EP0030334A1 - Elektrolyseanlage zur galvanischen Verstärkung von leitend vorbeschichteten bandförmigen Kunststoff-Folien - Google Patents

Elektrolyseanlage zur galvanischen Verstärkung von leitend vorbeschichteten bandförmigen Kunststoff-Folien Download PDF

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EP0030334A1
EP0030334A1 EP80107432A EP80107432A EP0030334A1 EP 0030334 A1 EP0030334 A1 EP 0030334A1 EP 80107432 A EP80107432 A EP 80107432A EP 80107432 A EP80107432 A EP 80107432A EP 0030334 A1 EP0030334 A1 EP 0030334A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
plastic film
electrolysis
film strip
grinding
plant according
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Withdrawn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
EP80107432A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Karl-Heinz Dr. Houska
Lothar Dr. Flögel
Joachim Hauck
Daniel Hosten
Wilfried Denys
Luc Dipl.-Chem. Boone
Marc Dipl.-Chem. De Vogelaere
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.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens 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 Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of EP0030334A1 publication Critical patent/EP0030334A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D17/00—Constructional parts, or assemblies thereof, of cells for electrolytic coating
    • C25D17/008—Current shielding devices
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D21/00—Processes for servicing or operating cells for electrolytic coating
    • C25D21/02—Heating or cooling
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D5/00—Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
    • C25D5/54—Electroplating of non-metallic surfaces
    • C25D5/56—Electroplating of non-metallic surfaces of plastics
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • 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
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    • C25D7/06—Wires; Strips; Foils
    • C25D7/0614—Strips or foils
    • C25D7/0628—In vertical cells

Definitions

  • the invention relates to an electrolysis system for the galvanic reinforcement of conductive pre-coated band-shaped plastic films which pass through the electrolysis belt in vertical loops, consisting of an electrolysis trough with vertical anode plates arranged parallel to the band course and drive and contacting rollers arranged at the top, and a washing and Drying plant.
  • DE-OS 15 21 076 describes a device for plating a strand of plastic, a metal layer of extremely small thickness being first produced on the plastic by chemical deposition, which is then electrolytically reinforced.
  • the precoated strand is passed in a plurality of loops through an electrolysis bath, which has an electrolysis trough parallel to the course of the strand arranged vertical anode plates and above arranged drive and contacting rollers.
  • the first three loops are kept considerably shorter than the following ones and are at different voltages, so that they can be seen as independent electrolysis cells.
  • a voltage of approximately 15 V is applied to the first drive and contacting rollers, a voltage of 5 V to the second and a voltage of 2 V to the other drive and contacting rollers.
  • the invention has for its object to provide an electrolysis system for the galvanic reinforcement of conductive pre-coated band-shaped plastic films, which manages to reduce the effort with significantly fewer loops, in particular with only one.
  • This object is achieved according to the invention in that the conductively pre-coated plastic film strip immediately before immersing in the electrolysis bath by means of a grinding cathode arrangement arranged perpendicular to the direction of movement of the plastic film strip and after the outlet from the electrolysis bath in a manner known per se by drive and Contacting rollers can be contacted and that the grinding cathodes of the grinding cathode arrangement and the drive and contacting rollers are electrically isolated from each other and connected to their own power sources.
  • rod-shaped grinding cathodes are arranged on both sides of the tape, which are arched on the side facing the plastic film tape and are arranged so that they are offset in the direction of movement of the plastic film tape and to one another Plastic foil tape passed between the two grinding cathodes successively spreads them over the entire area.
  • the current can be increased further by cooling the plastic film strip or the metal layer on and immediately after the grinding cathode arrangement and on and in front of the drive and contacting rollers.
  • the pre-coated or reinforced plastic film strip can preferably be cooled on and after the rod-shaped electrodes by compressed air and on and before the contacting rollers by bath liquid or water.
  • plastic screens are provided in a manner known per se on both sides of the plastic film strip, which, according to the invention, can be adjusted perpendicular to the direction of movement of the plastic film strip in order to adapt to the bandwidth and current density distribution. Furthermore, it has been shown that if you introduce a panel over the entire width of the plastic film strip into the bathroom from above on the inlet and / or outlet side, the current on the inlet and outlet side can be increased without the Copper layer is damaged. This aperture ensures a uniform current density distribution on the inlet and outlet side.
  • plastic foil tapes coated on one side are to be galvanically reinforced, only the corresponding grinding cathodes or contacting rollers are connected to the corresponding power sources.
  • two plastic film strips coated on one side are used according to a further proposal treated simultaneously by bringing them together so that the coated sides are on the outside. This can be achieved with only a little additional effort in that a further unwinding and winding roll is provided for the second plastic film strip.
  • Figure 1 shows in principle an electrolysis system for the galvanic reinforcement of a conductive pre-coated band-shaped plastic film.
  • a plastic film strip 1 is 2-pulled off an unwinding roller which is mounted in a wall-shaped housing part 3 and is in drive connection with a brake motor which is not visible in the drawing.
  • the brake motor ensures that a constant tension is maintained in the plastic film strip 1.
  • Via drive rollers 4 and 5, the plastic film strip 1 is fed to an electrolysis bath 6 which has a container 7 in which a pull roller 8 is rotatably accommodated with the aid of a frame 9 is.
  • anode plates 10 which rise and fall on both sides of the the plastic film strip 1 are arranged and are connected via lines 11 to anode connections 12 of individual power sources not visible in the drawing.
  • a drive roller 13 is provided opposite the drive roller 5, via which the plastic film strip 1 emerging from the electrolysis bath 6 is fed to the drive and contacting rollers 14 and 15, which are located in a washing container 16. Two drive and contacting rollers are required if the plastic film strip is precoated on both sides and both sides are to be galvanically reinforced.
  • Arrows 17 indicate spray nozzles for water for cleaning the plastic film strip 1 from any electrolyte still adhering to it.
  • the plastic film strip 1 is fed via a further deflection roller 18 to a winding roller 22, which is likewise rotatably mounted in the wall-shaped housing part 3 and is provided with a drive motor which is not visible in the drawing.
  • Both the unwinding roller 2 and the winding roller 22 are provided with pushbuttons 23 which are connected via control shafts 24 to potentiometers for speed control of the brake and drive motors. These potentiometers are not shown in the drawing, since they are located behind the wall-shaped housing part 3.
  • the two drive rollers 4 and 5 are also designed as contacting rollers. Since the metallic pre-coating of the plastic film strip 1 is usually applied by chemical deposition or by spraying, this metal layer has an extremely small thickness, which with normal loop length has such a high resistance that the inlet circuit is only able to carry very little current is so that hardly more electrolysis takes place, so the separation is extremely low. Any increase in voltage or current would, however, burn the precoat. For this reason, for example in the known electrolysis plant, the precoated plastic strand is passed through the electrolysis bath in a plurality of sometimes shortened loops.
  • the two holders are provided with chambers 32 and 33, which are supplied with compressed air via channels 34 and 35, which then cools the strip in the chambers 32 and 33 and can escape in the direction of the arrow 36. This means that the current in the inlet circuit can also be increased.
  • the plastic film strip 1 emerging from the electrolysis bath 6 is also cooled, namely by spraying with washing water in the washing container 16 by means of the spray nozzles 17 and spraying with bath liquid by means of a spray nozzle indicated by an arrow 37 to close to it the vertex of the deflection roller 13.
  • spraying with washing water takes place through a further nozzle, which is symbolized by an arrow 38.
  • the spraying is not only used for cooling, but also to avoid the formation of stains on the electrodeposited coating due to adhering electrolytes.
  • plastic shields 40 and 41 are provided on both sides of the strip and on the side thereof, which shield the strip edges against the anode plates 10. They are arranged to be adjustable to the bandwidth and current density distribution transversely to the direction of movement of the belt.
  • the plastic screens 40 and 41 cover the edges of the plastic film strip 1 against the anode plates 10 over the entire length. These plastic panels 40 and 41 are for clarity shown only for the expiring loop portion, as well as the anode plates 10. They are of course also provided in the anode plates of the incoming loop part o
  • plastic screens 42 and 43 are preferably introduced into the bathroom from above to a depth of about 20 cm, namely between the strip and the anode plates. This achieves a better current density distribution on the anode plates 10 so that the current on the outlet side can be increased further without the layer being burned.
  • 3 shows the arrangement of the plastic covers with respect to the plastic film strip 1.
  • Such plastic covers can also be provided on the inlet side.
  • coating or reinforcement of the plastic film strip is only required on one side.
  • either only the sliding cathode 26 and the contacting roller 15 or only the sliding cathode 27 and the contacting roller 14 need to be energized, depending on which side of the plastic film strip is precoated.
  • FIG. 4 shows an exemplary embodiment of such an electrolysis plant.
  • a further unwinding roller 45 is provided for a second plastic film strip 1 ', which is transferred to the drive roller 5 via a deflection roller 46. From there it is then carried on together with the plastic film strip 1 to the deflecting roller 20 and finally wound up again on a winding roller 47.
  • the unwinding and winding rollers 45 and 47 are also provided with feelers 48 for detecting the diameter, so that the drive and brake motors, not shown in the drawing, can be regulated accordingly in terms of speed.
  • the deflection rollers 18 to 21 are located in a drying container 49 in which the plastic film strips are dried on all sides with the aid of fans. Arrows 50 indicate the direction of action for the sake of clarity of fans which are not shown.
  • the preferably electronic control of the electrolysis system is accommodated in a control cabinet 51.
  • anode bodies can be used which can be used without interrupting the electrolysis process.
  • a polyimide film of 25 / um strip thickness and 120 mm width was used .
  • the Cu layer could ver to 20 / um by the analysis system according to the invention be strengthened.
  • An acidic copper bath was used as the electrolysis bath with a maximum deposition rate of 0.6 / ⁇ m per min.
  • the inlet current was 3.5 A and the outlet current was 35 A.
  • plastic film strip was passed through the electrolysis bath 6 in only one loop, the length of the strip in the copper bath being 2 m.
  • the belt speed was 0.05 m / min.
  • plastic films are used to produce components integrated on plastic carriers, such as capacitors, crossovers, conductor tracks, resistors and plated-through holes.
  • the strip can be passed through the electrolysis bath again or several times, in which case the current strengths can be multiplied accordingly.

Abstract

Zur galvanischen Verstärkung von leitend vorbeschichteten bandförmigen Kunststoff-Folien ist es bekannt, diese in einer Vielzahl von Schleifen durch ein Elektrolysebad zu leiten. Die Kontaktierung des Bandes erfolgt mit Hilfe von oberhalb des Bandes angeordneten Antriebs- und Kontaktierungsrollen. Zur Verringerung des Aufwandes und Verbesserung des Wirkungsgrades wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß das leitend vorbeschichtete Kunststoff-Folienband (1) nur in einer Schleife durch das Elektrolysebad (6) geführt wird und unmittelbar vor dem Eintauchen in das Elektrolysebad durch senkrecht zur Bewegungsrichtung des Bandes angeordnete Schleifkathoden (26, 27) nach dem Auslaufen aus dem Elektrolysebad durch an sich bekannte Kontaktierungsrollen (14, 15) kontaktiert wird.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Elektrolyseanlage zur galvanischen Verstärkung von leitend vorbeschichteten bandförmigen Kunststoff-Folien, die in senkrechten Schleifen das Elektrolyseband durchlaufen, bestehend aus einer Elektrolysewanne mit parallel zum Bandverlauf angeordneten senkrechten Anodenplatten und oben angeordneten Antriebs- und Kontaktierungsrollen, sowie einer Wasch- und Trockenanlage.
  • In der DE-OS 15 21 076 ist eine Vorrichtung zum Plattieren eines Stranges aus Kunststoff beschrieben, wobei auf dem Kunststoff durch chemische Abscheidung zunächst eine Metallschicht extrem geringer Dicke erzeugt wird, die dann elektrolytisch verstärkt wird. Zur elektrolytischen Verstärkung wird der vorbeschichtete Strang in einer Vielzahl von Schleifen durch ein Elektrolysebad geleitet, das eine Elektrolysewanne mit parallel zum Strangverlauf angeordneten senkrechten Anodenplatten und oben angeordneten Antriebs- und Kontaktierungsrollen aufweist. Hierbei sind die drei ersten Schleifen erheblich kürzer gehalten als die folgenden und liegen an unterschiedlichen Spannungen, so daß sie gewissermaßen als selbständige Elektrolysezellen anzusehen sind. An die ersten Antriebs- und Kontaktierungsrollen wird eine Spannung von etwa 15 V, an die zweite eine Spannung von 5 V und an die übrigen Antriebs- und Kontaktierungsrollen eine Spannung von 2 V gelegt. Die Verringerung der Schleifenlänge und Abstufung der Spannungen in den ersten Elektrolysezellen ist deshalb erfolgt, weil es nicht möglich war, eine Spannung in den ersten Schleifengängen aufrechtzuerhalten, die für den Elektroplattierungsvorgang des Stranges notwendig ist. Wegen der extrem geringen Dicke der chemisch erzeugten Metallauflage würde eine normal lange Schleife zu einer solchen Erhöhung des Widerstandes in dieser dünnen Metallschicht führen, daß eine Elektrolyse kaum mehr stattfindet.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Elektrolyseanlage zur galvanischen Verstärkung von leitend vorbeschichteten bandförmigen Kunststoff-Folien zu schaffen, die zur Verringerung des Aufwandes mit erheblich weniger Schleifen, insbesondere mit nur einer einzigen auskommt. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das leitend vorbeschichtete Kunststoff-Folienband unmittelbar vor dem Eintauchen in das Elektrolysebad durch eine senkrecht zur Bewegungsrichtung des Kunststoff-Folienbandes angeordnete Schleifkathodenanordnung und nach dem Auslauf aus dem Elektrolysebad in an sich bekannter Weise durch Antriebs- und Kontaktierungsrollen kontaktierbar ist und daß die Schleifkathoden der Schleifkathodenanordnung und die Antriebs- und Kontaktierungsrollen galvanisch voneinander getrennt mit eigenen Stromquellen verbunden sind.
  • Dadurch, daß das leitend vorbeschichtete Kunststoff-Folienband unmittelbar vor dem Eintauchen in das Elektrolysebad kontaktiert wird, ist die Länge und damit der Widerstand der stromführenden dünnen Metallschicht auf ein Minimum beschränkt, so daß der Einlaufstromkreis mit niedrigerer Spannung und dafür höheren Strömen betrieben werden kann als bei der bekannten Vorrichtung.
  • Es hat sich jedoch gezeigt, daß in den Einlaufstromkreis trotzdem nur wenig Strom fließt, wenn die Kathoden aller Stromquellen miteinander verbunden sind. Wenn man jedoch die Schleifkathoden und die Kontaktierungsrollen galvanisch voneinander getrennt mit eigenen Stromquellen verbindet, erhöht sich der Einlaufstrom und man erhält eine höhere Zuwachsrate der Metallschicht. Dashat zur Folge, daß nach dem,Eintauchen bereits eine verstärkte Platt ierung stattfinden kann, so daß zwangsläufig auch die nachfolgenden Antriebs- und Kontaktierungsrollen höher belastbar sind. Das bietet wiederum den Vorteil, daß für bestimmte Anwendungsfälle das Kunststoff-Folienband in nur einer einzigen Schleife durch das Elektrolysebad geführt zu werden braucht, wodurch sich Aufwand und Baulänge der Anlage ganz erheblich verringern.
  • Um eine gute Kontaktierung eines beidseitig beschichteten Kunststoff-Folienbandes zu erreichen, sind zu beiden Seiten des Bandes stabförmige Schleifkathoden angeordnet, die an der dem Kunststoff-Folienband zugekehrten Seite gewölbt ausgebildet und in Bewegungsrichtung des Kunststoff-Folienbandes und zueinander so versetzt angeordnet sind, daß das zwischen beiden Schleifkathoden hindurchgeführte Kunststoff-Folienband diese nacheinander flächenhaft bestreicht.
  • Bei einer vorhandenen Anlage ist eine Erhöhung des Durchsatzes bei vorgegebener Schichtdicke praktisch nur dadurch möglich, daß der Strom und die Durchlaufgeschwindigkeit entsprechend erhöht werden. Der maximal zulässige Strom ist aber durch den Widerstand der Metallschicht begrenzt. Da dieser Widerstand jedoch temperaturabhängig ist, kann gemäß einem weiteren Vorschlag der Strom noch dadurch erhöht werden, daß das Kunststoff-Folienband bzw. die Metallschicht an und unmittelbar nach der Schleifkathodenanordnung und an und vor den Antriebs- und Kontaktierungsrollen gekühlt wird. Vorzugsweise ist das vorbeschichtete bzw. verstärkte Kunststoff-Folienband an und nach den stabförmigen Elektroden durch Preßluft und an und vor den Kontaktierungsrollen durch Badflüssigkeit bzw. Wasser kühlbar.
  • Zur Erzielung einer gleichmäßigen Schichtdicke über die ganze Breite des Kunststoff-Folienbandes werden in an sich bekannter Weise zu beiden Seiten des Kunststoff-Folienbandes Kunststoffblenden vorgesehen, die gemäß der Erfindung zur Anpassung an die Bandbreite und Stromdichteverteilung senkrecht zur Bewegungsrichtung des Kunststoff-Folienbandes verstellbar sind. Ferner hat es sich gezeigt, daß, wenn man an der Ein- und/oder Auslaufseite eine Blende über die ganze Breite des Kunststoff-Folienbandes von oben ins Bad einbringt, sich der Strom an der Ein- bzw. Auslaufseite erhöhen läßt, ohne daß die Kupferschicht beschädigt wird. Diese Blende sorgt für eine gleichmäßige Stromdichteverteilung an der Ein- bzw. Auslaufseite.
  • Sollen nur einseitig beschichtete Kunststoff-Folienbänder galvanisch verstärkt werden, so werden nur die entsprechenden Schleifkathoden bzw. Kontaktierungsrollen mit den entsprechenden Stromquellen verbunden. Zur besseren Auswertung der Anlage, werden-gemäß einem weiteren Vorschlag zwei einseitig beschichtete Kunststoff-Folienbänder gleichzeitig behandelt, indem sie so zusammengeführt werden, daß die beschichteten Seiten außen sind. Dies läßt sich mit nur geringfügigem Mehraufwand dadurch realisieren, daß für das zweite Kunststoff-Folienband eine weitere Ab- und Aufwickelrolle vorgesehen ist.
  • Anhand der Zeichnung, in der zwei Ausführungsbeispiele schematisch dargestellt sind, wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen:
    • Figur 1 eine Gesamtansicht einer Elektrolyseanlage in schaubildlicher Darstellung,
    • Figur 2 eine vergrößerte Darstellung der stabförmigen Schleifkathoden,
    • Figur 3 eine vergrößerte Darstellung des mit Kunststoffblenden versehenen Bandes in schaubildlicher Darstellung und
    • Figur 4 eine schaubildliche Darstellung einer Elektrolyseanlage zum Plattieren von zwei einseitig beschichteten Kunststoff-Folienbändern.
  • Figur 1 zeigt im Prinzip eine Elektrolyseanlage zur galvanischen Verstärkung einer leitend vorbeschichteten bandförmigen Kunststoff-Folie. Ein Kunststoff-Folienband 1 wird von einer Abwickelrolle 2-abgezogen, welche in einem wandförmigen Gehäuseteil 3 gelagert ist und mit einem in der Zeichnung nicht sichtbaren Bremsmotor in Antriebsverbindung steht. Der Bremsmotor sorgt für die Aufrechterhaltung einer konstanten Zugspannung in dem Kunststoff-Folienband 1. Über Antriebsrollen 4 und 5 wird das Kunststoff-Folienband 1 einem Elektrolysebad 6 zugeführt, welches einen Behälter 7 aufweist, in dem eine Zugrolle 8 mit Hilfe eines Gestelles 9 drehbeweglich untergebracht ist. Im Behälter 7 befinden sich fest angeordnete Anodenplatten 10, die zu beiden Seiten des ab- und aufsteigenden Kunststoff-Folienbandes 1 angeordnet sind und über Leitungen 11 mit Anodenanschlüssen 12 von einzelnen in der Zeichnung nicht sichtbaren Stromquellen in Verbindung stehen. Der Antriebsrolle 5 gegenüberliegend ist eine Umlenkrolle 13 vorgesehen, über die das aus dem Elektrolysebad 6 austretende Kunststoff-Folienband 1 den Antriebs- und Kontaktierungsrollen 14 und 15 zugeführt wird, welche sich in einem Waschbehälter 16 befinden. Zwei Antriebs- und Kontaktierungsrollen sind erforderlich, wenn das Kunststoff-Folienband beidseitig vorbeschichtet ist und beide Seiten galvanisch verstärkt werden sollen. Mit Pfeilen 17 sind Sprühdüsen für Wasser angedeutet zum Reinigen des Kunststoff-Folienbandes 1 von noch anhaftenden Elektrolyten. Über weitere Umlenkrollen 18 bis 21 wird das Kunststoff-Folienband 1 einer Aufwickelrolle 22 zugeführt, die ebenfalls im wandförmigen Gehäuseteil 3 drehbar gelagert und mit einem in der Zeichnung nicht sichtbaren Antriebsmotor versehen ist. Sowohl die Abwickelrolle 2.als auch die Aufwickelrolle 22 sind mit Tasteinrichtungen 23 versehen, welche über Steuerwellen 24 mit Potentiometern in Verbindung stehen zur Drehzahlregelung der Brems- und Antriebsmotoren. Diese Potentiometer sind in der Zeichnung nicht dargestellt, da sie sich hinter dem wandförmigen Gehäuseteil 3 befinden.
  • Bei den bisher üblichen Anlagen sind, sofern an beiden Seiten des Kunststoff-Folienbandes je eine leitende Schicht aufgebracht ist, auch die beiden Antriebsrollen 4 und 5 als Rontaktierungsrollen ausgebildet. Da die metallische Vorbeschichtung des Kunststoff-Folienbandes 1 meist durch chemische Abscheidung oder durch Besprühen aufgebracht ist, weist diese Metallschicht eine extrem geringe Dicke auf, die bei normaler Schleifenlänge einen so hohen Widerstand hat, daß der Einlaufstromkreis nur sehr wenig Strom zu führen in der Lage ist, so daß kaum mehr eine Elektrolyse stattfindet, die Abscheidüng also äußerst gering ist. Eine etwaige Spannungs- bzw. Stromerhöhung würde jedoch zum Verbrennen der Vorbeschichtung führen. Aus diesem Grunde wird z.B. bei der bekannten Elektrolyseanlage der vorbeschichtete Kunststoffstrang in einer Vielzahl von zum Teil verkürzten Schleifen durch das Elektrolysebad geführt. Da in diesem Falle jeder Schleife eine Antriebs- und Kontaktierungsrolle zugeordnet sein muß, ist diese bekannte Elektrolyseanlage sehr aufwendig, insbesondere, wenn eine stärkere Schicht galvanisch aufgebracht werden soll. Diese Schwierigkeiten werden bei der erfindungsgemäßen Anlage im wesentlichen dadurch beseitigt, daß das Kunststoff-Folienband 1 unmittelbar vor dem Eintauchen in das Elektrolysebad 6 kontaktiert wird, und zwar mit Hilfe einer senkrecht zum Kunststoff-Folienband 1 angeordneten Schleifkathodenanordnung 25. Wie Figur 2 zeigt, weist diese zwei Schleifkathoden 26 und 27 auf, die zu beiden Seiten des Kunststoff-Folienbandes 1 angeordnet sind. Die Schleifkathoden 26 und 27 sind stabförmig ausgebildet und sind an der dem Kunststoff-Folienband 1 zugekehrten Seite gewölbt und in Bewegungsrichtung des Bandes (Pfeil 28) gegeneinander so versetzt, daß die stabförmigen Schleifkathoden 27 und 26 flächenhaft bestrichen werden. Dadurch kann die Stromdichte an den Schleifkathoden verringert werden. Durch die Anordnung der Schleifkathoden 26 und 27 in unmittelbarer Nähe des Spiegels 29 des Elektrolysebades 6, ist der außerhalb des Elektrolysebades 6 verlaufende, stromführende Teil der Beschichtung extrem kurz, der Widerstand also relativ niedrig, im Gegensatz zu den bekannten Ausführungen. Somit ist ein wesentlich höherer Galvanisierungsstrom und damit eine wesentlich höhere Abscheidung möglich, so daß man praktisch mit einer einzigen Schleife auskommt, wie Figur 1 zeigt. Die gewölbten Flächen der Schleifkathoden sind möglichst glatt, um einerseits einen geringen Reibungswiderstand und andererseits einen guten Stromübergang zu erhalten.
  • Eine zusätzliche Erhöhung des Galvanisierungsstromes ist noch dadurch möglich, daß sowohl der ein- als auch der auslaufende stromführende Teil des Kunststoff-Folienbandes 1 gekühlt wird. Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel wird einlaufseitig vorzugsweise eine Luftkühlung verwendet, die unmittelbar an der Schleifkathodenanordnung 25 einsetzt. Die Schleifkathoden 26 und 27 sind in Haberungen 30 und 31 eingesetzt, die beispielsweise mit Hilfe von in der Zeichnung nicht dargestellten magnetischen Mitteln gegeneinander gepreßt werden. Hierbei sind die Schleifkathoden 26 und 27 so weit voneinander entfernt, daß das Kunststoff-Folienband 1 leicht S-förmig hindurchbewegt werden kann. Zur Luftkühlung sind die beiden Halterungen mit Kammern 32 und 33 versehen, die über Kanäle 34 und 35 mit Preßluft versorgt werden, welche dann in den Kammern 32 und 33 das Band kühlt und in Pfeilrichtung 36 entweichen kann. Damit kann also der Strom im Einlauf kreis zusätzlich erhöht werden.
  • Das aus dem Elektrolysebad 6 austretende Kunststoff-Folienband 1 ist ebenfalls gekühlt, und zwar einmal durch die bereits erwähnte Besprühung mit Waschwasser im Waschbehälter 16 mittels der Sprühdüsen 17 und zum anderen durch eine Besprühung mit Badflüssigkeit mittels einer durch einen Pfeil 37 angedeuteten Sprühdüse bis nahe an den Scheitel der Umlenkrolle 13. Unmittelbar nach dem Scheitel der Umlenkrolle 13 erfolgt die Besprühung mit Waschwasser durch eine weitere Düse, die durch einen Pfeil 38 symbolisiert ist. Die Besprühung dient nicht nur der Kühlung, sondern auch zur Vermeidung einer Fleckenbildung des galvanisch aufgebrachten Belags durch haftengebliebenen Elektrolyten.
  • Zur Erzielung einer gleichmäßigen Schichtdicke über die gesamte Breite des Kunststoff-Folienbandes 1 sind an beiden Seiten des Bandes und seitlich desselben Kunststoffblenden 40 und 41 vorgesehen, die die Bandränder gegen die Anodenplatten 10 abschirmen. Sie sind zur Anpassung an die Bandbreite und Stromdichteverteilung quer zur Bewegungsrichtung des Bandes verstellbar angeordnet. Die Kunststoffblenden 40 und 41 decken die Ränder des Kunststoff-Folienbandes 1 gegen die Anodenplatten 10 über die gesamte Länge ab. Diese Kunststoffblenden 40 und 41 sind der Übersicht halber nur für den auslaufenden Schleifenteil dargestellt, wie auch die Anodenplatten 10. Sie sind selbstverständlich auch bei den Anodenplatten des einlaufenden Schleifenteiles vorgeseheno
  • An der Auslaufseite des Kunststoff-Folienbandes 1 sind vorzugsweise weitere Kunststoffblenden 42 und 43 von oben bis in eine Tiefe von etwa 20 cm ins Bad eingeführt, und zwar zwischen Band und Anodenplatten. Dadurch wird eine bessere Stromdichteverteilung an den Anodenplatten 10 erzielte so daß der Strom an der Auslaufseite weiter erhöht werden kann, ohne daß eine Verbrennung der Schicht auftritt. Fig.3 zeigt die Anordnung der Kunststoffblenden in bezug auf das Kunststoff-Folienband 1. Solche Kunststoffblenden können auch an der Einlaufseite vorgesehen sein. In vielen Fällen ist eine Beschichtung bzw. Verstärkung des Kunststoff-Folienbandes nur auf einer Seite erforderlich. In diesem Falle brauchen entweder nur die Schleifkathode 26 und die Kontaktierungsrolle 15 oder nur die Schleifkathode 27 und die Kontaktierungsrolle 14 an Spannung gelegt zu werden, je nachdem welche Seite des Kunststoff-Folienbandes vorbeschichtet ist. Bei nur:einseitiger Vorbeschichtung des Kunststoff-Folienbandes ist es zur Erhöhung des Durchsatzes vorteilhaft, wenn gemäß einer weiteren Ausbildung zwei einseitig beschichtete Kunststoff-Folienbänder so zusammengeführt werden, daß die metallische Beschichtung an den Außenseiten ist.
  • Figur 4 zeigt ein Ausführurg sbeispiel einer solchen Elektrolyseanlage. In diesem Falle ist eine weitere Abwickelrolle 45 für ein zweites Kunststoff-Folienband 1' vorgesehen, welches über eine Umlenkrolle 46 zur Antriebsrolle 5 übergeführt wird. Von dort wird es dann zusammen mit dem Kunststoff-Folienband 1 bis zur Umlenkrolle 20 weitergeführt und schließlich auf eine Aufwickelrolle 47 wiederum aufgewickelt wird. Die Abwickel- und Aufwickelrollen 45 und 47 sind ebenfalls mit Tasteinrichtungen 48 zur Erfassung des Durchmessers vorgesehen, um damit die in der Zeichnung nicht dargestellten Antriebs- und Bremsmotoren in der Drehzahl entsprechend regeln zu können. Die Umlenkrollen 18 bis 21 befinden sich in einem Trockenbehälter 49, in dem die-Kunststoff-Folienbänder mit Hilfe von Ventilatoren allseitig getrocknet werden. Pfeile 50 geben die Wirkungsrichtung der Übersicht halber nicht dargestellter Ventilatoren an. In einem Steuerschrank 51 ist die vorzugsweise elektronische Steuerung der Elektrolyseanlage untergebracht.
  • Anstelle der Anodenplatten 10 bzw. zusätzlich derselben können Anodenkörper verwendet werden, welche ohne Unterbrechung des Elektrolysevorganges eingesetzt werden können.
  • Bei einer ausgeführten Anlage zur Verstärkung eines metallbeschichteten Kunststoff-Folienbandes wurde eine Polyimidfolie von 25 /um Banddicke und 120 mm Bandbreite verwendet.. Vor der galvanischen Verstärkung wurde auf diese Polyimidfolie ein- oder beidseitig eine CrNi- und darauf wiederum eine Cu-Schicht aufgedampft, wobei die CrNi-Schicht 100 bis 200 Å (Å = Angström) und die Cu-Schicht 500 bis 600 Å betrugen. Die Cu-Schicht konnte durch die erfindungsgemäße Analyseanlage auf 20 /um verstärkt werden. Als Elektrolysebad wurde ein saures Kupferbad verwendet mit einer maximalen Abscheidungsrate von 0,6 /um pro min. Hierbei betrug der Einlaufstrom 3,5 A und der Auslaufstrom 35 A. Das Kunststoff-Folienband wurde in nur einer Schleife durch das Elektrolysebad 6 geleitet, wobei die Länge des Bandes im Kupferbad 2 m betrug. Hierbei betrug die Bandgeschwindigkeit 0,05 m/min. Solche Kunststoff-Folien dienen zur Herstellung von auf Kunststoffträgern integrierten Bauelementen, wie Kondensatoren, Überkreuzungen, Leiterbahnen, Widerständen und Durchkontaktierungen.
  • Sollen noch größere Schichtdicken erzielt werden, kann das Band nochmals oder auch mehrmals durch das Elektrolysebad geleitet werden, wobei dann die Stromstärken entsprechend vervielfacht werden können.

Claims (11)

1. Elektrolyseanlage zur galvanischen Verstärkung von leitend vorbeschichteten bandförmigen Kunststoff-Folien, die in senkrechten Schleifen das Elektrolysebad durchlaufen, bestehend aus einer Elektrolysewanne mit parallel zum Bandverlauf angeordneten senkrechten'Anodenplatten und oben angeordneten Antriebs- und Kontaktierungsrollen, sowie einer Wasch- und Trockenanlage, dadurch gekennzeichnet, daß das leitend vorbeschichtete Kunststoff-Folienband (1) unmittelbar vor dem Eintauchen in das Elektrolysebad (6) durch eine senkrecht zur Bewegungsrichtung des Kunststoff-Folienbandes (1) angeordnete Schleifkathodenanordnung (25) und nach dem Aus- / lauf aus dem Elektrolysebad (6) durch Antriebs- und / Kontaktierungsrollen (14, 15) kontaktierbar ist und daß die Schleifkathoden (26, 27) der Schleifkathodenanördnung (25) und die Antriebs- und Kontaktierungsrollen (14, 15) galvanisch voneinander getrennt mit eigenen Stromquellen verbunden sind.
2. Elektrolyseanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß zu beiden Seiten des Kunststoff-Folienbandes (1) stabförmige Schleifkathoden (26, 27) angeordnet sind, die an der dem Kunststoff-Folieband (1) zugekehrten Seite gewölbt ausgebildet und in Bewegungsrichtung des Kunststoff-Folienbandes (1) und zueinander so versetzt angeordnet sind, daß das zwischen beiden Schleifkathoden (25, 26) hindurchgeführte Kunststoff-Folienband (1) diese nacheinander flächenhaft bestreicht.
3. Elektrolyseanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß das Kunststoff-Folienband (1) an und unmittelbar nach den stabförmigen Schleifkathoden (26, 27) und an und vor den Kontaktierungsrollen (14, 15) gekühlt ist.
4. Elektrolyseanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das vorbeschichtete bzw. verstärkte Kunststoff-Folienband (1) an und nach den stabförmigen Schleifkathoden (26, 27) durch Preßluft und an und vor den Kontaktierungsrollen (14, 15) durch Badflüssigkeit bzw. Wasser kühlbar ist.
5. Elektrolyseanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (30, 31) für die stabförmigen Schleifkathoden (26, 27) mit Kammern (32, 33) und Kanälen (34, 35) versehen ist, die die Kühlluft entlang des kontaktierten Kunststoff-Folienbandes (1) in Richtung Elektrolysebad (6) lenken.
6. Elektrolyseanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung für die stabförmigen Elektroden aus zwei Teilen (30 und 31) besteht, wobei jeder Teil (20 bzw. 31) eine Elektrode (26 bzw. 27) aufweist und beide Teile (30, 31) mit Hilfe von Haftmagneten zusammenhaltbar sind.
7. Elektrolyseanlage nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet , daß das aus dem Elektrolysebad (6) herauslaufende und über eine Umlenkrolle (13) laufende Kunststoff-Folienband (6) durch Bespülung gekühlt wird, wobei das Kunststoff-Folienband (6) bis nahe an den Scheitel der Umlenkrolle (13) mit Badflüssigkeit und nach dem Scheitel mit Wasser gekühlt wird.
8. Elektrolyseanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung einer gleichmäßigen Schichtdicke zu beiden Seiten des Kunststoff-Foliebandes (6) verstellbar angeordnete Kunststoffblenden (40, 41) vorgesehen sind.
9. Elektrolyseanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß an der Ein-und/oder Auslaufseite des Kunststoff-Folienbandes (1) eine Kunststoffblende (43) über die ganze Breite des Kunststoff-Folienbandes (1) von oben eintauchbar ist.
10. Elektrolyseanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet , daß bei einseitig beschichteten Kunststoff-Folienbändern zwei Bänder (1, 1') so zusammengeführt werden, daß die beschichteten Seiten außen sind.
11. Elektrolyseanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet , daß zum Trocknen der Kunststoff-Folienbänder (1, 1') zu beiden Seiten derselben Ventilatoren angeordnet sind.
1 Kunststoff-Folienband
2 Abwickelrolle
3 wandförmiger Gehäuseteil
Figure imgb0001
6 Elektrolysebad
7 Behälter
8 Zugrolle
9 Gestell
10 Anodenplatten
11 Leitungen
12 Anodenanschlüsse
13 Umlenkrolle
Figure imgb0002
16 Waschbehälter
17 Pfeile (Sprühdüsen)
18 Umlenkrollen
Figure imgb0003
23 Tasteinrichtung
24 Steuerwelle
25 Schleifkathodenanordnung
Figure imgb0004
28 Pfeil (Bewegungsrichtung des Bandes)
29 Spiegel des Elektrolysebades
Figure imgb0005
Figure imgb0006
Figure imgb0007
36 Pfeilrichtung
37 Pfeil
38 Pfeil
Figure imgb0008
45 Abwickelrolle
46 Umlenkrolle
47 Aufwickelrolle
48 Tasteinrichtung
49 Trockenbehälter
50 Pfeile
51 Steuerschrank
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Inventor name: FLOEGEL, LOTHAR, DR.

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