EP0015869A1 - Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen elektrochemischen Behandlung eines Metallbandes - Google Patents

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EP0015869A1
EP0015869A1 EP80810054A EP80810054A EP0015869A1 EP 0015869 A1 EP0015869 A1 EP 0015869A1 EP 80810054 A EP80810054 A EP 80810054A EP 80810054 A EP80810054 A EP 80810054A EP 0015869 A1 EP0015869 A1 EP 0015869A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
cells
metal strip
sub
electrolyte solution
electrodes
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP80810054A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
William H. Anthony
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Alcan Holdings Switzerland AG
Original Assignee
Alusuisse Holdings AG
Schweizerische Aluminium AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Alusuisse Holdings AG, Schweizerische Aluminium AG filed Critical Alusuisse Holdings AG
Publication of EP0015869A1 publication Critical patent/EP0015869A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D7/00—Electroplating characterised by the article coated
    • C25D7/06—Wires; Strips; Foils
    • C25D7/0614—Strips or foils
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25F—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC REMOVAL OF MATERIALS FROM OBJECTS; APPARATUS THEREFOR
    • C25F7/00—Constructional parts, or assemblies thereof, of cells for electrolytic removal of material from objects; Servicing or operating

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for the continuous electrochemical treatment of a metal strip, in particular to the continuous electrochemical cleaning and anodizing of aluminum strips for lithographic purposes and for applications in the field of capacitor foils.
  • Aluminum and aluminum alloys have been treated electrochemically for years using various techniques. All of these techniques require electricity generation in a continuously running metal strip. In one of these applied techniques, the current is fed to the continuously running metal strip via a copper contact roller or rod before the metal strip is immersed in the treatment cell.
  • This technique has many disadvantages. For example, the aluminum strip must be dried to prevent electrolytic dissolution of the contact roller or rod, since otherwise the contact roller or rod is anodically dissolved, which leads to holes in its surface.
  • An additional problem arises from the arc discharges that occur when the two surfaces are separated. These arc discharges are caused by edge ridges or protruding ridges on the belt surface. Arc discharges lead to pitting in the aluminum as well as pitting and oxidation in the contact part.
  • a third and even more important problem in the continuous electrochemical cleaning and anodizing of metal strips using the contact roller technique is the overheating of the metal strips, the anodic layers and the electrolyte solution as a result of the current being transported through the metal strip when it is in air from the contact point to the treatment cell emotional.
  • the electrochemical cleaning or etching of tapes for lithographic purposes can be up to - 0.5 A / cm 2 alternating or direct current over a treatment period require from 30 to 60 s. With a production of 18 m / min and a treatment time of 30 s, a 9 m long treatment cell would be required. With a bandwidth of 1 m, a current of 45,000 A would have to be transported through the metal belt.
  • a calculation shows that the metal strip would heat up at the speeds listed in Table I if this current flows through the metal strip, which moves in air from the contact roller to the solution.
  • U.S. Patent No. 3,865,700 discloses a method and apparatus for continuously anodizing aluminum in which some of the above-mentioned disadvantages related to contact roller technology are eliminated.
  • the above-mentioned patent document discloses a system in which the aluminum strip is first continuously anodized in an anodizing cell and then enters a cathodic contact cell in which the current is supplied to the metal strip as it passes through this contact cell. The aluminum strip then enters another anodizing cell.
  • This device reduces the current flow in the second anodizing cell to that part of the metal strip which is first immersed in the anodizing solution, since the metal strip is due to the pre-entry anodization in the contact cell already has an anodic and consequently electrochemically resistant layer.
  • This device also avoids the introduction of the current into the metal strip via a copper contact roller, so that the above-mentioned arc discharges, which cause pitting both on the strip and on the contact roller, are eliminated. With this device, however, it is still necessary to transport the metal strip in air from the contact cell to the subsequent anodizing cell. As a result, the above-mentioned overheating of the metal strip, the anodic layers and the electrolyte solution occurs in the treatment cell.
  • GB-PS 1 411 919 discloses a method and an apparatus for the electrochemical treatment of capacitor foils or sheets for lithographic purposes.
  • the metal strip is guided around conveyor rollers in a single electrolyte cell, and the electrical current is supplied to the metal strip through the treatment solution via a series of electrodes.
  • the metal strip remains immersed in the electrolyte solution during the passage of current, thereby preventing the metal strip from overheating by avoiding air contact and cooling the electrolyte solution.
  • the British patent solves the problems of overheating the metal strip, it suffers from another disadvantage which does not occur with the more conventional types of current transfer from treatment cell to treatment cell as discussed above using the contact cell technique of U.S. Patent No. 3,865,700.
  • the problem created by the British patent is the loss of electrical energy. This loss of electrical energy occurs because a large part of the electrical energy supplied to the electrodes is not transferred to the metal strip, but flows off via electrolyte solution paths.
  • FIG. 1 shows a first exemplary embodiment of the present invention, in which a treatment cell 10 with side walls 12 and a base 14 is divided into a plurality of cells 16, 18, 20, 22, 24 and 26 by inert partition walls 28, 30, 32, 34 and 36 is.
  • Each of these cells 16, 18, 20, 22, 24 and 26 is equipped with an electrode 38, 40, 42, 44, 46 and 48, which are connected to a 3-phase AC source 50. It is on This point mentions that the required number of phases of the alternating current or the number of rectifiers depends directly on the number of sub-cells present in the treatment cell.
  • the treatment cells shown in Fig. 1-5 are divided into six sub-cells and therefore require at least a 3-phase alternating current or three rectifiers.
  • the treatment cell were divided into two sub-cells, at least one single-phase alternating current or a single rectifier would be required. As a result, at least one single-phase alternating current or a single rectifier would be required for every two sub-cells.
  • a multi-phase alternating current or meh could for two sub-cells - eral rectifiers are used.
  • the current-carrying and the grounded poles 52 and 54 of the first phase are connected to the electrodes -38 and 44, respectively.
  • the current-carrying and the grounded pole 56 and 58 of the second phase are connected to the electrodes 40 and 46, respectively.
  • the current-carrying and the grounded pole are 60 and 62 with the electric - the associated 42 and 48 respectively.
  • a plurality of conveyor rollers 64 are provided, one of which is assigned to each electrode and each partition.
  • the treatment cell 10 contains an electrolyte solution 72 suitable for anodizing or electrochemical cleaning or etching.
  • the liquid level of the solution is set in such a way that it is approximately tangential to the surfaces of the conveyor rollers assigned to the partition walls, ie that the conveyor rollers just barely cover with liquid.
  • the immersed ends 68 of the electrodes and the free ends 70 of the partitions are arcuate and have the same radius of curvature as the conveyor rollers. In this way, the metal belt 66 does not come into contact with air when it runs over the rollers.
  • the electrolytic conduction path is limited to the solution film, which overflows the metal when it runs over the conveyor rollers, and to the solution, which lies between the underside of the conveyor rollers and flows through the arcuate surfaces of the partitions.
  • the electrical resistance of the solution path between the various current-carrying and grounded electrodes is relatively high compared to the metal strip. It follows from this that the metal strip represents the main carrier of the electrical current between the corresponding current-carrying and grounded electrode pairs. In this way, a loss of electrical energy is prevented and the heating of the metal strip due to air contact is also suppressed.
  • the metal belt 66 is fed via the conveyor roller 74 to the treatment cell 10 and is led out of it via the earthed conveyor roller 76.
  • the conveyor rollers can be made of plastic-coated steel, ceramic or another inert, non-conductive material.
  • the electrodes are preferably made of graphite or titanium.
  • FIG. 2 shows a second exemplary embodiment of the present invention. It is similar to that in FIG. 1 and is used for the electrolytic treatment of both sides of the metal strip by means of a 3-phase alternating current source 150.
  • this treatment cell 110 the partition walls in FIG. 1 are replaced by electrodes 128, 130, 132, 134, 136 and 138 which feed the current to the opposite side of the metal strip.
  • the principle of the arcuate end faces of the electrodes, which allow the associated conveyor rollers to be approached, is also maintained here. In this way, the solution path for the current between corresponding current-carrying and grounded electrode pairs has a high electrical resistance, as was previously discussed with reference to FIG. 1.
  • FIG. 3 shows a third exemplary embodiment of the present invention.
  • the metal strip is continuously treated in a treatment cell which has the geometry disclosed in FIGS. 1 and 2, the electrodes 238, 240, 242, 244, 246 and 248 being supplied with direct current the.
  • the principle of the arcuate end faces of the electrodes, which allow the assigned conveyor rollers to be approached, is also maintained here, as was previously discussed with reference to FIGS. 1 and 2. In this way, the solution for the current between electrode pairs has a high electrical resistance.
  • the metal strip runs over conveyor rollers in the same way as described above.
  • the current is supplied to the metal strip by connecting the electrodes to three separate rectifiers 250, as shown in FIG. 3.
  • the electrodes 238 and 240 are connected to the positive and negative poles of a first rectifier.
  • electrodes 242 and 244 are connected to the positive and negative poles of a second rectifier.
  • electrodes 246 and 248 are connected to the positive and negative poles of a third rectifier, respectively. It follows from this arrangement that the metal strip appears as a cathode in the first, third and fifth sub-cells 216, 220 and 224, and as an anode in the second, fourth and sixth sub-cells 218, 222 and 226.
  • the metal strip is thus electrochemically cleaned in the first, third and fifth sub-cells, while the metal strip is anodized in the second, fourth and sixth sub-cells.
  • the anodizing voltage can be gradually increased in successive anodizing cells 218, 222 and 226.
  • the continuous strip anodizing of both sides of the metal strip is achieved by using three rectifiers 350.
  • the electrodes 328, 330, 332, 334, 336 and 378 which feed the current to the underside of the metal strip, form the partition walls between the sub-cells.
  • the electrodes are provided with an arcuate surface in order to form a restricted solution with the assigned conveyor rollers, which causes an increase in the electrical resistance between adjacent cells.
  • FIG. 5 shows a fifth exemplary embodiment of the present invention, in which a metal strip can be electrochemically cleaned on the one hand and anodized on the other hand.
  • cells 416, 420 and 424 function as cathodic cleaning cells and cells 418, 422 and 426 as anodizing cells.
  • the current is applied to the metal strip in the manner shown in FIG. 5 and in the same manner as previously discussed with reference to FIGS. 3 and 4 was fed through a set of three rectifiers.
  • the embodiment of the treatment cell shown in FIG. 5 is also based on the idea of the electrical resistance between adjacent cells due to the arcuate design of the electrode surfaces, which the resistance the solution path between neighboring cells increased to keep as large as possible.
  • the liquid level of the solution is set in all treatment cells shown in Figs. 1 to 5 such that it is approximately tangential to the surfaces of the conveyor rollers associated with the partition walls or the electrodes with the corresponding arcuate surfaces, i.e. that the conveyor rollers are just barely covered with liquid.
  • the metal strip does not come into contact with air when it runs over the rollers from one cell to an adjacent cell.
  • the electrolytic conduction path is limited to the solution film which rinses the metal strip when it runs over the conveyor rollers and to the solution which flows between the underside of the conveyor rollers and the arcuate surfaces of the partition walls or the electrodes. It follows that the metal strip is the main carrier of the electrical current between the electrodes and thus contributes to a reduction in the loss of electrical energy.
  • the present invention provides an improved method and a device for the continuous electrochemical treatment of a metal strip, in particular for the continuous electrochemical cleaning or etching and anodizing of aluminum strip for lithographic purposes and for applications in the field of capacitor foils.
  • the electrolyte cell is designed in such a way that overheating of the metal strip as a result of air contact cannot occur and at the same time the current paths surrounding the metal strip between the Electrodes decreased.
  • the present invention has considerable advantages over known techniques, namely the prevention of pitting on the aluminum surface, the suppression of the heat build-up in the aluminum strip and a lower loss of electrical energy.

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Abstract

Eine elektrochemische Behandlungszelle (10) wird durch Trennvorrichtungen (28, 30, 32, 34, 36) in mehrere Teilzellen (16, 18, 20, 22, 24, 26) unterteilt. Diese Teilzellen werden mit einer Elektrolytlösung (72) bis zu einer im wesentlichen gleichen Höhe wie die Höhe der Trennvorrichtungen aufgefüllt. In die Elektrolytlösung werden mehrere stromführende Elektroden (38, 40, 42, 44, 46, 48) eingetaucht. Das Metallband (66) wird derart durch die Teilzellen geführt, dass es kontinuierlich in der Elektrolytlösung eingetaucht bleibt und so vor Überhitzung geschützt wird. Durch die Trennvorrichtungen wird der Stromfluss durch den Elektrolyten zwischen benachbarten Teilzellen stark eingeschränkt.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur kontinuierlichen elektrochemischen Behandlung eines Metallbandes, insbesondere auf die kontinuierliche elektrochemische Reinigung und Anodisierung von Aluminiumbändern für lithographische Zwecke und für Anwendungen im Kondensatorfolienbereich.
  • Aluminium und Aluminiumlegierungen werden seit Jahren mittels verschiedener Techniken elektrochemisch behandelt. Alle diese Techniken erfordern eine Stromerzeugung im kontinuierlich laufenden Metallband. Bei einer dieser angewandten Techniken wird der Strom dem kontinuierlich laufenden Metallband über eine Kontaktrolle oder -stange aus Kupfer vor dem Eintauchen des Metallbandes in die Behandlungszelle zugeführt. Diese Technik weist viele Nachteile auf. So muss beispielsweise das Aluminiumband zur Verhinderung einer elektrolytischen Auflösung der Kontaktrolle oder -stange getrocknet werden, da sonst die Kontaktrolle oder -stange anodisch aufgelöst wird, was zu Löchern in deren Oberfläche führt. Ein zusätzliches Problem ergibt sich aus den Bogenentladungen, welche bei einer Trennung der beiden Oberflächen auftreten. Diese Bogenentladungen werden durch Kantengrate oder vorstehende Grate auf der Bandoberfläche hervorgerufen. Bogenentladungen führen zu Lochfrass beim Aluminium sowie zu Lochfrass und Oxidation beim Kontaktteil. Ein drittes und noch bedeutenderes Problem beim kontinuierlichen elektrochemischen Reinigen und Anodisieren von Metallbändern mittels der Kontaktrollen-Technik liegt in der Ueberhitzung der Metallbänder, der anodischen Schichten und der Elektrolytlösung als Folge des Stromtransportes durch das Metallband, wenn sich dieses an Luft von der Kontaktstelle zur Behandlungszelle bewegt. Die elektrochemische Reinigung oder Aetzung von Bändern für lithographische Zwecke kann bis-zu - 0,5 A/cm2 Wechsel- oder Gleichstrom bei einer Behandlungsdauer von 30 bis 60 s erfordern. Bei einer Produktion von 18 m/min und-einer Behandlungsdauer von 30 s wäre somit eine 9 m lange Behandlungszelle erforderlich. Bei einer Bandbreite von 1 m müsste somit ein Strom von 45 000 A durch das Metallband transportiert werden. Eine Berechnung zeigt, dass sich das Metallband mit den in Tabelle I angeführten Geschwindigkeiten aufheizen würde, wenn dieser Strom durch das Metallband fliesst, welches sich an Luft von der Kontaktrolle zur Lösung bewegt.
    Figure imgb0001
  • Die US-PS 3 865 700 (Fromson) offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Anodisieren von Aluminium, bei welchen einige der oben genannten Nachteile in bezug auf die Kontaktrollentechnik beseitigt werden. Die obgenannte Patenschrift offenbart ein System, in welchem das Aluminiumband zuerst in einer Anodisierzelle kontinuierlich anodisiert wird und anschliessend in eine kathodische Kontaktzelle eintritt, in welcher der Strom dem Metallband beim Durchlaufen dieser Kontaktzelle zugeführt wird. Anschliessend tritt das Aluminiumband in eine weitere Anodisierzelle ein. Diese Vorrichtung reduziert den Stromfluss in der zweiten Anodisierzelle auf denjenigen Teil des Metallbandes, welcher zuerst in die Anodisierlösung eintaucht, da das Metallband wegen der vor dem Eintritt in die Kontaktzelle erfolgten Anodisierung schon eine anodische und demzufolge elektrochemisch widerstandsfähige Schicht aufweist. Diese Vorrichtung vermeidet zudem die Einführung des Stromes in das Metallband über eine Kupferkontaktrolle, so dass die oben erwähnten Bogenentladungen, welche sowohl auf dem Band wie auf der Kontaktrolle Lochfrass verursachen, entfallen. Bei dieser Vorrichtung ist es aber immer noch notwendig, das Metallband an Luft von der Kontaktzelle zur nachfolgenden Anodisierzelle zu transportieren. Als Folge davon tritt die oben erwähnte Ueberhitzung des Metallbandes, der anodischen Schichten und der Elektrolytlösung in der Behandlungszelle ein.
  • Die GB-PS 1 411 919 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zur elektrochemischen Behandlung von Kondensatorfolien oder Blechen für lithographische Zwecke. Das Metallband wird hier in einer einzigen Elektrolytzelle um Förderrollen herum geführt, und der elektrische Strom wird dem Metallband durch die Behandlungslösung über eine Reihe von Elektroden zugeführt. In Uebereinstimmung mit diesem Verfahren und dieser Vorrichtung bleibt das Metallband während des Stromdurchganges in derElektrolytlösung eingetaucht, wodurch eine Ueberhitzung des Metallbandes durch die Vermeidung eines Luftkontaktes und durch Kühlung der Elektrolytlösung vermieden wird. Während das britische Patent die Probleme der Ueberhitzung des Metallbandes löst, ist es mit einem anderen Nachteil behaftet, welcher bei den konventionelleren Arten des Stromtransportes von Behandlungszelle zu Behandlungszelle wie dies oben anhand der Kontaktzellentechnik der US-PS 3 865 700 diskutiert wurde, nicht auftritt. Das durch das britische Patent geschaffene Problem liegt im Verlust an elektrischer Energie. Dieser Verlust an elektrischer Energie tritt ein, weil ein grosser Teil der den Elektroden zugeführten elektrischen Energie nicht auf das Metallband übertragen wird, sondern über Elektrolytlösungswege abfliesst.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur elektrochemischen Behandlung eines Metallbandes zu schaffen, bei welchen eine Ueberhitzung des Metallbandes vermieden wird und die das Metallband umgebenden Stromwege auf ein Minimum reduziert werden. Zur Lösung dieser Aufgabe führt ein Verfahren, bei welchem
    • a) die elektrochemische Behandlungszelle durch Trennvorrichtungen in mehrere Teilzellen unterteilt wird,
    • b) diese Teilzellen mit einer Elektrolytlösung bis zu einer im wesentlichen gleichen Höhe wie die Höhe der Trennvorrichtungen aufgefüllt werden,
    • c) mehrere Elektroden in die Elektrolytlösung eingetaucht werden,
    • d) die Elektroden mit Strom versorgt werden, und
    • e) das Metallband derart durch die Teilzellen geführt wird, das es kontinuierlich in der Elektrolytlösung eingetaucht bleibt, wobei der Elektrolytleitungsweg zwischen den Teilzellen durch die Trennvorrichtungen zur Verminderung eines Verlustes an elektrischer Energie eingeschränkt wird.
  • Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist gekennzeichnet durch
    • a) eine Behandlungszelle,
    • b)Trennvorrichtungen zur Unterteilung dieser Behandlungszelle in mehrere Teilzellen,
    • c)eine in diesen Teilzellen vorhandene Elektrolytlösung, deren Spiegelhöhe im wesentlichen der Höhe der Trennvorrichtungen entspricht,
    • d) eine Stromversorgungsquelle,
    • e) mehrere in die Elektrolytlösung eintauchende und an die Stromversorgungsquelle angeschlossene Elektroden, und
    • f) Vorrichtungen zur Führung des Metallbandes durch die Teilzellen, mittels welchen Vorrichtungen das Metallband zur Verhinderung einer Ueberhitzung in der Elektrolytlösung eingetaucht bleibt, und wobei die Trennvorrichtungen die Stromwege zwischen den einzelnen Teilzellen einschränken.
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand der schematisch dargestellen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt
    • Fig. 1 einen Querschnitt durch eine erste Ausführungsform einer elektrochemischen Zelle;
    • Fig. 2 einen Querschnitt durch eine zweite Ausführungsform einer elektrochemischen Zelle;
    • Fig. 3 einen Querschnitt durch eine dritte Ausführungsform einer elektrochemischen Zelle;
    • Fig. 4 einen Querschnitt durch eine vierte Ausführungsform einer elektrochemischen Zelle;
    • Fig. 5 einen Querschnitt durch eine fünfte Ausführungsform einer elektrochemischen Zelle..
  • Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, in welchem eine Behandlungszelle 10 mit Seitenwänden 12 und einem Boden 14 durch inerte Trennwände 28,30,32,34 und 36 in mehrere Zellen 16,18,20,22,24 und 26 unterteilt ist. Jede dieser Zellen 16,18,20,22,24 und 26 ist mit je einer Elektrode 38,40,42,44,46 und 48 ausgestattet, welche an einer 3-Phasen-Wechselstromquelle 50 angeschlossen sind. Es sei an dieser Stelle erwähnt, dass die erforderliche Anzahl Phasen des Wechselstromes oder die Anzahl Gleichrichter direkt von der Anzahl der in der Behandlungszelle vorhandenen Teilzellen abhängt. Die in Fig. 1-5 dargestellten Behandlungszellen sind in sechs Teilzellen unterteilt und machen daher mindestens einen 3-Phasen-Wechselstrom oder drei Gleichrichter erforderlich. Wenn die Behandlungszelle in zwei Teilzellen unterteilt würde, wäre mindestens ein 1-Phase-Wechselstrom oder ein einzelner Gleichrichter erforderlich. Demzufolge wäre für je zwei Teilzellen mindestens ein 1-Phase-Wechselstrom oder ein einzelner Gleichrichter erforderlich. Selbstverständlich könnten für je zwei Teilzellen auch ein Mehrphasen-Wechselstrom oder meh- rere Gleichrichter verwendet werden. Der stromführende und der geerdete Pol 52 bzw. 54 der ersten-Phase sind mit den Elektroden -38 bzw. 44 verbunden. In gleicher Weise sind der stromführende und der geerdete Pol 56 bzw. 58 der zweiten Phase mit den Elektroden 40 bzw. 46 verbunden. Schlussendlich sind der stromführende und der geerdete Pol 60 bzw. 62 mit den Elektro- den 42 bzw. 48 verbunden. Zur Förderung des Metallbandes 66 durch die Teilzellen 16,18,20,22,24 und 26 der Behandlungszelle 10 sind mehrere Förderrollen 64 vorhanden, wovon je eine Förderrolle jeder Elektrode und jeder Trennwand zugeordnet ist. Die Behandlungszelle 10 enthält eine für das Anodisieren oder die elektrochemische Reinigung bzw. Aetzung geeignete Elektrolytlösung 72. Der Flüssigkeitsspiegel der Lösung ist derart eingestellt, dass er ungefähr tangential zu den Oberflächen der den Trennwänden zugeordneten Förderrollen liegt, d.h. dass die Förderrollen gerade knapp mit Flüssigkeit überdeckt werden.Die eingetauchten Enden 68 der Elektroden und die freien Enden 70 der Trennwände sind bogenförmig ausgebildet und haben denselben Kurvenradius wie die Förderrollen. Auf diese Weise kommt das Metallband 66 nicht mit Luft in Berührung, wenn es über die Rollen läuft. Ausserdem beschränkt sich der elektrolytische Leitungsweg auf den Lösungsfilm, welcher das Metall überspült, wenn dieses über die Förderrollen läuft, und auf die Lösung, welche zwischen der Unterseite der Förderrollen und den bogenförmigen Oberflächen der Trennwände durchströmt. Demzufolge ist der elektrische Widerstand des Lösungsweges zwischen den verschiedenen stromführenden und geerdeten Elektroden relativ hoch im Vergleich zum Metallband. Daraus ergibt sich, dass das Metallband den Hauptträger des elektrischen Stromes zwischen den entsprechenden stromführenden und geerdeten Elektrodenpaaren darstellt. Auf diese Weise wird ein Verlust an elektrischer Energie verhindert und das Aufheizen des Metallbandes infolge Luftberührung wird ebenfalls unterdrückt. Das Metallband 66 wird über die Förderrolle 74 der Behandlungszelle 10 zugeführt und aus dieser über die geerdete Förderrolle 76 herausgeführt. Die Förderrollen können aus plastik- überzogenem Stahl, Keramik oder einem anderen inerten, nichtleitenden Material bestehen. Die Elektroden werden vorzugsweise aus Graphit oder Titan hergestellt.
  • In Fig. 2 ist ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt. Es gleicht demjenigen in Fig. 1 und dient zur elektrolytischen Behandlung beider Seiten des Metallbandes mittels einer 3-Phasen-Wechselstromquelle 150. In dieser Behandlungszelle 110 sind die Trennwände in Fig.l ersetzt durch Elektroden 128, 130, 132, 134, 136 und 138, welche den Strom der entgegengesetzten Seite des Metallbandes zuführen. Das Prinzip der bogenförmigen Endflächen der Elektroden, welche eine Annäherung an die zugeordneten Förderrollen gestatten, wird auch hier aufrechterhalten. Auf diese Weise weist der Lösungsweg für den Strom zwischen entsprechenden stromführenden und geerdeten Elektrodenpaaren einen hohen elektrischen Widerstand auf, wie dies vorgängig anhand der Fig. l diskutiert wurde.
  • In Fig. 3 ist ein drittes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt. Das Metallband wird in einer Behandlungszelle, welche die in der Fig. l und 2 offenbarte Geometrie aufweist, kontinuierlich behandelt, wobei die Elektroden 238, 240, 242, 244, 246 und 248 mit Gleichstrom gespiesen werden. Das Prinzip der bogenförmigen Endflächen der Elektroden, welche eine Annäherung an die zugeordneten Förderrollen gestatten, wird auch hier aufrechterhalten, wie dies vorgängig anhand der Fig. l und 2 diskutiert wurde. Auf diese Weise weist der Lösungsweg für den Strom zwischen Elektrodenpaaren einen hohen elektrischen Widerstand auf.
  • Bei der in Fig. 3 gezeigten Anordnung läuft das Metallband auf gleiche Weise über Förderrollen, wie dies vorgängig beschrieben wurde. Die Zuführung des Stromes auf das Metallband erfolgt durch den Anschluss der Elektroden an drei getrennte Gleichrichter 250, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist. Die Elektroden 238 und 240 werden mit dem positiven bzw. negativen Pol eines ersten Gleichrichters verbunden. Ebenso werden die Elektroden 242 und 244 mit dem positiven bzw. negativen Pol eines zweiten Gleichrichters verbunden. Schlussendlich werden die Elektroden 246 und 248 mit dem positiven bzw. negativen Pol eines dritten Gleichrichters verbunden. Aus dieser Anordnung ergibt sich, dass das Metallband in der ersten, dritten und fünften Teilzelle 216, 220 und 224 als Kathode, und in der zweiten, vierten und sechsten Teilzelle 218, 222 und 226 als Anode auftritt. In der ersten, dritten und fünften Teilzelle erfolgt somit eine elektrochemische Reinigung des Metallbandes, währenddem das Metallband in der zweiten, vierten und sechsten Teilzelle anodisiert wird. Die Anodisierspannung kann in aufeinanderfolgenden Anodisierzellen 218, 222 und 226 stufenweise erhöht werden. Diese spezielle Anordnung, welche die Kombination von alternierender elektrochemischer Reinigung und stufenweisem Anodisieren anbietet, verbessert die Qualität des anodischen Ueberzugs als Schutzschicht im Vergleich zu den Schichten, wie sie beim einstufigen Anodisieren erhalten werden. Ein weiterer Vorteil der in Fig. 3 gezeigten Anordnung liegt in der Verminderung des Wärmeaufstaus, welcher auftreten würde, wenn die Anodisierung bis zur Endspannung in einem einzigen Schritt, d.h. bei infolge der höheren Spannungen entsprechend höheren Stromdichten, durchgeführt werden müsste. Wärmeaufstau in anodisch erzeugten Schichten während des Anodisiervorganges tritt bekanntlich beim kontinuierlichen Bandanodisieren auf, insbesondere wenn als Elektrolyt Phosphorsäure eingesetzt wird. Der Wärmeaufstau hat das bekannte Phänomen des "hot spotting" zur Folge. Dieses Phänomen tritt dort auf, wo die anodische Schicht örtlich wieder aufgelöst wird, d.h. an denjenigen Stellen, an denen der zwischen dem Metallband und der Kathode fliessende Strom örtlich stark erhöht auftrat. Zudem hat die im Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel von Fig. 2 beschriebene Anwendung der Elektrolytlösungswege mit hohem elektrischem Widerstand für das mit bezug auf die in Fig. 3 gezeigte Anordnung beschriebene Bandanodisieren denselben Vorteil.
  • In Fig. 4 ist ein viertes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt. Hier wird das kontinuierliche Bandanodisieren beider Seiten des Metallbandes durch die Verwendung von drei Gleichrichtern 350 erzielt. Wie dies schon anhand von Fig. 2 diskutiert wurde, bilden die Elektroden 328, 330, 332, 334, 336 und 378, welche den Strom der Unterseite des Metallbandes zuführen, die Trennwände zwischen den Teilzellen. Die Elektroden sind mit einer bogenförmigen Oberfläche versehen, um mit den zugeordneten Förderrollen einen eingeschränkten Lösungsweg zu bilden, was eine Erhöhung des elektrischen Widerstandes zwischen benachbarten Zellen bewirkt.
  • In Fig. 5 ist ein fünftes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt, bei welchem ein Metallband einerseits elektrochemisch gereinigt und anderseits anodisiert werden kann. In der in Fig. 5 gezeigten Anordnung fungieren die Zellen 416, 420 und 424 als kathodische Reinigungszellen und die Zellen 418, 422 und 426 als Anodisierzellen. Der Strom wird dem Metallband in der in Fig. 5 gezeigten Art und auf dieselbe Weise, wie dies vorgängig anhand der Fig. 3 und 4 diskutiert wurde, durch einen Satz von drei Gleichrichtern zugeführt. Wie dies bei den Behandlungszellen der in den Fig. 1 - 4 dargestellten Ausführungsbeispiele der Fall ist, liegt auch der Ausführungsform der in Fig. 5 gezeigten Behandlungszelle die Idee zugrunde, den elektrischen Widerstand zwischen benachbarten Zellen durch die bogenförmige Ausbildung der Elektrodenobenflächen, welche den Widerstand des Lösungsweges zwischen benachbarten Zellen erhöht, möglichst gross zu halten.
  • Der Flüssigkeitsspiegel der Lösung ist in allen in den Fig. l bis 5 gezeigten Behandlungszellen derart eingestellt, dass er ungefähr tangential zu den Oberflächen der den Trennwänden oder den Elektroden mit den entsprechenden bogenförmigen Oberflächen zugeordneten Förderrollen liegt, d.h. dass die Förderrollen gerade knapp mit Flüssigkeit überdeckt werden. Auf diese Weise kommt das Metallband nicht mit Luft in Berührung, wenn es über die Rollen von einer Zelle in eine benachbarte Zelle läuft. Ausserdem beschränkt sich der elektrolytische Leitungsweg auf den Lösungsfilm, welcher das Metallband überspült, wenn dieses über die Förderrollen läuft, und auf die Lösung, welche zwischen der Unterseite der Förderrollen und den bogenförmigen Oberflächen der Trennwände oder der Elektroden durchströmt. Daraus ergibt sich, dass das Metallband den Hauptträger des elektrischen Stromes zwischen den Elektroden darstellt und somit zu einer Verringerung des Verlustes an elektrischer Energie beiträgt.
  • Mit der vorliegenden Erfindung wird ein verbessertes Verfahren und eine Vorrichtung zur kontinuierlichen elektrochemischen Behandlung eines Metallbandes, insbesondere zur kontinuierlichen elektrochemischen Reinigung bzw. Aetzung und Anodisierung von Aluminiumband für lithographische Zwecke und für Anwendungen im Kondensatorfolienbereich, geschaffen. Die Elektrolytzelle ist derart ausgestaltet, dass eine Ueberhitzung des Metallbandes infolge Luftkontakt nicht auftreten kann und gleichzeitig die das Metallband umgebenden Stromwege zwischen den Elektroden vermindert. Die vorliegende Erfidung weist gegenüber bekannten Techniken beträchtliche Vorteile auf, namentlich die Verhinderung von Lochfrass auf der Aluminiumoberfläche, die Unterdrückung des Wärmeaufstaus im Aluminiumband und einen geringeren Verlust an elektrischer Energie.

Claims (10)

1. Verfahren zur kontinuierlichen elektrochemischen Behandlung eines Metallbandes in einer elektrochemischen Behandlungszelle, dadurch gekennzeichnet, dass
a) die elektrochemischen Behandlungszelle durch Trennvorrichtungen in mehrere Teilzellen unterteilt wird,
b) diese Teilzellen mit einer Elektrolytlösung bis zu einer im wesentlichen gleichen Höhe wie die Höhe der Trennvorrichtungen aufgefüllt werden,
c) mehrere Elektroden in die Elektrolytlösung eingetaucht werden,
d) die Elektroden mit Strom versorgt werden, und
e) das Metallband derart durch die Teilzellen geführt wird, dass es kontinuierlich in der Elektrolytlösung eingetaucht bleibt, wobei der Elektrolytleitungsweg zwischen den Teilzellen durch die Trennvorrichtungen - zur Verminderung eines Verlustes an elektrischer Energie eingeschränkt wird.
2. Vorrichtung zur kontinuierlichen elektrochemischen Behandlung eines Metallbandes, gekennzeichnet durch
a) eine Behandlungszelle,
b) Trennvorrichtungen zur Unterteilung dieser Behandlungszelle in mehrere Teilzellen,
c) eine in diesen Teilzellen vorhandene Elektrolytlösung, deren Spiegelhöhe im wesentlichen der Höhe der Trennvorrichtungen entspricht,
d) eine Stromversorgungsquelle,
e) mehrere in die Elektrolytlösung eintauchende und an . die Stromversorgungsquelle angeschlossene Elektroden und,
f) Vorrichtungen zur Führung des Metallbandes durch die Teilzellen, mittels welchen Vorrichtungen das Metallband zur Verhinderung einer Ueberhitzung in der Elektrolytlösung eingetaucht bleibt, und wobei die Trennvorrichtungen die Stromwege zwischen den einzelnen Teilzellen einschränken.'
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Teilzellen mit mindestens einer Elektrode versehen ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennvorrichtung eine Trennwand mit einem freien Ende und eine unmittelbar an dieses freie Ende anschliessende Vorrichtung zur Führung des Metallbandes aufweist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwand aus einem inerten Material besteht.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwand eine Elektrode ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennvorrichtungen zugleich die Elektroden sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das freie Ende der Trennwand bogenförmig ausgebildet ist und die Vorrichtung zur Führung des Metallbandes aus einer Rolle besteht, deren Kurvenradius dem Kurvenradius des freien Endes der Trennwand entspricht.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromversorgungsquelle eine Wechselstromquelle ist.
10.Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromversorgungsquelle eine Gleichstromquelle ist.
EP80810054A 1979-03-01 1980-02-13 Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen elektrochemischen Behandlung eines Metallbandes Withdrawn EP0015869A1 (de)

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DK (1) DK82580A (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0082452A1 (de) * 1981-12-21 1983-06-29 American Hoechst Corporation Verfahren zur elektrochemischen Aufrauhung von Aluminium mit dreiphasigem Wechselstrom und dessen Verwendung bei der Herstellung von Druckplatten (11111)
EP0209168A1 (de) * 1985-07-12 1987-01-21 N.V. Bekaert S.A. Verfahren und Anlage für das Reinigen mit Hilfe des elektrochemischen Dekapierens mit spezifizierter Frequenz

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4315806A (en) * 1980-09-19 1982-02-16 Sprague Electric Company Intermittent AC etching of aluminum foil
FR2542766B1 (fr) * 1983-03-16 1987-07-03 Cegedur Procede et dispositif de traitement electrochimique de la surface de produits metalliques de forme allongee
JPS59215500A (ja) * 1983-05-19 1984-12-05 Fuji Photo Film Co Ltd 電解処理方法
AU568081B2 (en) * 1983-06-13 1987-12-17 Hoechst A.G. Method and plants for the continuous unilateral anodic oxidation of aluminium bands and utilization thereof to make offset printing plates
US4624751A (en) * 1983-06-24 1986-11-25 American Cyanamid Company Process for fiber plating and apparatus with special tensioning mechanism
CH655135A5 (de) * 1983-07-14 1986-03-27 Alusuisse Vorbehandlung eines bandes oder einer folie aus aluminium durch elektrochemische oxidation.
JPS6056099A (ja) * 1983-09-05 1985-04-01 Fuji Photo Film Co Ltd 電解処理装置
JPS6067699A (ja) * 1983-09-21 1985-04-18 Fuji Photo Film Co Ltd 電解処理方法
US4820390A (en) * 1987-07-06 1989-04-11 The Interlake Companies, Inc. Apparatus and method for continuous electrochemical machining of strip material
JPH07423B2 (ja) * 1987-11-27 1995-01-11 富士写真フイルム株式会社 印刷版用アルミニウム支持体の製造方法
DE3934683A1 (de) * 1989-10-18 1991-04-25 Kurt Hausmann Verfahren und vorrichtung zur elektrochemischen aufrauhung einer metalloberflaeche
US5181997A (en) * 1990-06-19 1993-01-26 Fuji Photo Film Co., Ltd. Apparatus and method for continuously electrolyzing aluminum products
IT1317896B1 (it) * 2000-08-10 2003-07-15 Ct Sviluppo Materiali Spa Metodo di decapaggio elettrolitico continuo di prodotti metallici concelle alimentate a corrente alternata.
US20050123681A1 (en) * 2003-12-08 2005-06-09 Jar-Wha Lee Method and apparatus for the treatment of individual filaments of a multifilament yarn
US8137752B2 (en) * 2003-12-08 2012-03-20 Syscom Advanced Materials, Inc. Method and apparatus for the treatment of individual filaments of a multifilament yarn
WO2012092505A1 (en) 2010-12-29 2012-07-05 Syscom Advanced Materials Metal and metallized fiber hybrid wire

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3507767A (en) * 1966-06-23 1970-04-21 United States Steel Corp Apparatus for electrolytically cleaning strands
DE2234365A1 (de) * 1972-07-13 1974-01-24 Kalle Ag Vorrichtung zur kontunierlichen elektrochemischen behandlung eines metallbands
FR2192873A1 (de) * 1972-07-13 1974-02-15 Kalle Ag
US4119515A (en) * 1977-03-28 1978-10-10 National Steel Corporation Apparatus for electroplating sheet metals

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR985497A (fr) * 1943-11-09 1951-07-19 Alais & Froges & Camarque Cie Procédé pour l'oxydation électrolytique continue de fils, bandes et pièces analogues métalliques
US2494954A (en) * 1946-02-02 1950-01-17 Reynolds Metals Co Apparatus for continuous anodizing of sheet metal
BE635457A (de) * 1962-08-16
US3630864A (en) * 1967-06-19 1971-12-28 Tokyo Shibaura Electric Co Method and apparatus for continuous electrolytic polishing of fine metal wires
JPS5334107B2 (de) * 1974-04-23 1978-09-19
AR204283A1 (es) * 1975-01-21 1975-12-10 Uss Eng & Consult Aparato para el tratamiento electrolitico de tiras de metal

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3507767A (en) * 1966-06-23 1970-04-21 United States Steel Corp Apparatus for electrolytically cleaning strands
DE2234365A1 (de) * 1972-07-13 1974-01-24 Kalle Ag Vorrichtung zur kontunierlichen elektrochemischen behandlung eines metallbands
FR2192873A1 (de) * 1972-07-13 1974-02-15 Kalle Ag
US4119515A (en) * 1977-03-28 1978-10-10 National Steel Corporation Apparatus for electroplating sheet metals

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0082452A1 (de) * 1981-12-21 1983-06-29 American Hoechst Corporation Verfahren zur elektrochemischen Aufrauhung von Aluminium mit dreiphasigem Wechselstrom und dessen Verwendung bei der Herstellung von Druckplatten (11111)
EP0209168A1 (de) * 1985-07-12 1987-01-21 N.V. Bekaert S.A. Verfahren und Anlage für das Reinigen mit Hilfe des elektrochemischen Dekapierens mit spezifizierter Frequenz

Also Published As

Publication number Publication date
DE2917383A1 (de) 1980-09-04
DK82580A (da) 1980-09-02
US4214961A (en) 1980-07-29

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