DE69015517T2

DE69015517T2 - Kontinuierliche Elektroplattierung von elektrisch leitendem Schaum.

Info

Publication number: DE69015517T2
Application number: DE69015517T
Authority: DE
Inventors: Andrew S Bean; James R Brannan; James J Stewart; Anthony J Vaccaro
Original assignee: Eltech Systems Corp
Current assignee: Eltech Systems Corp
Priority date: 1989-08-07
Filing date: 1990-07-31
Publication date: 1995-05-11
Anticipated expiration: 2010-08-01
Also published as: ES2065514T3; CA2020638A1; EP0415876B1; JPH0372096A; DE69015517D1; JP3174047B2; EP0415876A1; CA2020638C; ATE116384T1; US4978431A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Galvanisieren von Metall auf einen Streifen aus elektrisch leitendem retikularem Schaum. Die vorliegende Erfindung ist besonders vorteilhaft für das kontinuierliche Galvanisieren von Metall auf einen Streifen aus elektrisch leitendem Polymerschaum.
Das bisherige US-Patent Nr. 4,326,931 offenbart ein kontinuierliches Verfahren für die Behandlung eines nicht elektrisch leitenden porösen Bandes. Das Verfahren beinhaltet zuerst, das poröse Band elektrisch leitfähig zu machen. Dies kann durch ein Plattieren einer Beschichtung aus einer elektrisch leitenden Farbe ohne Anlegen einer Spannung oder ein Ablagern von Metall unter Vakuum auf das Band ausgeführt werden. Das elektrisch leitende Band wird dann durch ein elektrolytisches Bad um eine rotierende Trommel herum geleitet, welche als Kathode funktioniert. Die sich drehende Trommelkathode ist teilweise in ein Bad eingetaucht. Eine Anode wird in einem gewissen Abstand von der Kathode in das Bad getaucht. Eine Spannung, die zwischen der sich drehenden Trommelkathode und der Anode angelegt wird, bewirkt die Ablagerung von Metall aus dem galvanischen Bad auf das Band. Dann wird ein zweiter und ein dritter Galvanisierungsschritt dadurch ausgeführt, daß das Band linear durch ein zweites und ein drittes galvanisches Bad geleitet wird. Es wird in dem Patent angegeben, daß das Ablagern von Metall auf die sich drehende Trommelkathode dadurch minimiert wird, daß das poröse Band in engem Kontakt mit der Trommelkathode geführt wird, so daß die Trommelkathode nicht direkt dem galvanischen Bad ausgesetzt ist. Einzelheiten bezüglich des Typs des porösen Bandes werden in dem Patent nicht offenbart. Es ist bis jetzt die Erfahrung der Anmelder dieses Patents gewesen, daß dann, wenn ein poröses (z. B. Schaumstoff-) Substrat, welches eine offene Zellstruktur hat, unter Verwendung einer kathodischen Walze galvanisiert wird, welche in das galvanische Bad eingetaucht ist, ein Galvanisieren der Kathodenwalze durch die offenen Zellen des Substrats stattfindet. Diese Plattierung schält sich auf das Substrat ab, wodurch eine Oberflächenrauhigkeit auf dem Substrat geschaffen wird. Plattierung, die auf der Kathodenwalze zurückgelassen wird, kann ein Hindernis für das Substrat bilden und das Substrat beschädigen.
Das Patent gibt auch an, daß ein kontinuierliches Galvanisieren einer Kathode in Bandform unter Verwendung von Zuführungsrollen außerhalb des Bandes, um Strom zuzuführen, bekannt ist. Es wird jedoch auch angegeben, daß ein solches bekanntes Verfahren für Metallbänder effektiv ist, die einen sehr geringen spezifischen Widerstand haben und nicht für das Galvanisieren eines porösen Bandes effektiv ist, das einen spezifischen Widerstand von dem 10²- 10&sup5;-fachen desjenigen von Metallbändern hat.
Das bisherige US-Patent Nr. 1,243,654 offenbart ein Beispiel für ein kontinuierliches Verfahren und eine Vorrichtung zum Galvanisieren eines Metalls auf ein Metalldrahtgeflecht oder -netz. Dieses Patent enthält keinerlei Hinweise in bezug auf das Galvanisieren auf ein nichtmetallisches Material.
Das bisherige US-Patent Nr. 3,549,505 offenbart ein Verfahren, welches teilweise kontinuierlich ist, für das Metallisieren von zellenförmigem Polyurethan. Das Verfahren umfaßt das Aufbrechen der Polyurethanzellen durch Sprühtrocknung mit feinverteiltem Grafit oder Eisen, um das Polyurethan elektrisch leitend zu machen. Diese ersten beiden Schritte werden auf Basis einer Stapelverarbeitung durch Eintauchen einer gewünschten Länge des mit Grafit oder Eisen beschichteten retikularen Erzeugnisses in das metallisierende Bad ausgeführt. Das beschichtete retikulare Erzeugnis wird zwischen einer Kathoden- und einer Anodenplatte plaziert, welche ebenfalls in das Bad getaucht sind. Das leitende retikulare Erzeugnis steht mit der Kathodenplatte in Kontakt. Metallionen werden zu dem negativ geladenen retikularen Polyurethan hin angezogen und darauf abgelagert. Es gibt keine Offenbarung hinsichtlich eines Metallisierens des retikularen Polyurethans auf kontinuierlicher Basis.
Das bisherige US-Patent Nr. 3,694,325 offenbart einen Stapelverarbeitungsprozeß für das Ablagern von Metall ohne Anlegen einer Spannung auf einen Polyurethanschaum, gefolgt von dem Galvanisieren des auf diese Weise behandelten Schaums in einem Nickel-Galvanisierungsbad. Es gibt keine Offenbarung hinsichtlich eines Galvanisierens des Polyurethanschaums in einem kontinuierlichen Verfahren.
Das bisherige US-Patent Nr. 4,077,853 offenbart das Metallisieren von Materialien durch Beschichten eines Substrats, beispielsweise von Polyurethanschaum, mit einem hydrophilen Material, ein chemisches Galvanisieren des hydrophilen Substrats mit einem Metall, um die Oberfläche leitend zu machen und das Galvanisieren eines Metalls auf die leitende Oberfläche. Der metallisierte Schaum kann angelassen werden, so daß er verdichtet oder in anderer Weise geformt werden kann. Das Verfahren ist nicht kontinuierlich.
Das bisherige US-Patent Nr. 4,251,603 offenbart das Beschichten eines geschäumten Harzes mit Ruß und dann das Galvanisieren des beschichteten Harzes auf beiden Seiten in einer galvanischen Lösung. Das Harz wird durch Pyrolyse entfernt, und die sich ergebende Struktur wird angelassen. Es wird in dem Patent vorgeschlagen, daß das Galvanisieren kontinuierlich dadurch ausgeführt wird, daß man den Harzschwamm in Längsrichtung zieht, während man plattiert. Jedoch werden keine Einzelheiten darüber angegeben, wie dies zu tun ist.
Das bisherige US-Patent Nr. 4,687,553 offenbart das Beschichten eines Kunststoffschaums mit offenen Zellen mit einer leitenden Substanz, wie beispielsweise Kohlenstoff, gefolgt von dem Galvanisieren des beschichteten Schaums. Der Schaum kann einer Pyrolyse unterzogen werden, um Kunststoffmaterial zu entfernen, wonach eine Wärmebehandlung folgt. Das Verfahren ist nicht kontinuierlich. Dieses Patent ist auf den Inhaber der vorliegenden Anmeldung erteilt.
Das US-Patent Nr. 4,436,601 offenbart in seinen Beispielen 1 und 2 ein Metallisieren von Polyurethanschaum ohne Anlegen einer Spannung und dann das elektrolytische Beschichten des metallisierten Schaums mit Kupfer oder Nickel durch Tauchen des metallisierten Schaums in ein elektrolytisches Bad. Das Galvanisieren ist nicht kontinuierlich.
Eine ähnliche Offenbarung, ähnlich der im Patent '601, ist in EP-A-0071119 enthalten, welche auf die Herstellung von Elektroden aus retikularem organischem Polymerschaum gerichtet ist. Der Galvanisierungsschritt ist nicht kontinuierlich.
EP-A-0151064 offenbart auch einen Stapelverarbeitungsprozeß, bei welchem ein Stück aus Polyurethanschaum zuerst durch Kathodenzerstäubung metallisiert und dann in ein elektrochemisches galvanisches Nickelplattierungsbad getaucht wird.
EP-A-014973 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung für das Galvanisieren von Kohlenstoffaser-Litzen, wobei die Litze durch ein galvanisches Bad über eine horizontale Anode geleitet wird. Vorzugsweise an der Auslaßseite des Bades wird die Litze katodisch in einer inerten Gasatmosphäre oder in einer Flüssigkeit polarisiert.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung beruht auf einem Verfahren und einer Vorrichtung für das kontinuierliche Galvanisieren einer Streifenbahn aus retikularem Schaumstoff. Es ist ein galvanisches Bad vorgesehen. Eine erste Kathodenwalze ist außerhalb des galvanischen Bades angeordnet. Eine erste Anode ist in das galvanische Bad eingetaucht, wobei die erste Kathodenwalze und die erste Anode eine erste Galvanisierungszone bilden. Die Streifenbahn aus retikularem Schaumstoff wird in das galvanische Bad eingeleitet und wird so geführt, daß sie sich an der ersten Anode vorbeibewegt, bevor sie mit der ersten Kathodenwalze in Kontakt kommt. Auf diese Weise erreicht die Streifenbahn eine Teilplatte an der ersten Anode, welche für eine Strombahn zwischen der ersten Anode und der ersten Kathodenwalze sorgt, die funktioniert, um die galvanische Reaktion in der ersten Galvanisierungszone aufrechtzuerhalten.
Dadurch, daß die Kathodenwalze außerhalb des galvanischen Bades angeordnet ist, wird die Kathode nicht mit Metall plattiert. Dies beseitigt eine Oberflächenrauhigkeit bei der galvanisierten Streifenbahn aus retikularem Schaumstoff und verhütet eine Beschädigung an der Streifenbahn, die aus der Behinderung an der Kathodenwalze resultiert. Es beseitigt auch Totzeit, die erforderlich ist, um die Kathodenwalze zu reinigen und erhöht die Effektivität des galvanischen Verfahrens.
Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann für retikularen Schaumstoff, welcher anfänglich, vor dem Galvanisieren, eine sehr geringe elektrische Leitfähigkeit hat, das Galvanisieren in der ersten Zone dadurch eingeleitet werden, daß man an die führende Kante der Schaumstoffstreifenbahn einen Leiter hoher Leitfähigkeit befestigt, welcher den Spalt zwischen der eingetauchten Anode und der Kathodenwalze überbrückt. Dieser Leiter sorgt für einen zeitweiligen Strompfad von der Kathodenwalze zur Anode, bis der Spalt durch teilweise plattierten Schaumstoff überbrückt wird, der in der Richtung der Kathodenwalze vorwärtsbewegt wird. Vorzugsweise wird die getauchte Anode dicht bei der Oberfläche des galvanischen Bades und in der Nähe der nicht eingetauchten Kathodenwalze positioniert, um den Spalt zwischen der Anode und der Kathodenwalze zu minimieren.
In der ersten Galvanisierungszone wird der retikulare Schaumstoff ausreichend galvanisiert, so daß er in anschließenden Zonen unter Verwendung konventioneller Galvanisierungsprozeduren weiter galvanisiert werden kann, wenn dies gewünscht wird. Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Streifenbahn aus teilweise galvanisiertem retikularem Schaum direkt von der ersten Galvanisierungszone zu anschließenden Galvanisierungszonen geleitet, wobei für alle Galvanisierungszonen dasselbe galvanische Bad verwendet wird. Alternativ kann die Streifenbahn aus teilweise galvanisiertem retikularem Schaum hinter der ersten Galvanisierungszone oder an irgendeiner anderen Stelle in dem Galvanisierungsprozeß auf einer Sammlerwalze aufgenommen und dann von der Sammlerwalze aus zu anschließenden Galvanisierungszonen weitergeleitet werden. Der Vorteil dieser alternativen Verfahrensweise ist, daß die Wanderungsgeschwindigkeit des retikularem Schaums auf eine verhältnismäßig geringe Rate in den ersten oder anfänglichen Galvanisierungszonen und gesondert auf eine verhältnismäßig höhere Rate in anschließenden Galvanisierungszonen optimiert werden kann, was die Galvanisierungseffektivität in den anschließenden Galvanisierungszonen erhöht.
Bei jeder Ausführungsform umfaßt, gleichgültig, ob das Galvanisieren in einem einzigen Galvanisierungsbad oder in zwei oder mehr Bädern ausgeführt wird, jede Galvanisierungszone vorzugsweise eine nicht eingetauchte Kathodenwalze und eine getauchte leerlaufende Walze. Eine Anode ist in jeder Galvanisierungszone zwischen der Kathodenwalze und der leerlaufenden Walze an der Oberfläche des Galvanisierungsbades angeordnet. Der retikulare Schaumstoff gelangt wellenförmig in das Galvanisierungsbad hinein und aus diesem heraus. Beim Übergang von jeder leerlaufenden Walze zu einer Kathodenwalze oder umgekehrt wandert die Streifenbahn aus retikularem Schaumstoff über die Stirnseite der Zonenanode. In den anschließenden Galvanisierungszonen ist der Schaumstoff stärker elektrisch leitend und kann entweder mit einer niedrigeren Spannung oder einer höheren Stromdichte als in der ersten Zone galvanisiert werden.
Die vorliegende Erfindung ist besonders vorteilhaft für das Galvanisieren retikularer Polymerschaumstoffe, wie beispielsweise retikularer Polyurethanschaumstoffe. Wenn gewünscht, kann der galvanisierte Schaumstoff angelassen werden, so daß er ohne ein Reißen der Metallstruktur geformt oder gestaltet werden kann. Wahlweise kann der galvanisierte retikulare Schaumstoff auch pyrolysiert werden, um auf diese Weise Polymerschaumstoff von der metallisierten Struktur vor dem Anlassen zu entfernen.
Es wird offensichtlich, daß das metallisierte retikulare Schaumstoffprodukt der vorliegenden Erfindung eine Anzahl von Anwendungen hat. Eine Hauptanwendung ist ein Substrat für einen Batterie-Stromsammler, beispielsweise einen Stromsammler für eine Nickel-Kadmium-Batterie. Andere Anwendungen sind als Substrat für einen Wärmetauscher; ein Katalysatorträger; das Substrat für eine Elektrode; und das Substrat für einen Regenerator. Ein Beispiel für eine Kathode, bei welcher das Erzeugnis der vorliegenden Erfindung verwendet werden könnte, ist eine Kathode für einen elektrochemischen Prozeß, beispielsweise einen Elektrosyntheseprozeß für die Abfallbeseitigung oder einen Prozeß zur Zurückgewinnung von Schwermetallen.
Weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden für jene, die mit der Technik vertraut sind, offensichtlich, für welche sich die Erfindung aus dem Lesen der folgenden Beschreibung unter Verweis auf die beigefügten Zeichnungen ergibt, bei welchen:
Fig. 1 ein Aufriß, teilweise geschnitten, einer schematischen Ansicht der kontinuierlichen Galvanisierungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung ist;
Fig. 2 eine schematische Grundrißansicht der Vorrichtung von Fig. 1 ist;
Fig. 3 eine vergrößerte schematische, teilweise geschnittene, Aufrißansicht eines Teils der Vorrichtung von Fig. 1 ist, die Einzelheiten der ersten Galvanisierungszone der Vorrichtung zeigt, wobei nur eine Anode gezeigt wird;
Fig. 4 eine vergrößerte schematische Grundrißansicht der Vorrichtung von Fig. 3 ist;
Fig. 5 eine Schnitt-Grundrißansicht der Vorrichtung von Fig. 1 ist, die das elektrolytische Verteilungssystem der Vorrichtung zeigt;
Fig. 6 ein schematischer Aufriß im Schnitt der Vorrichtung von Fig. 3 ist, die die Anode und die Kathode der ersten Galvanisierungszone zeigt;
Fig. 7 eine perspektivische Ansicht eines Anodenkorbpaares bei der Vorrichtung von Fig. 1 zeigt;
Fig. 8 eine Vorderaufrißansicht eines einzelnen Anodenkorbes des Anodenkorbpaares von Fig. 7 ist; und
Fig. 9 eine Rückseiten-Aufrißansicht eines einzelnen Anodenkorbes des Anodenkorbpaares von Fig. 7 ist.
Fig. 1 und 2 offenbaren eine kontinuierliche Galvanisierungsvorrichtung 10 für das Galvanisieren eines elektrisch leitenden Schaumstoffes entsprechend der vorliegenden Erfindung. In den Figuren wird die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung generell in Vollinien gezeigt. Dünne gestrichelte Linien in den Grundrißansichten werden verwendet, um verschiedene Walzen der Vorrichtung zu zeigen und um die Walzen von dem Rest der Vorrichtung zu unterscheiden. Eine Streifenbahn 12 aus elektrisch leitendem retikularem Schaumstoff wird in dicken gestrichelten Linien gezeigt, um die Wanderungsbahn der Streifenbahn zu zeigen. Unter Verweis auf Fig. 1 und 2 wird die Streifenbahn 12 aus elektrisch leitendem retikularem Schaumstoff von einer Vorratsrolle 14 zugeführt. Die Streifenbahn 12 aus retikularem Schaumstoff sollte verhältnismäßig flexibel und in der Lage sein, eine U-Biegung um eine Walze von kleinem Durchmesser zu machen.
Die Streifenbahn 12 aus elektrisch leitendem retikularem Schaumstoff kann eine beliebige Vielfalt von Substratmaterialien umfassen, welche eine niedrige elektrische Leitfähigkeit haben. Darin enthalten sind Polymerschaumstoffe, Kohlenstoff- oder Grafitschaumstoffe, Silikatschaumstoffe, Aluminiumschaumstoff und andere organische oder anorganische Materialien mit offenen Zellen. Synthetische oder natürliche Fasern, flexible Papier- oder Holzerzeugnisse und Leder können ebenfalls mit dem Verfahren und der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung erfolgreich mit einem Metall galvanisiert werden. Vorzugsweise ist das Substratmaterial eines, welches offene, untereinander verbundene Zellen hat. Für Zwecke der vorliegenden Anwendung soll der Begriff "retikularer Schaumstoff" alle solchen Substratmaterialien einschließen.
Nutzbare retikulare Polymerschaumstoffe, welche verwendet werden können, sind irgendwelche jener Polymersubstrate, welche konventionellerweise für die Herstellung von Polymerschaumstoffen verwendet werden, die mit einem Metall galvanisiert werden; wie beispielsweise Polyurethane, einschließlich eines Polyätherurethanschaums oder eines Polyesterurethanschaums; Polyester; Olefinpolymere, wie beispielsweise Polypropylen oder Polyäthylen; Vinyl- und Styrolpolymere; und Polyamide. Beispiele für kommerziell verfügbare organische Polymersubstrate beinhalten Polyurethanschaumstoffe, die durch die Scotfoam Corporation vermarktet werden, wie beispielsweise Scot Industrial Foam Version Q; Scot Industrial Foam PVC-beschichtet und "Scotfelt"- (Handelsmarke) Schaum; Polyätherurethanschaumstoffe und Polyesterurethanschaumstoffe. Diese Schaumsubstrate können eine durchschnittliche Porenanzahl pro cm innerhalb eines großen Bereichs haben, typischerweise innerhalb eines Bereichs von ungefähr 2 bis ungefähr 20 Poren je cm. Die durchschnittliche Porenanzahl pro cm wird durch die Anwendung diktiert. Beispielsweise kann es für ein Elektrodensubstrat für eine Nickel-Kadmium-Batterie wünschenswert sein, einen Polymerschaumstoff zu verwenden, der von ungefähr 16 bis zu ungefähr 40 Poren pro cm hat. Für ein Substrat für einen Motorenkopf kann es wünschenswert sein, einen Polymerschaumstoff zu verwenden, der von ungefähr 2,8 bis zu ungefähr 18 Poren pro cm hat.
Bei der Praxis der vorliegenden Erfindung muß die Streifenbahn 12 aus elektrisch leitendem retikularem Schaumstoff als Vorbedingung für das Galvanisieren eine gewisse elektrische Leitfähigkeit haben. Für Zwecke der vorliegenden Erfindung soll der Begriff "leitfähiger retikularer Schaumstoff" einen retikularen Schaumstoff bedeuten, der eine partielle Leitfähigkeit hat oder welcher als "halbleitend" bezeichnet werden kann, wobei man der konventionellen Praxis in der Industrie folgt. Ein retikularer Schaum kann unter Verwendung einer Anzahl allgemein bekannter Prozeduren "leitfähig" gemacht werden, wie beispielsweise ein Beschichten mit einem Latexgrafit; einem elektrolosen (ohne Anlegen einer Spannung erfolgenden) Galvanisieren mit einem Metall, wie beispielsweise Kupfer oder Nickel; einem Beschichten mit einer elektrisch leitenden Farbe, die Kohlenstoffpulver oder ein Metallpulver, wie beispielsweise Silberpulver oder Kupferpulver enthält; und ein Abscheiden eines Metalls unter Vakuum. Ein geeigneter elektroloser Nickel-Plattierungsprozeß ist in dem vorstehenden EP-A-0071119 offenbart. Die Offenbarung dieser veröffentlichten Anmeldung wird durch Verweis hierin eingeschlossen.
Polyurethanschaumstoffe, die mit einem Latexgrafit beschichtet sind, stehen kommerziell zur Verfügung, wie beispielsweise jene, die unter dem Handelsnamen "Conductive Foams" durch Scotfoam Corporation vermarktet werden. Diese Schaumstoffe haben typischerweise eine Leitfähigkeit von ungefähr 0,015 x 1/[Ohm.Zentimeter].
Wieder unter Verweis auf Fig. 1 und 2 wird die Streifenbahn 12 aus retikularem Schaumstoff um eine Zuführungswalze 16 einem Galvanisierungstank 18 zugeführt. Der Tank 18 wird auf einem Pegel 20 mit einem Standard-Galvanisierungsbad 22 gehalten. Die Zuführungswalze 16 ist aus einem Material, wie beispielsweise einem Kunststoff, hergestellt, welches gegenüber dem Elektrolyten von Bad 22 inert ist. Das Galvanisierungsbad 22 bei der vorliegenden Erfindung kann irgendeines aus einer Anzahl handelsüblicher Galvanisierungsbäder sein, das in der Lage ist, eine Vielzahl von Metallen elektrisch zu galvanisieren. Solche Materialien weisen beispielsweise Nickel, Chrom, Zink, Kupfer, Zinn, Blei, Eisen, Gold, Silber, Platin, Palladium, Rhodium, Aluminium, Kadmium, Kobalt, Indium, Quecksilber, Thallium und Gallium auf. Legierungen können in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung galvanisiert werden, wie beispielsweise Messing, Bronze, Kobalt-Nickel-Legierungen, Kupfer-Zink-Legierungen und andere. Einige Materialien sind für eine Elektroablagerung aus einem wäßrigen Medium nicht geeignet und erfordern spezielle Galvanisierungsbäder. Beispielsweise werden Aluminium und Germanium meist aus einem organischen Bad oder einem Medium aus geschmolzenem Salz elektrisch abgelagert. Alle solchen bekannten Galvanisierungsbäder sind in der Technik konventionell und können bei der Praxis der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
Ein geeignetes Bad, das erfolgreich bei der Praxis der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ist ein Nickel-Sulfamatbad, das die folgende Zusammensetzung, den folgenden pH-Wert und die folgende Temperatur hat:
Nickelsulfamat 400 g/l
Borsäure 30 g/l
Antipittingmittel 0,4 g/l
pH-Wert 3 - 5
Temperatur 38 - 82 ºC.
Die Streifenbahn 12 aus retikularem Schaumstoff wird in das Bad 22 nach unten geleitet und macht eine rückläufige Wendung um eine tiefer eingetauchte leerlaufende Walze 24. Die leerlaufende Walze 24 ist aus einem dielektrischem Material, z.B. Kunststoff, hergestellt, das inert gegenüber dem Galvanisierungsbad ist. Geeignete Kunststoffe sind Nylon, Polyvinylchlorid und Polypropylen. Die Streifenbahn 12 wandert dann nach oben von der leerlaufenden Walze 24 zu einer ersten Metallkathodenwalze 26, die mit Hilfe eines (nicht gezeigten) konventionellen Schleifringes leitfähig gemacht wird. Sowohl die getauchte leerlaufende Walze 24, als auch die Kathodenwalze 26 haben einen kleinen Durchmesser. In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist die Kathodenwalze 26 außerhalb des Galvanisierungsbades 22 angeordnet. Beispielsweise kann sie einen Abstand von ungefähr 12,5 cm von der Oberfläche 20 des Bades haben.
Zwischen der leerlaufenden Walze 24 und der Kathodenwalze 26 durchläuft der Streifenbahn 12 aus retikularem Schaumstoff einen ersten Galvanisierungsschritt über die Stirnseite einer Anode 28. Folglich definieren die Kathodenwalze 26 und die Anode 28 zusammen eine erste Galvanisierungszone 30, Fig. 3, bei der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung.
Bei dem Verfahren der vorliegenden Erfindung kann die Anode sich verbrauchend oder nicht verbrauchend sein. Bei der in den Zeichnungen veranschaulichten Ausführungsform ist bei einem vorstehend angegebenen Nickel-Sulfamatbad der Korb nicht sich selbst verbrauchend, sondern ist so angepaßt, daß er eine sich verbrauchende Komponente enthält. Fig. 7, 8 und 9 zeigen Einzelheiten einer Anode 28. Ein Anodenpaar 28 wird in Fig. 7 gezeigt. Wenn ein Anodenpaar 28 verwendet wird, dann wird die Streifenbahn 12 aus elektrisch leitendem retikularem Schaumstoff zwischen den Anoden hindurchgeführt. Folglich wird die Streifenbahn 12 auf beiden Seiten galvanisiert. Bei der Ausführungsform von Fig. 1 wird nur eine einzelne Anode 28 in der ersten Galvanisierungszone verwendet. Dies begrenzt das Galvanisieren in der ersten Zone auf nur eine Seite des Streifenbahns 12. Alternativ kann, wenn gewünscht, die Galvanisierung in der ersten Zone auf beide Seiten der Streifenbahn 12 unter Verwendung eines Anodenpaares 28 erfolgen, wie in Fig. 7 gezeigt.
Unter Verweis auf Fig. 8 und 9 ist die Anode 28 ein im wesentli chen rechteckiges Element, welches für die Verwendung in dem vorstehend erwähnten speziellen Bad ein Korb ist, der aus Titan oder einem anderen Röhrenmetall hergestellt ist, das gegenüber einer Korrosion in dem Galvanisierungsbad beständig ist. Beispiele für andere Röhrenmetalle sind Tantal, Zirkon, Niob, Wolfram und Legierungen davon, wobei die Legierung vorherrschend aus mindestens einem Röhrenmetall besteht. Der Korb umfaßt geschlossene Enden 32 und 34, einen geschlossenen Boden 36, eine Rückseite 38, welche geschlossen ist, eine offene Oberseite 40 und eine perforierte Vorderseite 42, z.B. eine Maschensieb-Vorderseite. Die Größe des Anodenkorbes 28 ist für eine gegebene Anwendung optimiert. Die Breite des Korbes ist ungefähr dieselbe, wie die Breite der Streifenbahn 12 aus retikularem Schaumstoff, der galvanisiert wird. Die Tiefe des Korbes wird durch die gewünschte Stromdichte diktiert. Bei der Ausführungsform von Fig. 1 hatte der Anodenkorb 28 eine Größe von ungefähr 38 cm x 15 cm x 3,8 cm Breite.
Unter Verweis auf Fig. 6 hat der Anodenkorb 28 eine rechteckige Maske 44 um den Umfang der offenen perforierten Vorderseite 43 herum. Die Maske 44 umfaßt einen oberen und unteren Teil 44a, 44b und Seitenteile 44c, 44d, welche ein Fenster 46 mit einer Größe von ungefähr 7,6 cm x 35,6 cm definieren. Die Anode 28 ist so positioniert, daß die Streifenbahn 12 aus elektrisch leitendem retikularem Schaumstoff über die perforierte Vorderseite 42 verläuft. Die Maske 44 funktioniert als Distanzstück zwischen der Streifenbahn 12 aus elektrisch leitendem retikularem Schaumstoff und der Anode 28. Die Dicke der Maske 44 ist ausreichend, um einen Kontakt der Streifenbahn 12 mit der Anode 28 zu verhüten, z.B. ungefähr 3 mm. Die Maske 44 besteht vorzugsweise aus einem dielektrischen Material, welches gegenüber dem Galvanisierungsbad 22 beständig ist und welches für eine verhältnismäßig reibungsfreie Oberfläche für die Streifenbahn 12 sorgt, wie beispielsweise aus "Teflon" (eingetragenes Warenzeichen).
Der Anodenkorb 28 ist für eine Verwendung mit dem vorstehend beschriebenen Bad mit (nicht gezeigten) sich verbrauchenden Nickelspänen gefüllt. Unter Verweis auf Fig. 3 ist die Anode 28 so positioniert, daß die offene Oberseite 40 dicht bei dem Pegel 20 des Galvanisierungsbades 22 liegt. Die Kathodenwalze 26 ist bezogen auf die Anode 28 und die leerlaufende Walze 24 so positioniert, daß die Streifenbahn 12 aus elektrisch leitendem retikularem Schaumstoff eine nach oben gerichtete Bewegung über die Stirnseite der Anode 28 gegen die Maske 44 bis zu einer Kontaktlinie 48 des Streifenbahns 12 mit der Kathodenwalze 26 macht.
Ein dielektrisches nicht perforiertes Trennstück 50 (Fig. 3 und 4) aus einem Kunststoff, der gegenüber dem Galvanisierungsbad 22 inert ist, wie beispielsweise Polyvinylchlorid, Nylon, Polyäthylen, Polypropylen und Teflon, ist auf der Rückseite des Anodenkorbes 28 angeordnet. Das Trennstück 50 erstreckt sich von ungefähr dem Pegel 20 des Bades 22 bis zu einer Position ungefähr in einer Ebene mit der Unterseite der leerlaufenden Walze 24, reichlich unterhalb der Anode 28. Der Zweck des Trennstücks 50 ist, die Stromverteilung in der ersten Zone 30 dadurch zu steuern, daß Streuströme von der ersten Anode 28 zu späteren Galvanisierungsstufen reduziert werden. Trennstücke könnten auch bei diesen späteren Stufen verwendet werden, um die Stromverteilung in dem Galvanisierungsbad zu steuern, wenn es gewünscht wird.
Dieser Stromfluß in der ersten Galvanisierungszone 30 wird in Fig. 3 durch Pfeile 52 gezeigt. Strom wird der Kathodenwalze 26 mit Hilfe von Kathodenleitern 53, in Fig. 6 gezeigt, zugeführt. Der Stromfluß zur Kathodenwalze 26 erfolgt durch einen (nicht gezeigten) internen Schleifring. Der Stromfluß von der Kathodenwalze 26 erfolgt von der Kontaktlinie 48 der Streifenbahn 12 mit der Kathodenwalze 26 und durch die Streifenbahn 12 zum Anodenkorb 28. Der Stromfluß von der Anode 28 erfolgt dann durch Anodenleitungen 54 zurück zu einer (nicht gezeigten) Stromquelle. Der Stromfluß zur Anode 28 bewirkt das Ablagern von Metall von konventionellen (nicht gezeigten) Anoden-Metallspänen, welche in dem Anodenkorb 28 enthalten sind, auf die Streifenbahn 28.
Bei der Praxis der vorliegenden Erfindung ist der retikulare Schaumstoff, selbst wenn er "elektrisch leitend" genannt wird, ein verhältnismäßig schlechter elektrischer Leiter. Selbst ein mit Grafit beschichtetes Polymermaterial ist ein verhältnismäßig schlechter elektrischer Leiter. Jedoch durch das Führen der Streifenbahn 12 aus retikularem Schaumstoff in der Richtung von dem Anodenkorb 28 zu der Kathodenwalze 26 gibt es ausreichend Ablagerung von Metall von der Anode 28 auf die Streifenbahn 12, um ein Galvanisieren in der ersten Galvanisierungszone 30 sich selbst aufrechterhaltend zu machen. Zusätzlich ist das Abscheiden von Metall auf der Streifenbahn 12 in der ersten Galvanisierungszone ausreichend für das Aufbringen von zusätzlichem Metall in anschließenden Galvanisierungszonen, die wirksam sind, um ein einheitlich galvanisiertes Substrat zu erhalten, gleichgültig, welche Galvanisierungsdicke gewünscht wird.
An der ersten Anodenwalze 26 ist die Spannung über die Kathodenwalze 26 und die Anode 28 eine Funktion solcher Faktoren, wie der gewünschten linearen Geschwindigkeit und der gewünschten Galvanisierungsdicke. Eine effektive Spannung ist eine, die höher als die Spannung sein könnte, die in den späteren Stufen des Galvanisierungsprozesses verwendet wird. Dies kann einen Aufbau von Wärme in der Streifenbahn 12 in dem Spalt zwischen der Kathodenwalze 26 und der Anode 28 verursachen, welcher ein Brennen des Schaumstoffsubstrats verursachen könnte. Es wurde festgestellt, daß dieser Wärmeaufbau durch Kühlen der Streifenbahn 12, beispielsweise durch Sprühen einer kalten Flüssigkeit wie beispielsweise Wasser auf die Streifenbahn 12 aus der Sprühdüse 56 gesteuert werden kann. Es ist nur ein feiner Sprühstrahl nötig, um eine Beschädigung an der Streifenbahn 12 zu verhüten. Die aufgebrachte Flüssigkeitsmenge sollte eine wirksame Menge für das Kühlen der Streifenbahn 12 sein. Die Streifenbahn 12 kann auch durch einen Luftstrahl oder durch Kühlen der Kathodenwalze 26 oder durch andere Mittel gekühlt werden, die jenen offensichtlich sind, die mit der Technik vertraut sind.
Stützstangen 58, Fig. 6, die an den Enden 32, 34 des Korbes befestigt sind, tragen den Anodenkorb 28 in dem Galvanisierungsbad 22. Diese Stützstangen 58 sind aus demselben Material wie der Korb. Der Tank 18 ist aus einem nicht leitenden Material hergestellt.
Die teilweise galvanisierte Streifenbahn 12 aus retikularem Schaumstoff macht eine Rückwärtswendung um die Kathodenwalze 26 herum und wird nach unten zurück in das Bad 22 um eine zweite leerlaufende getauchte Walze 62 geführt (Fig. 3). Die Streifenbahn 12 macht eine Rückwärtswendung um die leerlaufende Rolle 62 und bewegt sich dann in eine zweite Galvanisierungszone 64, die durch eine zweite Kathodenwalze 66 und eine zweite Anode 68 definiert wird (Fig. 3 und 4). Die zweite Anode kann ein Paar Anodenkörbe 28a und 28b umfassen, die auf gegenüberliegenden Seiten der Streifenbahn 12 aus retikularem Schaumstoff angeordnet sind. Jeder Korb 28a und 28b ist derselbe, wie der in Fig. 8 und 9 gezeigte Korb. Die Körbe 28a und 28b sind so positioniert, daß die offenen Maschenvorderseiten 42 einander gegenüberliegen und der Streifenbahn 12 aus retikularem Schaumstoff gegenüberliegen, wobei der Schaumstoff zwischen den Körben 28a und 28b hindurchgeht. Auf diese Weise kann die Streifenbahn 12 auf beiden Seiten galvanisiert werden.
Bei der in Fig. 3 und 4 veranschaulichten Ausführungsform haben sowohi die leerlaufende Walze 62, als auch die Kathodenwalze 66 beide einen größeren Durchmesser, als die Walzen 24 und 26 der ersten Zone. Der Zweck davon ist, den steiferen schwereren galvanisierten Schaumstoff aufzunehmen. Der spezielle Durchmesser wird für jede Situation optimiert.
In der durch Anode 68 und Kathodenwalze 66 definierten zweiten Galvanisierungszone wird dieselbe Verfahrensweise angewendet, wie in der ersten Galvanisierungszone, nämlich das Führen der Streifenbahn von der Anode 68 zu der Kathodenwalze 66. Auf diese Weise nimmt die Streifenbahn 12 zusätzliches Metall an der Anode 68 auf, so daß eine niedrigere Spannung oder eine höhere Stromdichte in der zweiten Galvanisierungszone, als in der ersten Galvanisierungszone angewendet werden kann.
Für den Rest des Galvanisierungsprozesses kann das Galvanisieren sowohl (i) auf gegenüberliegenden Seiten des Schaumstoffs, als auch (ii) sowohl bei der Abwärtsbewegung in das Bad hinein, als auch bei der Aufwärtsbewegung aus dem Bad heraus erfolgen. Wie gezeigt, umfaßt die Vorrichtung sechs zusätzliche Galvanisierungszonen, die wie folgt definiert sind, siehe Fig. 1 und 2: Zone Definiert durch Kathodenwalze 66 und Anode 70 Anode 72 und Kathodenwalze 74 Kathodenwalze 74 und Anode 76 Anode 78 und Kathodenwalze 80 Kathodenwalze 80 und Anode 82 Anode 84 und Kathodenwalze 86
Jede Kathodenwalze 74, 80, ausgenommen die letzte Kathodenwalze 86, kann zwei Galvanisierungszonen bedienen, ebenso wie die Kathodenwalze 66. Die letzte Kathodenwalze 86 bedient nur eine Galvanisierungszone. Zwischen den aufeinanderfolgenden Zonen liegen leerlaufende Walzen 90, 92 und 94. Die Kathodenwalzen 74, 80 und 86 und die leerlaufenden Walzen 92, 94 sind von noch größerem Durchmesser als die anderen Walzen in der Vorrichtung, um das Biegen des retikularen Schaumstoffs aufzunehmen, welcher durch die zusätzliche Galvanisierung noch steifer ist. Von der letzten Kathodenwalze 86 aus wird der jetzt galvanisierte retikulare Schaumstoff auf der Aufnahmewalze 96 aufgenommen.
Als Alternative zu der vorstehenden Vorrichtung kann eine Sammlerwalze an einem Zwischenpunkt in der Vorrichtung positioniert werden, beispielsweise hinter der Kathodenwalze 66 (Fig. 3). Die Streifenbahn aus teilweise galvanisiertem retikularem Schaumstoff kann dann von der Sammlerwalze zu den anschließenden Galvanisierungszonen geleitet werden, welche sich entweder in demselben Bad wie die anfänglichen Galvanisierungszonen oder in einem anderen Bad befinden. Ein Vorteil dieser alternativen Verfahrensweise ist, daß die Geschwindigkeit des retikularen Schaumstoffs in den anfänglichen Galvanisierungszonen optimiert und in anschließenden Galvanisierungszonen gesondert optimiert werden kann.
Fig. 5 und 6 zeigen das Elektrolytverteilungssystem bei der kontinuierlichen Galvanisierungsvorrichtung. Bei der gezeigten Ausführungsform wird die Zusammensetzung des Bades im wesentlichen im gesamten Tank gleich gehalten. Dies erfolgt durch Verwendung eines einzigen Verteilers 96, welcher sich in Längsrichtung innerhalb des Tanks erstreckt und einer Vielzahl von Abzweigungen 98, welche einen gewissen Abstand voneinander haben und sich seitlich in dem Tank erstrecken. Öffnungen 100 in der Oberseite der Abzweigungen gestatten das Strömen von Elektrolyt von einer (nicht gezeigten) Quelle in den Tank.
Es kann in der ersten Galvanisierungszone wünschenswert sein, einen Metalleiter an der führenden Kante der Streifenbahn aus retikularem Schaumstoff zu befestigen, bevor die Streifenbahn aus retikularem Schaumstoff in die Zone eingeleitet wird. Ein solcher Leiter würde für einen Pfad für den Stromfluß in der ersten Galvanisierungszone, zwischen Kathodenwalze 26 und Anode 28, sorgen, um das Galvanisieren der Streifenbahn aus retikularem Schaumstoff so ausreichend einzuleiten, daß ein weiteres Galvanisieren in der anfänglichen Galvanisierungszone sich selbst erhaltend gemacht wird. Ein solcher Leiter würde vorteilhafterweise bei einem Substrat aus retikularem Schaumstoff verwendet, das eine sehr geringe Leitfähigkeit oder einen hohen spezifischen Widerstand hat.
Für manche Anwendungen kann der galvanisierte retikulare Schaumstoff ohne eine weitere Verarbeitung benutzt werden. Jedoch wird für andere Anwendungen die galvanisierte Struktur mit Wasser gewaschen und wird das organische Polymermaterial durch Pyrolyse entfernt. Typischerweise erfolgt eine Pyrolyse bei einer Temperatur innerhalb des Bereichs von ungefähr 500 ºC bis zu ungefähr 700 ºC bis zu ungefähr drei (3) Stunden lang, je nach dem verwendeten Polymersubstrat. Danach kann dann ein Anlassen unter Verwendung konventioneller Anlaßprozeduren folgen. Wenn beispielsweise die Galvanisierungsung aus Nickel ist, dann kann ein Anlassen in einer Wasserstoffumgebung bei ungefähr 800 ºC bis ungefähr 1200 ºC ungefähr dreißig (30) Minuten lang erfolgen. Das resultierende Produkt hat eine hohe Porosität, beispielsweise eine Porosität von ungefähr 96 % und eine Zellenstruktur.
Das US-Patent Nr. 4,687,553 offenbart ein Verfahren für eine Pyrolyse, welche in mehreren Stufen ausgeführt wird, um ein Reißen der Galvanisierung zu vermeiden und um Oberflächenoxide zu entfernen, welche sich bei der Pyrolysebehandlung bilden. Die Offenbarung von Patent Nr. 4,687,553 wird durch Verweis in diese Anmeldung eingeschlossen.
Die vorliegende Erfindung wird in den folgenden Beispielen zusätzlich detailliert offenbart. Bei diesen Beispielen sind alle Teile, Prozentsätze und Verhältnisse bezogen auf das Gewicht, sofern nichts anderes angegeben ist. Alle Metallkonzentrationen wurden unter Anwendung von Standard-Atomabsorptionstechniken bestimmt.

Beispiel 1

Dieses Beispiel bezieht sich auf die Herstellung einer retikularen Nickel-Batterieelektrode für eine Nickel-Kadmium-Batterie. Ein Polyurethan-Schaumstoffsubstrat, welches mit einem Grafitharz leitfähig gemacht worden war, wurde elektrolytisch in der Vorrichtung von Fig. 1 galvanisiert. Bei diesem Beispiel wurden nur die beiden ersten Kathodenwalzen 26 und 66 verwendet. Der leitfähige Polyurethan-Schaumstoff steht handelsüblich bei Scotfoam Corporation zur Verfügung und wird unter dem Handelsnamen "Conductive Foam" vermarktet. Der leitfähige Schaumstoff hatte die folgenden Kennwerte: Kennwert Wert Breite der Streifenbahn Dicke der Streifenbahn Leitfähigkeit Poren pro cm
Das Galvanisieren wurde mit einer Vorschubgeschwindigkeit von ungefähr 2 Zoll pro Minute ausgeführt. Die folgende Tabelle 1 gibt Ströme und Spannungsabfälle in den beiden Galvanisierungszonen an. Tabelle 1 Zone Strom Spannung
Das Galvanisierungsbad war ein Nickel-Sulfamatbad, welches die vorstehend angegebene Zusammensetzung hatte und wurde auf einem pH-Wert von ungefähr 3-5 und einer Temperatur von ungefähr 40 ºC gehalten. Die Nickelspäne in den Körben 28 waren aus schwefeldepolarisiertem Elektrolytnickel. Die Nickelplattierung betrug ungefähr 0,2 Gramm pro Kubikzentimeter Schaumstoffsubstrat.
Der galvanisierte Schaumstoff wurde dann einer pyrolytischen Behandlung bei einer Temperatur von ungefähr 500 ºC ungefähr eine Stunde lang in Luft unterzogen.
Der Pyrolyse folgte ein Anlassen in Wasserstoff bei einer Temperatur von ungefähr 1100 ºC zehn (10) Minuten lang.

Beispiel 2

Dieses Beispiel bezieht sich ebenfalls auf die Herstellung einer retikularen Nickel-Batterieelektrode für eine Nickel-Kadmium- Batterie. Ein Polyurethan-Schaumstoffsubstrat, welches mit einem Grafitharz leitfähig gemacht worden war, wurde elektrolytisch in der Vorrichtung von Fig. 1 galvanisiert, welche drei Kathodenwalzen 26, 66 und 74 enthielt. Das Galvanisieren wurde in vier Zonen unter Verwendung der Anoden 28, 68, 70 und 72 ausgeführt. Der leitfähige Polyurethan-Schaumstoff steht handelsüblich bei Scotfoam Corporation zur Verfügung und wird unter dem Handelsnamen "Conductive Foam" vermarktet. Der leitfähige Schaumstoff hatte die folgenden Kennwerte: Kennwert Wert Breite der Streifenbahn Dicke der Streifenbahn Poren pro cm
Das Galvanisieren wurde mit eine Vorschubgeschwindigkeit von ungefähr drei Zoll pro Minute ausgeführt. Die folgende Tabelle 2 gibt Ströme und Spannungsabfälle in den vier Galvanisierungszonen an. Tabelle 2 Zone Strom Spannung
Das Galvanisierungsbad war ein Nickel-Sulfamatbad, das die vorstehend angegebene Zusammensetzung hatte und wurde auf einem pH- Wert von ungefähr 3-5 und einer Temperatur von ungefähr 40 ºC gehalten. Die Nickelspäne in den Körben 28 waren schwefeldepolarisiertes Elektrolytnickel. Die Nickelplattierung betrug ungefähr 0,2 Gramm pro Kubikzentimeter Schaumstoffsubstrat.
Der galvanisierte Schaumstoff wurde dann einer pyrolytischen Behandlung und einem Anlassen wie bei Beispiel 1 unterzogen.

Beispiel 3

Dieses Beispiel bezieht sich ebenfalls auf die Herstellung einer retikularen Nickel-Batterieelektrode für eine Nickel-Kadmium- Batterie. Ein Polyurethan-Schaumstoffsubstrat, welches mit einem Grafitharz leitfähig gemacht worden war, wurde elektrolytisch unter Verwendung einer Ausführungsform der Vorrichtung von Fig. 1 galvanisiert. Der Polyurethan-Schaumstoff wurde teilweise in einer Vorrichtung galvanisiert, die nur zwei Kathodenwalzen 26 und 66 enthielt und wurde dann auf einer Sammlerwalze aufgewikkelt. Anschließend wurde er von der Sammlerwalze abgewickelt und in einen zweiten Galvanisiertank eingeleitet, der zwei zusätzliche Kathodenwalzen ähnlich den Walzen 74, 80 enthielt. Der zweite Tank enthielt drei Anoden ähnlich den Anoden 72, 76 und 78, die mit den Kathodenwalzen drei zusätzliche Galvanisierungszonen definierten. Der leitfähige Polyurethan-Schaumstoff steht handelsüblich bei Scotfoam Corporation zur Verfügung und wird unter dem Handelsnamen "Conductive Foam" vermarktet. Der leitfähige Schaumstoff hatte die folgenden Kennwerte: Kennwert Wert Breite der Streifenbahn Dicke der Streifenbahn Poren pro cm
Das Galvanisieren wurde mit einer Vorschubgeschwindigkeit von ungefähr 10 cm pro Minute in dem ersten Tank und von ungefähr 2,5 cm pro Minute in dem zweiten Tank ausgeführt. Die folgende Tabelle 3 gibt Ströme und Spannungsabfälle in den fünf Galvanisierungszonen an. Tabelle 3 Zone Strom Spannung
Das Galvanisierungsbad war ein Nickel-Sulfamatbad, welches die vorstehend angegebene Zusammensetzung hatte und wurde auf einem pH-Wert von ungefähr 3-5 und auf einer Temperatur von ungefähr 40 ºC gehalten. Die Nickelspäne in den Körben 28 waren schwefeldepolarisiertes Elektrolytnickel. Die Nickelplattierung betrug ungefähr 0,35 Gramm pro Kubikzentimeter Schaumstoffsubstrat.
Der galvanisierte Schaumstoff wurde dann einer pyrolytischen Behandlung und einem Anlassen wie bei Beispiel 1 unterzogen.

Beispiel 4

Dieses Beispiel veranschaulicht ein Galvanisieren in der Vorrichtung von Fig. 1 unter Verwendung aller acht Galvanisierungszonen und eines Nickel-Sulfamatbades. Das leitfähige Polyurethan-Schaumstoffsubstrat ist dasselbe wie bei Beispiel 1. Das Galvanisieren kann bei einer Vorschubgeschwindigkeit von ungefähr 12,7 cm pro Minute ausgeführt werden, was zu einer Galvanisierung im Bereich von ungefähr 0,1 bis zu ungefähr 0,3 Gramm pro Kubikzentimeter führt. Die folgende Tabelle 4 gibt Ströme und Spannungsabfälle in den acht Galvanisierungszonen an. Tabelle 4 Zone Strom Spannung

Claims

1. Verfahren zum kontinuierlichen Elektroplattieren einer Streifenbahn aus elektrisch leitendem, retikularem Schaum, welches die Schritte aufweist:

(a) Vorsehen eines galvanischen Bades;

(b) Anordnen einer ersten Kathodenwalze außerhalb des galvanischen Bades;

(c) Anordnen einer ersten Anode innerhalb des galvanischen Bades, wobei die erste Kathodenwalze und die erste Anode eine erste Galvanisierungszone bilden; und

(d) Einführen der Streifenbahn aus elektrisch leitendem retikularen Schaum in das galvanische Bad, und Führen der Streifenbahn, so daß sie sich an der ersten Anode vorbeibewegt, bevor sie mit der ersten Kathodenwalze in Kontakt kommt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Streifenbahn ein elektrisch leitender, retikularer polymerer Schaum ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Anode im galvanischen Bad nahe der Oberfläche des galvanischen Bades angeordnet ist, und die Kathodenwalze oberhalb der Oberfläche des Bades und nahe der ersten Anode angeordnet ist, wobei sich die Streifenbahn nach oben gerichtet an der ersten Anode vorbei auf die Kathodenwalze bewegt.

4. Verfahren nach Anspruch 3 mit den Schritten des Elektroplattierens des Schaumes in zusätzlichen Galvanisierungszonen nach der ersten Galvanisierungszone.

5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei sich die zusätzlichen Zonen im gleichen galvanischen Bad befinden, das die erste Galvanisierungszone enthält, wobei die erste Galvanisierungszone von den nachfolgenden Galvanisierungszonen elektrisch abgeschirmt ist.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5 mit den Schritten des Akkumulierens der Streifenbahn aus elektrisch leitendem retikularen Schaum in einem Bereich, der sich zwischen der ersten Galvanisierungszone und mindestens einer der nachfolgenden Galvanisierungszonen befindet, und der getrennten Optimierung der Geschwindigkeit der Streifenbahn vor und nach dem zwischenliegenden Bereich.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Streifenbahn ein retikularer polymerer Schaum ist, der mit einem Graphitlatex beschichtet ist, wodurch er elektrisch leitend ist.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit dem Schritt des Bewegens der Streifenbahn aus elektrisch leitendem retikularen Schaum um eine Freilaufwalze, die in das galvanische Bad eingetaucht ist, bevor der Schaum an der ersten Anode vorbeibewegt wird.

9. Verfahren nach den vorhergehenden Ansprüchen, wobei das galvanische Bad ein galvanisches Nickelbad ist.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der galvanisierte Schaum nach dem Galvanisieren abgeschreckt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei der galvanisierte Schaum nach dem Galvanisieren einer Pyrolyse ausgesetzt und abgeschreckt wird.

12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welches das Anbringen eines elektrisch hoch leitfähigen Vorlaufs an eine vordere Kante der Streifenbahn aus elektrisch leitendem retikularen Schaum, das Einführen der Streifenbahn aus elektrisch leitendem retikularen Schaum und des Vorlaufs in das galvanische Bad und das Führen der Streifenbahn und des Vorlaufs enthält, so daß sie sich an der ersten Anode vorbeibewegen, bevor sie mit der ersten Kathodenwalze in Kontakt kommen, wobei die Länge des Vorlaufs ausreichend ist, um den Bereich zwischen der Anode und der Kathodenwalze beim Start des Elektroplattierungsverfahrens zu überbrücken.

13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei die Streifenbahn ein elektrisch leitender, retikularer polymerer Schaum ist und wobei der Vorlauf ein Metall-Vorlauf ist.

14. Vorrichtung zum kontinuierlichen Elektroplattieren einer Streifenbahn aus elektrisch leitendem retikularen Schaum mit:

a) einem galvanischen Bad;

b) einer ersten Kathodenwalze, die außerhalb des Bades angeordnet ist;

c) einer ersten Anode, die in das Bad eingetaucht ist;

d) Führungseinrichtungen zum Einführen der Streifenbahn aus elektrisch leitendem retikularen Schaum in das Bad; und

e) einer Freilaufwalze, die in das Bad eingetaucht ist, um die Streifenbahn an der ersten Anode vorbeizuführen, bevor die Streifenbahn die erste Kathodenwalze erfaßt,

dadurch gekennzeichnet, daß die erste Anode nahe der Oberfläche des Bades und die Kathodenwalze oberhalb der Oberfläche des Bades und nahe der Anode angeordnet ist, wobei sich die Streifenbahn von der Freilaufwalze nach oben an der ersten Anode vorbei auf die Kathodenwalze bewegt.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, wobei der Schaum ein elektrisch leitender, retikularer, polymerer Schaum ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, wobei die erste Kathodenwalze und die erste Anode eine erste Galvanisierungszone bilden, wobei die Vorrichtung Einrichtungen aufweist, um die Streifenbahn aus elektrisch leitendem retikularen Schaum mit einem zusätzlichen galvanischen Überzug zu versehen, mit mindestens einer zweiten Anode, die innerhalb des gleichen galvanischen Bades angeordnet ist, das die erste Anode enthält, und mit einer zweiten Kathodenwalze, die außerhalb des Bades angeordnet ist, wobei die zweite Anode und die zweite Kathodenwalze eine zweite Galvanisierungszone bilden.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, wobei die Einrichtung zum Aufbringen eines zusätzlichen galvanischen Überzugs eine zweite Freilaufwalze aufweist, die in das galvanische Bad eingetaucht ist und die zweite Anode führt, bevor sie mit der zweiten Kathodenwalze in Kontakt kommt.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 17 mit mehreren Galvanisierungszonen, wobei jede der Galvanisierungszonen eine Kathodenwalze aufweist, die außerhalb des galvanischen Bades angeordnet ist, und eine Anode, die in das galvanische Bad eingetaucht ist.

19. Vorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, oder nach Anspruch 18, wenn von Anspruch 16 oder 17 abhängig, wobei die zweite Kathodenwalze einen größeren Durchmesser als die erste Kathodenwalze hat.

20. Vorrichtung nach Anspruch 16, 17, 18 oder 19, wobei die Kathodenwalzen und die Freilaufwalzen im Durchmesser fortlaufend größer werden, während die Streifenbahn immer mehr galvanisiert wird.

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 20, wobei das galvanische Bad ein galvanisches Nickelbad ist.

22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 21, wobei die Anode einen sich nicht selbstaufbrauchenden Korb und ein verbrauchbares Metall aufweist, das im Korb enthalten ist.

23. Vorrichtung nach Anspruch 22, wobei der Korb eine perforierte ebene Vorderfläche aufweist, an der sich die Streifenbahn aus elektrisch leitendem retikularen Schaum vorbeibewegt, wobei der Korb aus einem Ventilmetall besteht, und wobei die Anode eine dielektrische Abstandseinrichtung an der Vorderfläche hat, die einen Spaltabstand zwischen der Streifenbahn aus elektrisch leitendem retikularen Schaum und der Vorderfläche bildet.

24. Anodenanordnung zur Verwendung in der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 23 mit:

einem sich nicht selbstverbrauchenden Anodenkorb zur Aufnahme eines sich selbstverbrauchenden Metalls, wobei der Korb eine perforierte Fläche hat;

einer dielektrischen Abstandseinrichtung an der Fläche, an der die Streifenbahn im Gebrauch liegt, wobei die Abstandseinrichtung den Spalt zwischen der Streifenbahn und der perforierten Fläche bildet; und mit

einem dielektrischen unperforierten Separator im Bad auf der Seite des Korbes, die der perforierten Fläche gegenüberliegt, um Streuströme von der Anode in das Bad zu vermindern.

25. Vorrichtung nach Anspruch 24, wobei die Abstandseinrichtung ein rechtwinkliges Bauteil ist, das ein offenes Fenster zwischen der perforierten Fläche und der Streifenbahn bildet.

26. Vorrichtung nach Anspruch 24 oder 25 zur Verwendung beim kontinuierlichen Elektroplattieren, wobei die Anodenanordnung nahe der Oberfläche des galvanischen Bades angeordnet ist, und wobei die Anordnung Führungseinrichtungen zum Führen der Streifenbahn an der Anode vorbei auf eine Kathode aufweist, die außerhalb des galvanischen Bades angeordnet ist.