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Verfahren zur Erzielung leicht ablösbarer elektrolytischer Kupferniederschläge
Bei der elektrolytischen Abscheidung von Kupfer war man bisher im allgemeinen stets
bestrebt, einen möglichst dichten, zusammenhängenden und zähen Niederschlag zu erzielen.
Uin hierbei die gewöhnlich aus gewalztem Kupferblech bestehenden Kathodenbleche,
die sogenannten Mutterbleche, mehrfach verwenden zu können, muß man dafür Sorge
tragen, ein festes Anwachsen des Niederschlags auf den Mutterblechen zu verhindern.
Zu diesem Zwecke hat man u. a. bereits vorgeschlagen, die Mutterbleche in der Weise
vorzubehandeln, daß man sie mit einer dünnen Schicht eines Nichtleiters, z. B. eines
roten Maschinenöls, überzieht, wobei Sorge dafür zu tragen ist, daß die Ölhaut sehr
dünn und daher sehr gleichmäßig aufgetragen wird, da sonst ein löcheriger, spitzengewebeartiger
Niederschlag entsteht, der aber bei Verwendung derartiger Nichtleiter immer noch
fest zusammenhängend, zähe und wenig brüchig ist.
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Für gewisse Verfahren der Weiterverarbeitung elektrolytischer Kupferniederschläge,
insbesondere solche, bei denen das Metall brikettiert wird, ist es nun aus verschiedenen
Gründen erwünscht, im Gegensatz zu den bisher angestrebten dichten, zusammenhängenden
und zähen Niederschlägen solche herzustellen, die sich nicht nur gleichfalls leicht
von den Mutterblechen ablösen lassen, sondern bei denen die einzelnen Kristalle
in einer äußerlich zusammenhängend erscheinenden Schicht von beträchtlicher Dicke
derart locker zusammenhängen, daß der ganze Niederschlag leicht in kleine Partikel
zerbrochen werden kann. Mittel zur Herstellung elektrolytischer Kupferniederschläge
mit derartigen Eigenschaften sind bisher nicht bekanntgeworden.
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Kupferniederschläge dieser Art werden nun erfindungsgemäß in der Weise
erhalten, daß man auf die blanken Mutterbleche eine dünne Schicht oder Haut eines
oder mehrerer ungesättigte organische Verbindungen enthaltender Nichtleiter aufbringt,
die eine so hohe Dielektrizitätskonstante und gleichzeitig eine derartige Benetzungsfähigkeit
besitzen, daß sich beim Stromdurchgang auf den Mutterblechen zunächst an voneinander
räumlich getrennten Stellen Kupferkristalle bilden, die infolge der Netzwirkung
des verwendeten Nichtleiters sofort von diesem benetzt werden, wodurch im weiteren
Verlauf der Abscheidung ein festes Zusammenwachsen der Kristalle verhindert wird
und eine brüchige
Schicht von nur locker zusammenhängenden Kristallen
entsteht.
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Da kein zäher Niederschlag gebildet werden soll, unterläßt inan bei
dein neuen Verfahren zweckmäßig -auch einen Zusatz voll Leim o. dgl. zum Elektrolyten
und verwendet außerdem ein verhältnismäßig dickes Kathodenblech aus Walzkupfer o.
dgl., das beliebig oft wieder verwendet wird und zweckinä ßig mit der Stromzuführungsschiene
starr verbunden ist, wodurch die Widerstände, die bei Verwendung von lose an den
Schienen hängenden Drahtbügeln an den Kolitaktstellen auftreten, in Wegfall kommen.
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Das neue Verfahren wird daher im Großbetrieb etwa wie folgt ausgeführt:
Ein Blech aus geeignetem Metall, vorzugsweise aus hartgewalztem Kupfer, von genügender
Dicke, um sich bei ständigem Gebrauch nicht zu verbiegen oder zu werfen, z. B. von
etwa 3 mm Stärke, und passenden Abmessungen wird mit der Stromzufiihrungsschiene
für die Kathode fest verbunden.
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Hierauf wird das Blech mit der das Abscheiden eines brüchigen Niederschlags
verursachenden Schicht überzogen. Eine solche Schicht besteht vorzugsweise aus Asphalt,
die z: B. durch Eintauchen des Bleches in eine Lösung oder Emulsion von Asphalt
bei geeigneter Temperatur erzeugt wird. Beim Trocknen der Emulsion bleibt dann auf
dein Blech ein sehr dünnes, transparentes, festhaftendes Asphalthäutchen von hoher
Dielektrizitätskonstante und starkem Benetzungsvermögen zurück.
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Das derart mit einem Überzug versehene Kathodenblech wird sodann in
ein elektrolytisches Bad eingehängt und unter -,#n`vendung einer Stromdichte von
beispielsweise i77 Amp/in= Kathodenfläche ein Niederschlag darauf abgeschieden.
Der Elektrolyt kann hierbei die übliche Zusammensetzung haben, jedoch unter Weglassung
des sonst üblichen, das feste Zusammenwachsen der. Kupferkristalle begünstigenden
Zusatzes von Leim. -Nachdem der Niederschlag eine genügende Dicke erreicht hat,
beispielsweise nach i4tägiger Abscheidung; nimmt man die Kathode aus dem Bad heraus
und löst den Niederschlag mit geeigneten Mitteln, z. B. durch Klopfen mit einem
Hammer oder durch Abkratzen mit geeigneten, voll Hand oder maschinell bedienten
Werkzeugen, vom Mutterblech ab, worauf er sich leicht in Stücke von o,6 bis :2,5
cm Durchmesser zerkleinern läßt.
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An Stelle von Asphalt können auch mannigfache andere, ungesättigte
organische Verbindungen enthaltende Nichtleiter von hoher Dielektrizitätskonstante
und starleer Benetzungsfähigkeit Verwendung finden, so z. B. verschiedene Paraffine
und andere Kohlen`vasserstoffe, ferner Maisöl, sulfoniertes Maisöl, Leinöl u. a.
Das Aufbringen einer dünnen Schicht derartiger Nichtleiter auf die Mutterbleche
kann in verschiedener Weise, z. B. durch Eintauchen, Anstreichen, Aufspritzen usw.,
erfolgen, wobei gegebenenfalls auch Gemische verschiedener derartiger Nichtleiter
oder Lösungen von solchen in geeigneten Lösungsmitteln oder Emulsionen Verwendung
finden können. Verwendet man zum Überziehen der Kathode einen bei der Temperatur
des Elektrolyten flüssigen Stoff der angegebenen Art, so müssen die folgenden drei
Faktoren richtig gegeneinander abgestimmt sein: i. Die Viscosität der Flüssigkeit
bei der Temperatur des Elektrolyten, welche die Dicke der beim Eintauchen in den
Elektrolyten auf dem Mutterblech verbleibenden L# lüssigleeitsschicht bestimmt.
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Die Dielektrizitätskonstante des den Überzug auf den Mutterblechen
bildenden Stoffes.
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3. Das Benetzungsvermögen des Flüssigkeitsüberzugs auf dem Kupferblech
für die sich darauf abscheidenden Kristalle unter Verdrängung des Elektrolyten,
wobei diese Fähigkeit bei solchen Kolilenwasserstoffen, die reich an ungesättigten
Verbindungen sind, größer ist als bei denen, die arm an solchen Verbindungen sind.
Die Jodzahl eines Öles ist ein ungefährer Maßstab für seinen Gehalt an ungesättigten
Verbindungen und damit für sein Benetzungsvermögen.
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Bei Verwendung eines bei der Temperatur des Elektrolyten 'festen Stoffes
zur Herstellung des Überzugs auf der Kathode, wie z. B. verschiedener Paraffine
oder eines dünnen Asphalthäutchens, kommen die beiden ersten Faktoren nicht in Betracht,
so daß die Widerstandsgröße des Überzugs allein von der Dicke der aufgetragenen
Schicht bestimmt wird. Ein zusammenhängendes festes Häutchen eines ungesättigte
Verbindungen enthaltenden Paraffins von hoher Dielektrizitätskonstante ergibt einen
sehr brüchigen Niederschlag auch dann, wenn dasselbe sehr dünn ist.
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Ebenso ergibt Maisöl als Mittel zur Herstellung des Überzugs einen
sehr brüchigen Niederschlag. Dieses leichtflüssige Öl voll geringer Vistosität bildet
ein sehr dünnes Häutchen, hat aber ein sehr starkes Be- i netzungsvermögen und eine
hohe Dielektrizitätskonstante.
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Dahingegen ergibt z. B. ein sehr dielektrisches Kabelöl einen durchaus
zähen Niederschlag. Ein derartiges Öl besitzt zwar eine i mittlere Viscosität und
stark dielektrische Eigenschaften, besteht aber fast vollständig
aus
gesättigten Kohlenwasserstoffen, hat infolgedessen ein nur geringes Benetzungs-
und Haftungsvermögen und ist deshalb für die Zwecke der Erfindung ungeeignet.