcher die Öffnungen aus kreisförmigen Löchern bestehen, die über die gesamte Tafel verteilt sind, wobei Löcher mit kleinerem Durchmesser in dem unteren Teil der Tafel nur spärlich verteilt sind; Löcher mit größerem Durchmesser sind dagegen in dem oberen Teil der Tafel dichter verteilt. Es sollte angemerkt werden, daß die Löcher nicht auf kreisförmige Löcher beschränkt sein müssen und jede beliebige Form annehmen können, wie bspw. elliptische Löcher oder verschiedene rechteckige Löcher.
Die in Fig. 5 gezeigte Steuertafel für eine Flüssigkeitsströmung stellt eine Struktur dar, welche aus einem Rahmen 14c mit einem Profil besteht, welches gleich demjenigen der offenen Fläche 11a des Behälters ist und eine Vielzahl von Jalousien 14d hat, die zwischen den beiden Seiten des Rahmens 14c verlaufen. Bei dieser Ausführungsform dienen die zwischen den Jalousien 14d definierten Zwischenräume 14e als die Löcher. Bei der Ausführungsform mit einer solchen Struktur kann durch eine Einstellung des Neigungswinkels der Jalousien 14d, also bspw. durch die Einstellung eines größeren Neigungswinkels der in dem unteren Teil der Figur angeordneten Jalousien 14d und durch die Einstellung kleinerer Winkel der Jalousien in Richtung des oberen Teils der Figur, eine solche Gestaltung erzielt werden, daß je höher die Öffnung unter Bezugnahme auf die Figur angeordnet ist, desto höher die Öffnungsrate sein kann.
Bei dieser Steuertafel für eine Flüssigkeitsströmung ist es erforderlich, daß die Formgebung und die Größe der Öffnungen oder Löcher, die an der Tafel ausgebildet sind, der Verteilungszustand, die Öffnungsrate usw. variiert wird in Abhängigkeit von verschiedenen Bedingungen für die Oberflächenbehandlung eines zu behandelnden Materials, bspw. von den Abmessungen oder der Formgebung des zu behandelnden Materials, den elektrolytischen Bedingungen und die Flüssigkeitsdurchlässigkeit der perforierten oder Maschenelektrodenplatte. Sie können daher nicht wahllos bestimmt werden. Es kann insbesondere eine feine Einstellung durch eine Veränderung der Größe oder Anordnung der Öffnungen oder Löcher erzielt werden, bspw. zwischen denjenigen, die an der rechten Seite der Tafel ausgebildet sind im Vergleich zu denjenigen, die an der linken Seite ausgebildet sind, in Abhängigkeit von der Position, wo das Elektrolytlösung- Auslaßrohr 12a angeordnet ist. Kurz gesagt kann die Größe der Öffnungen oder Löcher in der Steuertafel für die Flüssigkeitsströmung und die Art und Weise ihrer Verteilung derart variiert werden, daß die Elektrolytlösung durch den Raum zwischen den Elektroden gleichmäßig fließen kann.
Die Elektrodenvorrichtung dieser Erfindung wird in der folgenden Art und Weise benutzt. Der Zustand der im Gebrauch befindlichen Elektrodenvorrichtung ist in Fig. 6 schematisch dargestellt. In Fig. 6 zeigt 1 einen Behandlungstank, 2 eine Elektrolytlösung, die den Behandlungstank aushöhlt, und 3 einen Metallstreifen, der in der mit dem Pfeil P angegebenen Richtung oder in der entgegengesetzten Richtung verläuft.
Die in Fig. 3 dargestellte Elektrodenvorrichtung dieser Erfindung ist derart angeordnet, daß der Metallstreifen 3 und die perforierte oder Gitterelektrodenplatte 13 zueinander mit einem vorbestimmten Abstand gegenüberliegen. In Fig. 6 ist die Steuertafel für die Flüssigkeitsströmung, die zwischen den Behältern 11 und der perforierten oder Gitterelektrodenplatte 13 anzuordnen ist, derart befestigt worden, daß der Endbereich mit einer kleineren Öffnungsrate an dem Boden angeordnet sein kann. Eine frische Elektrolytlösung wird von dem unteren Punkt A in den Zwischenraum zwischen den Elektroden angeliefert, während das an der Bodenfläche des Behälters 11 befestigte Elektrolytlösung- Auslaßrohr 12a bspw. mit einer Saugvorrichtung, wie bspw. einer Auslaßpumpe, verbunden ist, um die Elektrolytlösung darüber abzuleiten.
Während die Durchlässigkeit für Flüssigkeit der perforierten oder Gitterelektrodenplatte über ihre gesamte Oberfläche im wesentlichen gleichförmig ist, kann in diesem Zustand die hinter der Elektrodenplatte anzuordnende Steuertafel für die Flüssigkeitsströmung eine höhere Öffnungsrate in dem oberen Bereich und eine niedrigere Öffnungsrate in dem unteren Bereich haben, wodurch eine Bedingung bereitgestellt wird, bei welcher die Elektrolytlösung leicht in dem oberen Teil des Raums zwischen der Elektrode fließt und sie weniger leicht fließt in dessen unterem Teil. Die von der Einlaßöffnung A angelieferte Elektrolytlösung fließt daher in den unteren Teil der Vorrichtung mit keiner bedeutsamen Menge, jedoch fließt sie direkt nach oben um einen Zustand bereitzustellen, bei welchem die Elektrolytlösung gleichmäßiger fließen kann, wodurch das Problem gelöst wird, daß die angelieferte Lösung als Folge der Anordnung der Einlaßöffnung A und des Elektrolytlösung-Auslaßrohres 12a mit einer Anordnung eng beieinander ohne ein Aufwärtsfließen zum Erreichen des oberen Bereichs auf dem kürzesten Weg fließt, gelöst wird, wobei dies geschehen könnte, wenn die Steuertafel für eine Flüssigkeitsströmung nicht verwendet wird. Die Neigung dazu, daß die Elektrolytlösung auf kürzestem Weg von der Einlaßöffnung A zu dem Elektrolytlösung-Auslaßrohr 12a als Folge ihrer wechselseitig engen Anordnung fließt, wird nämlich durch die Neigung beseitigt, daß die Elektrolytlösung durch die Wirkung der Steuertafel für die Flüssigkeitsströmung leicht nach oben fließen kann, wodurch eine ausreichende Menge der Flüssigkeitsströmung für ein Fließen in den Behälter bewahrt werden kann, nachdem die Elektrolytlösung den oberen Bereich des Zwischenraums erreicht hat. Eine ausreichende Menge von frischer Elektrolytlösung kann daher von der Einlaßöffnung A, die an dem unteren Teil vorgesehen ist, durch den Raum zwischen den Elektroden hindurch fließen, selbst zu den Öffnungen hin, die von der Einlaßöffnung A am weitestens entfernt sind.
Während die Fig. 6 eine Ausführungsform zeigt, bei welcher die Einlaßöffnung A in der unteren Position vorgesehen ist, kann die Einlaßöffnung A tatsächlich auch in einer oberen Position vorgesehen sein. Bei dieser letzteren Ausführungsform kann die Steuertafel für die Flüssigkeitsströmung im Gegensatz zu der in Fig. 6 gezeigten Ausführungsform an dem Behälter umgekehrt befestigt sein, d. h. der Bereich mit der niedrigeren Öffnungsrate kann dann oben angeordnet sein.
Bei der Elektrodenvorrichtung dieser Erfindung ist die Steuertafel für die Flüssigkeitsströmung, die bei der Ausführungsform von der Anordnung der Einlaßöffnung und der Auslaßöffnung abhängig sein kann, gewöhnlich derart, daß der Bereich der Steuertafel für die Flüssigkeitsströmung mit einer höheren Öffnungsrate neben der Einlaßöffnung für die Elektrolytlösung angeordnet sein kann.
In den Fällen, wo der Einlaß (Öffnung) A für die Zuführung der Flüssigkeit auf derselben Seite wie die Auslaßöffnung 12 (siehe Fig. 10) ist, um die Strömung der in den Elektrodenbehälter fließenden Flüssigkeit gleichmäßig zu machen, ist es natürlich, daß die Öffnungsrate der Steuertafel kleiner gemacht werden sollte in der Nähe des Zuführeinlasses A und der Auslaßöffnung.
In den Fällen, wo A und 12 auf zueinander gegenüberliegenden Seiten sind (bspw. oben und am Boden oder am Boden und oben) (siehe Fig. 11), ergibt sich der schräge Verlauf der Strömung wie in Fig. 11 gezeigt als die am meisten natürliche Strömung. Die Öffnungsrate sollte daher in dem Bereich Q der Steuertafel minimiert werden.
Ein spezieller Verlauf der Strömung kann sich auch in Abhängigkeit von dem Abstand zwischen 13 und 3 und von der Beziehung der Tiefe von 11 damit ändern. Daraus ergibt sich, daß jede Breite der Platte oder Tafel bei 14 in Fig. 3 und der Breite der Öffnung 14a evtl. bestimmt sind durch das empirisch-praktische Verfahren.
Von der vorstehenden Beschreibung ist klar ersichtlich, daß die Elektrodenvorrichtung dieser Erfindung eine konstante und im wesentlichen gleichförmige Flüssigkeitsströmung der frischen Elektrolytlösung in der Nähe der Oberfläche eines zu behandelnden Metallstreifens ausbilden kann, der durch sie hindurch geführt ist. Es kann folglich eine hochqualitative Oberflächenbehandlung des Metallstreifens erzielt werden im Vergleich zu denjenigen, die unter Verwendung jeder beliebig herkömmlichen Elektrode erhalten werden.
Das an der Oberfläche der Elektrodenplatte der vorliegenden Vorrichtung zu erzeugende Elektrolytgas kann weiterhin in den Behälter gesaugt und an jedem beliebigen Ort der gesamten Platte wirksam entfernt werden, wodurch der Zustand einer ungleichmäßigen Stromverteilung vermieden werden kann, die als Folge des Schwebens von solchem Gas in dem Zwischenraum zwischen den Elektroden verursacht werden kann, oder auch die Verringerung der Qualität der behandelten Oberfläche, die erhalten werden kann, wenn solches Gas die Oberfläche des zu behandelnden Materials erreicht.
Die Vorrichtung dieser Erfindung ist unter Bezugnahme auf ein kontinuierliches Elektroplattieren eines Metallstreifens beschrieben worden, der in dem Tank bewegt wird. Die Elektrodenvorrichtung dieser Erfindung kann jedoch nicht darauf beschränkt sein und ist auch nützlich, wenn sie für eine elektrolytische Chromatbehandlung oder für eine Eloxieren angewendet wird. Fall die Vorrichtung dieser Erfindung für ein Elektroplattieren einer flachen Metallplatte benutzt wird, können weiterhin die Nachteile, wie eine ungleichmäßige Dicke der Ablagerung in Abhängigkeit von den Abschnitten oder der Verringerung der Qualität der Ablagerung wirksam gelöst werden.
Die vorliegende Erfindung wird nunmehr in größerem Detail anhand der folgenden Beispiele und des Vergleichs erläutert.

Beispiel 1

In einer Vorrichtung wie in Fig. 2 gezeigt wurden zwei Anodenbehälter an der linken Seite der Metallfolie angeordnet, die von der Elektrolytlösung heraus läuft, sowie in der rechten Seite der Metallfolie, die in die Lösung hineingeht. Die Arbeitsfläche des Anodenbehälters, also 13 in Fig. 1, war durch eine Beschichtung von Iridiumoxid (IrO&sub2;) auf der Vorderseite eines Ti (Titan) Dehnungsmetalls präpariert worden. Die Breite der Arbeitsfläche war 500 mm; die Höhe davon war 600 mm; und die Form des Maschendrahtes ergab sich aus den Angaben t1 · Lw6 · Sw3.2 · w2 (siehe Fig. 12). Die Dicke der IrO&sub2; Beschichtung entsprach 30 g/m² wesentliche Oberseitenfläche. Die Dicke des Behälters war 90 mm. Die Metallfolienoberfläche ist eine rauhe Oberfläche einer elektrolytischen Kupferfolie mit einer Dicke von 35 u und bewegte sich mit einer Geschwindigkeit von 3.3 m/min durch die Elektrolytlösung hindurch. Die Lösung bestand aus 35 g/l Cu²&spplus; und 100 g/l H&sub2;SO&sub4;. Die Temperatur der Elektrolytlösung war 27ºC, und die Menge der in jeden der Anodenbehälter hineinfließenden Lösung betrug 10 l/min. Der Abstand zwischen der Oberfläche der Kupferfolie und der Arbeitsfläche des Anodenbehälters betrug 40 mm. Der elektrische Strom zwischen jedem der Anodenbehälter und der Kupferfolie war 18A/dm².
Als Ergebnis wurde eine gleichmäßige sphärolitische Oberfläche kontinuierlich erhalten.

Vergleich 1

Zum Vergleich wurde ein Versuch ausgeführt in derselben Art und Weise wie im Beispiel 1 mit Ausnahme der Verwendung einer flachen Plattenanode mit derselben Fläche anstelle des Anodenbehälters gemäß der vorliegenden Erfindung. Als Ergebnis wurde keine gleichmäßig behandelte Oberfläche erhalten.

Beispiel 2

In einer Vorrichtung wie in Fig. 6 gezeigt wurde die Arbeitsfläche des Anodenbehälters mit 350 mm Breite und 1000 mm Höhe ausgeführt, und eine Steuertafel wie mit der Bezugsziffer 14 in Fig. 3 angedeutet wurde installiert. Bei der Steuertafel waren die Breiten der Schlitze 14a alle 5 mm; und die Breiten der acht (8) Querplatten betrugen von oben nach unten 50, 70, 90, 110, 130, 150, 170 und 190 mm. Unter Verwendung dieses Anodenbehälters wurde eine kontinuierliche elektrolytische Behandlung in derselben Art und Weise wie im Beispiel 1 durchgeführt mit der Ausnahme, daß die Strömungsrate der Flüssigkeit mit etwa 20 l/min gewählt wurde. Als Ergebnis wurde eine gleichmäßige sphärolitische Oberfläche erhalten.
In den Fällen, wo überhaupt keine Steuertafel installiert war, wurde gefunden, daß zwischen den Elektroden an den oberen Bereichen der beiden Elektroden ein Gas nach oben ging und daß die Flüssigkeit an dem unteren Bereich des Maschendrahts 13 eine Abkürzung nahm.

Claims

1. Unlösbare Elektrodenvorrichtung, bestehend aus:

einem Behälter, der mehrere Flächen aufweist, von welchen eine der Flächen eine offene Fläche ist;

wenigstens einem Auslaß für ein Entleeren einer Elektrolytlösung, der an einer beliebigen Fläche mit Ausnahme der offenen Fläche des Behälters positioniert ist;

einer porösen Elektrodenplatte, die im wesentlichen senkrecht zu der offenen Fläche des Behälters montiert ist;

einer Steuertafel für die Flüssigkeitsströmung, die innerhalb der porösen Elektrodenplatte angeordnet ist und eine Vielzahl von die Flüssigkeit durchlassenden Öffnungen hat, die von dem einen Ende zu dem anderen Ende ausgebildet sind, wobei die Öffnungsrate dieser Öffnungen von dem einen Ende zu dem anderen Ende in den Fällen zunimmt, wo die Entleerungsöffnung für die Elektrolytlösung und die Einlaßöffnung für die Elektrolytlösung an dem gleichen Ende sind, und wobei die Öffnungsrate dieser Löcher bis hin zu einer relativen Halbwegposition in den Fällen abnimmt, wo die Auslaßöffnung für die Elektrolytlösung und die Einlaßöffnung für die Elektrolytlösung an gegenüberliegenden Enden der Vorrichtung sind;

wobei die Elektrolytlösung in den Behälter einströmt, um durch die poröse Elektrodenplatte von der einen Seite davon zu der anderen hindurchzugehen und von dort durch den oder die Auslässe auszuströmen.

2. Unlösbare Elektrodenvorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die poröse Elektrodenplatte aus einer Siebelektrodenplatte besteht.

3. Unlösbare Elektrodenvorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die Öffnungen der Steuertafel für die Flüssigkeitsströmung Schlitze sind, die in einer horizontalen oder Querrichtung ausgebildet sind.

4. Unlösbare Elektrodenvorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die Löcher der Steuertafel für die Flüssigkeitsströmung unter kreisförmigen Löchern, ellipsenförmigen Löchern und rechteckigen Löchern ausgewählt sind.

5. Unlösbare Elektrodenvorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die Steuertafel für die Flüssigkeitsströmung die Struktur einer feststehenden Jalousie hat.