EP0454710B1

EP0454710B1 - Verfahren zum elektrolytischen abscheiden von metallen auf einer oder beiden seiten von baendern

Info

Publication number: EP0454710B1
Application number: EP90901741A
Authority: EP
Inventors: Hans Josef May; Roland Schnettler
Original assignee: May Hans Josef; Schnettler Roland
Current assignee: Andritz AG
Priority date: 1989-01-21
Filing date: 1990-01-20
Publication date: 1994-11-02
Anticipated expiration: 2010-01-20
Also published as: AU4843090A; ATE113671T1; DE3901807C2; EP0454710A1; ES2063958T3; DE3901807A1; WO1990008209A1; US5322614A; DE59007643D1; JPH04504444A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum elektrolytischen Abscheiden von Metallen auf die die Kathode bildenden Bänder, vorzugsweise Stahlbänder, bei dem der zu beschichtende Bandabschnitt in einem Spalt zwischen zwei parallel zueinander angeordneten nichtlöslichen Anoden in einem Elektrolyten geführt ist, wobei eine Anode quer zur Bandlaufrichtung in mehrere gegeneinander elektrisch isolierte Abschnitte aufgeteilt ist, die jeweils gesteuert unterschiedlich elektrisch beaufschlagbar sind.
Bekannt ist ein solches Verfahren aus Patents Abstracts of Japan, C-579, March 23, 1989 Vol.13/No.119 (≙ JP 63-293200 A). Bei diesem bekannten Verfahren sollen mit den quer zur Bandlaufrichtung in mehrere gegeneinander elektrisch isolierte Abschnitte aufgeteilten Anoden und der unterschiedlichen elektrischen Beaufschlagung der einzelnen Abschnitte Vergleichmäßigungen der aufzutragenden Schichten erreicht werden. Durch die entsprechende Steuerung der jeweils angelegten Potentiale an den Anodenabschnitten soll offensichtlich erreicht werden, daß die galvanische Schicht keine Schwankungen in der Dicke zeigt.
Sowohl aus der DE-OS 30 17 079 als auch aus der JP-OS 1-17890 sind in Längsrichtung des Bandes geteilte Anoden in Anlagen zur ein- oder beidseitigen Beschichtung von Bändern bekannt. Zur einseitigen Beschichtung werden dabei die Anoden auf der der nicht zu beschichtenden Bandseite gegenüberliegenden Seite entfernt oder stromlos geschaltet. Dabei ist jedoch festzustellen, daß häufig doch noch eine teilweise Beschichtung auf der nicht zu beschichtenden Beandseite erfolgt. Ähnliche Mängel weisen auch entsprechende Anlagen gemäß der JP-OS 63-259 098 auf, mit denen auch eine einseitige Beschichtung von Bändern erfolgen soll.
Bei Anlagen dieser bekannten Art hat sich auch gezeigt, daß nicht nur auf der nicht zu beschichtenden Seite des Bandes sich Niederschläge bilden, sondern auch im unteren Anodenbereich. In diesem unteren Bereich werden je nach Anodenmaterial, beispielsweise im Falle von mit lridium-dioxid beschichteten Anoden, die Oberflächen passiviert und dadurch unbrauchbar. Die Erklärung muß offensichtlich darin gesehen werden, daß sich ein Spannungsabfall vom Einlauf bis zum Auslauf im jeweiligen zu beschichtenden Bandabschnitt einstellt, sodaß sich Potentialunterschiede zwischen der ansich stromlosen Anode und den gegenüber-liegenden Bandabschnitten ergeben, die offensichtlich ausreichend sind, um Abscheidungsvorgäng in Richtung Anode und/oder Band auszulösen.
Es ist daher auch bereits vorgeschlagen worden, die stromlose Anode durch Zwischenschaltung einer Isolierung, beispielsweise einer dünnen Kunststoffplatte, gegenüber dem Bandabschnitt zu isolieren. Solche Isolierplatten lassen sich jedoch häufig im sehr schmalen Spalt zwischen Band und Anode nicht unterbringen. Außerdem erfordert auch eine solche Maßnahme erhebliche Rüstzeiten bei der Umstellung vom beidseitigen Beschichtungsbetrieb auf den einseitigen Beschichtungsbetrieb und umgekehrt.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, in einer mit dem Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 betriebenen Anlage, die nicht zu beschichtende Bandseite bzw. eine vorhandene nicht an der Beschichtung teilnehmende Anode vom Metallniederschlag frei zuhalten.
Gelöst wird die Erfindungsaufgabe mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
Bei diesem erfindungsgemäßen Verfahren zur einseitigen Beschichtung von Bändern wird in bekannter Weise die Anode stromlos geschaltet. Da die Anode quer zur Laufrichtung des zu beschichtenden Bandes in mehrere relativ kleine Abschnitte aufgeteilt ist, können sich in diesen gegenüber der Gesamtlänge der Anode kleinen Abschnitten gegenüber dem zu beschichtenden Band nur geringe Spannungspotentiale aufbauen, welche Abscheidungsvorgänge von der Anode oder Abscheidungsvorgänge aus dem Elektrolyten nicht oder nur in geringem Maße auszulösen vermögen. Die entsprechende Aufteilung der Anode und deren erfindungsgemäß vorgeschlagene unterschiedliche elektrische Beaufschlagung ermöglicht Steuerungsmöglichkeiten, die sowohl die nicht zu beschichtende Bandseite als auch untere Anodenabschnitte vom nicht erwünschten Metallniederschlag freihalten.
Bei bestimmten Anoden, wie beispielsweise mit Iridium-dioxid beschichteten nichtlöslichen Anoden, kann es sinnvoll sein, die einzelnen Abschnitte der im Prinzip spannungsfreien, also "nicht arbeitenden" Anodenabschnitte ebenfalls anodisch mit geringeren als der zur Auslösung einer Abscheidung erforderlichen Spannung zu beaufschlagen, um die Passivierung der Anode und gleichzeitig eine Beschichtung der nicht zu beschichtenden Bandseite zu vermeiden. In den einzelnen Anodenabschnitten k ann eine angepaßte Anodenbeaufschlagung gesteuer werden.
Es ist ebenfalls mit den erfindungsgemäßen Verfahren möglich, beispielsweise wenn eine Anodenoberfläche aus Blei besteht, beim einseitigen Beschichtungsbetrieb auf der nicht zu beschichtenden Seite entstandenen Niederschläge am Ende des durchlaufenden Bandabschnittes wieder durch Abscheidung in umgekehrter Richtung abzubauen, in dem im Bereich des Auslaufes die Anodenabschnitt derart elektrisch, d.h. negativ gegenüber dem gegenüberliegenden Bandabschnitt, beaufschlagt werden, daß der Abbau des nicht gewünschten Niederschlages auf der nicht zu beschichtenden Seite des Bandes erfolgt, ohne daß es zu einem entscheidenden Niederschlag auf dem entsprechenden Anodenabschnitt kommt.
Anhand einer prinzipiell dargestellten galvanischen Zelle wird die Erfindung im folgenden näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1: einen Längsschnitt durch eine solche Zelle
und
Fig. 2: eine zu dem in Fig. 1 senkrechte Ansicht auf eine in Querrichtung mehrfach geteilte Anode in der Zelle.

Das Gehäuse einer solchen Zelle ist mit der Ziffer 1 bezeichnet. Im Elektrolytbad befinden sich in etwa paralleler Anordnung zueinander die beiden Anoden 3 und 4, durch deren zwischen sich gebildeten Spalt das zu beschichtende Band 8 hindurchläuft. Es läuft bei dieser Vertikalanordnung von einer oberen, ggfs. die Stromrolle bildenden Umlenkrolle 5, zu einer unteren sich im Elektrolytbad 2 befindenden Rolle 6.
Während die nichtlösliche Anode 3 als über ihre Länge homogen anzusehen ist, ist die andere nichtlösliche Anode 4 parallel zur Bandlaufrichtung mehrfach parallel geteilt. Diese vorzugsweise gleichgroßen Anodenabschnitte tragen die Ziffer 41, 42, 43 und 44. Diese Abschnitte sind gegeneinander isoliert, beispielsweise durch die mit der Ziffer 7 bezeichneten Kunststoffabschnitte.
Jeder Anodenabschnitt ist durch die getrennten Anschlüsse 410, 420, 430 und 440 elektrisch beaufschlagbar.
Die entsprechenden Steuerungsverfahren erfolgen vorzugsweise geregelt und überwacht, wobei an den Anodenabschnitten unterschiedliche Spannungen bzw. Potentiale angelegt werden. Durch die vorher beschriebenen Verfahren werden die Niederschläge auf der nicht zu beschichtenden Seite des Bandes 8 verhindert bzw. abgebaut.

Claims

Verfahren zum elektrolytischen Abscheiden von Metallen auf die die Kathode bildenden Bänder, vorzugsweise Stahlbänder, bei dem der zu beschichtende Bandabschnitt in einem Spalt zwischen zwei parallel zueinander angeordneten nichtlöslichen Anoden in einem Elektrolyten geführt wird, wobei eine Anode quer zur Bandlaufrichtung in mehrere gegeneinander elektrisch isolierte Abschnitte aufgeteilt ist, die jeweils gesteuert unterschiedlich elektrisch beaufschlagbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß zum einseitigen Abscheiden des Metalles auf das Band (8) die Anodenabschnitte (41, 42, 43, 44) der der nicht zu beschichtenden Bandseite gegenüberliegenden geteilten Anode (4) wahlweise potentialfrei oder mit gleichen oder unterschiedlichen, positiven oder negativen Potentialen zu dem dem jeweiligen Anodenabschnitt gegenüberliegenden Bandabschnitt beaufschlagt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei potentialfrei gehaltenen Einlaufabschnitten (41, 42, 43) der geteilten Anode (4) der oder die im Auslaufbereich liegenden Abschnitte (44) mit einem negativen Spannungspotential zu dem dem jeweiligen Anodenabschnitt gegenüberliegenden Bandabschnitt beaufschlagt werden, derart, daß eine Abtragung der erfolgten Beschichtung von der nicht zu beschichtenden Bandseite erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Verhältnis zu dem jeweils gegenüberliegenden Bandabschnitt geringe positive Potentiale an den einzelnen Abschnitten der geteilten nichtlöslichen Anode angelegt werden, um eine Passivierung zu verhindern.