EP4010518A1 - Verfahren und anlage zum elektrolytischen beschichten eines elektrisch leitfähigen bandes und/oder gewebes mittels pulstechnik - Google Patents

Verfahren und anlage zum elektrolytischen beschichten eines elektrisch leitfähigen bandes und/oder gewebes mittels pulstechnik

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Publication number
EP4010518A1
EP4010518A1 EP20751549.5A EP20751549A EP4010518A1 EP 4010518 A1 EP4010518 A1 EP 4010518A1 EP 20751549 A EP20751549 A EP 20751549A EP 4010518 A1 EP4010518 A1 EP 4010518A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pulse
tape
electrically conductive
coating
anode
Prior art date
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Pending
Application number
EP20751549.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Henry GÖRTZ
Thomas Daube
Frank PLATE
Walter Timmerbeul
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.)
SMS Group GmbH
Original Assignee
SMS Group GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by SMS Group GmbH filed Critical SMS Group GmbH
Publication of EP4010518A1 publication Critical patent/EP4010518A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • C25D7/06—Wires; Strips; Foils
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Definitions

  • the present invention relates to a galvanic method and a system for the electrolytic coating of an electrically conductive tape and / or an electrically conductive tape-shaped fabric, preferably a metallic tape such as a steel tape and / or a steel sheet, a plastic tape, a fiberglass fabric tape, a
  • Electrolytically refined strips such as steel strips, are now used as semi-finished products in many branches of industry, such as the automotive industry, aerospace technology, mechanical engineering, the packaging industry, and household and electrical appliance manufacture.
  • the production of such strips is traditionally carried out in continuously operating strip treatment systems with a constant-speed passage of the strip through one or more electrolysis cells connected in series.
  • the coatings deposited electrolytically on one or both sides of the strip can perform various tasks and give the respective strip new product properties. These are, for example, protection against corrosion or oxidation, wear protection, the production of decorative product properties, and / or the production of magnetic and / or electrical surface properties.
  • an electrolytically galvanized steel strip receives active corrosion protection through the zinc coating and offers a good primer for Lacquering and / or lamination with plastic films.
  • Chromium coating also gives a steel strip or a plastic strip increased protection against corrosion and wear, as well as decorative properties.
  • Nickel and nickel alloys can increase the surface hardness of the respective substrate.
  • the production of the respective coatings with the desired properties depends, especially under economic and economic aspects, on various parameters such as the type and composition of the electrolyte, its metal salt concentration and temperature, the geometric arrangement of the electrolysis cells and their electrodes, the electrochemical current flow and their Amount, time and polarity, strongly dependent.
  • the electrolytic coating of metallic strips is carried out in the prior art by means of direct current, the thyristor technology being used here.
  • This so-called DC electrolysis can be designed to be unipolar and partially reversible, but does not allow any specific current sequences in terms of amount, time and polarity, so that the surface roughness and / or the layer thickness of a coating cannot be regulated in a continuous process.
  • the object of the present invention is therefore an improved method and an improved system for the electrolytic coating of electrically conductive strips and / or electrically conductive strip-shaped fabrics with a coating based on a metal and / or a semimetal selected from group 6 to 15 and / or a mixture thereof, in particular that allows the surface roughness and / or the layer thickness of a coating to be regulated in a continuous process.
  • the object is achieved by a method with the features of patent claim 1 and a system with the features of patent claim 14.
  • the electrically conductive tape and / or the electrically conductive tape-shaped fabric preferably a metallic tape, a plastic tape, a glass fiber fabric tape, a carbon mesh fabric tape and / or a
  • Composite material thereof after possibly prior cleaning and / or activation, is fed to a coating section comprising at least one, preferably at least two or more, electrolytic cell (s) and is successively electrolytically coated in this, the electrically conductive strip and / or the strip-shaped fabric is first connected cathodically via at least one current roller and is guided within the at least one electrolytic cell at a defined distance parallel to the at least one anode arranged in the electrolytic cell.
  • the at least one anode is energized by means of a modulated current, the coating process taking place within the coating section using a defined pulse pattern sequence, which is formed from at least one pulse pattern, with at least one of the metals and / or one of the semimetals selected from the according to the pulse pattern sequence Group 6 to 15 and / or a mixture thereof of an electrolyte is deposited on the electrically conductive tape and / or tape-shaped fabric and the coating is formed.
  • the present invention provides an installation for the electrolytic coating of an electrically conductive strip and / or an electrically conductive strip-shaped fabric.
  • the system optionally comprises a cleaning and / or an activation unit in which the electrically conductive tape and / or tape-like fabric can be cleaned and / or activated; a Coating section with at least one, preferably at least two or more electrolysis cell (s), in which the electrically conductive strip and / or strip-like fabric can be successively electrolytically coated, and at least one power roller, via which the electrically conductive strip and / or strip-like fabric are cathodically connected can, wherein the at least one electrolytic cell comprises at least one anode which is arranged such that the electrically conductive tape and / or tape-like fabric that can be passed through the at least one electrolysis cell can be passed through at a defined and parallel distance from the at least one anode.
  • the system comprises at least one pulse rectifier which is implemented using switched-mode power supply technology, the negative pole of which is electrically connected to the at least one current roller and the positive pole is electrically connected to the at least one anode, in such a way that the at least one anode can be energized by means of a modulated current, that the
  • Coating process can be carried out within the coating section using a defined pulse pattern sequence, the
  • Pulse pattern sequence is formed from individual pulse patterns, wherein according to the pulse pattern sequence at least one of the metals and / or one of the semimetals selected from group 6 to 15 and / or a mixture thereof from an electrolyte can be deposited on the electrically conductive tape and / or the tape-like tissue .
  • the grain size of the coating and its surface can be adjusted in a targeted manner. In this way, unevenness can be corrected through targeted removal or construction in order to achieve the desired surface roughness and / or layer thickness.
  • a further advantage is that the roughness of the coating can be set independently of the roughness of the strip substrate via the choice of the pulse pattern sequence or the individual pulse patterns which these form.
  • the coating process according to the invention takes place within the coating section using a defined pulse pattern sequence that is formed from individual pulse patterns.
  • the pulse pattern sequence can be formed from a single pulse pattern and / or from a combination of at least two or a plurality of identical and / or different pulse patterns of a pulse pattern collection.
  • changing the polarity allows the deposition process to be reversed.
  • those areas of the (partially) -coated substrate can be corrected which in the previous cathodic coating step and / or coating process as a result of high current densities, for example at the edges of the substrate, have an excessive layer thickness or a exhibit dendritic crystal growth.
  • the change in polarity or the anodic operation thus allows a targeted reduction of this local elevation and adjustment of the layer thickness of this to the surrounding areas.
  • the electrolytic process can be designed using the modulated current in such a way that particularly compact, dense, pure, homogeneous, finely crystalline, pore-free, crack-free and dendrite-free coatings can be realized.
  • the electrically conductive tape and / or tape-like fabric to be coated can be coated over its entire surface with a homogeneous layer thickness in the continuous coating process, which runs evenly over the tape width (edge effect) and has no partial overcoating and / or undercoating.
  • edge masks can advantageously be dispensed with.
  • the use of a modulated current in bipolar operation leads to a multilayer structure with improved properties.
  • the pulse pattern By choosing the pulse pattern, the nucleation, its number and distribution on the electrical conductive tape and / or tape-shaped tissue can be positively influenced in a targeted manner, which leads to advantageous crystal growth.
  • the Nernst diffusion layer can also be split up by repeating pulse patterns, which leads to an improvement in the mass transport properties at the cathode, i.e. the electrically conductive tape and / or tape-like tissue connected to the cathode, and manifests itself in the deposition of less rough coatings, increasing their gloss and making them denser Coatings and thus leads to an increase in corrosion resistance.
  • the metal ions and / or semimetal ions can be transported in greater numbers to the cathodically connected tape and / or tape-like tissue, which leads to a finer-grained morphology of the coating.
  • metal and / or semi-metal which can be selected individually or in combination from one of groups 6 to 15, includes the metals or semi-metals known in electroplating, in particular chromium (Cr), manganese (Mn), rhenium ( Re), iron (Fe), ruthenium (Ru), osmium (Os), cobalt (Co), rhodium (Rh), iridium (Ir), nickel (Ni), palladium (Pd), platinum (Pt), copper (Cu), gold (Au), silver (Ag), zinc (Zn), cadmium (Cd), aluminum (AI), gallium (Ga), indium (In), thallium (TI), tin (Sn), lead (Pb), arsenic (As), antimony (Sb), bismuth (Bi) and / or mixtures or alloys thereof, understood.
  • Cr chromium
  • Mn manganese
  • Re iron
  • Ru ruthenium
  • Os osmium
  • the electrically conductive band and / or electrically conductive band-shaped fabric is preferably one selected from the group comprising a metallic band, such as a steel band and / or a sheet metal, a plastic band, a glass fiber fabric band, a carbon mesh fabric band and / or a composite material thereof.
  • the electrically conductive tape is particularly preferably a steel tape which has a tensile strength of at least R e ⁇ 500 MPa, more preferably of at least R e ⁇ 600 MPa and most preferably of at least R e ⁇ 800 MPa.
  • the steel strip is limited to a tensile strength of R e ⁇ 2000 MPa, more preferably to a tensile strength of R e ⁇ 1500 MPa, even more preferably to a tensile strength of R e ⁇ 1200 MPa.
  • the coating section of the system can in principle comprise an electrolysis cell with an anode, which is designed, for example, in the form of a plate anode.
  • the only one electrolysis cell can comprise two anodes, which are arranged one behind the other in the direction of belt travel, for example, in such a way that the strip-shaped substrate can be coated on one side.
  • the two anodes can be formed in an anode arrangement in which the two anodes are then arranged parallel to one another within the one electrolysis cell.
  • the coating section comprises at least two electrolysis cells, more preferably at least three electrolysis cells, even more preferably at least four electrolysis cells, further preferably at least five electrolysis cells, and is made of process-economical Reasons limited to a maximum of twenty electrolysis cells, preferably to a maximum of 16, more preferably to a maximum of 15 electrolysis cells.
  • the plurality of electrolysis cells are preferably arranged one behind the other in the direction of travel of the strip, through which the electrically conductive strip and / or strip-shaped fabric is then guided within the coating section.
  • the individual electrolysis cells can be designed in the form of horizontally or preferably in the form of vertically designed electrolysis cells through which the corresponding substrate to be coated is guided over deflection rollers
  • the deposition process within the individual electrolysis cells takes place in an electrolyte through which the electrically conductive tape and / or tape-shaped fabric is passed.
  • the electrolyte medium is usually aqueous and usually has a pFI value of less than 5.0.
  • the electrolyte medium can also be formed from a non-aqueous medium such as an ionic liquid.
  • a preferred ionic liquid comprises a mixture of choline chloride and flarnea.
  • the modulated current is provided by a pulse rectifier that uses switched-mode power supply technology.
  • a pulse rectifier allows the amount, the temporal course and the polarity of the respective desired pulse pattern and thus the entire pulse pattern sequence to be defined so that the electrolytic process can be optimally adapted to the respective system of strip substrate and coating agent according to the specified parameters.
  • a pulse rectifier designed in this way is defined in that the mains-side alternating voltage is first rectified and smoothed.
  • the then generated DC voltage which has significantly higher frequencies, usually in the range from 5 kFIz to 300 kHz, is then divided, transformed with this high frequency and then rectified and sifted.
  • the superimposed voltage and current regulation usually works via pulse width modulation or pulse phase modulation.
  • the transformer Due to the high frequency at the power transmitter, the transformer is made much smaller so that the energy losses are much lower. Depending on the system, this results in a significantly higher power efficiency of the direct current supply and thus of the entire production plant.
  • the pulse rectifier can be made available in a modular design.
  • Another advantage is that the quality of the direct current, in particular its lower residual ripple, is much better with lower losses than with conventional thyristor-based DC electrolysis, the repair of defective devices is much faster and easier, and existing direct current / DC voltage supply systems through additional modules by using appropriate control technology, by means of which the output of the direct current
  • the at least one pulse rectifier which provides the modulated current, is advantageously electrically connected via its negative pole to the at least one current roller and the positive pole to the at least one anode.
  • the at least one pulse rectifier particularly preferably each of the pulse rectifiers within the coating path, is electrically connected to a central control unit via which the entire coating process is regulated. Via the control unit the at least one pulse pattern of the pulse pattern sequence is transmitted to the at least one, preferably each, pulse rectifier, which transmits this signal to the respective associated electrolysis cell.
  • a pulse pattern of the pulse pattern sequence comprises at least one cathodic pulse, at least one anodic pulse, and / or at least one pulse off-time, the cathodic and anodic pulse being defined by a pulse duration and its respective shape, for example rectangular.
  • the at least one anode is preferably designed as a plate anode.
  • Such plate anodes can in principle be designed in the form of a soluble or an insoluble anode.
  • soluble anodes which are also known as active anode systems
  • the anode dissolves during the electrolysis.
  • insoluble anodes also known as inert anode systems, do not go into solution during electrolysis.
  • Insoluble anodes consist of a carrier material on the one hand and a coating applied to it, which can be referred to as an active layer, on the other hand.
  • Titanium, niobium or other reaction carrier metals are usually used as the carrier material, but in any case those materials which passivate under the electrolysis conditions.
  • the material used for the active layer is usually electron-conducting materials, such as platinum, iridium or other noble metals, their mixed oxides or compounds of these elements.
  • the active layer can either be applied directly to the surface of the carrier material or it can be located on a substrate arranged at a distance from the carrier material. Materials which can be used as carrier material, for example titanium, niobium or the like, can also serve as the substrate.
  • the at least one anode can preferably be formed in one piece and / or, according to an advantageous embodiment variant, from at least two or more rod-shaped partial anodes, each of the partial anodes then is electrically connected to the power source.
  • the at least two or more rod-shaped partial anodes are advantageously arranged in such a way that the distance between each partial anode and the strip can be adjusted across its width.
  • locally different layer thicknesses can be applied and / or corrected by desorption along the bandwidth of the substrate, i.e. the electrically conductive tape and / or tape-like fabric, by setting the distance of each of the sub-anodes to the tape and / or the current density via the pulse rectifier .
  • the partial anodes arranged on the strip edges can be supplied with a lower current density than those arranged in the middle segment and / or positioned a greater distance from the strip in order to control the deposition of the metal and / or the semi-metal at the strip edges .
  • the at least one electrolysis cell comprises at least one anode arrangement made up of two anodes arranged parallel to one another, through which the electrically conductive tape and / or tape-shaped fabric is guided.
  • each of the anodes of the at least one anode arrangement is supplied with current via a separate pulse rectifier, in such a way that each of the anodes is electrically connected to a positive pole of each pulse rectifier and the negative pole of each pulse rectifier is electrically connected to the at least one current roller is.
  • the electrolytic cell in this configuration comprises two anodes, two pulse rectifiers and a current roller, via which the strip substrate is connected cathodically.
  • the at least one electrolysis cell comprises at least two anode arrangements, each with two anodes arranged parallel to one another, through which the electrically conductive tape and / or tape-shaped fabric is guided.
  • an electrolysis cell is designed as an immersion tank, it is particularly preferably provided that the electrically conductive tape and / or tape-shaped fabric between the at least two anode arrangements is deflected via a deflection roller, possibly arranged within the electrolysis cell.
  • each of the anodes of the at least two anode arrangement is also supplied with current via a separate pulse rectifier, so that a total of four pulse rectifiers are provided in this configuration.
  • the electrolysis cell in this configuration comprises four anodes, four pulse rectifiers, two current rollers and a deflection roller, possibly arranged within the electrolysis cell.
  • the electrolysis cell can essentially be formed from the anode arrangement in that the two open flanks of this are closed.
  • the strip substrate is guided through the partially closed space delimited by the anode arrangement and the electrolyte flows around it in this space.
  • the electrolyte can, for example, be supplied to the space over the entire cross section via appropriate pumps and flow through it.
  • Such a structure has a smaller installation space than an immersion tank and therefore requires smaller volumes of the electrolyte.
  • the coating section comprises a plurality of electrolysis cells arranged one behind the other in the direction of travel of the strip, through which the electrically conductive strip and / or strip-shaped fabric is guided.
  • the electrically conductive tape and / or tape-shaped fabric is deflected between at least two, more preferably between each of the plurality of electrolysis cells, via at least one deflection roller designed as an intermediate current roller, and optionally also connected cathodically.
  • each of the anodes is likewise the four anode arrangements are energized via a separate pulse rectifier, so that a total of eight pulse rectifiers are provided in this configuration.
  • Each of the eight anodes is electrically connected to a positive pole of each pulse rectifier.
  • the cathodic circuit it is provided that it is distributed over a total of three current rollers, in such a way that the negative pole of two pulse rectifiers each with one of the two outer current rollers (strip inlet current roller and strip outlet current roller) and the negative pole of the other four pulse rectifiers is electrically connected to the deflecting roller designed as an intermediate current roller.
  • the surface roughness and / or layer thickness of the applied coating is determined. This can be done, for example, via a contactless online measurement.
  • at least one of the parameters of the pulse pattern of the pulse pattern sequence is selected from the series comprising its pulse type, its pulse shape, its pulse timeout, its pulse length, its number of pulses and / or one Combination of these is changed.
  • FIG. 1 shows a first embodiment variant of a part of a coating section of a system for electrolytically coating an electrically conductive strip and / or strip-shaped fabric with a coating in a schematic representation
  • FIG. 2 shows a second embodiment variant of a part of the coating section of the system for electrolytically coating an electrically conductive strip and / or strip-shaped fabric with a coating in a schematic representation
  • FIG. 5 shows a third embodiment variant of a part of the coating section of the system for electrolytically coating an electrically conductive strip and / or strip-shaped fabric with a coating in a schematic representation
  • FIG. 6 shows a first variant embodiment of a pulse pattern which can form part of the pulse pattern sequence
  • FIG. 7 shows a second embodiment variant of a pulse pattern that can form part of the pulse pattern sequence
  • FIG. 8 shows a third embodiment variant of a pulse pattern that can form part of the pulse pattern sequence
  • 9 shows a fourth variant embodiment of a pulse pattern which can form part of the pulse pattern sequence
  • FIG. 10 shows a fifth variant embodiment of a pulse pattern which can form part of the pulse pattern sequence
  • 11 shows a sixth variant embodiment of a pulse pattern which can form part of the pulse pattern sequence
  • part of a coating line 1 of a system for the electrolytic coating of an electrically conductive strip and / or a strip-shaped fabric with a coating is shown in a schematic representation.
  • a system for the electrolytic coating of an electrically conductive strip and / or a strip-shaped fabric with a coating is shown in a schematic representation.
  • such a system can have one or more flasher devices for unwinding and winding up the tapes to be coated, an infeed store, a straightener, a cleaning and activation unit, the coating line 1, a post-treatment unit, an outfeed store, an inspection line and one in front of the winding station (Flaspel Hughes) arranged oiling device comprise.
  • an electrically conductive band and / or a band-shaped fabric 2 such as a metallic band, a steel band, an aluminum band, a plastic band, a plastic film, a glass fiber fabric, a carbon mesh fabric and / or a composite material thereof with a Coating based on a metal and / or a semi-metal selected from group 6 to 15 and / or a mixture or alloy thereof can be electrolytically coated.
  • the coating line 1 in the variant shown in FIG. 1 comprises an electrolysis cell 3, which in the present case is designed as an immersion tank and has a correspondingly electrochemically adjusted electrolyte 4 containing the (semi) metallic component in cationic form.
  • a sulfuric acid, aqueous electrolyte with a concentration of 100 to 400 g / L ZnSC can be used to coat a steel strip with zinc.
  • the electrolytic cell 3 comprises two anodes 5, which are positioned in the electrolytic cell 3 in such a way that the strip 2 to be coated, which can be passed through the electrolytic cell 3, can be passed through at a defined and parallel distance therefrom.
  • Both anodes 5 are designed as one-piece plate anodes and are arranged one behind the other in the direction of travel R of the belt, such that the belt 2 can be coated on one side.
  • the electrolytic cell 3 is assigned two current rollers 6, 7, with the first current roller 6 being arranged within the coating section 1 on the inlet side (strip inlet current roller) of the electrolytic cell 3 and the second current roller 7 on the outlet side (strip outlet current roller) of the electrolytic cell 3.
  • the strip 2 which may have been subjected to a previous cleaning and / or activation step, is deflected from a horizontal movement into a vertical movement via the strip infeed current roller 6, so that it enters the electrolytic cell 3, and at the same time connected to the cathode .
  • the tape outlet current roller 7 the tape 2 is then after
  • the coating process is diverted from the vertical back to the horizontal movement, whereby it can optionally also be connected cathodically via the strip outlet current roller 7.
  • a deflection roller 8 is arranged within the electrolysis cell 3, via which the strip 2 is deflected.
  • both anodes 5 are energized by means of a modulated current which is provided by a separate pulse rectifier 9, which is implemented using switched-mode power supply technology.
  • Each of the pulse rectifiers 9 is electrically connected to one of the two current rollers 6, 7 via its negative pole and the positive pole is electrically connected to one of the two anodes 5.
  • the two anodes 5 are connected to the modulated current Can be energized in such a way that the coating process can be carried out using a defined pulse pattern sequence 10 which is formed from individual pulse patterns 11.
  • Both pulse rectifiers 9 are advantageously electrically connected to a central control unit 12, via which the respective desired pulse pattern 13 of the pulse pattern sequence 12 can be transmitted to each of the pulse rectifiers 10, 11. This allows the entire coating process to be regulated in an automated manner
  • FIG. 2 a second variant of a part of the coating line 1 is shown.
  • the electrolytic cell 3 comprises two anode arrangements 13, each with two anodes 5 arranged parallel to one another, through which the strip 2 is guided.
  • each of the anodes 5 of the two anode arrangements 13 is also supplied with current via a separate pulse rectifier 9.
  • each of the four anodes 5 is electrically connected to a positive pole of each pulse rectifier 9 and the negative pole of two pulse rectifiers 9 is electrically connected to one of the two current rollers 6 and 7, respectively.
  • FIG. 3 shows a variant of a part of a coating line 1 with n-type electrolysis cells 3, four of which are shown by way of example. All of these electrolysis cells 3 are arranged one behind the other in the direction R of the strip.
  • a deflecting roller designed as an intermediate current roller 14 is arranged, via which the strip 2 is deflected from a previous to the next electrolytic cell 3 and is additionally connected cathodically.
  • each of the anodes 5 of the plurality of anode arrangements 13 is supplied with current via a separate pulse rectifier 9.
  • each of the anodes 5 is electrically connected to a positive pole of each pulse rectifier 9.
  • the cathodic circuit With regard to the cathodic circuit, it is provided that it relates to the different power rollers 6, 7, 14 distributed in such a way that the negative pole of two pulse rectifiers 9 each with one of the two outer power rollers 6, 7 (strip inlet or strip outlet current roller) and the negative pole of the other pulse rectifiers 9 with the as an intermediate current roller 14 formed pulley is electrically connected.
  • FIG. 4 shows a variant of a partial anode arrangement 15 which comprises a plurality of rod-shaped partial anodes 16, each of the partial anodes 16 being electrically connected to the power source or to a negative pole of a pulse rectifier 9.
  • Figure 5 is a third variant embodiment of part of a
  • the electrolysis cell 3 is essentially formed from the anode arrangement 13 in that the two open flanks of this are closed.
  • the strip 2 is guided through the partially closed space delimited by the anode arrangement 13 and the electrolyte 4 flows around it in this space.
  • the electrolyte 4 is conveyed from a reservoir 17 arranged below the anode arrangement 13 via a pump 18 into the space, where it flows through it over the entire cross section.
  • FIGS. 6 to 11 different embodiment variants of pulse patterns 11 are shown, which form part of the pulse pattern sequence 10 according to which the coating process takes place within the coating section 1.
  • an initial current pulse of the time length t is shown, which is then reduced to a constant current strength.
  • the initial current pulse can be used to increase the number of nuclei on the cathode, with the result that fine and small crystal forms are deposited.
  • the dashed line in FIGS. 6 to 11 shows a cathodic current that is constant over time, as is used in direct current electrolysis (DC electrolysis).
  • FIG. 7 shows a pulse pattern 11 which initially has a high bias current pulse, which is followed by a first, higher, and a second, lower, constant amount of current.
  • FIG. 8 an embodiment variant is shown which shows a repetitive pulse pattern 11 of identical design in terms of current amount and time.
  • the pauses in the current flow result in a relaxation of the Nernst double layer, which is associated with a breakdown of the diffusion layer, which hinders the transport of substances, and thus supports the formation of a homogeneous coating thickness and a particularly smooth surface over the surface of the strip.
  • a pulse pattern 11 which has two consecutive, higher current pulses which are used cyclically within the pulse pattern 11 in order to minimize and / or suppress dendritic crystal growth.
  • FIG. 10 shows a pulse pattern 11 which shows high current pulses, phases of cathodic deposition, and an inversion of the current and thus the connection of the cathode to the anode.
  • FIG. 10 shows a pulse pattern 11 which shows high current pulses, phases of cathodic deposition, and an inversion of the current and thus the connection of the cathode to the anode.
  • FIG. 11 shows a pulse pattern 11 with a periodic, square-wave current pulse which can be used in combination with one of the preceding pulse patterns to form a multilayer, cathodic coating.
  • the coating is galvanically deposited on the strip in the cathodic phase, then applied anodically by the reverse pulse with currents lower in magnitude, and the deposition is prevented.
  • crystal peaks are preferably broken down and, again by cathodic switching, another (semi) metal layer is deposited on the existing layer.
  • the (semi-) metallic coatings can be built up periodically and in layers, which is associated with an improvement in the corrosion resistance.
  • This so-called reverse pulse current method is also called the bipolar pulse current method, since the cathodic and anodic current conduction is changed, i.e. the current flow is changed with the intersection of the zero crossing.
  • the cathode is temporarily switched to the anode, so that the galvanic deposition process can temporarily be carried out reversibly.
  • the amount of current, the duration and the polarity change can be designed according to the specifications by the user and optimized for the process.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein galvanisches Verfahren sowie eine Anlage zum elektrolytischen Beschichten eines elektrisch leitfähigen Bandes und/oder eines elektrisch leitfähigen bandförmigen Gewebes, vorzugsweise eines metallischen Bandes, wie eines Stahlbands und/oder eines Bleches, eines Kunststoffbandes, eines Glasfasergewebebandes, eines Carbongeflechtgewebebandes und/oder eines Verbundmaterials hiervon, mit einem Überzug auf Basis eines Metalls und/oder eines Halbmetalls ausgewählt aus der Gruppe 6 bis 15 und/oder einer Mischung hiervon mittels Pulstechnik.

Description

Verfahren und Anlage zum elektrolytischen Beschichten eines elektrisch leitfähigen Bandes und/oder Gewebes mittels Pulstechnik
Die vorliegende Erfindung betrifft ein galvanisches Verfahren sowie eine Anlage zum elektrolytischen Beschichten eines elektrisch leitfähigen Bandes und/oder eines elektrisch leitfähigen bandförmigen Gewebes, vorzugsweise eines metallischen Bandes, wie eines Stahlbands und/oder eines Stahlbleches, eines Kunststoffbandes, eines Glasfasergewebebandes, eines
Carbongeflechtgewebebandes und/oder eines Verbundmaterials hiervon, mit einem Überzug auf Basis eines Metalls und/oder eines Halbmetalls ausgewählt aus der Gruppe 6 bis 15 und/oder einer Mischung hiervon.
Elektrolytisch veredelte Bänder, wie beispielsweise Stahlbänder, werden heutzutage als Halbzeuge in vielen Industriezweigen verwendet, wie beispielsweise der Automobilindustrie, in der Luft- und Raumfahrttechnik, im Maschinenbau, in der Verpackungsindustrie, sowie in der Haushalt- und Elektrogeräteherstellung. Die Herstellung solcher Bänder erfolgt klassischerweise in kontinuierlich arbeitenden Bandbehandlungsanlagen mit einem geschwindigkeitskonstanten Durchlauf des Bandes durch eine oder mehrere hintereinander geschaltete Elektrolysezellen.
Die hierbei elektrolytisch auf dem Band ein- oder beidseitig abgeschiedenen Beschichtungen können verschiedene Aufgaben übernehmen und verleihen dem jeweiligen Band neue Produkteigenschaften. Diese sind beispielsweise der Schutz vor Korrosion oder Oxidation, der Verschleißschutz, die Herstellung dekorativer Produkteigenschaften, und/oder die Herstellung von magnetischen und/oder elektrischen Oberflächeneigenschaften.
So erhält beispielsweise ein elektrolytisch verzinktes Stahlband durch den Zinküberzug einen aktiven Korrosionsschutz und bietet einen guten Haftgrund für Lackierungen und/oder oder Laminierungen mit Kunststofffolien. Ein
Chromüberzug verleiht einem Stahlband oder einem Kunststoffband ebenfalls einen erhöhten Korrosions- und Verschleißschutz sowie zudem dekorative Eigenschaften. Nickel- und Nickellegierungen können hingegen die Oberflächenhärte des jeweiligen Substrates erhöhen.
Die Herstellung der jeweiligen Überzüge mit den gewünschten Eigenschaften ist, insbesondere unter ökonomischen und wirtschaftlichen Aspekten, von diversen Parametern, wie der Art und Zusammensetzung des Elektrolyten, seiner Metallsalzkonzentration und Temperatur, der geometrischen Anordnung der Elektrolysezellen und ihrer Elektroden, der elektrochemischen Stromführung sowie von deren Betrag, Zeit und Polarität, stark abhängig.
Die elektrolytische Beschichtung von metallischen Bändern wird im Stand der Technik mittels Gleichstroms durchgeführt, wobei hierbei die Thyristortechnik angewendet wird. Diese sog. DC-Elektrolyse kann unipolar und teilweise umpolbar ausgelegt werden, erlaubt jedoch keine spezifischen Stromfolgen in Betrag, Zeit und Polarität, so dass die Oberflächenrauigkeit und/oder die Schichtdicke einer Beschichtung in einem kontinuierlichen Prozess nicht regulierbar sind.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren sowie eine verbesserte Anlage zum elektrolytischen Beschichten von elektrisch leitfähigen Bändern und/oder elektrisch leitfähigen bandförmigen Geweben mit einem Überzug auf Basis eines Metalls und/oder eines Halbmetalls ausgewählt aus der Gruppe 6 bis 15 und/oder einer Mischung hiervon anzugeben, insbesondere das eine Regulierung der Oberflächenrauigkeit und/oder der Schichtdicke einer Beschichtung in einem kontinuierlichen Prozess erlaubt. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie einer Anlage mit den Merkmalen des Patentanspruchs 14 gelöst. Hinsichtlich des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass das elektrisch leitfähige Band und/oder das elektrisch leitfähige bandförmige Gewebe, vorzugsweise ein metallisches Band, ein Kunststoffband, ein Glasfasergewebeband, ein Carbongeflechtgewebeband und/oder ein
Verbundmaterial hiervon, nach einer ggf. vorherigen Reinigung und/oder Aktivierung, einer Beschichtungsstrecke umfassend zumindest eine, bevorzugt zumindest zwei oder mehr, Elektrolysezelle(n) zugeführt und in dieser sukzessiv elektrolytisch beschichtet wird, wobei das elektrisch leitfähige Band und/oder das bandförmige Gewebe zunächst über zumindest eine Stromrolle kathodisch geschaltet und innerhalb der zumindest einen Elektrolysezelle in einem definierten Abstand parallel zur zumindest einer in der Elektrolysezelle angeordneten Anode geführt wird.
Die zumindest eine Anode wird erfindungsgemäß mittels eines modulierten Stroms bestromt, wobei der Beschichtungsprozess innerhalb der Beschichtungsstrecke unter Anwendung einer definierten Pulsmustersequenz erfolgt, die aus zumindest einem Pulsmuster gebildet wird, wobei gemäß der Pulsmustersequenz zumindest eines der Metalle und/oder eines der Halbmetalle ausgewählt aus der Gruppe 6 bis 15 und/oder eine Mischung hiervon aus einem Elektrolyten auf dem elektrisch leitfähigen Band und/oder bandförmigen Gewebe abgeschieden und der Überzug gebildet wird.
In gleicherweise sieht die vorliegende Erfindung eine Anlage zum elektrolytischen Beschichten eines elektrisch leitfähigen Bandes und/oder eines elektrisch leitfähigen bandförmigen Gewebes vor. Die Anlage umfasst ggf. eine Reinigungs- und/oder eine Aktivierungs-Einheit, in der das elektrisch leitfähige Band und/oder bandförmige Gewebe gereinigt und/oder aktiviert werden kann; eine Beschichtungsstrecke mit zumindest einer, bevorzugt zumindest zwei oder mehr Elektrolysezelle(n), in der das elektrisch leitfähige Band und/oder bandförmige Gewebe sukzessiv elektrolytisch beschichtbar ist, und zumindest eine Stromrolle, über die das elektrisch leitfähige Band und/oder bandförmige Gewebe kathodisch geschaltet werden kann, wobei die zumindest eine Elektrolysezelle zumindest eine Anode umfasst, die derart angeordnet ist, dass das durch die zumindest eine Elektrolysezelle durchführbare elektrisch leitfähige Band und/oder bandförmige Gewebe in einem definierten und parallelen Abstand zur der zumindest einen Anode durchführbar ist. Erfindungsgemäß umfasst die Anlage zumindest einen Pulsgleichrichter, der in Schaltnetzteiltechnik ausgeführt ist, dessen Minuspol mit der zumindest einen Stromrolle elektrisch verbunden und der Pluspol mit der zumindest einen Anode elektrisch verbunden ist, derart, dass die zumindest eine Anode mittels eines modulierten Stroms derart bestrombar ist, dass der
Beschichtungsprozess innerhalb der Beschichtungsstrecke unter Anwendung einer definierten Pulsmustersequenz durchführbar ist, wobei die
Pulsmustersequenz aus einzelnen Pulsmustern gebildet ist, wobei gemäß der Pulsmustersequenz zumindest eines der Metalle und/oder eines der Halbmetalle ausgewählt aus der Gruppe 6 bis 15 und/oder eine Mischung hiervon aus einem Elektrolyten auf dem elektrisch leitfähigen Band und/oder dem bandförmigen Gewebe abscheidbar ist.
Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass unter Anwendung einer definierten Pulsmustersequenz, die aus einzelnen Pulsmustern gebildet wird, die Korngröße der Beschichtung als auch deren Oberfläche gezielt einstellbar sind. So können Unebenheiten durch gezielten Ab- oder Aufbau korrigiert werden, um die gewünschte Oberflächenrauigkeit und/oder Schichtdicke zu erzielen. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass über die Wahl der Pulsmustersequenz bzw. der einzelnen Pulsmuster, die diese bilden, unabhängig von der Rauigkeit des Bandsubstrates, die Rauigkeit der Beschichtung einstellbar ist. Der erfindungsgemäße Beschichtungsprozess erfolgt innerhalb der Beschichtungsstrecke unter Anwendung einer definierten Pulsmustersequenz, die aus einzelnen Pulsmustern gebildet wird. Die Pulsmustersequenz kann dabei aus einem einzigen Pulsmuster und/oder aus einer Kombination von zumindest zwei oder einer Mehrzahl von gleichen und/oder unterschiedlichen Pulsmustern einer Pulsmustersammlung gebildet werden.
So erlaubt beispielsweise der Wechsel der Polarität den Abscheideprozess umzukehren. Durch den Wechsel der Polarität können beispielsweise diejenigen Bereiche des (teil)-beschichteten Substrates korrigiert werden, die in dem vorherigen kathodischen Beschichtungsschritt und/oder Beschichtungsprozess in Folge hoher Stromdichten, beispielsweise an den Kanten des Substrates, eine zu den übrigen Bereichen überhöhte Schichtdicke oder ein dendritisches Kristallwachstum aufweisen. Der Wechsel der Polarität bzw. der anodische Betrieb erlaubt somit einen gezielten Abbau dieser lokalen Überhöhung und Angleichung der Schichtstärke dieser an die umgebenden Bereiche.
Ferner kann der elektrolytische Prozess unter Verwendung des modulierten Stroms derart gestaltet werden, dass besonders kompakte, dichte, reine, homogene, feinkristalline, poren-, riss- und dendritenfreie Beschichtungen realisierbar sind. Zudem kann das zu beschichtende elektrisch leitfähige Band und/oder bandförmige Gewebe in dem kontinuierlichen Beschichtungsprozess über seine gesamte Fläche mit einer homogenen Schichtdicke beschichtet werden, die insbesondere über die Bandbreite (Kanteneffekt) gleichmäßig verläuft und keine partiellen Über- und/oder Unterbeschichtungen aufweist. Flierdurch kann vorteilhafterweise auf den aufwendigen Einsatz von Kantenmasken verzichtet werden.
Ferner führt der Einsatz eines modulierten Stroms bei einem bipolaren Betrieb zu einem Mehrschichtaufbau mit verbesserten Eigenschaften. Durch die Wahl der Pulsmuster kann die Keimbildung, ihre Anzahl sowie Verteilung auf dem elektrisch leitfähigen Band und/oder bandförmigen Gewebe gezielt positiv beeinflusst werden, was zu einem vorteilhaftem Kristallwachstum führt. Durch wiederholende Pulsmuster kann zudem die Nernstsche Diffusionsschicht aufgespalten werden, was zur Verbesserung der Stofftransporteigenschaften an der Kathode, also dem kathodisch geschalteten elektrisch leitfähigen Band und/oder bandförmigen Gewebe, führt und sich durch Abscheidung von weniger rauen Überzügen äußert, deren Glanz steigert und zu dichteren Beschichtungen und damit zur Steigerung der Korrosionsbeständigkeit führt. Durch Ausbildung von Vorimpulsen, die zeitlich kurz aber im Betrag oberhalb der mittleren Stromdichte liegen, können die Metallionen und/oder Halbmetallionen in höherer Anzahl zu dem kathodisch geschalteten Band und/oder bandförmigen Gewebe transportiert werden, was zu einer feinkörnigeren Morphologie der Beschichtung führt.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängig formulierten Ansprüchen angegeben. Die in den abhängig formulierten Ansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale sind in technologisch sinnvoller Weise miteinander kombinierbar und können weitere Ausgestaltungen der Erfindung definieren. Darüber hinaus werden die in den Ansprüchen angegebenen Merkmale in der Beschreibung näher präzisiert und erläutert, wobei weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung dargestellt werden. In diesem Zusammenhang wird darauf hingewiesen, dass sämtliche gegenständliche Vorrichtungsmerkmale, die im Zuge der einzelnen Verfahrensschritte erläutert werden oder umgekehrt, in gleicher Weise mit der erfindungsgemäßen Anlage und/oder dem Verfahren kombinierbar sind, ohne darauf explizit zu verweisen.
Unter dem Begriff des Metalls und/oder Halbmetalls, welches einzeln oder in Kombination aus einer der Gruppen 6 bis 15 ausgewählt sein kann, werden die in der Galvanik bekannten Metalle bzw. Halbmetalle, insbesondere Chrom (Cr), Mangan (Mn), Rhenium (Re), Eisen (Fe), Ruthenium (Ru), Osmium (Os), Cobalt (Co), Rhodium (Rh), Iridium (Ir), Nickel (Ni), Palladium (Pd), Platin (Pt), Kupfer (Cu), Gold (Au), Silber (Ag), Zink (Zn), Cadmium (Cd), Aluminium (AI), Gallium (Ga), Indium (In), Thallium (TI), Zinn (Sn), Blei (Pb), Arsen (As), Antimon (Sb), Bismut (Bi) und/oder Mischungen bzw. Legierungen hiervon, verstanden.
Das elektrisch leitfähige Band und/oder elektrisch leitfähige bandförmige Gewebe ist vorzugsweise eines ausgewählt aus der Gruppe umfassend ein metallisches Band, wie ein Stahlband und/oder ein Blech, ein Kunststoffband, ein Glasfasergewebeband, ein Carbongeflechtgewebeband und/oder ein Verbundmaterial hiervon.
Besonders bevorzugt ist das elektrisch leitfähige Band ein Stahlband, welches eine Zugfestigkeit von zumindest Re ^ 500 MPa, mehr bevorzugt von zumindest Re ^ 600 MPa und am meisten bevorzugt von zumindest Re ^ 800 MPa aufweist. Hinsichtlich der maximalen Zugfestigkeit ist das Stahlband auf eine Zugfestigkeit von Re ^ 2000 MPa, mehr bevorzugt auf eine Zugfestigkeit von Re ^ 1500 MPa, noch mehr bevorzugt auf eine Zugfestigkeit von Re ^ 1200 MPa limitiert.
Die Beschichtungsstrecke der Anlage kann grundsätzlich eine Elektrolysezelle mit einer Anode, die beispielsweise in Form einer Plattenanode ausgebildet ist, umfassen. In einer Weiterbildung kann die lediglich eine Elektrolysezelle zwei Anoden umfassen, die beispielsweise in Bandlaufrichtung hintereinander angeordnet sind, derart, dass das bandförmige Substrat einseitig beschichtbar ist. In einer bevorzugten Ausführungsvariante können die zwei Anoden in einer Anodenanordnung ausgebildet sein, in der die beiden Anoden sodann parallel zueinander innerhalb der einen Elektrolysezelle angeordnet sind.
In einer bevorzugten Ausführungsvariante umfasst die Beschichtungsstrecke zumindest zwei Elektrolysezellen, mehr bevorzugt zumindest drei Elektrolysezellen, noch mehr bevorzugt zumindest vier Elektrolysezellen, weiter bevorzugt zumindest fünf Elektrolysezellen, und ist aus verfahrensökonomischen Gründen auf maximal zwanzig Elektrolysezellen, bevorzugt auf maximal 16, mehr bevorzugt auf maximal 15 Elektrolysezellen beschränkt. Die Mehrzahl von Elektrolysezellen ist bevorzugt in Bandlaufrichtung hintereinander angeordnet, durch die das elektrisch leitfähige Band und/oder bandförmige Gewebe sodann innerhalb der Beschichtungsstrecke geführt wird.
Die einzelnen Elektrolysezellen können in Form von horizontal oder bevorzugt in Form von vertikal ausgebildeten Elektrolysezellen ausgebildet sein, durch die das entsprechende zu beschichtende Substrat über Umlenkrollen geführt wird
Der Abscheideprozess innerhalb der einzelnen Elektrolysezellen erfolgt in einem Elektrolyten, durch den das elektrisch leitfähige Band und/oder bandförmige Gewebe geführt wird. Das Elektrolytmedium ist für gewöhnlich wässrig und weist in der Regel einen pFI-Wert von kleiner 5.0 auf. Alternativ kann das Elektrolytmedium auch aus einem nichtwässrigen Medium, wie beispielsweise einer ionischen Flüssigkeit, gebildet werden. Eine bevorzugte ionische Flüssigkeit umfasst ein Gemisch aus Cholinchlorid und Flarnstoff.
Der modulierte Strom wird von einem Pulsgleichrichter bereitgestellt, der in Schaltnetzteiltechnik ausgeführt ist. Der Einsatz eines Pulsgleichrichters erlaubt die Möglichkeit den Betrag, den zeitlichen Verlauf sowie die Polarität des jeweiligen gewünschten Pulsmusters und somit der gesamten Pulsmustersequenz zu definieren, so dass der elektrolytische Prozess entsprechend der vorgegebenen Parameter auf das jeweilige System aus Bandsubstrat und Beschichtungsmittel optimal angepasst werden kann.
Ein derart ausgebildeter Pulsgleichrichter definiert sich dadurch, dass die netzseitige Wechselspannung zunächst gleichgerichtet und geglättet wird. Die sodann generierte Gleichspannung, die wesentlich höheren Frequenzen, in der Regel im Bereich von 5 kFIz bis 300 kHz, aufweist, wird sodann aufgeteilt, mit dieser hohen Frequenz transformiert und anschließend gleichgerichtet und gesiebt. Die überlagerte Spannungs- und Stromregelung funktioniert in der Regel über eine Pulsbreitenmodulation oder Pulsphasenmodulation.
Durch die hohe Frequenz am Leistungsüberträger ist der Transformator wesentlich kleiner ausgebildet, so dass die Energieverluste wesentlich geringer sind. Daraus ergibt sich systembedingt eine wesentlich höhere Leistungseffektivität der Gleichstromversorgung und somit der Gesamtproduktionsanlage. Bauartbedingt kann der Pulsgleichrichter in Modulbauweise bereitgestellt werden.
Dies führt zu einer wesentlich höheren Verfügbarkeit, da die bereitzustellende Leistung eines defekten Moduls durch ein anderes Modul übernommen werden kann und bei der Reparatur eines defekten Moduls dieses schnell ausgetauscht werden kann.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Qualität des Gleichstromes, insbesondere seine geringere Restwelligkeit, bei geringeren Verlusten wesentlich besser ist, als bei der herkömmlichen thyristorbasierten DC-Elektrolyse, die Reparatur von defekten Geräten wesentlich schneller und einfacher realisierbar ist, und bestehende Gleichstrom-/Gleichspannungsversorgungssysteme durch weitere Module nachträglich durch Verwendung entsprechender Regelungstechnik, mittels derer die Leistung des Gleichstrom-
/Gleichspannungsversorgungssystems erhöht werden kann, erweiterbar sind. Der zumindest eine Pulsgleichrichter, der den modulierten Strom bereitstellt, ist vorteilhafterweise über seinen Minuspol mit der zumindest einen Stromrolle und der Pluspol mit der zumindest einen Anode elektrisch verbunden. In diesem Zusammenhang ist bevorzugt vorgesehen, dass der zumindest eine Pulsgleichrichter, besonders bevorzugt jeder der Pulsgleichrichter innerhalb der Beschichtungsstrecke, mit einer zentralen Steuereinheit elektrisch verbunden ist, über die der gesamte Beschichtungsprozess geregelt wird. Über die Steuereinheit wird das zumindest eine Pulsmuster der Pulsmustersequenz an den zumindest einen, vorzugsweise jeden, Pulsgleichrichter übertragen, der dieses signaltechnisch auf die jeweilige zugeordnete Elektrolysezelle überträgt. Für gewöhnlich umfasst ein Pulsmuster der Pulsmustersequenz zumindest einen kathodischen Puls, zumindest einen anodischen Puls, und/oder zumindest eine Pulsauszeit, wobei der kathodische und anodische Puls über eine Pulsdauer und seine jeweilige Form, beispielsweise rechteckförmig, definiert wird. Die zumindest eine Anode ist vorzugsweise als Plattenanode ausgebildet. Solche Plattenanoden können grundsätzlich in Form einer löslichen oder einer unlöslichen Anode ausgestaltet sein. Bei löslichen Anoden, die auch als aktives Anodensystem bezeichnet werden, geht die Anode während der Elektrolyse in Lösung über. Unlösliche Anoden, auch als inertes Anodensystem bezeichnet, gehen hingegen während der Elektrolyse nicht in Lösung über. Unlösliche Anoden bestehen aus einem Trägermaterial einerseits und einer darauf aufgebrachten Beschichtung, die als Aktiv-Schicht bezeichnet werden kann, andererseits. Dabei werden als Trägermaterial üblicherweise Titan, Niob oder andere Reaktionsträgermetalle verwendet, in jedem Fall aber solche Materialien, die unter den Elektrolysebedingungen passivieren. Als Material für die Aktiv-Schicht kommen üblicherweise elektronenleitende Materialien, wie zum Beispiel Platin, Iridium oder andere Edelmetalle, deren Mischoxide oder Verbindungen dieser Elemente zum Einsatz. Dabei kann die Aktiv-Schicht entweder direkt auf die Oberfläche des Trägermaterial aufgebracht sein oder sich auf einem zum Trägermaterial beabstandet angeordneten Substrat befinden. Als Substrat können unter anderem auch solche Materialien dienen, die als Trägermaterial in Betracht kommen, also beispielsweise Titan, Niob oder dergleichen.
Die zumindest eine Anode kann vorzugsweise einstückig und/oder gemäß einer vorteilhaften Ausführungsvariante aus zumindest zwei oder mehr stabförmig ausgebildeten Teilanoden ausgebildet sein, wobei sodann jede der Teilanoden elektrisch mit der Stromquelle verbunden ist. Die zumindest zwei oder mehr stabförmig ausgebildeten Teilanoden werden vorteilhafterweise derart angeordnet, dass der Abstand einer jeden Teilanode zum Band über dessen Breite einstellbar ist. Hierdurch können entlang der Bandbreite des Substrats, also des elektrisch leitfähigen Bandes und/oder bandförmigen Gewebes, über die Einstellung des Abstands jeder der Teilanoden zu dem Band und/oder der Stromdichte über den Pulsgleichrichter, lokal unterschiedliche Schichtstärken aufgebracht und/oder durch Desorption korrigiert werden. So können beispielsweise die an den Bandkanten angeordneten Teilanoden, im Vergleich zu denen im mittleren Segment angeordneten, mit einer geringeren Stromdichte bestromt und/oder einem größeren Abstand zum Band positioniert werden, um die Abscheidung des Metalls und/oder des Halbmetalls an den Bandkanten zu steuern.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsvariante umfasst die zumindest eine Elektrolysezelle zumindest eine Anodenanordnung aus zwei parallel zueinander angeordneten Anoden, durch die das elektrisch leitfähige Band und/oder bandförmige Gewebe geführt wird. In einer derart ausgebildeten Konfiguration ist bevorzugt vorgesehen, dass jede der Anoden der zumindest einen Anodenanordnung über einen separaten Pulsgleichrichter bestromt wird, derart, dass jede der Anoden mit jeweils einem Pluspol eines jeden Pulsgleichrichters und der Minuspol eines jeden Pulsgleichrichters mit der zumindest einen Stromrolle elektrisch verbunden ist. Mit anderen Worten umfasst die Elektrolysezelle in dieser Konfiguration zwei Anoden, zwei Pulsgleichrichter sowie eine Stromrolle, über die das Bandsubstrat kathodisch geschaltet wird.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante umfasst die zumindest eine Elektrolysezelle zumindest zwei Anodenanordnungen mit jeweils zwei parallel zueinander angeordneten Anoden, durch die das elektrisch leitfähige Band und/oder bandförmige Gewebe geführt wird. Sofern eine solche Elektrolysezelle als Tauchtank ausgebildet ist, ist besonders bevorzugt vorgesehen, dass das elektrisch leitfähige Band und/oder bandförmige Gewebe zwischen den zumindest zwei Anodenanordnungen über eine, ggf. innerhalb der Elektrolysezelle angeordnete, Umlenkrolle umgelenkt wird. In einer derart ausgebildeten Konfiguration wird ebenfalls jede der Anoden der zumindest zwei Anodenanordnung über einen separaten Pulsgleichrichter bestromt, so dass in dieser Konfiguration insgesamt vier Pulsgleichrichter vorgesehen sind. Hierbei ist jede der vier Anoden mit jeweils einem Pluspol eines jeden Pulsgleichrichters und der Minuspol von jeweils zwei Pulsgleichrichtern mit jeweils einer der zwei Stromrollen elektrisch verbunden. Mit anderen Worten umfasst die Elektrolysezelle in dieser Konfiguration vier Anoden, vier Pulsgleichrichter, zwei Stromrollen sowie eine, ggf. innerhalb der Elektrolysezelle angeordnete, Umlenkrolle.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante kann die Elektrolysezelle im Wesentlichen aus der Anodenanordnung gebildet werden, indem die beiden offenen Flanken dieser verschlossen werden. Das Bandsubstrat wird hierbei durch den von der Anodenanordnung begrenzten teilverschlossenen Raum durchgeführt und in diesem von dem Elektrolyten umspült. Der Elektrolyt kann beispielsweise über entsprechende Pumpen über den gesamten Querschnitt dem Raum zugeführt werden und diesen durchfließen. Ein solcher Aufbau weist gegenüber einem Tauchtank einen kleineren Bauraum auf und benötigt somit geringere Volumina des Elektrolyten.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsvariante umfasst die Beschichtungsstrecke eine Mehrzahl von in Bandlaufrichtung hintereinander angeordneten Elektrolysezellen, durch die das elektrisch leitfähige Band und/oder bandförmige Gewebe geführt wird. In diesem Zusammenhang ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass das elektrisch leitfähige Band und/oder bandförmige Gewebe zwischen zumindest zwei, mehr bevorzugt zwischen jeder der Mehrzahl von Elektrolysezellen, über zumindest eine als Zwischenstromrolle ausgebildete Umlenkrolle umgelenkt, und ggf. zusätzlich kathodisch geschaltet wird. In einer beispielhaften Ausführungsvariante mit zwei Elektrolysezellen umfassend jeweils zwei Anodenanordnungen wird ebenfalls jede der Anoden der vier Anodenanordnungen über einen separaten Pulsgleichrichter bestromt, so dass in dieser Konfiguration insgesamt acht Pulsgleichrichter vorgesehen sind. Hierbei ist jede der insgesamt acht Anoden mit jeweils einem Pluspol eines jeden Pulsgleichrichters elektrisch verbunden. Hinsichtlich der kathodischen Schaltung ist vorgesehen, dass diese sich auf die insgesamt drei Stromrollen verteilt, derart, dass der Minuspol von jeweils zwei Pulsgleichrichter mit jeweils einer der beiden äußeren Stromrollen (Bandeinlauf-Stromrolle und Bandauslauf-Stromrolle) und der Minuspol von den übrigen vier Pulsgleichrichtern mit der als Zwischenstromrolle ausgebildeten Umlenkrolle elektrisch verbunden ist.
Vorteilhafterweise wird nach der zumindest einen Elektrolysezelle, besonders bevorzugt der letzten der Mehrzahl von Elektrolysezellen und/oder nach jeder der Mehrzahl von Elektrolysezellen, die Oberflächenrauigkeit und/oder Schichtdicke von der aufgebrachten Beschichtung ermittelt. Dies kann beispielsweise über eine berührungslose online Messung erfolgen. In diesem Zusammenhang ist besonders bevorzugt vorgesehen, dass auf Basis der ermittelten Oberflächenrauigkeits- und/oder Schichtdickenwerte zumindest einer der Parameter des Pulsmusters der Pulsmustersequenz ausgewählt aus der Reihe umfassend seine Pulsart, seine Pulsform, seine Pulsauszeit, seine Pulslänge, seine Pulsanzahl und/oder einer Kombination hiervon verändert wird.
Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand von Figuren und Beispielen näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Erfindung durch die gezeigten Ausführungsbeispiele nicht beschränkt werden soll. Insbesondere ist es, soweit nicht explizit anders dargestellt, auch möglich, Teilaspekte der in den Figuren erläuterten Sachverhalte zu extrahieren und mit anderen Bestandteilen und Erkenntnissen aus der vorliegenden Beschreibung und/oder Figuren zu kombinieren. Insbesondere ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren und insbesondere die dargestellten Größenverhältnisse nur schematisch sind. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Gegenstände, so dass ggf. Erläuterungen aus anderen Figuren ergänzend herangezogen werden können. Es zeigen:
Fig. 1 eine erste Ausführungsvariante eines Teils einer Beschichtungsstrecke einer Anlage zum elektrolytischen Beschichten eines elektrisch leitfähigen Bandes und/oder bandförmigen Gewebes mit einem Überzug in einer schematischen Darstellung,
Fig. 2 eine zweite Ausführungsvariante eines Teils der Beschichtungsstrecke der Anlage zum elektrolytischen Beschichten eines elektrisch leitfähigen Bandes und/oder bandförmigen Gewebes mit einem Überzug in einer schematischen Darstellung,
Fig. 3 eine Ausführungsvariante eines Teils der Beschichtungsstrecke mit n-Zellen,
Fig. 4 eine Ausführungsvariante einer Teilanodenanordnung,
Fig. 5 eine dritte Ausführungsvariante eines Teils der Beschichtungsstrecke der Anlage zum elektrolytischen Beschichten eines elektrisch leitfähigen Bandes und/oder bandförmigen Gewebes mit einem Überzug in einer schematischen Darstellung,
Fig. 6 eine erste Ausführungsvariante eines Pulsmusters, das einen Teil der Pulsmustersequenz bilden kann,
Fig. 7 eine zweite Ausführungsvariante eines Pulsmusters, das einen Teil der Pulsmustersequenz bilden kann, Fig. 8 eine dritte Ausführungsvariante eines Pulsmusters, das einen Teil der Pulsmustersequenz bilden kann, Fig. 9 eine vierte Ausführungsvariante eines Pulsmusters, das einen Teil der Pulsmustersequenz bilden kann, Fig. 10 eine fünfte Ausführungsvariante eines Pulsmusters, das einen Teil der Pulsmustersequenz bilden kann, und
Fig. 11 eine sechste Ausführungsvariante eines Pulsmusters, das einen Teil der Pulsmustersequenz bilden kann
In Figur 1 ist ein Teil einer Beschichtungsstrecke 1 einer Anlage zum elektrolytischen Beschichten eines elektrisch leitfähigen Bandes und/oder eines bandförmigen Gewebes mit einem Überzug in einer schematischen Darstellung gezeigt. Eine derartige Anlage kann je nach Bandsubstrat ein oder mehrere Flaspeleinrichtungen zum Ab- und Aufwickeln der zu beschichtenden Bänder, einen Einlaufspeicher, einen Streckrichter, eine Reinigungs- und Aktivierungseinheit, die Beschichtungsstrecke 1, eine Nachbehandlungseinheit, einen Auslaufspeicher, eine Inspektionsstrecke sowie eine vor der Aufwickelstation (Flaspeleinrichtung) angeordnete Einölvorrichtung, umfassen.
Gemäß der vorliegend dargestellten Beschichtungsstrecke 1 kann ein elektrisch leitfähiges Band und/oder ein bandförmiges Gewebe 2, wie beispielsweise ein metallisches Band, ein Stahlband, ein Aluminiumband, ein Kunststoffband, eine Kunststofffolie, ein Glasfasergewebe, ein Carbongeflechtgewebe und/oder ein Verbundmaterial hiervon mit einem Überzug auf Basis eines Metalls und/oder eines Flalbmetalls ausgewählt aus der Gruppe 6 bis 15 und/oder einer Mischung bzw. Legierung hiervon elektrolytisch beschichtet werden. Hierzu umfasst die Beschichtungsstrecke 1 in der in Figur 1 gezeigten Ausführungsvariante eine Elektrolysezelle 3, die vorliegend als Tauchtank ausgebildet ist und einen entsprechend elektrochemisch eingestellten Elektrolyten 4 enthaltend die (halb- )metallische Komponente in kationischer Form aufweist. So kann beispielsweise für eine Beschichtung eines Stahlbands mit Zink ein schwefelsaurer, wässriger Elektrolyt mit einer Konzentration von 100 bis 400 g/L ZnSC verwendet werden.
Die Elektrolysezelle 3 umfasst in der vorliegend dargestellten Ausführungsvariante zwei Anoden 5, die derart in der Elektrolysezelle 3 positioniert sind, dass das durch die Elektrolysezelle 3 durchführbare zu beschichtende Band 2 in einem definierten und parallelen Abstand zu diesen durchführbar ist. Beide Anoden 5 sind als einstückige Plattenanoden ausgebildet und in Bandlaufrichtung R hintereinander angeordnet, derart, dass das Band 2 einseitig beschichtet werden kann.
Der Elektrolysezelle 3 sind vorliegend zwei Stromrollen 6, 7 zugeordnet, wobei die eine erste Stromrolle 6 innerhalb der Beschichtungsstrecke 1 einlaufseitig (Bandeinlauf-Stromrolle) der Elektrolysezelle 3 und die zweite Stromrolle 7 auslaufseitig (Bandauslauf-Stromrolle) der Elektrolysezelle 3 angeordnet ist. Über die Bandeinlauf-Stromrolle 6 wird das Band 2, das ggf. einem vorherigen Reinigungs- und/oder Aktivierungsschritt unterzogen worden ist, aus einer horizontalen Bewegung in eine vertikale Bewegung umgelenkt, so dass es in die Elektrolysezelle 3 eintritt, und dabei gleichzeitig kathodisch geschaltet. Über die Bandauslauf-Stromrolle 7 wird das Band 2 sodann nach dem
Beschichtungsprozess aus der vertikalen wieder in die horizontale Bewegung umgelenkt, wobei es ggf. zusätzlich über die Bandauslauf-Stromrolle 7 kathodisch geschaltet werden kann. Innerhalb der Elektrolysezelle 3 ist zudem eine Umlenkrolle 8 angeordnet, über die das Band 2 umgelenkt wird.
Zur Durchführung des Beschichtungsprozesses werden beide Anoden 5 mittels eines modulierten Stroms bestromt, der von jeweils einem separaten Pulsgleichrichter 9, der in Schaltnetzteiltechnik ausgeführt ist, bereitgestellt wird. Dabei ist jeder der Pulsgleichrichter 9 über seinen Minuspol mit jeweils einer der beiden Stromrollen 6, 7 und der Pluspol mit jeweils einer der beiden Anoden 5 elektrisch verbunden. Über den modulierten Strom sind die beiden Anoden 5 derart bestrombar, dass der Beschichtungsprozess unter Anwendung einer definierten Pulsmustersequenz 10, die aus einzelnen Pulsmustern 11 gebildet wird, durchführbar ist. Vorteilhafterweise sind beide Pulsgleichrichter 9 mit einer zentralen Steuereinheit 12 elektrisch verbunden ist, über die das jeweilige gewünschte Pulsmuster 13 der Pulsmustersequenz 12 an jeden der Pulsgleichrichter 10, 11 übertragbar ist. Hierdurch kann der gesamte Beschichtungsprozess in automatisierter Form geregelt werden
In Figur 2 ist eine zweite Ausführungsvariante eines Teils der Beschichtungsstrecke 1 gezeigt. Im Unterschied zu der in Figur 1 gezeigten Ausführungsvariante, umfasst die Elektrolysezelle 3 zwei Anodenanordnungen 13 mit jeweils zwei parallel zueinander angeordneten Anoden 5, durch die das Band 2 geführt wird. Wie aus der Figur 2 ersichtlich, wird ebenfalls jede der Anoden 5 der zwei Anodenanordnungen 13 über einen separaten Pulsgleichrichter 9 bestromt. Hierbei ist jede der vier Anoden 5 mit jeweils einem Pluspol eines jeden Pulsgleichrichters 9 und der Minuspol von jeweils zwei Pulsgleichrichtern 9 mit jeweils einer der beiden Stromrollen 6 bzw. 7 elektrisch verbunden.
In Figur 3 ist eine Ausführungsvariante eines Teils einer Beschichtungsstrecke 1 mit n-Elektrolysezellen 3 gezeigt, von denen exemplarisch vier dargestellt sind. Alle diese Elektrolysezellen 3 sind in Bandlaufrichtung R hintereinander angeordnet. Hierbei ist zwischen jeder der Mehrzahl von Elektrolysezellen 3 eine als Zwischenstromrolle 14 ausgebildete Umlenkrolle angeordnet, über die das Band 2 von einer vorhergehenden in die nächste Elektrolysezelle 3 umgelenkt und hierbei zusätzlich kathodisch geschaltet wird. Wie der Figur 3 entnehmbar, wird jede der Anoden 5 der Mehrzahl von Anodenanordnungen 13 über einen separaten Pulsgleichrichter 9 bestromt. Hierbei ist jede der Anoden 5 mit jeweils einem Pluspol eines jeden Pulsgleichrichters 9 elektrisch verbunden. Hinsichtlich der kathodischen Schaltung ist vorgesehen, dass diese sich auf die unterschiedlichen Stromrollen 6, 7, 14 verteilt, derart, dass der Minuspol von jeweils zwei Pulsgleichrichter 9 mit jeweils einer der beiden äußeren Stromrollen 6, 7 (Bandeinlauf- bzw. Bandauslauf-Stromrolle) und der Minuspol von den übrigen Pulsgleichrichtern 9 mit der als Zwischenstromrolle 14 ausgebildeten Umlenkrolle elektrisch verbunden ist.
In Figur 4 ist eine Ausführungsvariante einer Teilanodenanordnung 15 gezeigt, die eine Mehrzahl von stabförmig ausgebildeten Teilanoden 16 umfasst, wobei jede der Teilanoden 16 elektrisch mit der Stromquelle bzw. mit einem Minuspol eines Pulsgleichrichters 9 verbunden ist.
In Figur 5 ist eine dritte Ausführungsvariante eines Teils einer
Beschichtungsstrecke 1 gezeigt. Hierbei wird die Elektrolysezelle 3 im Wesentlichen aus der Anodenanordnung 13 gebildet, indem die beiden offenen Flanken dieser verschlossen werden. Das Band 2 wird hierbei durch den von der Anodenanordnung 13 begrenztem teilverschlossenen Raum durchgeführt und in diesem von dem Elektrolyten 4 umspült. Der Elektrolyt 4 wird von einem unterhalb der Anodenanordnung 13 angeordneten Reservoir 17 über eine Pumpe 18 in den Raum gefördert, wo er diesen über den gesamten Querschnitt durchfließt.
In den Figuren 6 bis 11 sind unterschiedliche Ausführungsvarianten von Pulsmustern 11 gezeigt, die einen Teil der Pulsmustersequenz 10 bilden, gemäß dieser der Beschichtungsprozess innerhalb der Beschichtungsstrecke 1 erfolgt. In Figur 6 ist ein Initialstromimpuls der zeitlichen Länge t dargestellt, der anschließend auf eine konstante Stromstärke reduziert wird. Der Initialstromimpuls kann zur Erhöhung der Kristallkeimanzahl auf der Kathode verwendet werden, mit dem Ergebnis der Abscheidung feiner und kleiner Kristallformen. Im Unterschied hierzu ist mit der gestrichelten Linie in den Figuren 6 bis 11 ein zeitlich konstanter, kathodischer Strom, wie er in der Gleichstromelektrolyse (DC-Elektrolyse) angewendet wird, dargestellt. In Figur 7 ist ein Pulsmuster 11 gezeigt, das zunächst einen hohen Vorstromimpuls aufweist, dem ein erster, höherer, und ein zweiter, niedrigerer konstanter Strombetrag folgt. Nach einer Zeit t wird der Strom umgepolt, so dass die Kathode anodisch betrieben wird. Hierdurch können Kristallspitzen oder ein qualitativ minderwertig dendritisch abgeschiedenes (Halb-)Metall und/oder Schichtüberhöhungen an Stellen hoher Stromdichte (Kanteneffekt) reversibel und spezifisch abgebaut werden, so dass bei nachfolgender kathodischer Beaufschlagung wieder höhere Abscheideraten an Orten hoher Stromdichte unterdrückt bzw. abgemildert werden können
In Figur 8 ist eine Ausführungsvariante dargestellt, das ein sich in Strombetrag und Zeit gleichartig ausgestaltetes, sich wiederholendes Pulsmuster 11 zeigt. Durch die Abschaltpausen des Stromflusses wird eine Relaxation der Nernstschen Doppelschicht erzielt, die mit einem Abbau der, den Stofftransport behindernden, Diffusionsschicht verbunden ist und somit die Ausbildung einer homogenen Beschichtungsdicke und einer besonders glatten Oberfläche über die Fläche des Bandes unterstützt.
In Figur 9 ist ein Pulsmuster 11 gezeigt, welches zwei aufeinander folgende, höhere Stromimpulse aufweist, die zyklisch innerhalb des Pulsmusters 11 eingesetzt werden, um ein dendritisches Kristallwachstum zu minimieren und/oder zu unterdrücken.
In Figur 10 ist ein Pulsmuster 11 gezeigt, das hohe Stromimpulse, Phasen kathodischer Abscheidung, sowie eine Invertierung des Stromes und damit die Schaltung der Kathode zur Anode aufzeigt. Hierdurch wird ein Abbau von Kristallspitzen, und insbesondere der Abbau von abgeschiedenen (Halb-)Metall an Kanteneffekten sowie die Inhibierung dieses Effektes bei erneuter Schaltung als Kathode durch zwei zeitlich sowie im Strombetrag unterschiedliche Impulse, die der Kinetik der Kristallumwandlung bzw. (langsam bzw. spontan ablaufende Kristallumwandlungen) (Halb-)Metallauflösungen angepasst sind, erzielt. Figur 11 zeigt ein Pulsmuster 11 mit einem periodisch, rechteckförmig gebildeten Stromimpuls, das in Kombination mit einem der vorhergehenden Pulsmuster, zur Ausbildung eines mehrschichtigen, kathodischen Überzugs verwendet werden kann. Hierbei wird in der kathodischen Phase der Überzug auf dem Band galvanisch abgeschieden, durch den Reversimpuls sodann anodisch, mit vom Betrag her geringeren Strömen beaufschlagt, und die Abscheidung unterbunden. Durch die anodische Schaltzeit werden bevorzugt Kristallspitzen abgebaut und, erneut durch kathodische Schaltung, eine weitere (Halb-)Metallschicht auf der bereits vorhandenen Schicht abgeschieden. Mittels des in Figur 11 gezeigten Pulsmusters können die (halb-)metallischen Überzüge periodisch und schichtartig aufgebaut werden, was mit einer Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit verbunden ist. Dieses sogenannte Umkehrpulsstromverfahren wird auch bipolares Pulsstromverfahren genannt, da hierbei die kathodische und anodische Stromführung gewechselt wird, also der Stromfluss mit Schneiden des Nulldurchganges verändert wird. Mit anderen Worten wird die Kathode zeitweise zur Anode geschaltet, so dass der galvanische Abscheideprozess zeitweise reversibel ausführbar ist. Der Strombetrag, die Dauer und der Polaritätswechsel kann nach Vorgabe durch den Anwender gestaltet und auf den Prozess optimiert werden.
Bezugszeichenliste
1 Beschichtungsstrecke 2 Band / Gewebe / Kathode
3 Elektrolysezelle
4 Elektrolyt
5 Anode
6 erste Stromrolle / Bandeinlauf-Stromrolle 7 zweite Stromrolle / Bandauslauf-Stromrolle 8 Umlenkrolle
9 Pulsgleichrichter
10 Pulsmustersequenz 11 Pulsmuster 12 Steuereinheit
13 Anodenanordnung
14 Zwischenstrom rol le
15 Teilanodenanordnung
16 Teilanoden 17 Reservoir
18 Pumpen
R Bandlaufrichtung

Claims

Patentansprüche:
1 . Verfahren zum elektrolytischen Beschichten eines elektrisch leitfähigen Bandes und/oder bandförmigen Gewebes (2), insbesondere eines metallischen Bandes, eines Kunststoffbandes, eines Glasfasergewebes, eines Carbongeflechtgewebes und/oder eines Verbundmaterials hiervon, mit einem Überzug auf Basis eines Metalls und/oder eines Halbmetalls ausgewählt aus der Gruppe 6 bis 15 und/oder einer Mischung hiervon, wobei das elektrisch leitfähige Band und/oder bandförmige Gewebe (2), nach einer ggf. vorherigen Reinigung und/oder Aktivierung, einer Beschichtungsstrecke (1) umfassend zumindest eine, bevorzugt zumindest zwei oder mehr, Elektrolysezelle(n) (3) zugeführt und in dieser sukzessiv elektrolytisch beschichtet wird, wobei das elektrisch leitfähige Band und/oder bandförmige Gewebe (2) zunächst über zumindest eine Stromrolle (6) kathodisch geschaltet und innerhalb der zumindest einen Elektrolysezelle (3) in einem definierten Abstand parallel zur zumindest einer in der Elektrolysezelle (3) angeordneten Anode (5) geführt wird, wobei die zumindest eine Anode (5) mittels eines modulierten Stroms bestromt wird und der Beschichtungsprozess innerhalb der Beschichtungsstrecke (1 ) unter Anwendung einer definierten Pulsmustersequenz (10) erfolgt, die aus zumindest einem Pulsmuster (11 ) gebildet wird, wobei gemäß der Pulsmustersequenz (10) zumindest eines der Metalle und/oder eines der Halbmetalle ausgewählt aus der Gruppe 6 bis 15 und/oder eine Mischung hiervon aus einem Elektrolyten (4) auf dem elektrisch leitfähigen Band und/oder bandförmigen Gewebe (2) abgeschieden und der Überzug gebildet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei der modulierte Strom von zumindest einem Pulsgleichrichter (9) bereitgestellt wird, dessen Minuspol mit der zumindest einen Stromrolle (7) und der Pluspol mit der zumindest einen Anode (5) elektrisch verbunden ist.
3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei der zumindest eine Pulsgleichrichter (9) mit einer zentralen Steuereinheit (12) elektrisch verbunden ist, über die der Beschichtungsprozess gesteuert und/oder geregelt wird.
4. Verfahren Anspruch 3, wobei das zumindest eine Pulsmuster (11 ) der Pulsmustersequenz (10) von der zentralen Steuereinheit (12) an den zumindest einen Pulsgleichrichter (9), vorzugsweise an jeden der Pulsgleichrichter (9), übertragen wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das zumindest eine Pulsmuster (11) der Pulsmustersequenz (10) zumindest einen kathodischen Puls, zumindest einen anodischen Puls, und/oder zumindest eine Pulsauszeit umfasst, und wobei der kathodische und der anodische Puls über eine Pulsdauer definiert werden.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zumindest eine Anode (5) als Plattenanode ausgebildet ist, die vorzugsweise einstückig und/oder aus zumindest zwei oder mehr stabförmig ausgebildeten Teilanoden (16) ausgebildet ist.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das elektrisch leitfähige Band und/oder bandförmige Gewebe (2) innerhalb der zumindest einen Elektrolysezelle (3) durch zumindest eine Anodenanordnung (13) aus zwei parallel zueinander angeordneten Anoden (5), bevorzugt durch zumindest zwei Anodenanordnungen (13) mit jeweils zwei parallel zueinander angeordneten Anoden (5), geführt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei jede der Anoden (5) einer Anodenanordnung (13) über einen separaten Pulsgleichrichter (9) bestromt wird, derart, dass jede der Anoden (5) mit jeweils einem Pluspol eines jeden Pulsgleichrichters (9) und der Minuspol eines jeden Pulsgleichrichters (9) mit der zumindest einen Stromrolle (6, 7,) elektrisch verbunden ist.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, wobei das elektrisch leitfähige Band und/oder Gewebe (2) zwischen den zumindest zwei Anodenanordnungen (13) über eine, ggf. innerhalb der Elektrolysezelle (3, 5) angeordnete, Umlenkrolle (8) umgelenkt wird.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das elektrisch leitfähige Band und/oder bandförmige Gewebe (2) innerhalb der Beschichtungsstrecke (1) durch eine Mehrzahl von zumindest zwei in Bandlaufrichtung (R) hintereinander angeordneten Elektrolysezellen (3) geführt wird.
11.Verfahren nach Anspruch 10, wobei das elektrisch leitfähige Band und/oder bandförmige Gewebe (2) zwischen den zumindest zwei Elektrolysezellen (3) über zumindest eine als Zwischenstromrolle (14) ausgebildete Umlenkrolle umgelenkt, und ggf. zusätzlich kathodisch geschaltet wird.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei nach der zumindest einen Elektrolysezelle (3), vorzugsweise nach der letzten der Mehrzahl von Elektrolysezellen (3) und/oder nach jeder der Mehrzahl von Elektrolysezellen (3), die Oberflächenrauigkeit und/oder die Schichtdicke von der Beschichtung ermittelt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei auf Basis der ermittelten Oberflächenrauigkeits- und/oder Schichtdickenwerte zumindest einer der Parameter eines Pulsmusters (11) der Pulsmustersequenz (10) ausgewählt aus der Reihe umfassend seine Pulsart, seine Pulsform, seine Pulsauszeit, seine Pulslänge, seine Pulsanzahl und/oder eine Kombination hiervon verändert wird.
14. Anlage zum elektrolytischen Beschichten eines elektrisch leitfähigen Bandes und/oder bandförmigen Gewebes (2), vorzugsweise eines metallischen Bandes, eines Kunststoffbandes, eines Glasfasergewebes, eines Carbongeflechtgewebes und/oder eines Verbundmaterials hiervon, mit einem Überzug auf Basis eines Metalls und/oder eines Halbmetalls ausgewählt aus der Gruppe 6 bis 15 und/oder einer Mischung hiervon, umfassend: ggf. eine Reinigungs- und/oder eine Aktivierungs-Einheit, in der das elektrisch leitfähige Band und/oder bandförmige Gewebe (2) gereinigt und/oder aktiviert werden kann; eine Beschichtungsstrecke (1) mit zumindest einer, bevorzugt zumindest zwei oder mehr Elektrolysezelle(n) (3), in der das elektrisch leitfähige Band und/oder bandförmige Gewebe (2) sukzessiv elektrolytisch beschichtbar ist, und zumindest eine Stromrolle (6), über die das elektrisch leitfähige Band und/oder bandförmige Gewebe (2) kathodisch geschaltet werden kann, wobei die zumindest eine Elektrolysezelle (3) zumindest eine Anode (5) umfasst, die derart angeordnet ist, dass das durch die zumindest eine Elektrolysezelle (3) durchführbare elektrisch leitfähige Band und/oder bandförmige Gewebe (2) in einem definierten und parallelen Abstand zur der zumindest einen Anode (5) durchführbar ist, wobei die Anlage zumindest einen Pulsgleichrichter (9) umfasst, dessen Minuspol mit der zumindest einen Stromrolle (6) elektrisch verbunden und der Pluspol mit der zumindest einen Anode (5) elektrisch verbunden ist, derart, dass die zumindest eine Anode (5) mittels eines modulierten Stroms derart bestrombar ist, dass der Beschichtungsprozess innerhalb der Beschichtungsstrecke (1) unter Anwendung einer definierten Pulsmustersequenz (10) durchführbar ist, wobei die Pulsmustersequenz (10) aus einzelnen Pulsmustern (11) gebildet ist, wobei gemäß der Pulsmustersequenz (10) zumindest eines der Metalle und/oder eines der Halbmetalle ausgewählt aus der Gruppe 6 bis 15 und/oder eine Mischung hiervon aus einem Elektrolyten (4) auf dem elektrisch leitfähigen Band und/oder Gewebe (2) abscheidbar ist.
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