DE3901807A1 - Vorrichtung zum elektrolytischen abscheiden von metallen auf einer oder beiden seiten von baendern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum elektrolytischen Ab­ scheiden von Metallen auf einer oder beiden Seiten von die Kathode bildenden Bändern, vorzugsweise Stahlbändern, gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1, sowie Steuerungsverfahren für die einseitige Be­ schichtung von derartigen Bändern in einer solchen Vorrichtung.

In horizontalen oder vertikalen galvanischen Anlagen der gattungs­ gemäßen Art erfolgt die Abscheidung von Metallen aus dem Elektro­ lyten auf die Kathode bildende Bänder, die zwischen zwei zueinander parallelen, nichtlöslichen Anoden hindurchlaufen. Die beiden Anoden sind in der Regel gleichgerichtet elektrisch beaufschlagt, so daß unter den bekannten geeigneten Voraussetzungen der metallische Niederschlag auf dem durchlaufenden Band erfolgt. Eine solche Anlage ist beispielsweise aus der DE-OS 35 10 592 bekannt. Solche und ähnliche Vorrichtungen werden jedoch auch zur einseitigen Be­ schichtung des durchlaufenden Bandes genutzt. Eine der beiden zuein­ ander parallelen Anoden wird dabei aus der Vorrichtung entfernt. Da Anlagen in der Regel mehrere Anodenpaare hintereinander geschaltet aufweisen, durch die das Band hindurchläuft, ergeben sich hohe Rüstzeiten bei der entsprechenden Einrichtung der Anlage zur ein­ seitigen Beschichtung. Außerdem ist häufig festzustellen, daß trotz Fehlen der entfernten Anoden eine teilweise Beschichtung auf der nicht zu beschichtenden Seite des Bandes erfolgt.

Es ist auch bereits versucht worden, zur Vermeidung solcher Rüst­ zeiten eine der beiden Anoden jeweils strom- bzw. spannungslos zu schalten. Es zeigt sich im Betrieb jedoch, daß in einem solchen Falle trotzdem sowohl auf der nicht zu beschichtenden Seite des Bandes als auch im unteren Anodenbereich ein störender Metallnieder­ schlag auf der Anode erfolgt. In diesem unteren Bereich werden je nach Anodenmaterial, z. B. bei iridiumdioxydbeschichteten Anoden, die Oberfläche passiviert und dadurch unbrauchbar. Die Erklärung muß offensichtlich darin gesehen werden, daß sich ein Spannungs­ abfall vom Einlauf bis zum Auslauf im jeweilig zu beschichtenden Bandabschnitt einstellt, so daß sich Potentialunterschiede zwischen der an sich stromlosen Anode und den gegenüberliegenden Bandab­ schnitten ergeben, die offensichtlich ausreichend sind um Abschei­ dungsvorgänge in Richtung Anode und/oder Band auszulösen.

Es ist daher bereits vorgeschlagen, die stromlose Anode durch Zwi­ schenschaltung einer Isolierung, beispielsweise einer dünnen Kunst­ stoffplatte, gegenüber dem Bandabschnitt zu isolieren. Solche Iso­ lierplatten lassen sich jedoch häufig im sehr schmalen Spalt zwi­ schen Band und Anode nicht unterbringen. Außerdem erfordert auch eine solche Maßnahme erhebliche Rüstzeiten bei der Umstellung vom beidseitigen Beschichtungsbetrieb auf den einseitigen Beschichtungs­ betrieb und umgekehrt.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung der gat­ tungsgemäßen Art und deren Steuerung so zu verbessern, daß mit einfachen Maßnahmen eine einseitige Beschichtung ermöglicht wird ohne wesentlichen Metallniederschlag auf der nicht zu beschichten­ den Bandseite bzw. Anode.

Gelöst wird die Erfindungsaufgabe mit einer Vorrichtung mit sämt­ lichen Merkmalen des Anspruches 1.

Nach einer bevorzugten Ausführungsart der Erfindung ist die ent­ sprechende Anode in mehrere gleichgroße Abschnitte aufgeteilt, wobei die Anodenabschnitte mit Freiabschnitten oder zwischengeschal­ teten Isolierstücken in einer Halterung aufgenommen sein können.

Bei einseitigem Beschichtungsbetrieb wird in bekannter Weise die Anode stromlos geschaltet. Da die erfindungsgemäße Anode in Lauf­ richtung des zu beschichtenden Bandes in mehrere relativ kleine Abschnitte aufgeteilt ist, können sich in diesen gegenüber der Gesamtlänge der Anode kleinen Abschnitten gegenüber dem zu beschich­ tenden Band nur geringe Spannungspotentiale aufbauen, welche Ab­ scheidungsvorgänge von der Anode oder Abscheidungsvorgänge aus dem Elektrolyten nicht oder nur in geringem Maße auszulösen vermögen.

Die Verwendung einer erfindungsgemäßen in Bandlaufrichtung mehrfach geteilten Anode ermöglicht mehrere Steuerungsmöglichkeiten bei einseitigem Beschichtungsbetrieb, wie sie mit den Ansprüchen 4 und 5 und 6 angegeben sind. Bei bestimmten Anoden, wie beispielsweise aus Iridiumdioxyd, kann es sinnvoll sein, die einzelnen Abschnitte der im Prinzip spannungsfreien, also nicht "arbeitenden" Anodenab­ schnitte ebenfalls anodisch mit geringeren als der zur Auslösung einer Abscheidung erforderlichen Spannung zu beaufschlagen, um Passivierung der Anode und gleichzeitig eine Beschichtung der nicht zu beschichtenden Bandseite zu vermeiden. In den einzelnen Anoden­ abschnitten kann eine angepaßte Anodenbeaufschlagung gesteuert werden.

Es ist ebenfalls mit einer erfindungsgemäßen Anode, wenn deren Oberfläche z. B. aus Blei besteht, möglich, beim einseitigen Be­ schichtungsbetrieb auf der nicht zu beschichtenden Seite entstandene Niederschläge am Ende des durchlaufenden Bandabschnittes wieder durch Abscheidung in umgekehrter Richtung abzubauen, in dem im Bereich des Auslaufes die Anodenabschnitte derartig elektrisch, d. h. negativ gegenüber dem gegenüberliegendem Bandabschnitt, beauf­ schlagt werden, daß der Abbau des nicht gewünschten Niederschlages auf der nicht zu beschichtenden Seite des Bandes erfolgt, ohne daß es zu einem entscheidenden Niederschlag auf dem entsprechenden Anodenabschnitt kommt.

Anhand einer prinzipiell dargestellten galvanischen Zelle wird die Erfindung im folgenden näher erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine solche Zelle und

Fig. 2 eine zu dem Schnitt in Fig. 1 senkrechte Ansicht auf eine in Querrichtung mehrfach geteilte Anode in der Zelle.

Das Gehäuse einer solchen Zelle ist mit der Ziffer 1 bezeichnet. Im Elektrolytbad 2 befinden sich in etwa paralleler Anordnung zueinan­ der die beiden Anoden 3 und 4, durch deren zwischen sich gebildeten Spalt das zu beschichtende Band 7 hindurchgeführt ist. Es läuft bei dieser Vertikalanordnung von einer oberen, gegebenenfalls die Strom­ rolle bildenden Umlenkrolle 5 zu einer unteren sich im Elektro­ lytbad 2 befindenden Rolle 6.

Während die nichtlösliche Anode 3 als über ihre Länge homogen anzu­ sehen ist, ist die andere nichtlösliche Anode 4 parallel zur Band­ laufrichtung mehrfach parallel geteilt. Diese vorzugsweise gleich­ großen Anodenabschnitte tragen die Ziffern 41, 42, 43 und 44. Diese Abschnitte sind gegeneinander isoliert, beispielsweise durch die dargestellten Zwischenräume. Dabei sind die Anodenabschnitte in in einem mit der Ziffer 7 bezeichneten Halter aufgenommen. Die elektrische Isolierung kann jedoch auch durch zwischengeschaltete Isolierabschnitte, beispielsweise Kunststoffabschnitte, erfolgen. Jeder Anodenabschnitt ist durch die getrennten Anschlüsse 410, 420, 430, 440 elektrisch beaufschlagbar. Durch entsprechende Steuerungs­ verfahren, vorzugsweise geregelt und überwacht, können diesen Ab­ schnitten unterschiedliche Spannungen bzw. Potentiale angelegt werden, die der Durchführung von einseitiger Beschichtung eines Bandes über die Anode 3 dienen.

Die beschriebenen Steuerungsverfahren dienen im wesentlichen dazu, Niederschläge auf der nicht zu beschichtenden Bandseite bei einsei­ tigem Beschichtungsbetrieb zu verhindern bzw. abzubauen.

Claims (6)

1. Vorrichtung zum elektrolytischen Abscheiden von Metallen auf einer oder beiden Seiten von die Kathode bildenden Bändern, vorzugsweise Stahlbändern, in der der zu beschichtende Bandab­ schnitt in einem Spalt zwischen zwei parallel zueinander ange­ ordneten nichtlöslichen Anoden im Elektrolyten geführt ist, wobei die Anoden unabhängig voneinander elektrisch beaufschlag­ bar sind, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Anoden (4) quer zur Bandlaufrichtung in mehrere gegeneinander elektrisch isolierte Abschnitte (41, 42, 43, 44) aufgeteilt ist, die jeweils unterschiedlich elektrisch beaufschlagbar sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die geteilte Anode (4) in mehrere gleichgroße Abschnitte (41, 42, 43, 44) aufgeteilt ist.

3. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Anodenabschnitte (41, 42, 43, 44) mit Abstand zueinander isoliert in einer Hal­ terung (7) aufgenommen sind.

4. Steuerungsverfahren für die einseitige Beschichtung von Bän­ dern in einer Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anodenabschnitte (41, 42, 43, 44) in Bandlaufrichtung gesehen, wahlweise potential­ frei oder mit gleichen oder unterschiedlichen, positiven oder negativen Potentialen zu dem jeweiligen Anodenabschnitt gegen­ überliegenden Bandabschnitt beaufschlagt sind.

5. Steuerungsverfahren für die einseitige Beschichtung von Bändern in einer Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei potentialfrei gehaltenen Einlaufabschnitten (41, 42, 43) der geteilten Anode (4) der oder die im Auslaufbereich liegenden Abschnitte (44) mit einem negativen Spannungspotential zu dem dem jeweiligen Anodenabschnitt gegenüberliegenden Bandabschnitt beauf­ schlagt sind derart, daß eine Abtragung einer ungewollten Beschichtung vom Band erfolgt.

6. Steuerungsverfahren für die einseitige Beschichtung von Bändern in einer Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß niedrige, positive Potentiale, im Verhältnis zu dem jeweils gegenüberliegenden Bandabschnitt, die noch keine Metallabscheidung auf dem Band bewirken, auf die Anodenabschnitte (41, 42, 43, 44) geschaltet werden, welche erforderlich sind, um eine Passivierung bestimmter Inertanoden zu verhindern.