DE2343499A1

DE2343499A1 - Verfahren und vorrichtung zum metallisieren von flaechigem gut, insbesondere von durchlaufenden materialbahnen.

Info

Publication number: DE2343499A1
Application number: DE19732343499
Authority: DE
Inventors: Hermann Johannes Schladitz
Original assignee: Schladitz Whiskers AG
Current assignee: Schladitz Whiskers AG
Priority date: 1973-08-29
Filing date: 1973-08-29
Publication date: 1975-04-10
Also published as: FR2242484A1; IT1017711B; DE2343499B2; DE2343499C3; FR2242484B1; GB1477196A; CH615951A5; JPS5051476A

Description

Dipl.-Phyi. O Q / Q / a Q

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Schladitz-Whiskers AG, Zug, Schweiz

Verfahren und Vorrichtung zum Metallisieren von flächigem Gut, insbesondere von durchlaufenden ilaterialbahnen

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Verfahren und Vorrichtungen zum Metallisieren von flächigen Materialien, insbesondere von durchlaufenden Materialbahnen., bei denen durch Zersetzen einer gasförmigen Hetal!verbindung ein metallischer Überzug auf dem flächigen Gut erzeugt wird. ·

Die bekannten Vorrichtungen dieser Art v/eisen den IT-nchteil auf, da.? die Qualität und Dicke der auf den riäcliigen Gut erzeugten Schichten sehr unterschiedlich sind. Infolge der großräumigen Abscheidung des Metalls b«i der Zersetzung der thermisch spaltbaren Metallverbindung wird je nach den örtlichen Verhältnissen auf der zu metallisierenden Oberfläche (Bekeimungs· _mgrad, UnregeImässigkeit oder dergleichen) eine erhebliche Unregelmässigkeit sowohl in der Menge des abgeschiedenen Metalls als auch in Bezug auf dessen kristalline Struktur hervorgerufen, wobei sich im allgemeinen eine unerwünschte in der Kristallgröße schwankende grobkristalline Struktur ergibt.

Außerdem ergibt sich die Notwendigkeit, das gesamte flächige Material einer nicht unbeträchtlichen Erwärmung zu unterziehen, v/eil die gängigen gasförmigen Metallverbindungen, z.B. Metallcarbonyle, relativ hoch gelegene Zersetzungstemperaturen aufweisen, bei

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denen einige der zu metallisierenden Materialien "bereits plastisch, werden oder sonstige unerwünschte Eigenschaitsänderungen erleiden; außerdem ist der Energieaufwand für die Erwärmung des gesamten Materials, insbesondere bei durchlaufenden Materialbahnen, erheblich und erfordert besondere Vorkehrungen, z.B. besondere Heizkammern, um das zu metallisierende Gut auf die Zersetzungßtemperatur der gasförmigen Metallverbindang aufzuheizen, bevor es in die eigentliche Metallisierungskammer eingeführt werden kann, örtliche Unterschiede bei der Aufheizung des Gutes führen zu weiteren Unregelmässigkeiten bei der Metallisierung der Oberflächen des zu metallisierenden Gutes. Bei nur oberflächlicher Erwärmung des flächigen Gutes ergibt sich widerum die Gefahr, daß der stark endotherm verlaufende Metallisierungsvorgang unterbrochen wird und eine ungenügende Metallisierung stattfindet.

Die vorliegende Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, die Abscheidungsbedingungen für den Metallüberzug reproduzierbarer und gleichmässiger zu gestalten und eine übermässige Erwärmung des durchlaufenden Gutes sowie besondere Heizkammern zu vermeiden.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die zu metallisierende Oberfläche des flächigen Materials quer zur Erstreckungsrichtung mindestens einer Wärmestrahlung sammelnden Brennlinie einfu optischen Systems so bewegt wird, daß die Brennlinie in dem xu metallisierenden Oberflächenbereich entweder in diesem oder in unmittelbarer Nähe desselben während der Relativbewegung zwischen Brennlinie und dem zu metallisierenden Material verläuft.

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Die Erfindung "betrifft außerdem Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens. Gemäß einer Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung weist die Metallisierungskammer, in der mindestens eine Wärmestrahlung sammelnde Brennlinie verläuft, in ihren Wandungen gegenüberliegende Schlitze auf, die unter sich und zu der Brennlinie parallel verlaufen, wobei die zur Durchführung des durchlaufenden flächigen Gutes dienenden Schlitze vorzugsweise als Schleusen ausgebildet sind und die Metallisierungskammer in an sich bekannter Weise mit Zuführungen bzw. Auslässen für die gasförmige Metallverbindung versehen ist.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist die Metallisierungskammer die Form einer endseitig geschlossenen Kinne elliptischen Querschnittes auf, welche auf der dem Rinnenboden abgewandten Seite mit einem strahlungsdurchlässigen Deckel versehen ist, während die Wandungen der Rinne als Reflektor ausgebildet sind.· Die seitlichen Durchtrittsschlitze für das durchlaufende Gut begrenzen hierbei natürlich die Reflektorwirkung der Rohrwandungen, was eben dann nicht sehr ins Gewicht fällt, wenn sich die Brennlinie in der Nähe des Rinnenbodens befindet.

Die Strahlungsquelle ist hierbei vorzugweise in einem gleichfalls als Fokussierspiegel wirkenden Gehäuse gelagert, welches ebenfalls elliptischen Querschnitt aufweist. Infolge der geschlossenen Metallisierungskammer kann an den Strahlungsquellen kein Niederschlag der gasförmigen Metallverbindung entstehen. Die Kammer, in der die Strahlung erzeugt wird, sollte hierbei nicht geschlossen sein, weil eine gewisse Kühlung der

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Anschlüsse sowie des Luftraumes um die Strahlungsquellen erwünscht sein kann, wenn mit stärkeren Wärmeleistungen gearbeitet wird.

Es versteht sich von selber, daß in der Metallisierungskammer auch mehrere zueinander parallel,zumindest aber in der Ebene des durchlaufenden Materials oder parallel hierzu liegende Brennlinien vorgesehen sein können, um hierdurch eine mehrfache Metallisierungszone zu schaffen.

Vorzugsweise verläuft das flächige metallisierende Gut in ebener Form durch die Metallisierungskammer hindurch, während die Brennlinie die Form einer Geraden hat. Falls das flächige Gut die Form einer abwickelbaren krummen Fläche hat, kann auch die Brennlinie als entsprechend gekrümmte Linie vorgesehen werden, was sich durch entsprechende Gestaltung des optischen Systems in an sich bekannter Weise erzielen läßt.

Man kann natürlich auch bei kleineren Abmessungen des flächigen Gutes eine Hin-u.Herbewegung desselben quer zur Brennlinie bewirken, wobei die Schichtdicke je nach der Zahl der zyklischen Bewegungen eingestellt werden kann.

Die vorliegende Erfindung weist den Vorteil auf, daß die Wärme genau an der Stelle konzentriert wird, an welcher der Metallniederschlag stattfinden soll. Da die Brennlinie mit der Oberfläche des durchlaufenden Gutes zusammenfällt, ergeben sich längs der Brennlinie genau definierte Abscheidungsbedingungen, die weitgehend von der Vorbehandlung des durchlaufenden

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Gutes unabhängig sind. Die Temperatur innerhalb des Ketallisierungsrauines kann relativ niedrig bleiben, so daß keine schädlichen Abscheidungen des Metalls z.B. an anderen Stellen der Kammer erfolgen !tonnen. Eine Erhitzung der gesamten Bahn erübrigt sich vollständig, eine kurzzeitige überhitzung des Netalls an der Abscheidungsstelle ist bei genügend schnellem Durchlauf der Bahn völlig unschädlich. In der Umgebung der Abscheidungsstellen kann mit einer relativ hohen Temperatur gearbeitet v/erden, wodurch v/iederum die Zersetzungsverhältnisse ■ der thermisch spaltbaren Metallverbindung wesentlich besser und definierter v;erden und zur Abscheidung kleiner festhaftender Kristallite auf der Oberfläche des durchlaufenden Gutes führen.

Es sind zv.^rar schon Vorrichtungen zum Metallisieren von durchlaufenden mineralischen Fasern bekannt, bei denen ein optisches System mit zwei einander zugeordneten Brennlinien vorgesehen ist und der Faden des faserförmigen Materials in der einen Brennlinie, die linienförmige Wärmequelle in der anderen"Brennlinie angeordnet ist. Diese bekannte Anordnung war jedoch nicht für die Behandlung flachenhafter Materialien gedacht und das Verfahren müßte auch für die Metallisierung flächenhafter Gebilde ungeeignet erscheinen.

Die Erfindung ist anhand eines AusführungsbeiSpieles in den anliegenden Figuren beispielsweise veranschaulicht :

Figur 1 ist ein Schnittbild durch eine erfindungsgemässe Vorrichtung senkrechtzum Brennliniensystem,

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Figur 2 veranschaulicht eine perspektivische Seitenansicht auf eine Vorrichtung gemäß Figur 1.

Die Metallisierungskammer 1 besteht aus einem elliptischen Halbrohr, welches auf seiner Oberseite mit einem Teflondeckel 2 abgedeckt ist, der besonders strahlungsdurchlässig ist. Der Teflondeckel 2 ist durch Kleben oder Schweißen mit dem elliptischen Halbrohr 1 verbunden. Oberhalb der Metallisierungskammer befindet sich ein offenes elliptisches metallisches Halbrohr 3 mit einer in der einen Brennlinie 5* angeordneten Strahlungsquelle, die z.B. aus einer Heizwedel 4 besteht. Seitlich und parallel zur Brennlinie der Metallisierungskammer 1 sind schlitzförmige Durchtritt söffnungen 6 vorgesehen, welche den Durchtritt des bandförmigen flächigen Gutes gestattet. Die Schlitze 6 sind hierbei schematisch angedeuteten Schleusen 7 angeschlossen, um das Austreten des in der Kammer 1 befindlichen Metallisierungsgases möglichst klein zu halten. Beim Durchlaufen des Gutes durch die Schlitze 6 und 6¹ findet die Metallisierung an der Oberfläche 8 des Gutes statt. Die Zuführung des Metallisierungsgases findet über eine Leitung durch den veranschaulichten Stutzen 9 statt, der sich an der Kammer 1 befindet.

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Claims

Ansprüche

1. Verfahren zum Metallisieren von flächigem Gut, insbesondere von durchlaufenden Materialballen, wobei eine Metallabscheidung durch Zersetzen einer gasförmigen Metallverbindung unter Wärmeeinwirkung auf dem zu metallisierenden flächigen Gut erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die zu metallisierende Oberfläche des flächigen Materials quer zur Erstrackungsrichtung mindestens einer Wärmestrahlung sammelnden Brennlinie eines optischen Systems so bewegt wird, daß die Brennlinie in dem zu metallisierenden Oberflächenbereich entweder in diesem oder in unmittelbarer Nähe desselben während der Relativbewegung zwischen Brennlinie und dem zu metallisierenden flächigen Gut verläuft.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine die Wärmestrahlung einer Strahlungsquelle (4) sammelnde Brennlinie (5) in einer Metallisierungskammer O) verläuft, die in ihren Wandungen gegenüberliegende Schlitze (6 und 6') aufweißt, die unter sich und zu der Brennlinie (5) parallel verlaufen, wobei die zur Durchführung des durchlaufenden flächigen Gutes dienenden Schlitze (6 und 6') vorzugsweise mit Schleusen (7) versehen sind und die Metallisierungskammer (1) in an sich bekannter Weise Zuführungen (9) und Auslässe für die gasförmige Metallverbindung aufweist.

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3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet daß die Metallisierungskammer (1) die Form einer endseitig geschlossenen Rinne elliptischen Querschnittes aufweist, welche auf der dem Rinnenboden abgewandten Seite mit einem strahlungsdurchlässigen Deckel (2) versehen ist, während die Wandungen der Rinne als Reflektor ausgebildet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 5«dadurch gekennzeichnet , daß mindestens eine Strahlungsquelle (4) in einem als Fokussierspiegel wirkenden Gehäuse (3) angeordnet sit.

5- Vorrichtung nach Anspruch 3 imd 4, dadurch gekennzeichnet , daß das Gehäuse (3) für die Strahlungsquelle (4) einen elliptischen Querschnitt aufweist, welcher den elliptischen Querschnitt der Metallijsierungskammer (1) zu einem geschlossenen elliptischen Querschnitt ergänzt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Metallisierungskammer (1) mehrere

~ zueinander parallel oder in der Ebene des durchlaufenden Materials liegende Brennlinien vorgesehen sind.

7· Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Fall, daß das flächige Gut die Form einer abwickelbaren krummen Fläche, z.B. eines gewellten Profils, aufweist, die die Wärmestrahlen sammelnde Brennlinie (5) eine den Querschnitt des flächigen Gutes entsprechend gekrümmte Linie bildet.

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8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei kleineren Abmessungen des flächigen Gutes, dieses innerhalb der Metallisierungskammer (1) quer zur Brennlinie (5) hin- und herbewegbar gelagert ist, und daß nach Beendigung des Metallisierungsvorganges Teile der Metallisierungskammer geöffnet werden können, um das flächige Gut aus der Metallisierungskammer (1) herauszunehmen.

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