DE69112343T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Oberflächenbehandlung von Metallfolie. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufbringen einer Oberflächenbehandlung auf eine Metallfolie und bezieht sich insbesondere auf eine Anode in einer Elektroplattiervorrichtung. Die vorliegende Erfindung ist besonders aber nicht ausschließlich anwendbar für die Behandlung einer Kupferfolie und wird mit besonderer Bezugnahme auf diese beschrieben, obwohl die vorliegende Erfindung vorteilhaft bei der Oberflächenbehandlung anderer Metallfolien Anwendung findet.
• Die vorliegende Erfindung ist bei der Behandlung einer galvanisch gefällten Kupferfolie anwendbar. Viele der durch den galvanischen Metallabscheidungsprozeß gebildeten Kupferfolien werden in der Industrie für gedruckte Schaltungen verwendet. Bei der Verwendung für gedruckte Schaltungen wird die galvanisch gefällte Kupferfolie an ein dielektrisches Substrat gebunden. Es ist allgemein bekannt, daß eine blanke, galvanisch gefällte Kupferfolie schlechte Klebeeigenschaften zeigt wegen ihrer relativ glatten Oberflächen. Um die Klebeeigenschaften zu verbessern, ist es bekannt, die Kupferfolie oberflächenzubehandeln. Eine solche Oberflächenbehandlung kann das Zuführen einer Schicht von dendritischem Kupfer oder von Kupferoxidteilchen zu der Basiskupferfolie aufweisen. Andere Metalle, wie z.B. Messing oder Ohrom, können auch der Folie zugefügt werden, um ihre physikalischen Eigenschaften zu verbessern.
• Die Behandlung einer vorhandenen Folie erfordert in typischer Weise nicht die hohen Leistungsniveaus, die beim Elektroformen der Folie notwendig sind, und deshalb sind die Geschwindigkeiten der Behandlungslinie im allgemeinen drei- bis viermal so groß wie die Geschwindigkeit der Elektroformvorrichtung. In dieser Beziehung sind die Geschwindigkeit und Leistung einer Follenbehandlungslinie nicht so sehr durch Leistungs- bzw. Kraftstromerfordernisse begrenzt sondern durch die Fähigkeit, gewisse andere Betriebsparameter zu steuern.
• Ein solcher Parameter ist der Zwischenelektrodenspalt, der zwischen der Anode und der zu behandelnden Oberfläche gebildet ist. Während der Zwischenelektrodenspalt in einer Behandlungsvorrichtung nicht so kritisch ist wie der Zwischenelektrodenspalt in einer Folienformvorrichtung (insofern, als weniger Kraftstrom bzw. Leistung erforderlich ist, um eine vorhandene Folie zu behandeln im Vergleich zum Formen einer neuen Folie), ermöglicht ein gleichmäßiger Zwischenelektrodenspalt bzw. Elektrodenabstand eine präzise Stromdichtensteuerung längs des Folienweges, wodurch in Verbindung mit der Steuerung anderer Parameter eine gleichmäßigere Oberflächenbehandlung erzeugt wird.
• Andere wichtige Parameter sind der Fluß des elektrolytischen Fluids zwischen der Anode und der zu behandelnden Oberfläche und die chemische Zusammensetzung dieses Fluids. In dieser Beziehung ist es wichtig, eine richtige Konzentration von Plattierionen bzw. Galvanisierionen in der Nachbarschaft der zu plattierenden bzw. galvanisierenden (d.h. zu behandelnden) Folie aufrechtzuerhalten und Ionen, die auf der Folie niedergelegt bzw. abgesetzt sind, zu ersetzen. Somit beeinflußt auch die Fähigkeit, die Elektrolytiösung zu steuern, d.h. ihre Konzentration und Fließgeschwindigkeit, die Leistung der Behandlungslinie.
• Ein anderer Parameter, der allgemein sowohl mit der elektrolytischen Lösung als auch der Leistung der Behandlungslinie zusammenhängt, ist die Temperatur der elektrolytischen Lösung. Wie beim Stand der Technik gut bekannt ist, erzeugt ein Elektrodenbehandlungsprozeß im Elektrodenabstand erhebliche Wärme, und diese Wärme kann Stromdichteschwankungen im Elektrodenabstand hervorrufen. Das Hindurchdrücken des elektrolytischen Fluids durch den Elektrodenabstand ist ein Weg zum Abführen von Wärme und erzeugtem Gas aus diesem. Diesbezüglich kann durch Steuern des Flusses des elektrolytischen Fluids durch den Spalt Wärme im Elektrodenabstand reduziert, und es können Stromdichteschwankungen minimal gemacht werden.
• Bislang war es bekannt, eine elektrolytische Zelle durch Eintauchen einer Kathodenoberfläche in einem großen Tank mit elektrolytischer Lösung und durch Eintauchen einer Anode im Tank neben der Kathodenoberflächen vorzusehen. Das große Volumen elektrolytischer Lösung in einem solchen Tank schafft eine bequeme Wärmesenke, um Wärme zu zerstreuen, und erlaubt die Umwälzung des elektrolytischen Fluids durch einen Wärmetauscher, um eine ausgewählte Temperatur aufrechtzuerhalten. Man kann auch einen Mischer vorsehen, um eine ausgewählte chemische Konzentration in der elektrolytischen Lösung aufrechtzuerhalten.
• Wie man erkennt, erfordern solche Anordnungen im allgemeinen große Menge an elektrolytischer Lösung, wichtiger aber sehen sie im allgemeinen nicht ein genaues Mittel vor zum Überwachen der tatsächlichen Lösungskonzentration im Elektrodenabstand oder der Fließgeschwindigkeit durch den Spalt bzw. Abstand. Darüber hinaus kann die Stromdichte in dem Elektrodenabstand durch die die Anode umgebende elektrolytische Lösung und ihre Konzentration beeinflußt werden.
• Das US-Patent US-A-3,483,1 13 beschreibt eine Vorrichtung zum Anwenden einer Oberflächenbehandlung auf eine Metalifolie mit:
• einer Trommel, die um eine im allgemeinen horizontale Achse drehbar ist, zum Führen einer fortlaufenden Metallfolie um einen vorbestimmten Weg, wobei die Trommel eine nicht leitende äußere Oberfläche hat;
• Anodenmitteln für die Aufnahme einer Elektrolytiösung, wobei das Anodenmittel gekrümmte Metallplattenmittel aufweist mit einem Krümmungsradius ähnlich dem Krümmungsradius der Trommel, wobei das gekrümmte Plattenmittel eine glatte obere Fläche hat, welche der Trommel zugewandt ist und einen zylindrischen Hohlraum bildet, und eine untere Oberfläche hat, die von der Trommel fortgerichtet ist, wobei der Hohlraum so bemessen ist, daß er einen unteren Teil der Trommel umgibt und einen ringförmigen Spalt bildet zwischen der oberen Fläche und der Trommel, wobei sich ein Teil des vorbestimmten Weges der Metallfolie durch diesen Spalt erstreckt;
• Mitteln zum Erzeugen einer flüssigkeitsdichten Abdichtung an den axialen Enden des Spaltes;
• Mitteln zum Erzeugen eines kontinuierlichen Flusses des Elektrolyten durch den Spalt; und
• Kraftstrommitteln, die mit der Metallfolie und den Anodenmitteln verbunden sind, um ein elektrisches Potential über die Folie und die obere Oberfläche der Anodenmittel zu erzeugen.
• Gemäß der vorliegenden Erfindung besteht das Plattenmittel aus einem Metall, welches ausgewählt ist aus nicht rostendem Stahl, Titari, Tantal, Columbium (Niob) und ihren Legierungen und sieht eine Wand eines Tanks für die Elektrolytiösung vor, und eine Vielzahl von im Abstand angeordneten Verbindungsstäben ist durch Schweißen mit der unteren Oberfläche des Plattenmittels verbunden, wobei jeder Verbindungsstab aus dem Metall gebildet ist, welches das Plattenmlttel bildet, und an dem Plattenmittel durch Mehrfachschweißbereiche befestigt ist, wobei die Schweißbereiche zwischen dem Plattenmittel und den Verbindungsstäben so bemessen sind, daß Strompfade zwischen dem Plattenmittel und den Verbindungsstäben vorgesehen werden.
• Die vorliegende Erfindung erlaubt eine größere Steuerung bzw. Kontrolle über die vorgenannten Behandlungsparameter dadurch, daß eine Anode geschaffen wird, die einen Zwischenelektrodenspalt bzw. Elektrodenabstand bildet und gleichzeitig im allgemeinen als Tank funktioniert, um die elektrolytische Lösung zu diesem Spalt einzuschränken. Gemäß der Erfindung ist nur die Anodenoberfläche, welche der zu behandelnden Folie zugerichtet ist, dem elektrolytischen Fluid ausgesetzt, und ein elektrisches Potential besteht nur zwischen der zu behandelnden Folie und der Anode. Durch Einschränken der elektrolytischen Lösung in einem vorbestimmten Raum bekannter Bemessung können der Fluß, die Temperatur und die Konzentration des elektrolytischen Fluids überwacht und kontrolliert bzw. gesteuert werden, um die Behandlungsparameter zu optimieren und somit eine größere Kontrolle über die Stromdichte in dem Zwischenelektrodenspalt bzw. Elektrodenabstand vorzusehen.
• Der ringförmige Spalt, der zwischen der Trommel und der oberen Anodenoberfläche gebildet wird, welche der Elektrolytlösung gegenüber inert ist, weist ein Vorderende und ein Rückende auf, welche durch die Bewegungsrichtung der Metallfolie definiert sind. Öffnungsmittel sind im allgemeinen in dem Plattenmittel zwischen dem Vorderende und dem rückwärtigen Ende des Spaltes vorgesehen, um den Spalt mit einer Quelle elektrolytischen Fluids zu verbinden, welches vorzugsweise kontinuierlich in den Spalt fließt. Sammelmittel sind im allgemeinen an dem Plattenmittel am Vorderende und rückwärtigen Ende des Spaltes angebracht, um aus dem Spalt fließende elektrolytische Lösung zu sammeln.
• Merkmale der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, die nachfolgend beschrieben ist, weisen auf:
• (a) hohe Geschwindigkeiten der Behandlungslinie infolge verbesserter Leistung;
• (b) ein präziser Zwischenelektrodenspalt;
• (c) verbessertes Entfernen von Gasen, die während des Elektrobehandlungsprozesses gebildet werden;
• (d) erleichterte, präzise Flußsteuerung des elektrolytischen Fluids durch den Zwischenelektrodenspalt;
• (e) Verwendung von weniger elektrolytischer Lösung;
• (f) nur die der zu behandelnden Oberfläche zugewandte anodische Oberfläche wird der elektrolytischen Lösung ausgesetzt;
• (g) die Anode funktioniert im wesentlichen als die zu plattierende Oberfläche direkt umgebender Tank; und
• (h) Schaffung einer vergrößerten Anodenoberfläche, welche der zu behandelnden Folie ausgesetzt ist.
• Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nun beispielsweise unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, in denen zeigen:
• Figur 1 eine Endschnittansicht einer Behandlungszelle für die Anwendung einer Oberflächenbehandlung auf eine Metallfolie;
• Figur 2 eine Schnittansicht entlang der Unie 2-2 der Figur 1;
• Figur 3 eine Schnittansicht entlang der Unie 3-3 der Figur 1;
• Figur 4 eine Schnittansicht entlang der Linie 4-4 der Figur 2;
• Figur 5 eine Schnittansicht entlang der Linie 5-5 der Figur 4;
• Figur 6 eine vergrößerte Ansicht unter Darstellung einer Einlaßöffnung für elektrolytische Lösung der in Figur 1 gezeigten Vorrichtung; und
• Figur 7 eine vergrößerte Schnittansicht unter Darstellung einer Abdichtanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung, welche zwischen der Anode und der Trommel vorgesehen ist.
• Bezieht man sich nun auf die Zeichnungen, so zeigt Figur 1 eine Behandlungszelle 10 für die Anwendung der Oberflächenbehandlung bei einer Metallfolie F. Gemäß der vorliegenden Erfindung werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Behandeln einer Kupferfolie beschrieben. Während die folgende Beschreibung die Behandlung einer Kupferfolie betrifft, erkennt man doch, daß die vorliegende Erfindung eine breitere Anwendung hat und bei der Behandlung von Metallfolien oder Platten aus anderem Metall als Kupfer verwendet werden kann.
• Allgemein gesagt besteht die Zelle 10 grundsätzlich aus einer Trommel 12, die um eine im wesentlichen horizontale Achse drehbar ist, welche auch die Längsachse einer Anode 14 ist. Die Trommel 12 und die Anode 14 bilden einen ringförmigen Spalt 16 dazwischen, der gemäß der vorliegenden Erfindung eine elektrolytische Lösung enthält mit Ionen des auf der Folie F zu plattierenden bzw. zu galvanisierenden Metalles. Die Folie F läuft entlang einem bestimmten Weg, welcher durch Führungsrollen 18 und die Trommel 12 gebildet ist. In dieser Beziehung läuft die Folie F quer über die Oberfläche der Trommel 12 durch den Spalt 16. (Nicht gezeigte) Kraftstrommittel sind vorgesehen, um ein elektrisches Potential über die Folie und Anode 14 zu erzeugen, welches die Metallionen in der elektrolytischen Lösung veranlaßt, auf der freiliegenden Oberfläche der Folie F abgelegt zu werden.
• Bezieht man sich spezieller auf die Zelle 10, dann hat die Trommel 12 allgemein zylindrische Gestalt und ist um die allgemein horizontale Achse auf einer Welle 20 durch (nicht gezeigte) herkömmliche Mittel drehbar. Figur 1 zeigt eine Schnittendansicht der Trommel 12. In der gezeigten Ausführungsform besteht die Trommel 12 im allgemeinen aus einer inneren ringförmigen Wand 22 und einer Schicht 24 aus nicht leitendem Material auf deren äußerer Oberfläche. Die innere Wand 22 kann aus einem beliebigen starren Material gebildet sein, ist vorzugsweise aber aus Kohlenstoffstahl gebildet. Die Schicht 24 ist vorzugsweise aus einem halbharten Gummimaterial gebildet (90-97 Härteprüfer-Härte) und hat eine glatte, zylindrische äußere Oberfläche 26.
• Nimmt man jetzt auf die Anode 14 Bezug, dann besteht diese bei der gezeigten Ausführungsform aus Anodenabschnitten 14a, 14b. Die Abschnitte 14a und 14b sind im allgemeinen Spiegelbilder zueinander, und deshalb soll nur ein Abschnitt im einzelnen beschrieben werden, wobei sich versteht, daß sich diese Beschreibung ebenso auf den anderen Abschnitt bezieht. Beziehen wir uns nun auf die linke Seite der Figur 1, dann besteht der Anodenabschnitt 14a im allgemeinen aus einer gekrümmten Platte 28, die an einer Vielzahl von längs im Abstand angeordneten Trennwänden 30 befestigt ist. Die Platte 28 ist zu einer im allgemeinen zylindrischen Gestalt geformt und hat eine nach oben gerichtete zylindrische Oberfläche 32. Die Platte 28 ist so bemessen, daß sie im allgemeinen der äußeren Oberfläche 26 der Trommel 12 entspricht, um vorzugsweise mindestens fünfundzwanzig Prozent (25 %), d.h ein Viertel, des Umfangsprofiles der Trommel 12 zu umgeben. Bei der gezeigten Ausführungsform umschreibt jeder Anodenabschnitt l4a, 14b einen Winkel von etwa 105º, welcher durch die Achse der Welle 20 gebildet ist.
• Die Trennwände 30 sehen im allgemeinen eine Aufbaustütze für die Platte 28 vor. In dem gezeigten Ausführungsbelspiel sind die Trennwände 30 im allgemeinen L-förmige Teile mit einer gekrümmten Kante, die so bemessen ist, daß sie der Krümmung der Platte 28 entspricht und an dieser befestigt ist. Die Trennwände 30 sind im Abstand und parallel zueinander angeordnet und erstrecken sich längs der Platte 28.
• Die Platte 28 und die Trennwände 30 sind aus einem elektrisch leitenden Metall oder einer Metallegierung gebildet. Die Platte 28 ist vorzugsweise auch aus einem Metall gebildet, welches inert ist, d.h. nicht mit der elektrolytischen Lösung reagiert, die bei dem Behandeln der Folie F benutzt wird, oder einem Metall, welches so beschichtet sein kann, daß es gegenüber der elektrolytischen Lösung inert ist. Diesbezüglich kann die Anode 14 aus nicht rostendem Stahl, Columbium, Tantal, Titan oder einer Legierung derselben gebildet sein. Bei einem bevorzugten Aufbau besteht die Anode 14 aus Titan, und die Platte 28 und die Trennwände 30 sind zusammengeschweißt, um einen einheitlichen, starren Aufbau zu bilden.
• Jeder Anodenabschnitt 14a, 14b weist eine Wanne 33 längs ihrer Oberkante auf. Die Wanne ist im Betrieb geeignet, elektrolytische Lösung zu sammeln, welche über den Spalt 16 fließt. Die Wanne bzw. Mulde 33 besteht grundsätzlich aus einer Vielzahl von Kammern 34, die zwischen benachbarten Trennwänden durch L-förmige Wandteile 36 gebildet sind. Die L-förmigen Wandteile 36 sind mit den Trennwänden 30 und der Platte 28 verbunden und bilden mit diesen eine fluiddichte Verbindung. Diesbezüglich sind die Wandteile 36 vorzugsweise an die Platte 28 und die Trennwände 30 geschweißt. Benachbarte Kammern 34 stehen durch Öffnungen 38 miteinander in Verbindung, die in den Trennwänden 30 vorgesehen sind. Ein oder mehrere Ablaufrohre 40 sind an der Wanne 33 befestigt und schaffen die Verbindung mit den Kammern 34, um in der Wanne 33 gesammeltes elektrolytisches Fluid zu einem (nicht gezeigten) Reservoir mittels herkömmlicher Rohrmittel zu fördern.
• Wenn wir jetzt auf die Figuren 2 bis 5 Bezug nehmen, dann weist der Anodenabschnitt 14a eine Mehrzahl von Verbindungsblöcken 42 auf, die zwischen den Trennwänden 30 angeordnet sind. Die Verbindungsblöcke 42 sind im allgemeinen rechteckige Stäbe bzw. Schienen oder Stangen aus elektrisch leitendem Material und so bemessen, daß sie sich zwischen benachbarten Trennwänden 30 erstrecken und gegen die Platte 28 anstoßen. Die Verbindungsblöcke 42 sind zwischen den jeweiligen Trennwänden 30 vorgesehen und liegen so in Flucht, daß sie im allgemeinen im Abstand angeordnete Reihen von Verbindungsblöcken 42 bilden, wobei sich diese Reihen längs der Länge der Platte 28 erstrecken, im allgemeinen parallel zur Achse der Trommel 12. Die Verbindungsblöcke 42 sind betrieblich so vorgesehen, daß sie mit einer (nicht gezeigten) elektrischen Kraftquelle verbunden werden, und sind aus demselben Material gebildet wie jenes, welches die Platte 28 und die Trennwände 30 bildet. Bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform sind die Verbindungsblöcke 42 aus Titan geformt.
• Die Verbindungsblöcke 42 sind durch Schweißen an der Platte 28 und den Trennwänden 30 befestigt. Kehlschweißungen bzw. Verkleidungsübergangsschweißungen 44 sind zwischen der Platte 28 und den Verbindungsblöcken 42 und zwischen benachbarten Trennwänden 30 und Block 42 gebildet, wie man am besten in den Figuren 2 und 5 sieht. Um einen guten elektrischen Kontakt zwischen dem Block 42 und der Platte 28 sicherzustellen, ist der Block 42 vorzugsweise mittels einer Lochnaht an der Platte 28 angeschweißt, wie man am besten in den Figuren 3 bis 5 sieht. Zu diesem Zweck ist eine Vielzahl von in Flucht liegenden zylindrischen Löchern 46 durch die Platte 28 gebildet. Die Löcher 46 sind so angeordnet, daß sie mit den Verbindungsblöcken 42 in Register stehen und mit der Schweißung bzw. Schweißnaht 48 gefüllt sind, um den Verbindungsblock 42 mit der Platte 28 zu verbinden und, was wichtiger ist, um einen Strompfad von den Verbindungsblöcken 42 zur Platte 28 vorzusehen. Bei der gezeigten Ausführungsform sind acht Lochnahtschweißungen vorgesehen, wobei das Schweißmaterial nahezu 47 % der die Verbindungsblöcke 42 kontaktierenden Oberfläche aufweist. Die Verbindungsblöcke 42 weisen eine Vielzahl von Kabelbefestigungsöffnungen 50 auf. Die Öffnungen 50 sind so bemessen, daß sie Befestigungseinrichtungen (nicht gezeigter) herkömmlich bekannter elektrischer Kabel aufnehmen, um die Verbindungsblöcke 42 mit einem Pol der vorgenannten Kraftquelle zu verbinden. Um die elektrische Leitung zu ermöglichen und die Korrosion zu verlangsamen, kann die äußere Oberfläche der Verbindungsblöcke 42 mit leitendem Material plattiert sein, wie z.B. Silber, Platin oder Gold.
• Wenn wir uns jetzt auf Figur 6 beziehen, dann sind die unteren Enden der Anodenabschnitte 14a, 14b gezeigt Jeder Abschnitt 14a, 14b weist ein im allgemeinen vertikales Aufbauteil 52 auf, das an seinem oberen Ende an der gekrümmten Platte 28 und an seinem unteren Ende an einem Befestigungsanschlußfeld 54 befestigt ist. Jedes Befestlgungsanschlußfeld 54 weist eine Öffnung 56 auf, die so bemessen ist, daß sie eine Standardbefestigungsvorrichtung aufnimmt. Das vertikale Teil 52 ist vom Ende der Platte 28 mit Ausnehmungen versehen. Die Anodenabschnitte 14a, 14b sind so bemessen, daß sie aneinander angebracht sind und zwischen den Enden der Platte 28 einen Schlitz 58 bilden. Die Platten 28 und vertikalen Stützteile 52 der Anodenabschnitte 14a, 14b bilden eine längliche, im allgemeinen rechteckige Kammer 60, die an ihrem unteren Ende offen ist. Die Kammer 60 erstreckt sich im allgemeinen parallel zur Achse der Trommel 12. Die Enden der Kammer 60 sind abgedichtet, eine längliche, im allgemeinen rechteckige Öffnung 62 ist am Boden der Kammer 60 gebildet, und Befestlgungsanschlußfelder 54 erstrecken sich um ihren Umfang. Die Befestigungsanschlußfelder 54 sind geeignet derart ausgestaltet, daß sie an einer (nicht gezeigten) Zuführleitung für elektrolytlsches Fluid angebracht werden. Durch diese Leitung wird elektrolytisches Fluid in die Kammer 60 und durch den Schlitz 58 in einen ringförmigen Spalt 16 gedrückt.
• Wie man in Figur 1 sieht, sind die Anodenabschnitte 14a, 14b so bemessen, daß sie um die Trommel 12 herum positioniert sind und dazwischen den ringförmigen Spalt 16 bilden. Eine im allgemeinen vertikale Endwand 70 (die man am besten in Figur 7 sieht) ist an jedem Ende der Zelle 10 vorgesehen, um gegen die Enden der Anodenabschnitte l4a, 14b zu stoßen. Die Endwände 70 und die Anodenabschnitte 14a, 14b bilden zusammen einen im allgemeinen halbzylindrischen Tank, in welchem die Trommel 12 angeordnet ist. Die Anodenabschnitte 14a, 14b sind vorzugsweise elektrisch voneinander isoliert. Zu diesem Zweck sind Dichtungen eines (nicht gezeigten) Isoliermaterials vorzugsweise zwischen den Berührungsoberflächen der Anodenabschnitte 14a, 14b vorgesehen, und die Endwände 70 sind vorzugsweise aus einem elektrisch nicht leitendem Material geformt. Bei der gezeigten Ausführungsform besteht die Endwand 70 aus einer inneren Platte 72 und einer äußeren Platte 74, die beide vorzugsweise aus chloriniertem Polyvinylchlorid (CPVC)-Material gebildet sind. Die äußere Platte 74 weist eine ringförmige Schulter 76 auf, die so bemessen ist, daß sie die Platte 28 der Anodenabschnitte 14a, 14b aufnimmt, wie in Figur 7 gezeigt ist. Die äußere Platte 74 ist an den Anodenabschnitten 14a, 14b durch herkömmliche Mittel (nicht gezeigt) befestigt.
• Eine längliche Abdichtanordnung 80 ist an der inneren Platte 72 befestigt, um eine Abdichtung zwischen der Endwand 70 und den entfernten bzw. distalen Enden der Trommel 12 zu bilden, um die elektrolytische Lösung an dem Spalt 16 zu begrenzen, d.h. zwischen der äußeren Oberfläche der Trommel 12 und der Platte 28. Die Abdichtanordnung 80 besteht aus einem Halter 82 und einer aufblasbaren Abdichtung 84. Der Halter 82 ist durch herkömmliche Befestigungseinrichtungen 86 an der inneren Platte 72 angebracht und erstreckt sich längs der Kante der Platte 72 neben der Platte 28 des Anodenabschnittes 14a, 14b. Im Querschnitt ist der Halter 82 im allgemeinen U-förmig und hat Seitenteile 88, mit inneren Oberflächen, die nach einwärts zueinander hervorragen.
• Die Abdichtung 84 ist ein längliches, rohrförmiges Element aus federnd elastischem Material, wie z.B. Gummi, mit einem konisch erweiterten Basisteil 90, welches so bemessen ist, daß es zwischen den Vorsprüngen auf den Seitenteilen 88 innerhalb des Halters 82 zurückgehalten wird. Die Abdichtung 84 weist ein sägeartig gezahntes Polster bzw. Druckunterlage auf, welches allgemein der Trommel 12 zugewandt ist. Eine Schicht 94 aus Teflon (R) ist auf dem Polster 92 vorgesehen. Die Abdichtung 84 weist eine (nicht gezeigte) Luftverbindungsröhre auf, die vorzugsweise an ihrem einen Ende angeordnet ist, die mit einer Luftquelle verbindbar ist. Die Abdichtung 84 kann im Betrieb zu einer Stellung aufgeblasen werden, wie in Figur 7 mit gestrichelten Linien gezeigt ist, wobei das Polster 92 gegen die Trommel 12 anstößt und gegen diese abdichtet. Diesbezüglich verringert die Schicht 94 die Reibung zwischen dem Gummipolster 92 und einer Gummibeschichtung 24 auf der Trommel 12. Deshalb ist die Anode 14 elektrisch von der Trommel 12 und den umgebenden Stützoberflächen isoliert. Diesbezüglich können nichtleitende Dichtungen auf der Anode 14 und beliebigen, mit dieser verbundenen Befestigungsoder Verbindungsoberflächen vorgesehen sein.
• Es wird nun auf den Betrieb der Zelle 10 Bezug genommen. Dafür wird die zu behandelnde Folie F über die Führungsrollen 18 und die Trommel 12 durch den Spalt 16 gefördert. Die Trommel 12 wird gedreht, um die Folie F sich kontinuierlich durch den Spalt 16 bewegen zu lassen. In der dargestellten Ausführungsform wird die Trommel 12 in Gegenuhrzeigerrichtung gedreht, und die Rollen bzw. Walzen 18 drehen sich in Uhrzeigerrichtung, um die Folie F von links nach rechts in Figur 1 zu bewegen. Diesbezüglich tritt die Folie F an dem einen Ende des Spaltes 16 ein (dem vorderen Ende) und tritt an dem anderen Ende des Spaltes 16 aus (dem hinteren Ende). Wie man erkennt, beeinflußt die Drehrichtung der Trommel 12 und der Rollen 18 den Betrieb der Zelle 10 nicht. Elektrolytische Lösung wird kontinuierlich mit einem gesteuerten Durchsatz in die Kammer 60 und durch den Schlitz 58 in den Spalt 16 gepumpt. Die elektrolytische Lösung kann aus einem (nicht gezeigten) Reservoir durch herkömmlich bekannte Mittel gepumpt werden. Die aus dem Spalt 16 kommende Lösung fließt über die obere Kante der Anode 14 und wird in Wannen 33 gesammelt, um zu dem Reservoir zurückgeführt zu werden.
• Gemäß der vorliegenden Erfindung sind Kraftstromeinrichtungen vorgesehen, um über der Folie F und der Anode 14 ein elektrisches Potential zu erzeugen. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist der negative Pol der Kraftstromquelle vorzugsweise mit den Führungsrollen 18 verbunden, wie schematisch in Figur 1 veranschaulicht ist. Bei der gezeigten Ausführungsform sind die Fühwngsrollen 18 vorzugsweise aus einem elektrisch leitenden Material gebildet, um eine negative Ladung auf der Folie F zu erzeugen. Die Anode 14 ist mit dem positiven Pol der Kraftstromquelle mittels herkömmlich bekannter, elektrischer Kabel verbunden, die an den Verbindungsblöcken 42 angebracht sind. Ein elektrisches Potential wird dadurch zwischen der Anode 14 und der Folie F zwischen dem Spalt 16 erzeugt. Sobald die geladene Folie F durch die elektrolytische Lösung in dem Spalt hindurchgeht, werden Ionen innerhalb der elektrolytischen Lösung auf der Folie F abgelegt. Diesbezüglich isoliert eine nicht leitende Schicht 26 die Folie F gegen die innere Metallwand 22 der Trommel 12, und gleichzeitig wird eine Abdichtung gegen die obere (nicht freiliegende) Oberfläche der Folie F vorgesehen, um zu verhindern, daß diese Oberfläche plattiert bzw. galvanisiert wird, während die Folie F der elektrolytischen Lösung im Spalt 16 ausgesetzt ist.
• Wichtig ist, daß gemäß der vorliegenden Erfindung die Parameter, welche die Behandlung der Folie beeinflussen, infolge der neuen und einzigartigen Eigenschaften der beschriebenen Vorrichtung besser überwacht werden können. In dieser Beziehung besteht ein Vorteil der Vorrichtung darin, daß die Behandlungszone klarer definiert ist und daß deshalb die Steuerung der Parameter, welche die Behandlung innerhalb der Zone beeinflussen, genauer gesteuert und überwacht werden kann. Speziell sieht die vorliegende Erfindung einen gleichmäßigen, ringförmigen Spalt zwischen der äußeren Oberfläche 26 der Trommel 12 und der oberen Oberfläche 32 der Anode 14 vor. Durch Abdichten der axialen Enden des Spaltes 16 ist eine klar definierte Behandlungszone bekannter Abmessung zwischen den vorderen und hinteren Enden des Spaltes 16 gewährleistet. In dieser Hinsicht ist die Anode 14, außer daß sie eine elektrisch geladene Oberfläche ist, im wesentlichen ein Tank, welcher die elektrolytische Lösung enthält. Durch elektrisches Laden der ganzen Anodenoberflächen wird außerdem die zwischen der Anode 14 und der Trommel 12 definierte Behandlungszone klar begrenzt wie auch das elektrische Potential über die Folie F und die Anode 14. Weil die elektrolytische Lösung sich nur mit der Oberfläche 32 der Anode 14 in Kontakt befindet, wird das elektrische Potential im Spalt 16 nur zwischen der Oberfläche 32 der Anode 14 und der Folie F erzeugt. Mit dieser klar identifizierbaren Behandlungszone kann die Steuerung bzw. Kontrolle über dem elektrischen Potential, welches über der Folie F und der Anode 14 erzeugt ist, genauer gesteuert werden. Zusammen mit der Tatsache, daß der ringförmige Spalt 16 ein bekanntes Volumen hat, erlaubt dies eine größere Kontrolle bzw. Steuerung über den Fluß der elektrolytischen Lösung in dem Spalt sowie der Konzentration der darin enthaltenen Ionen. Jeder dieser Faktoren schafft zusammen eine genauere Fließkontrolle bzw. -steuerung und daher eine verbesserte Behandlungseffektivität.
• Wie oben angezeigt, schafft die vorliegende Erfindung einen präzisen Elektrodenabstand bzw. einen Zwischenelektrodenspalt. In dieser Hinsicht schafft die Platte 28 eine Anodenoberfläche mit langer Lebensdauer und präziser Gestalt und nutzt die inerten Eigenschaften des Titan ausv um eine längere Zellenlebensdauer zu schaffen. Wichtig ist auch, daß sich die vorliegende Erfindung selbst für die Erzeugung einer Behandlungszone größerer Länge dadurch eignet, daß die Anode 14 so bemessen ist, daß sie den größeren Teil der Trommel 12 umgibt. In dieser Hinsicht umgibt bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel die Anode 14 näherungsweise 58 % der äußeren Oberfläche der Trommel 12. Durch Schaffung einer längeren Behandlungszone kann eine niedrigere Stromdichte in einer solchen Zone erzeugt werden, um eine gewünschte Behandlung der Folie F zu beeinflussen. Mit anderen Worten kann durch die Bildung von Anodenabschnitten, die miteinander verbunden sind bzw. aneinander angrenzen, ein größerer Prozentsatz der Oberfläche der Trommel 12 umgeben werden, wobei eine längere Behandlungszone gebildet wird. Mit einer längeren Behandlungszone kann die Geschwindigkeit der Linie dadurch erhöht werden, daß die größere Zone die geladene Folie die gleiche Zeit lang der elektrolytischen Lösung aussetzt wie eine Vorrichtung, die eine kürzere Behandlungszone hat, die mit einer langsameren Geschwindigkeit betrieben wird.

Claims (8)

1. Vorrichtung (10) für die Anwendung einer Oberflächenbehandlung einer Metallfolie (F) mit: einer Trommel (12), die um eine im allgemeinen horizontale Achse für das Führen einer kontinuierlichen Metallfolie (F) um einen vorbestimmten Weg drehbar ist, wobei die Trommel eine nicht leitende äußere Oberfläche hat;

Anodenmitteln (14) für die Aufnahme einer elektrolytischen Lösung, wobei die Anodenmittel (14) gekrümmte Metallplattenmittel (28) aufweisen mit einem Krümmungsradius, der sehr eng dem Krümmungsradius der Trommel (12) entspricht, wobei die gekrümmten Plattenmittel (28) eine glatte obere Fläche (32) haben, welche der Trommel (12) zugewandt sind und einen zylindrischen Hohlraum bilden, und eine untere Oberfläche haben,die von der Trommel (12) fortgerichtet ist, wobei der Hohlraum derart bemessen ist, daß er einen unteren Teil der Trommel (12) umgibt und einen ringförmigen Spalt (16) zwischen der oberen Oberfläche (32) und der Trommel (12) begrenztu wobei ein Teil des vorbestimmten Weges der Metallfolie (F) sich durch den Spalt erstreckt;

Mitteln (80) zum Erzeugen von flüssigkeitsdichten Abdichtungen an den axialen Enden des Spaltes (16);

Mitteln (58, 33) zum Erzeugen eines kontinuierlichen Flusses von Elektrolyt durch den Spalt (16); und

Kraftstrommitteln, die mit der Metallfolie (F) und der Anode (14) verbunden sind, um ein elektrisches Potential über die Folie (F) und die obere Oberfläche (32) des Anodenmittels (14) zu erzeugen;

dadurch aekennzeichnet, daß das Plattenmittel (28) aus einem Metall besteht, welches ausgewählt ist aus nicht rostendem Stahl, Titan, Tantal, Columbium (Niob) und den Legierungen davon und eine Wand eines Tankes für die Elektrolytlösung vorsieht und daß eine Vielzahl von im Abstand angeordneten Verbindungsstäben (42) durch Schweißen mit der unteren Oberfläche des Plattenmittels (28) verbunden ist, wobei jeder Verbindungsstab (42) aus dem Metall geformt ist, welches das Plattenmittel (28) bildet, und an dem Plattenmittel (28) durch Mehrfachschweißflächen (44, 48) befestigt ist, wobei die Schweißflächen zwischen dem Plattenmittel (28) und den Verbindungsstäben (42) so bemessen sind, daß Strompfade zwischen dem Plattenmittel (28) und den Verbindungsstäben geschaffen werden.

2 Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Anodenmittel (14) mindestens eine Hälfte (1/2) der Oberfläche der Trommel (12) umgibt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Mittel (58, 33) zum Erzeugen eines kontinuierlichen Stromes Einlaßöffnungsmittel (58) aufweist, die an dem untersten Teil des Anodenmittels (14) angeordnet sind, und Sammelmittel (33), die längs dem höchsten Teil des Anodenmittels (14) angeordnet sind, wobei die Sammelmittel (33) betrieblich den aus dem Spalt (16) überfließenden Elektrolyt sammelt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Anodenmittel (14) aus Seite an Seite liegenden Anodenabschnitten (14a, 14b) besteht, die so bemessen sind, daß sie zusammen um die Trommel (12) angeordnet werden, wobei jeder Abschnitt (14a, 14b) eine gekrümmte Platte (28) aufweist, welche einen Teil der Oberfläche (32) bildet, wobei die gekrümmten Platten (28) zusammen das gekrümmte Plattenmittel bilden.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Anodenabschnitte (14a, 14b) im Abstand angeordnet sind, wenn sie zusammengebaut sindu um einen länglichen Schlitz (58) dazwischen zu bilden, der eine Einlaßöffnung bildet für das Einführen von Elektrolyt in den Spalt (16) hinein.

6. Vorrichtung nach Anspruchs, wobei jeder der Anodenabschnitte (14a, 14b) Sammelmittel (33) an seinem oberen Abschnitt aufweist, um Elektrolytfluß aus dem Spalt (16) zu sammeln.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei das Anodenmittel (14) aus ersten und zweiten Anodenabschnitten (14a, 14b) besteht, wobei jeder der Abschnitte so bemessen ist, daß er mehr als fünfundzwanzig Prozent (25 %) der Oberfläche der Trommel (14) umgibt.

8. Vorrichtung nach einem vorhergehenden Anspruch, wobei das Platten mittel und die Stege aus Titan oder einer Legierung desselben bestehen.