DE904615C

DE904615C - Method and device for making non-conductive objects electrically conductive for subsequent galvanic metallization

Info

Publication number: DE904615C
Application number: DEM11173A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Erwin Mueller-Bralitz
Original assignee: ERWIN MUELLER BRALITZ DIPL ING
Current assignee: ERWIN MUELLER BRALITZ DIPL ING
Priority date: 1951-10-02
Filing date: 1951-10-02
Publication date: 1954-02-22

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Elektrischleitendmachen von nicht leitenden Gegenständen für die nachfolgende galvanische Metallisierung In der Galvanotechnik sind bisher zum Elektrischleitendmachen nicht von selbst leitender Gegenstände nur zwei verschiedene Verfahren bekannt: erstens das Verfahren, feste Gegenstände so lange mit einer mit Graph:vtflocken beschickten Bürste zu bürsten, bis eine geschlossene, glatte, schwarze Glanzschicht entsteht (Druckklischees, Kinderschuhe und glatte grobe Gegenstände u. dgl.), und zweitens das Verfahren, feiste und chemisch unempfindliche Gegenstände in eine Höllensteinlösung zu tauchen und dann aus dieser Silbernitratlösung durch chemische Reduktion das Silber als dünne spiegelartige Schicht auf der Oberfläche dieser Gegenstände auszufällen. So werden heute fast alle Spiegelgläser hergestellt und das, bekannte, außen mit einer starken galvanischen Silberschicht überzogene Porzellangeschirr sowie innen oder außen verspiegelte elektrische Glühlampen, Radioröhren, Christbaumkugeln od. dgl. Auch verwendet man zum gleichmäßigen Verteilen von Graphitflocken auf der Oberfläche von Gegenständen, also nicht zum Leitendmachen, ein einfaches Tauchverfahren, bei welchem die mit Wasser oder @Spiritus lose aufgeschwemmten Graphitflocken durch nachfolgendes starkes Verbürsten zu einer erst dann leitenden Schicht verarbeitet werden müssen, wais natürlich niemale möglich ist, wenn diese Gegenstände zerbrechlich sind oder starke Vertiefungen oder überschneidungen der Form haben, weil man mit einer Bürste nicht in solche Tiefen greifen kann.Method and apparatus for making non-conductive ones electrically conductive Objects for the subsequent electroplating in electroplating So far, objects are not only conductive by themselves for making them electrically conductive two different methods are known: first, the method, solid objects like that brush for a long time with a brush loaded with graph: flakes until a closed, smooth, black glossy layer is created (printing clichés, children's shoes and smooth coarse objects and the like), and secondly the method, fat and chemically insensitive To dip objects in a hellstone solution and then from this silver nitrate solution by chemical reduction the silver as a thin mirror-like layer on the surface to precipitate these items. This is how almost all mirror glasses are made today and that, known, coated on the outside with a strong galvanic layer of silver Porcelain dishes as well as electric light bulbs, radio tubes, mirrored inside or outside, Christmas tree balls or the like are also used to distribute graphite flakes evenly on the surface of objects, i.e. not to make them conductive, a simple one Immersion process, in which the graphite flakes loosely floated with water or alcohol then processed into a conductive layer by subsequent strong brushing must, of course, never be possible if these objects are fragile or have strong indentations or overlaps in shape because one is with a brush cannot reach into such depths.

Solch mehr oder weniger starkes Bürsten und die Behandlung mit einer Höllemsteinlösung sind aber zum Elektris,chleitendmachen zarter, tief bebuchteter oder unterschnittener künstlicher Gegenstände, insbesondere biegsamer oder in sich selbst beweglicher empfindlicher Objekte aus dem Pflanzen-, Tier- und Menschenreich, beispielsweise von Blüten, Pilzen und fleischigen Gegenständen für Schmuck-und Lehrnvecke oder von Gegenständen aus feuchtem Ton in der Kunst u. dgl. niemals verwendbar, schon deswegen nicht, weil die erzeugten zarten leitenden Schichten leicht reißen und selbst feinste Risse in der sonst leitenden Schicht den galvanischen Strom unterbrechen.Such more or less vigorous brushing and treatment with one Hellemstone solutions are, however, for electrifying, making chleitend more delicate, deeply indented or undercut artificial objects, especially flexible or intrinsic ones even moving sensitive objects from the plant, animal and human kingdoms, for example of flowers, Mushrooms and meaty objects for Jewelry and teaching tools or objects made of moist clay in art and the like. never usable, if only because of the delicate conductive layers produced tear easily and even the finest cracks in the otherwise conductive layer the galvanic Interrupt power.

Das sehr einfache Leitendmachen und Metallisieren nach der Erfindung eröffnet auf vielen Gebieten Möglichkeiten, an die bisher nicht zu denken Nvar. ?So können beispielsweise jetzt folgende Objekte metallisiert und in ihrer Form, später auch gefärbt oder bemalt, erhalten werden: Rosen, Blüten, Blätter, Ranken und Zweige aller Art und Größe für Schmuck und Diekorationszwecke; künstlich hergestellte. Schmuckgegenstände und bronzierte, versilberte oder vergoldete Utensilien für Kinoaufnahmen und Theater aus jedem beliebigen :Material, wie Gips, Wachs:, Plastilin, Holz, Ton od. dgl. ; ferner Libellen, Käfer, Heuschrecken, Schmetterlinge, Spinnen, Hornissen, Molche od. dgl. zum Anstecken als Frauenschmuck; Ketten aus Eicheln mit Glasperlen, Eichen- und Lorbeerblätter mit oder ohne Eicheln, bronziert, versilbert oder vergoldet als Sportpreise; pflanzliche oder fleischige Lehrmodelle, die in ihrer Form somit konserviert werden; leicht der Korrosion unterliegendeKnochenfunde aus der Urzeit; innen verglaste komplizierte Glas- bzw. Metallapparaturen in der Chemie, wie Rohrschlangen od. dgl.; Kupferkissen für Dichtungen von Explosionsmotoren; aus Gips oder Holz hergestellte Buchstaben für dem Wetter ausgesetzte Inschriften über Geschäften u. dgl. Dieses sehr einfache Verfahren besteht in einem möglichst schnellen einmaligen Tauchen des elektrisch leitend zu machenden Gegenstandes in eine- beliebige schnell oder langsam verdunstende, eintrocknende oder erstarrende Flüssigkeit, welche so dünnflüssig sein muß, daß sie leicht in alle Tiefen des Objektes einfließt, der ein beliebiger Metallstaub feinster Teilung, beispielsweise Bronzestaub, zugesetzt wird und die infolge ihrer Dünnflüssigkeit gestattet, daß die einzelnen Staubteilchen sich durch Adhäsion zu einer hauchdünnen, elektrisch leitenden geschlossenen ,Metallschicht zusammenschließen. Über dieser Metallstaubschicht, die sich an die Oberfläche des Objektes anheftet, wird noch mit Hilfe eines der Flüssigkeit zugesetzten Filmbildners eine hauchdünne glatte 'Schicht gebildet, welche infolge ihrer gering-en Stärke dem elektrischer galvanischen, also sehr schwach gespannten Strom noch den Zugang von außen, d. h. der Anode, zu der feinen Metallschicht, d. h. der Kathode, gestattet.The very simple conduction and plating according to the invention opens up possibilities in many fields previously unthinkable of the Nvar. ? For example, the following objects can now be metallized and their shape, later also colored or painted can be preserved: roses, blossoms, leaves, tendrils and branches of all shapes and sizes for jewelry and decorating purposes; man-made. Ornaments and bronzed, silver-plated or gold-plated utensils for cinema recordings and theater made of any: material such as plaster of paris, wax :, plasticine, wood, clay or the like; also dragonflies, beetles, grasshoppers, butterflies, spiders, hornets, Newts or the like to attach as women's jewelry; Chains of acorns with glass beads, Oak and bay leaves with or without acorns, bronzed, silver-plated or gold-plated as sports prizes; Vegetable or meaty teaching models, which in their form thus to be preserved; prehistoric bones easily corroded; Complicated glass or metal equipment in chemistry, such as pipe coils, glazed on the inside or the like; Copper pads for seals of explosion engines; made of plaster or wood produced letters for inscriptions exposed to the weather over shops and the like The like. This very simple method consists of a one-time process that is as quick as possible Dipping the object to be made electrically conductive in any fast or slowly evaporating, drying or solidifying liquid, which so must be thin so that it flows easily into all depths of the object Any metal dust with the finest graduation, for example bronze dust, was added and which, due to its thin liquid, allows the individual dust particles through adhesion to a wafer-thin, electrically conductive, closed, metal layer join together. Above this layer of metal dust that adheres to the surface of the The object is attached using a film former added to the liquid a wafer-thin, smooth layer is formed, which is due to its thinness the electrical galvanic, i.e. very weakly tensioned, current still has access from the outside, d. H. the anode, to the fine metal layer, d. H. the cathode.

Die Beschaffenheit der Grundflüssigkeit ist nebensächlich und richtet sich nur nach derArt und dem Material der leibend zu machenden Objekte sowie nach der Art des anzusetzenden galvanischen Bades, d. h. ob sauer oder alkalisch. Auch kann der Metallstaub aus beliebigem Material bestehen, wie Kupfer; Zinn, Zink, Aluminium, Blei, Eisen od. dgl. Auch die Verwendung von Graphit oder Kohlenstaub, allein oder als Zusatz zu dem Metallstaub; ist möglich. Diese Stoffe arbeiten aber nicht so schnell und rationell und auf jeden Fall nicht absolut sicher, besonders in den tiefen Stellen der Objekte. Wenn die verwendete Flüssigkeit nicht bereits selbst einen geeigneten Rückstand nach dem Verdunsten, Eintrocknen oder Erstarren zurückläßt, um den Metallstaub anzuheften und eine feine, glatte Haut über diesem zu bilden, wie es z. B. bei verdünnten Zaponlacken der Fall ist, muß man ihr einen lösbaren Filmbildner in sehr geringem Prozentsatz zusetzen. Die Grundflüssigkeit, welche zweckmäßig schnell an der Luft verdunstet, wenn auch ein langsames Verdunsten das rationelle, also schnelle Arbeiten nur verzögert, kann bestehen aus Wasser, Terpentin, Benzin, Benzol, .Spiritus, Zaponverdünnung und anderen Flüssigkeiten. Wichtig ist allein die, Dünnflüssigkeit der gesamten Tauchlösung und bei biegsamen oder in sich selbst beweglichen Objekten, daß die. beim Verdunsten zurückbleibende Filmschicht keine Risse bekommt, also in gewissen Grenzen biegsam und geschmeidig dehnbar ist.The nature of the basic fluid is secondary and directs only according to the type and material of the objects to be made incarnate, as well as according to the type of galvanic bath to be applied, d. H. whether acidic or alkaline. Even the metal dust can consist of any material, such as copper; Tin, zinc, aluminum, Lead, iron or the like. Also the use of graphite or coal dust, alone or as an additive to the metal dust; is possible. But these substances don't work that way quickly and efficiently and in any case not completely safe, especially in the deep spots of the objects. If the liquid used is not already by itself leaves a suitable residue after evaporation, drying or solidification, to adhere the metal dust and form a fine, smooth skin over it, how it z. B. is the case with diluted Zapon lacquers, you have to give her a detachable one Add film former in a very small percentage. The basic fluid which expediently evaporates quickly in the air, albeit a slow evaporation that efficient, i.e. fast work only delayed, can consist of water, turpentine, Gasoline, benzene, alcohol, zapon thinner and other liquids. Important is only the, thin liquid of the entire immersion solution and with flexible or in itself even moving objects that the. film layer remaining on evaporation does not get cracks, so it is flexible and supple stretchable within certain limits.

Wenn die Grundflüssigkeit allein diese Bedingungen nicht erfüllt, so muß ein Gaschmeidigmacher beigefügt werden, was sich bei Terpentin und Bienzol erfahrungsgemäß erübrigt.If the basic fluid alone does not meet these conditions, a gas softener must be added, which is the case with turpentine and bienzol Experience has shown that this is unnecessary.

Als Filmbildner können Harze; Kunstharze, Zapon, Paragummi, Kautschuk, Silikate (diese beispielsweise als Wasis:erglas für die M!etallis,ierung von später hohen Temperaturen ausgesetzten Objekten, welche innen kein Verbrennungsgas entwickeln sollen), Wachse u. dgl. dienen. Als Zusätze zum Geschmeidigmachen werden öle, ölhaltige Harze, wie echt venetianischer Terpentin u. dgl., verwendet.Resins can be used as film formers; Synthetic resins, zapon, para rubber, rubber, Silicates (these for example as Wasis: erglas for the metalization of later Objects exposed to high temperatures which do not develop combustion gas inside should), waxes and the like. As supplements for emollient are oils, oily ones Resins such as genuine Venetian turpentine and the like are used.

Alle Zusätze werden grundsätzlich in so geringen Mengen beigegeben, daß der Metallstaub sich zu einer leitenden iS'chicht zusammenschließen kann und die Deckhaut den elektrischen Badstrom noch zu dieser Metallhaut hindurchläßt.All additives are generally added in such small quantities that that the metal dust can combine to form a conductive layer and the cover skin lets the electric bath current through to this metal skin.

Beispielsweise kann zurr galvanischen Verkupfern nicht biegsamer sowie nicht hohen Temperaturen auszusetzender leitend zu machender Gegenstände eine Lösung von etwa 12,0 g feinstem rotem Schellack auf i 1 Spiritus verwendet werden. Bei biegsamen oder in sich selbst beweglichen Objekten wird als Geschmeidigmacher dickflüssiger, echt venetianischer Terpentin der Lösung zugesetzt, die dann beispielsweise aus i 1 Spiritus, zoo g feinstem rotem Schellack, 30 g echt venetianischem Terpentin und etwa i kg Kupferstaub feinster Teilung (Schliff genannt) besteht.For example, a solution of about 12.0 g of the finest red shellac on i 1 spirit can be used for galvanic copper plating of non-flexible objects and objects that are not to be exposed to high temperatures. In the case of flexible or self-moving objects, viscous, real Venetian turpentine is added to the solution as a softener, which is then made up of, for example, i 1 spirit, zoo g of the finest red shellac, 30 g of real Venetian turpentine and about 1 kg of finely divided copper dust (called grinding) consists.

Die Hauptschwierigkeit dieses neuen Tauchverfahrens liegt darin,. daß ,Metallstaub in so dünner Flüssigkeit in jedem einfachen Tauchgefäß sehr schnell zu Boden sinkt, wodurch die Flüssigkeit sehr schnell an Metallstaub verarmt und dann ver- : sagt. Die Flüssigkeit muß also während des Tauchers ständig aufgerührt bleiben, was nur auf mechanischem Wege möglich ist.The main difficulty with this new immersion technique is. that metal dust in such a thin liquid in any simple immersion vessel very quickly sinks to the bottom, as a result of which the liquid is very quickly depleted in metal dust and then fail: says. The liquid must therefore be constantly stirred during the diver remain what is only possible by mechanical means.

Für einzelne kleinere Gegenstände genügen ein unten möglichst glattes kugelförmiges Tauchgefäß und eine Holzkelle zum Umrühren, etwa eine umgedrehte Käseglocke oder eine in einer Kiste mit Beton oder Gips versteifte dünnere Glasglocke, wie sie beispielsweise über Mikroskope gegen Verstaubung gesetzt wird, jedoch ist damit die rationelle Metallisierung vieler Objekte nicht möglich, weil entweder die eine Hand stets unfrei ist oder zwei Arbeitskräfte nötig sind.For individual smaller objects, a bottom that is as smooth as possible is sufficient spherical immersion vessel and a wooden ladle for stirring, for example an upside-down one Cheese bell or a thinner glass bell stiffened in a box with concrete or plaster, such as it is set against dust, for example, via microscopes, but it is with it the rational metallization of many objects is not possible, because either one Hand is always unfree or two workers are required.

Zum rationellen Arbeiten sind daher besondere Apparaturen erforderlich, von denen zwei Ausführungsbeispiele in den Abb. i bis 3 dargestellt sind.Special equipment is therefore required for efficient work, of which two exemplary embodiments are shown in FIGS.

Die Abb. i und 2 zeigen eine Apparatur zum Tauchen kleinerer Gegenstände mit Handbetrieb, wobei zwecks schnell hintereinander erfolgenden Tauchens zwei Taucher angeordnet sind.Figs. I and 2 show an apparatus for diving smaller objects with manual operation, with two divers for the purpose of diving in quick succession are arranged.

Die Vorrichtung besteht aus zwei gleichen, durch einen geschlossenen Kanal miteinander zu einer sogenannten Wippe verbundenen und zum Tauchen jedesmal mittels eines '.Klappdeckels zu öffnenden und wegen des V erdunstens der Flüssigkeit schnell wieder zu schließenden Tauchgefäßen, die infolge der Stromlinienform der Bodenwandung jedes Festsetzen von Metallstaub verhindern, wenn durch Herunterdrücken des einen Gefäßes die Flüssigkeit aus dem anderen in dieses hineinläuft.The device consists of two equal, closed by one Channel connected to each other to a so-called seesaw and for diving every time can be opened by means of a hinged lid and because of the evaporation of the liquid immersion vessels that can be closed quickly again, due to the streamlined shape of the Prevent any metal dust from settling in the bottom wall when pressed down of the one vessel the liquid from the other runs into it.

Die mit Flüssigkeitsdampf vermischte Luft strömt dabei in entgegengesetzter Richtung in dass sich entleerende Gefäß, wird in diesem und in e inem Teile des Verbindungskanals schon etwas vor Beendigung des Überfließens der Flüssigkeit infolge des zweckmäßig ausgebildeten Anschlusses des Kanals an die Behälter abgeschlossen, wodurch in dem entleerten Behälter ein geringes Vakuum entsteht und dadurch sein Deckel fest angesaugt und am Aufklappen verhindert wird. Hierdurch wird jeder Verlust an Flüssigkeitsdampf vermieden, biss auf die geringe Menge über der Tauchflüssigkeit im tiefstehenden Gefäß, die während der kurzen Zeit des zum Tauchen erforderlichen Öffnens verlorengeht.The air mixed with liquid vapor flows in the opposite direction Direction in that emptying vessel, is in this and in a part of the Connection channel somewhat before the termination of the overflow of the liquid as a result the appropriately designed connection of the channel to the container completed, whereby a small vacuum is created in the emptied container and thereby be Lid is firmly sucked in and prevented from opening. This makes every loss avoided liquid vapor, bit on the small amount above the immersion liquid in the deep vessel, which is necessary for diving during the short period of time Opening is lost.

Die Tauchflüssigkeit überschlägt sich infolge der Stromlinienform beider Gefäße jedes-mal in dem unteren und bleibt dadurch mit Metallstaub voll gesättigt. Der Schnitt durch den Kanal in Abb. 2 zeigt, daß keine toten Winkel in dem über seine ganze Länge stets gleich breit bleibenden Kanal vorhanden sind, in denen sich Metallstaub ablagern könnte.The immersion liquid overturns due to the streamlined shape of both vessels each time in the lower one and thus remains fully saturated with metal dust. The section through the channel in Fig. 2 shows that there are no blind spots in the above its entire length always the same width remaining canal are present in which are Metal dust could deposit.

Abb. 3 zeigt einen Tauchkessel für größere Objekte, in welchem die Tauchflüssigkeit mittels Motorantriebs ständig aufgerührt wird und daher mit Metallstaub vollkommen gesättigt bleibt.Fig. 3 shows an immersion tank for larger objects in which the Immersion liquid is constantly stirred up by means of a motor drive and therefore with metal dust remains completely saturated.

Der Apparat besteht aus einem etwa senkrecht stehenden Kessel, welcher zweckmäßig um eine horizontale Achse kippbar gelagert ist, damit in Arbeitspausen der Metallstaub -sich nicht auf dem Boden ansammelt und das Rührwerk blockiert. Der Kessel ist oben durch einen Deckel verschließbar und hat unten einen gewölbten Boden, über welchem ein mittels Hand- oder Motorantriebs bewegtes Rührwerk horizontal kreist und dadurch die Tauchflüssigkeit in einen durch die Doppelwandung des !Kessels in seinem senkrechten Teil gebildeten Ringkanal nach oben drückt. Das Rührwerk wirkt ähnlich wie eine Zentrifugalpumpe. Damit die Tauchflüssigkeit im mittleren Teil des Kessels nicht stets mitkreist, sind innerhalb des Ringkanals, der zwecks leichterer Reinigung auch mittels eines losen Einsatzes im Kessel gebildet werden kann, breite senkrechte Stege angebracht sowie auch oberhalb des Rührwerks; statt dessen kann über dem Rührwerk auch ein grobes Sieb angeordnet sein. Der eigentliche innere Tauchraum des Kessels wird ständig mit aufgerührter und mit Metallstaub gesättigter Tauchflüssigkeit aus dem Ringkanal von oben her versorgt. Die Tauchflüssigkeit sinkt ebenso schnell wie der Metallstaub zur Rührvorrichtung am Boden und bleibt dadurch stets mit Metallstaub gesättigt. Dieses ständige Sinken der Tauchflüssigkeit nach unten infolge Einfließens von oben erleichtert Idas Eintauchen insbesondere langer, in sich selbst beweglicher, auch schwimmender Objekte, wie beispielsweise Ranken oder Zweige mit Blättern, die die Tauchflüssigkeit in sich hineinzieht.The apparatus consists of an approximately vertical boiler, which is expediently mounted tiltable about a horizontal axis, so that during work breaks the metal dust does not collect on the floor and block the agitator. The boiler can be closed with a lid at the top and a domed one at the bottom Floor over which an agitator moved horizontally by means of a hand or motor drive circles and thereby the immersion liquid in one through the double wall of the! boiler presses ring channel formed in its vertical part upwards. The agitator works similar to a centrifugal pump. So that the immersion liquid in the middle part of the boiler is not always circling, are within the ring channel, the purpose of easier Cleaning can also be formed by means of a loose insert in the boiler, wide vertical bars attached as well as above the agitator; instead can A coarse sieve can also be arranged above the agitator. The actual inner diving room the boiler is constantly filled with agitated immersion liquid saturated with metal dust supplied from the ring canal from above. The immersion liquid sinks just as quickly like the metal dust to the agitator on the floor and thus always remains with the metal dust saturated. This constant sinking of the immersion liquid downwards as a result of flowing in from above, Ida's immersion facilitates especially long, self-agile, also floating objects, such as tendrils or branches with leaves, the draws the immersion liquid into itself.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Method for making the surface electrically conductive of non-conductive objects of any type and any material by one-off. Immersion, characterized by the use of an easily flowing, evaporating or solidifying liquid in which any metal dust is finely dispersed is, creating a closed electrically conductive metal layer on the surface of the immersed object.

2: The method according to claim i, characterized in that that the liquid is a film-forming, soluble agent such as resin, synthetic resin, water glass od, like., Is added in a small amount.

3. The method according to claim i and 2, characterized by the addition of any material which the metal layer makes bedding film supple. q ..

Device for; carrying out the method according to claims i to 3, characterized by two identical ones, each with a hinged cover provided and connected to one another by means of a closed channel, rocker-like stored, dipping vessels.

Apparatus according to claim 4 .; characterized in that in the canal, which is always the same width over its entire length, there are no dead corners present and the walls of the channel and immersion vessels are shaped such that the air containing liquid vapor counter to the flow of liquid from below the immersion vessel located in the. Above changes over.

6. Device for carrying out the method according to claims i to 3, characterized in that one that can be tilted about a horizontal axis and is closed at the top by means of a cover Boiler in its vertical part with one forming an annular channel Double wall is provided, within which vertical webs are arranged.

7. Apparatus according to claim 6, characterized in that the double wall of the tiltable boiler by means of an open top and sieve-like or similar at the bottom designed boiler insert is formed, below which a centrifugal pump active agitator is located.