DE4106696C1 - Continuous prodn. of chemically metallised felt or foamed web - involves feeding web to catalytically activated soln. contg. lead and tin, drying, impregnating with metallising soln. etc. - Google Patents
Continuous prodn. of chemically metallised felt or foamed web - involves feeding web to catalytically activated soln. contg. lead and tin, drying, impregnating with metallising soln. etc.Info
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Her stellung von chemisch metallisierten Vliesstoff-, Nadelfilz- oder offenporigen Schaumstoffbahnen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a process for continuous production provision of chemically metallized nonwoven, needle felt or open-cell foam sheets according to the preamble of Claim 1.
Dem chemischen Metallisieren von Substratoberflächen aus Kunststoffmaterial kommt in der Praxis eine immer größere Be deutung zu. Die aus Kunststoffmaterial hergestellten Produkte sind kostengünstig in ihrer Herstellung und in ihrer Porosität und Dicke sind sie sehr gut zu variieren. Durch das Aufbringen einer Metallschicht auf die Oberfläche der Kunststoffsubstrate werden den Produkten günstige, durch die Metallauflage bedingte Eigenschaften, wie elektrische Leitfähigkeit oder magnetische Eigenschaften verliehen.The chemical metallization of substrate surfaces Plastic material is becoming increasingly larger in practice interpretation to. The products made of plastic material are inexpensive to manufacture and in their porosity and thickness they can be varied very well. By applying a metal layer on the surface of the plastic substrates the products are cheap, due to the metal coating Properties such as electrical conductivity or magnetic Properties.
Dadurch wurden diese textilen Stoffe mit klassischem Kunst stoffcharakter brauchbar für alle jene Anwendungen, bei denen es auf typisch metallische Eigenschaften bei möglichst poröser Ausgestaltung der Substratbahn ankommt.This made these textile fabrics with classic art material character usable for all those applications where it on typical metallic properties with as porous as possible Design of the substrate web arrives.
Zum technischen Vorgehen bei der Metallisierung von den ge nannten textilen Materialien gehört es, daß zunächst auf der Faseroberfläche eine katalytisch aktive Substanz - meistens edelmetallhaltig - abgeschieden wird. Dieser Verfahrensschritt wird üblicherweise mit "Aktivierung" bezeichnet, weil die chemisch inaktive Faseroberfläche aus Kunststoff für die chemische Metallabscheidung dabei aktiviert wird. Meistens nimmt man für die Aktivierung Palladium/Zinn-Verbindungen, die aus ionogener, komplex gelöster oder kolloidaler Lösung auf der Faseroberfläche abgeschieden werden. Nach dieser Aktivierung ist je nach Anforderung die überschüssige/verbrauchte Aktivie rungslösung aus den Poren des Vliesstoffes, des Nadelfilzes oder des Schaumstoffes zu entfernen, worauf dann das flächige Textilgut - ggf. nach notwendigen vorbereitenden Zwischenbe handlungen - chemisch metallisiert wird durch Eintauchen des Substrats in eine chemische Metallisierungslösung. Die bei dieser Metallisierung abgeschiedenen Metalle sind meistens Kupfer oder Nickel, grundsätzlich kann man aber auch andere Metalle auf einem vorher geeignet aktivierten Kunststoffsub strat abscheiden.The technical procedure for the metallization of the ge called textile materials it belongs that first on the Fiber surface is a catalytically active substance - mostly contains precious metals - is deposited. This process step is commonly referred to as "activation" because the chemically inactive fiber surface made of plastic for the chemical metal deposition is activated. Mostly one takes for activation palladium / tin compounds that from ionic, complex dissolved or colloidal solution on the Fiber surface to be deposited. After this activation is the surplus / used up capital depending on the requirement Solution from the pores of the nonwoven, the needle felt or to remove the foam, then the flat Textile goods - if necessary after necessary preparatory interim actions - is chemically metallized by immersing the Substrate in a chemical plating solution. The at this metallization is mostly deposited metals Copper or nickel, but basically you can also use others Metals on a suitably activated plastic sub deposit strat.
Als Kunststoffmaterialien werden vorwiegend Polyamide, Poly ester, Polyolefine, Polyacrylnitrile, Polyvinylhalogenide, oder Polymodacryle eingesetzt. Es kommen aber prinzipiell auch andere hochporöse Vliesstoffe, Nadelfilze oder offenporige Schaumstoffe mit Porositäten zwischen 40 bis 97% und einer Dicke von 0,6 bis 10 mm in Frage.Mainly polyamides, poly esters, polyolefins, polyacrylonitriles, polyvinyl halides, or Polymodacryle used. In principle, it also comes other highly porous nonwovens, needle felts or open-pore Foams with porosities between 40 to 97% and one Thickness from 0.6 to 10 mm in question.
Der Stand der Technik zum Aktivieren von porösen Kunststoff produkten ist z. B. beschrieben in der DE-PS 38 37 835. Nach erfolgter Aktivierung wird dabei die Kunststoffsubstratbahn durch einen Schleudervorgang getrocknet.The prior art for activating porous plastic products is z. B. described in DE-PS 38 37 835. After activation is the plastic substrate web dried by a spin process.
In der DE-PS 36 31 055 wird ein Verfahren zur Aktivierung von Vliesstoff- oder Nadelfilzbahnen angegeben. In dieser Schrift wird dabei ausgeführt, daß nach erfolgter Aktivierung die ver brauchte Aktivierungslösung zuerst aus den Poren des Kunst stoffsubstrates mechanisch entfernt wird. Als unbedingt not wendig wird es dann angesehen, daß das Kunststoffsubstrat vor der chemischen Metallisierung noch weiteren Sprüh- und Behand lungsschritten (Waschstation, Hydrolysestation) unterworfen wird.DE-PS 36 31 055 describes a method for activating Nonwoven or needle felt webs specified. In this writing is carried out that after activation the ver needed activation solution first from the pores of art substrate is mechanically removed. As absolutely necessary it is then considered agile that the plastic substrate before chemical metallization and further spraying and treatment steps (washing station, hydrolysis station) becomes.
Aus der DE-PS 36 37 130 ist ein Verfahren zum chemischen Me tallisieren von Textilmaterial bekannt. Nach erfolgter Akti vierung wird die überschüssige Aktivierungslösung mechanisch aus dem Textilmaterial entfernt. Die Fasern des Textilmaterials sind dann noch mit der Aktivierungslösung benetzt; dies kann sich für die nachfolgende Metallisierung negativ auswirken.From DE-PS 36 37 130 is a method for chemical measurement tallizing of textile material known. After the act The excess activation solution becomes mechanical removed from the textile material. The fibers of the textile material are then still wetted with the activation solution; This can have a negative impact on the subsequent metallization.
Die Verfahrensweise der chemischen Metallisierung von akti vierten Kunststoffsubstraten wird z B.in der DE-OS 27 43 768, der DE-PS 37 10 895 und der DE-OS 39 14 726 beschrieben.The procedure of chemical metallization of acti fourth plastic substrates is described, for example, in DE-OS 27 43 768, DE-PS 37 10 895 and DE-OS 39 14 726 described.
Der Stand der Technik bezüglich der chemischen Metallisierung von Textilmaterial läßt sich dahingehend zusammenfassen, daß die Einzelschritte des Vorbehandelns, des Aktivierens und des Metallisierens von Textilmaterial bekannt sind. Eine kontinu ierliche Herstellung von chemisch metallisierten Vliesstoff-, Nadelfilz- oder offenporigen Schaumstoffbahnen ist jedoch der Literatur nicht zu entnehmen. Prinzipiell muß zwischen den einzelnen Verfahrensschritten die vorhergehende Prozeßlösung aus den Poren des Kunststoffsubstrates entfernt werden, da die nachfolgende Lösung durch mitgeschleppte Reste der vorherge henden Behandlungslösung unwirksam oder unbrauchbar gemacht wird. So können oxidierend wirkende Säurereste aus der Vorbe handlung die Aktivierungslösung auf der Basis von Palladium/Zinn durch Oxidation des Pd zu Pd2+ oder Sn2+ zu Sn4+ unwirksam machen. Wird der Vorbehandlungsschritt weggelassen, so können nicht fest auf der Kunststoffoberfläche haftende Edelmetall keime nach der Aktivierung in das Metallbad eingeschleppt werden und damit zu einer unkontrollierbaren Selbstzersetzung des Metallisierungsbades führen. Es wird daher bisher mit großen Sprühwassermengen gearbeitet, um z. B. die verbrauchte Aktivierungslösung aus den Poren des Kunststoffsubstrates zu entfernen. Auch besteht bei einem längeren Trocknungsvorgang zwischen der Aktivierung und der Metallisierung des Kunst stoffsubstrates die Gefahr, daß das katalytisch aktive Palla dium (an Zinn gebunden/adsorbiert) katalytisch unwirksam wird durch Migration oder Oxidation.The prior art relating to the chemical metallization of textile material can be summarized to the extent that the individual steps of pretreating, activating and metallizing textile material are known. A continuous production of chemically metallized nonwoven, needle felt or open cell foam webs is not to be found in the literature. In principle, the previous process solution must be removed from the pores of the plastic substrate between the individual process steps, since the subsequent solution is rendered ineffective or unusable by entrained residues of the previous treatment solution. For example, acidic residues from the pretreatment that have an oxidizing effect can render the activation solution based on palladium / tin ineffective by oxidation of the Pd to Pd 2+ or Sn 2+ to Sn 4+ . If the pretreatment step is omitted, noble metal germs not adhering firmly to the plastic surface can be introduced into the metal bath after activation and thus lead to an uncontrollable self-decomposition of the metallization bath. It has therefore been worked with large amounts of spray water to z. B. to remove the used activation solution from the pores of the plastic substrate. There is also a longer drying process between the activation and the metallization of the plastic substrate, the risk that the catalytically active palladium (bound to tin / adsorbed) becomes catalytically ineffective due to migration or oxidation.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von chemisch metallisierten Vliesstoff-, Nadelfilz- oder offenporigen Schaumstoffbahnen mit einer Porosität von 40 bis 97% und einer Dicke von 0,6 bis 10 mm zu schaffen, das mit möglichst wenig Einzelschritten aus kommt und wobei möglichst wenig Abwasser entsteht.The invention is therefore based on the object of a method for the continuous production of chemically metallized Nonwoven, needle felt or open cell foam sheets with a porosity of 40 to 97% and a thickness of 0.6 to 10 mm to create that with as few individual steps as possible comes and with as little waste water as possible.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.This object is achieved with the characteristic Features of claim 1 solved.
Die Unteransprüche 2 bis 5 geben bevorzugte Ausführungsformen des Verfahrens an.The sub-claims 2 to 5 give preferred embodiments of the procedure.
Es hat sich überraschenderweise herausgestellt, daß Vlies stoff-, Nadelfilz- oder offenporige Schaumstoffbahnen mit einer Porosität von 40 bis 97% und einer Dicke von 0,6 bis 10 mm nach erfolgter Aktivierung durch den erfindungsgemäßen zwei stufigen Trocknungsvorgang so ausreichend von der verbrauchten Aktivierungslösung befreit werden, daß die Bahnen anschließend sofort der chemischen Metallisierung unterworfen werden können. Ein dazwischen geschalteter Spülvorgang der Bahnen ist nicht notwendig und bei den aktivierten Bahnen kommt es zu keiner Rückoxidation oder Migration der katalytisch aktiven Palladium- Teilchen. Bei den so behandelten Kunststoffsubstratbahnen wurde eine völlig gleichmäßige Metallabscheidung, auch in den Poren der Bahnen, erzielt. It has surprisingly been found that fleece Fabric, needle felt or open cell foam sheets with one Porosity of 40 to 97% and a thickness of 0.6 to 10 mm after activation by the two according to the invention stage drying process so sufficient from the used Activation solution that the lanes are subsequently freed can be immediately subjected to chemical metallization. An intermediate rinsing process of the webs is not necessary and there is no activation of the activated lanes Reoxidation or migration of the catalytically active palladium Particles. In the plastic substrate webs treated in this way a completely uniform metal deposition, also in the pores of the tracks.
Verfahrensgemäß geht man in der Praxis so vor, daß die Kunst stoffsubstratbahn durch ein Aktivierungsbad, welches auf der Basis von kolloidal oder komplex gelösten katalytisch aktiven Palladium/Zinn-Teilchen hergestellt wurde, geführt wird und die Bahn mit der Aktivierungslösung getränkt wird. Kontinuierlich wird anschließend direkt die Bahn durch eine Vortrocknungssta tion geführt, wo die tropfnasse Bahn durch Walzen, Quetschen oder Ausrollen von verbrauchter und/oder überschüssiger Akti vierungslösung teilweise befreit wird. Bei diesem Vortrock nungsprozeß wird die verbrauchte und/oder überschüssige Akti vierungslösung zu etwa 70% bis 80% aus den Poren der Bahn ent fernt. Nach dieser Vortrocknung wird die Bahn weiterhin konti nuierlich durch eine zweite Trocknungsstation geführt, in der die restliche in den Poren der Bahn vorkommende verbrauchte und/oder überschüssige Aktivierungslösung bis auf einen Rest feuchtigkeitsgehalt von maximal 5 Vol.-% (bezogen auf die Aus gangsmenge der Aktivierungsflüssigkeit) thermisch entfernt wird. Für diesen thermischen Trocknungsvorgang können Heiß luftgebläse, Mikrowellen oder Infrarotstahler eingesetzt wer den. Die aktivierte und bis auf einen Restfeuchtigkeitsgehalt von maximal 5 Vol.-% getrocknete Bahn wird dann wiederum kon tinuierlich in eine chemische Metallisierungsstation geführt, wo die Bahn mit einer chemischen Metallisierungslösung in Kon takt gebracht wird. Als chemische Metallisierungslösungen kom men vor allem Vernickelungs- oder Verkupferungsbäder in Be tracht; es können aber auch andere chemische Metallisierungs bäder Verwendung finden. Die so hergestellten chemisch metal lisierten porösen Kunststoffsubstratbahnen sind völlig gleich mäßig und vollständig auch über die Tiefe der Substratbahn chemisch metallisiert.In practice, the procedure is that art fabric substrate web through an activation bath, which on the Basis of colloidally or complexly dissolved catalytically active Palladium / tin particles was produced, is led and the Web is soaked with the activation solution. Continuously the web is then directly through a predrying station tion led where the dripping wet web by rolling, squeezing or rolling out used and / or excess shares solution is partially exempt. With this predrock process is the used up and / or excess share 70% to 80% of the solution from the pores of the web distant. After this pre-drying, the web will continue to run guided through a second drying station in which the rest used up in the pores of the web and / or excess activation solution except for a remainder moisture content of maximum 5 vol.% (based on the quantity of the activation liquid) is thermally removed becomes. Hot can be used for this thermal drying process air blowers, microwaves or infrared steel the. The activated and except for a residual moisture content of a maximum of 5% by volume of dried web is then again con continuously led to a chemical metallization station, where the railway with a chemical metallization solution in Kon clock is brought. Com as chemical metallization solutions above all, nickel or copper plating baths in Be costume; however, other chemical metallizations can also be used find baths. The chemical metal thus produced porized plastic substrate sheets are completely the same moderately and completely also over the depth of the substrate web chemically metallized.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Beispielen noch näher erläutert werden: The invention will be explained in more detail below with the aid of examples are explained:
Eine Nadelfilzbahn aus Polypropylen mit einer Porosität von 92%, einer Dicke von 3 mm und einer Länge von 50 Meter wurde nach ihrer Herstellung ohne jegliche weitere Vorbehandlung mit einer üblichen salzsäurehaltigen Aktivierungslösung auf der Basis Palladium(II)-chlorid und Zinn(II)-chlorid getränkt. An schließend wurde die aktivierte Bahn kontinuierlich einem zweistufigen Trocknungsvorgang unterworfen. In der ersten Trocknungsstation wurde die Bahn zwischen zwei Gummirollen hindurchgeführt und bis zu einem Restgehalt von 35 Vo1.-% von der verbrauchten und/oder überschüssigen Aktivierungslösung befreit. In der zweiten Trocknungsstation wurde der Rest der in den Poren der Bahn noch vorhandenen verbrauchten und/oder überschüssigen Aktivierungslösung durch Ausblasen mit Heißluft entfernt. Es verblieb in den Poren der Nadelfilzbahn noch ein Restgehalt von ungefähr 2 Vol.-% an Aktvierungslösung. An schließend wurde die aktivierte und getrocknete Nadelfilzbahn direkt mit chemischer Metallisierungslösung in Kontakt gebracht und dabei chemisch vernickelt. Nach Abschleudern der ver brauchten chemischen Vernickelungslösung aus den Poren der Na delfilzbahn zeigte sich, daß alle Fasern der Nadelfilzbahn auf der Oberfläche der Bahn und auch im Inneren mit einer grau glänzenden Nickelschicht überzogen waren.A needle felt made of polypropylene with a porosity of 92%, a thickness of 3 mm and a length of 50 meters after their production without any further pretreatment a usual activation solution containing hydrochloric acid on the Base impregnated with palladium (II) chloride and tin (II) chloride. On in the end the activated path became continuous subjected to two-stage drying process. In the first The web was drying station between two rubber rollers passed through and up to a residual content of 35% by volume of the used and / or excess activation solution exempted. In the second drying station, the rest of the in the pores of the web still used and / or excess activation solution by blowing out with hot air away. It remained in the pores of the needle felt web Residual content of approximately 2% by volume of activation solution. On finally the activated and dried needle felt web became brought into direct contact with chemical metallization solution and chemically nickel-plated. After the ver needed chemical nickel plating solution from the pores of the Na delfilzbahn showed that all fibers of the needle felt web on the surface of the web and also inside with a gray shiny nickel layer were coated.
Eine Nadelfilzbahn aus Polypropylen mit einer Porosität von 85%, einer Dicke von 4,5 mm und einer Länge von 50 Metern wurde wie in Beispiel 1 aktiviert. Nach der Aktivierung wurde die Bahn wieder direkt einem zweistufigen Trocknungsprozeß unter worfen. Die Bahn wurde dabei in der ersten Trocknungsstation wie in Beispiel 1 behandelt. In der zweiten Trocknungsstation wurde die Bahn auf einem durchlässigen Rost geführt und auf der ersten Weghälfte mit Heißluft von oben her angeblasen und auf der zweiten Weghälfte mit Heißluft von unten her angeblasen. A needle felt made of polypropylene with a porosity of 85%, a thickness of 4.5 mm and a length of 50 meters activated as in example 1. After activation, the Web again directly under a two-stage drying process throw. The web was in the first drying station treated as in Example 1. In the second drying station the web was guided on a permeable grate and on the The first half of the path is blown with hot air from above and up The second half of the path is blown with hot air from below.
Die so getrocknete Nadelfilzbahn besaß noch eine Restfeuchtig keit von 2 Vol.-%. Darauf wurde die getrocknete Bahn direkt in eine chemische Vernickelungsstation geführt, in der die Bahn von oben her mit der chemischen Metallisierungslösung getränkt wurde. Bei der eine Dicke von 4,5 mm aufweisenden Nadelfilzbahn waren alle Fasern gleichmäßig chemisch vernickelt.The needle felt web thus dried still had a residual moisture of 2% by volume. The dried web was then directly in run a chemical nickel plating station in which the web impregnated with the chemical plating solution from above has been. With the 4.5 mm thick needle felt web all the fibers were evenly chemically nickel-plated.
Claims (5)
- - daß die Bahnen in ihrem herstellungsbedingten Konfektions zustand von einer Vorratsrolle kontinuierlich einer Akti vierungsstation zugeführt werden, in der die Bahnen in be kannter Weise mit einer katalytisch aktiven Aktivierungs lösung auf der Basis Palladium/Zinn getränkt werden,
- - daß anschließend die Bahnen direkt einer Vortrocknungs station zugeführt werden, in der ein Teil der verbrauchten und/oder überschüssigen Aktivierungslösung durch mecha nische Mittel entfernt wird,
- - daß die Bahnen anschließend direkt einer Haupttrocknungs station zugeführt werden, in der die in den Poren der Bahn noch befindliche verbrauchte und/oder überschüssige Aktivierungslösung mittels einer thermischen Behandlung entfernt wird,
- - daß die Bahnen anschließend direkt einer Metallisierungs station zugeführt werden, in der die Bahnen in bekannter Weise mit einer chemischen Metallisierungslösung getränkt
- - und anschließend abgelegt werden.
- - That the webs in their production-related ready-made state are continuously fed from a supply roll to an activation station, in which the webs are soaked in a known manner with a catalytically active activation solution based on palladium / tin,
- - That the webs are then fed directly to a predrying station in which part of the used and / or excess activation solution is removed by mechanical means,
- that the webs are then fed directly to a main drying station in which the used and / or excess activation solution still present in the pores of the web is removed by means of a thermal treatment,
- - That the webs are then fed directly to a metallization station, in which the webs are soaked in a known manner with a chemical metallization solution
- - and then filed.
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