專利名稱：電鍍泡沫條的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體涉及一種電鍍條的方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)地，在垂直電鍍室內(nèi)對(duì)泡沫進(jìn)行電鍍。這樣的室包括電鍍槽和放置在電鍍槽外側(cè)的陰極接觸輥。垂直的平板陽(yáng)極浸沒(méi)在電鍍槽內(nèi)。具有導(dǎo)電表面的泡沫條被連續(xù)地引入電鍍槽并對(duì)其進(jìn)行引導(dǎo)，使其在抵達(dá)陰極輥之前經(jīng)過(guò)陽(yáng)極。該陰極輥提供陰極接觸，這意味著泡沫條隨后發(fā)揮陰極的功能。所以，當(dāng)條經(jīng)過(guò)平板陽(yáng)極的前方時(shí)，金屬被鍍?cè)跅l上。
盡管在垂直室內(nèi)電鍍被廣泛使用，但是該技術(shù)顯示出一些弱點(diǎn)。首先，在垂直平板室內(nèi)電鍍的速度相對(duì)較慢。第二，由于泡沫的特殊電阻，在陰極和電鍍槽之間存在很大的電壓降。這可以導(dǎo)致條的這一部分的發(fā)熱并因而使其損壞。除此之外，隨著條被陰極輥和其他的傳動(dòng)輥或驅(qū)動(dòng)輥引導(dǎo)，該條在槽內(nèi)有一定程度的振動(dòng)，尤其是當(dāng)其在陽(yáng)極前方經(jīng)過(guò)時(shí)，從而導(dǎo)致金屬電鍍重量的局部變動(dòng)。

發(fā)明內(nèi)容
所以，需要有一種改進(jìn)的用以電鍍泡沫條的方法，通過(guò)該方法可以獲取更加均勻的電鍍。通過(guò)如權(quán)利要求1所述的方法可以解決該問(wèn)題。
本發(fā)明涉及一種電鍍泡沫條的方法，該泡沫條具有相對(duì)的兩側(cè)以及導(dǎo)電表面。根據(jù)本發(fā)明，該方法包括以下步驟(a)連續(xù)將泡沫條供應(yīng)到浸泡在電解槽內(nèi)的移動(dòng)陰極上，以便該條與移動(dòng)陰極接觸地穿過(guò)槽，以將金屬電鍍?cè)谂菽瓧l上，泡沫條的第一側(cè)對(duì)著移動(dòng)陰極的工作面；以及(b)當(dāng)金屬已經(jīng)電鍍到所需的厚度時(shí)，連續(xù)將電鍍后的泡沫條從移動(dòng)陰極移出。
在本發(fā)明的方法中，在電鍍過(guò)程中泡沫條由移動(dòng)陰極連續(xù)支承。所以，與垂直室技術(shù)相反，在條在電鍍過(guò)程中不會(huì)搖擺并且陽(yáng)極/陰極距離保持恒定，從而得到更加均勻的電鍍。具體地，本方法使得可以沿著條得到更加均勻的電鍍重量。由于移動(dòng)陰極浸泡在槽內(nèi)，進(jìn)行電鍍的條的部分被陰極支承并因而減小了電壓降。而且，該電鍍槽對(duì)泡沫條具有冷卻效果。這些改進(jìn)了的電鍍條件允許以高速電鍍泡沫條。在本發(fā)明中，整個(gè)泡沫條在相同條件下穿過(guò)槽，并且可得到均勻的、徹底的電鍍，從而帶有改進(jìn)電鍍的電鍍條。
該移動(dòng)陰極優(yōu)選的是具有導(dǎo)電表面的旋轉(zhuǎn)鼓，其形成了工作表面。然后可將圓柱狀的陽(yáng)極設(shè)置在該鼓的附近，以便具有恒定的、短的陽(yáng)極/陰極距離，從而得到改進(jìn)了的電鍍條件。該陽(yáng)極/陰極結(jié)構(gòu)形成了圓柱體電鍍室。
另外，該移動(dòng)陰極可以是在電鍍槽內(nèi)連續(xù)移動(dòng)的導(dǎo)電片，該導(dǎo)電片的外表面形成工作表面。在槽內(nèi)用絕緣旋轉(zhuǎn)鼓支承該導(dǎo)電片。所以可以連續(xù)地將導(dǎo)電片在步驟(a)之前供應(yīng)到絕緣的旋轉(zhuǎn)鼓上而在步驟(b)之后將其從那里移開。除旋轉(zhuǎn)鼓之外，該片可以用一系列傳送帶形式的絕緣輥在槽內(nèi)加以傳送。
術(shù)語(yǔ)“泡沫”在此通常指代具有導(dǎo)電面的多孔襯底，并包括多種材料，例如，聚合泡沫、碳或石墨泡沫、硅泡沫、鋁泡沫和其他的有機(jī)或無(wú)機(jī)的開放多孔狀材料。如果需要，如后文所解釋的，可以改進(jìn)泡沫的導(dǎo)電性。
應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，由于泡沫的孔，一些金屬可能沉積在移動(dòng)陰極的工作表面上。這樣的金屬沉積不僅浪費(fèi)電鍍材料，而且影響了陰極工作表面的光滑度，并因此被認(rèn)為是寄生的。在泡沫下的工作表面上的這樣的寄生金屬沉積物的存在將導(dǎo)致電鍍過(guò)程中的不規(guī)則。為了保證改進(jìn)的電鍍質(zhì)量，移動(dòng)陰極的工作表面必須保持在好的條件下。隨后的根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例提供了用以確保陰極的工作表面總是處于良好的電鍍工作條件下的不同的解決方法。
第一種將寄生沉積物從移動(dòng)陰極的工作表面移除的解決方法是利用適合的裝置對(duì)其進(jìn)行清潔。該移動(dòng)陰極最好在步驟(b)之后被連續(xù)清洗。
為了緩解沉積在陰極表面上的寄生金屬沉積物的問(wèn)題，可用金屬很難在其上沉積的材料形成陰極表面。
在本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例中，移動(dòng)陰極的工作表面被分為一系列區(qū)域，這些區(qū)域中的每一個(gè)可有選擇地作為陽(yáng)極或陰極工作。當(dāng)泡沫條被供應(yīng)到陰極上時(shí)，和泡沫條接觸的區(qū)域作為陰極工作，從而允許泡沫條電鍍。然后，當(dāng)將電鍍了的泡沫條從陰極移出時(shí)，電鍍了的泡沫條從這里移出的區(qū)域作為陽(yáng)極工作。所以，寄生金屬沉積物將返回到電鍍槽并且工作表面恢復(fù)其初始狀態(tài)。
當(dāng)移動(dòng)陰極是導(dǎo)電片時(shí)，最好將后者連續(xù)地引導(dǎo)經(jīng)過(guò)清潔裝置，以便在電鍍后恢復(fù)工作表面。這樣的清潔裝置可以包括合適的刷子和/或化學(xué)槽。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，通過(guò)在移動(dòng)陰極的工作表面上連續(xù)電沉積形成金屬箔，這使得泡沫條在步驟(a)時(shí)在整個(gè)金屬箔上供應(yīng)到移動(dòng)陰極上。所以該金屬箔保護(hù)陰極并且將不會(huì)在工作表面上形成寄生金屬沉積物而是在覆蓋工作表面的金屬箔上形成。一旦，電鍍后的泡沫條已經(jīng)從移動(dòng)陰極上移除，即在步驟(b)之后，金屬箔也從移動(dòng)陰極上移除，從而恢復(fù)工作表面。該金屬箔優(yōu)選地具有達(dá)到20μm的厚度。該金屬箔最好是銅箔，其能夠容易地通過(guò)剝離而被移除。
應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，在對(duì)著工作表面的泡沫條的一側(cè)處，即面對(duì)電鍍槽的一側(cè)，金屬離子被沉積所消耗，而在和陰極接觸的一側(cè)處，發(fā)生缺少離子的現(xiàn)象。所以，在步驟(b)之后，該電鍍泡沫條優(yōu)選地被引導(dǎo)到再一個(gè)浸泡的移動(dòng)陰極，以便在和步驟(a)和(b)相同的條件下以其一側(cè)接觸移動(dòng)陰極的方式電鍍。然而，很顯然，在步驟(b)之后，電鍍條也可以引導(dǎo)經(jīng)過(guò)一個(gè)或幾個(gè)其他的圓柱形或平板式的電鍍室。
在本方法的實(shí)際應(yīng)用中，作為電鍍先決條件，泡沫條必須具有一定的導(dǎo)電性。在本方法中可以使用各種使表面導(dǎo)電的技術(shù)，其中有用金屬電鍍、用包含碳粉或金屬粉的導(dǎo)電漆涂覆、金屬真空沉積(例如，濺射)、或者化學(xué)氣相沉積。但是，優(yōu)選地使用導(dǎo)電聚合物。相應(yīng)地，通過(guò)以下方法是泡沫條的表面導(dǎo)電首先在泡沫條上沉積在聚合態(tài)時(shí)導(dǎo)電的單體，然后將該單體聚合成為導(dǎo)電聚合體。這樣的單體可以是吡咯，其能夠通過(guò)滲氧聚合(oxidation-doping)成為導(dǎo)電聚合吡咯。
另一種用以使泡沫條導(dǎo)電的優(yōu)選技術(shù)是物理氣相沉積(PVD)，其允許在泡沫條的表面上形成連續(xù)的、薄的預(yù)涂覆層。現(xiàn)行的PVD技術(shù)允許在泡沫條上形成薄的金屬預(yù)涂覆層，這與通過(guò)化學(xué)處理而導(dǎo)電的泡沫條相比具有改進(jìn)了的導(dǎo)電性和更好的抗磨損性。為了制造銅泡沫，泡沫條應(yīng)該最好預(yù)涂覆一層通過(guò)PVD而沉積的很薄的銅層。
當(dāng)電鍍事先被薄金屬預(yù)涂覆層所覆蓋的泡沫條時(shí)，優(yōu)選地，在進(jìn)入電鍍槽之前使泡沫條陰極極化，以防止薄金屬預(yù)涂覆層溶解。
在本方法中，可以使用許多種類的能夠電鍍各種金屬或合金的電鍍槽。一種合適的電鍍槽是硫酸銅電鍍槽，以便在泡沫條上電鍍銅。
可將電鍍后的泡沫再進(jìn)行高溫分解處理，以消除基本的泡沫材料和最終的導(dǎo)電聚合物。然后，所獲得的金屬泡沫在受控的溫度下進(jìn)行熱處理。
視生產(chǎn)的金屬泡沫的希望的用途，本方法還可以包括在電鍍了的泡沫條上再電鍍一層金屬的另一個(gè)步驟，最好在圓柱狀電鍍室內(nèi)進(jìn)行。
例如，本方法可以用在制造用于鎳金屬氫(Ni-MH)電池的負(fù)電極中。Ni-MH電池中的一個(gè)當(dāng)前趨勢(shì)是使用以多孔金屬襯底，最好由鎳制成，為特征的負(fù)電極作為電荷集電極。使用銅、銅鎳合金或電鍍了鎳的銅形成負(fù)電極的多孔襯底被證明是有利的，這是因?yàn)?，由于銅是優(yōu)秀的導(dǎo)電體，其使得負(fù)電極的阻抗減小。這意味著，由于內(nèi)部擴(kuò)散而引起電池浪費(fèi)能量的量的減少，從而導(dǎo)致該Ni-MH電池的輸出能量的增加。由銅泡沫制成的釋放集電極的其他潛在的優(yōu)點(diǎn)是由以下事實(shí)導(dǎo)致的即，從化學(xué)的觀點(diǎn)看來(lái)，銅更容易和現(xiàn)行的電解系統(tǒng)相容，并且可以顯著地減少在負(fù)電極處產(chǎn)生的氫(例如，在Ni-MH電池中)。
可以通過(guò)本方法制造用于Ni-MH電池的負(fù)電極的這種多孔金屬襯底，該方法是有效且可靠的允許在泡沫條上均勻地電鍍一層或兩個(gè)連續(xù)層的金屬或合金的方法。


通過(guò)示例，參照附圖將對(duì)本發(fā)明進(jìn)行描述，附圖中圖1是示出根據(jù)本發(fā)明方法在浸泡的旋轉(zhuǎn)鼓上電鍍泡沫條的視圖；圖2是示出在可以在區(qū)域內(nèi)被極化的旋轉(zhuǎn)陰極鼓上電鍍泡沫條的視圖；圖3是示出在兩個(gè)連續(xù)的圓柱狀電鍍室內(nèi)電鍍泡沫條的視圖；圖4是示出在覆蓋有金屬箔的旋轉(zhuǎn)陰極鼓上電鍍泡沫條的視圖；圖5是示出在導(dǎo)電板上電鍍泡沫條的視圖；以及圖6是示出電鍍具有通過(guò)PVD形成的薄的銅預(yù)涂覆層的視圖。
具體實(shí)施例方式
圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的方法的第一實(shí)施例的視圖。表示移動(dòng)陰極的旋轉(zhuǎn)鼓10浸泡在電鍍槽12內(nèi)并由驅(qū)動(dòng)裝置(未示出)以恒定速度旋轉(zhuǎn)。電流經(jīng)過(guò)安裝在鼓軸16上的滑環(huán)14供應(yīng)，從而在旋轉(zhuǎn)鼓10和放置在旋轉(zhuǎn)鼓10附近的圓柱形陽(yáng)極18之間供應(yīng)預(yù)定電壓。在該方法的第一步中，具有導(dǎo)電表面和兩個(gè)相對(duì)側(cè)面22、22’的泡沫條20被連續(xù)地供應(yīng)到鼓10上，所以它與和鼓140接觸地穿過(guò)電鍍槽12。所以，條20以和鼓10相同的速度運(yùn)動(dòng)同時(shí)被電鍍。當(dāng)條20已經(jīng)被電鍍得金屬達(dá)到一定厚度時(shí)，其被連續(xù)地從鼓10移除。如圖1中所見到的，條20以第一側(cè)22提供到旋轉(zhuǎn)鼓10的導(dǎo)電工作表面24上，該工作表面由鼓10的外部周邊形成。
在如圖1所示的形成圓柱狀電鍍室的電鍍室中，泡沫條20在電鍍過(guò)程中被陰極連續(xù)地支承。所以，和垂直室技術(shù)相反，泡沫條20在電鍍過(guò)程中不振動(dòng)，并且陽(yáng)極/陰極距離保持恒定，從而得到均勻的電鍍。而且，泡沫條20被電鍍的部分直接和陰極接觸，從而沒(méi)有如在垂直室內(nèi)那樣的能量損失，其中在垂直室內(nèi)電流必須從浸泡的陰極穿過(guò)條到達(dá)電鍍區(qū)域。由于整個(gè)條20在相同的條件下穿過(guò)圖1中的電鍍室，所以可得到均勻的、徹底的，例如達(dá)到條的厚度的一半，的電鍍，從而得到具有改進(jìn)了的電鍍質(zhì)量的電鍍條。
應(yīng)該指出，在泡沫條的和陰極的工作表面相對(duì)的一側(cè)處，金屬離子被沉積消耗，而在面對(duì)陰極的一例處，發(fā)生缺乏離子的現(xiàn)象。所以，利用如圖1所示的方法得到的電鍍的泡沫條20主要在第二側(cè)面22’上被電鍍，即面對(duì)陽(yáng)極18的一側(cè)。所以，從鼓移除的電鍍泡沫條20應(yīng)該優(yōu)選被引導(dǎo)到帶有浸泡的陰極鼓的另一個(gè)電鍍槽中，以便在等價(jià)的條件下，但其第二側(cè)面22’施加到鼓上電鍍。這樣的包括兩個(gè)連續(xù)電鍍室的方法在圖3中示出，此處，兩個(gè)圓柱狀的電鍍室26和28和圖1的圓柱狀室是等價(jià)的。待電鍍的泡沫條被連續(xù)地從供給輥30傳送，并在被供應(yīng)到浸泡在第一室26的電鍍槽36內(nèi)的旋轉(zhuǎn)鼓34上之前繞傳動(dòng)輥32做向下的轉(zhuǎn)動(dòng)。在該第一電鍍室26內(nèi)，條20的第一側(cè)面22面對(duì)鼓34并且在其相對(duì)的第二側(cè)面22’上被均勻地電鍍上金屬。當(dāng)從第一室26內(nèi)出來(lái)時(shí)，該條被引向第二電鍍室28。在兩個(gè)電鍍室26和28之間，條20圍繞不同的傳動(dòng)輥40引導(dǎo)，使得條20的第二側(cè)面22’，即已經(jīng)電鍍的側(cè)面，施加到浸泡在第二電鍍室28的電鍍槽44內(nèi)的陰極鼓42上。在兩個(gè)電鍍室之間設(shè)置用以支承電鍍條的傳送帶，以便減小條內(nèi)的磨損并防止在鍍層中出現(xiàn)裂紋。退出第二室28的電鍍了的泡沫條20在兩側(cè)上并在條的整個(gè)厚度上具有均勻的鍍層。在這樣的圓柱狀室內(nèi)電鍍?cè)试S在泡沫條上得到所需的厚度，且不需要通過(guò)在平板室內(nèi)進(jìn)一步電鍍來(lái)完成。
還需要指出，泡沫通常是由各種有機(jī)或無(wú)機(jī)材料制成的帶有低導(dǎo)電性的多孔襯底，后文將對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。由于泡沫的多孔性，一些金屬沉積物可以形成在移動(dòng)陰極的工作表面上。這樣的金屬沉積物不僅浪費(fèi)電鍍金屬而且影響了陰極工作表面的光潔度，所以被認(rèn)為是寄生的。為了移除這些金屬沉積物，所在電鍍了的泡沫條已經(jīng)被移除后應(yīng)該連續(xù)清潔工作表面，例如利用合適的刷子裝置。
所以，為了確保電鍍的穩(wěn)定質(zhì)量，必須將工作表面持續(xù)保持在良好的條件下。在這一方面，本發(fā)明在其隨后的優(yōu)選實(shí)施例中提供了不同的用以將移動(dòng)陰極的工作表面保持在良好的工作條件下、而同時(shí)使之浸泡在電鍍槽中的解決方法。
圖4中概要示出了本發(fā)明的第二實(shí)施例。帶有導(dǎo)電工作表面52并表示移動(dòng)陰極的旋轉(zhuǎn)鼓50被浸泡在電鍍槽54中，從而形成了圓柱狀電鍍室。圓柱狀的陽(yáng)極56被置于陰極鼓50的附近，并且在陰極鼓50和陽(yáng)極56之間供應(yīng)預(yù)定的電壓。附圖標(biāo)記58指代在圖4的電鍍室內(nèi)電鍍的泡沫條，該泡沫條58具有兩個(gè)相對(duì)的側(cè)面60和60’，以及導(dǎo)電表面。應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，為了在泡沫條58的電鍍期間保護(hù)工作表面52，在將條58供應(yīng)到鼓50上之前，最好連續(xù)地在工作表面52上形成金屬箔。用附圖標(biāo)記62所指代的該金屬箔以傳統(tǒng)方式形成在陽(yáng)極56和旋轉(zhuǎn)陰極鼓50之間。隨著鼓50的轉(zhuǎn)動(dòng)，金屬箔62的厚度增加。當(dāng)金屬箔62達(dá)到預(yù)定厚度時(shí)，泡沫條58以其第一側(cè)面60施加到旋轉(zhuǎn)鼓50上、金屬箔62之上。一旦泡沫條58和金屬箔62接觸，發(fā)生泡沫條58的電鍍。供應(yīng)到陰極鼓50上的泡沫條58之下的金屬箔62由于具有好的陰極接觸而為泡沫條58的電鍍提供了光滑的表面，同時(shí)保護(hù)了陰極鼓50的工作表面。實(shí)際上，由于其在泡沫條58的電鍍過(guò)程中沒(méi)有暴露，寄生的金屬沉積物將形成在金屬箔62上而不是工作表面52上。然后，當(dāng)泡沫條58上的金屬電鍍達(dá)到所需厚度時(shí)，將泡沫條從鼓52上移除。然后將金屬箔62從工作表面52上移除。
在銅泡沫的制造過(guò)程中，電鍍槽54優(yōu)選地是硫酸銅電鍍槽。所以，該金屬箔62將會(huì)是銅箔，其厚度能夠長(zhǎng)到例如20μm。銅箔由于良好的陰極接觸而為泡沫條58的電鍍提供了光滑的表面。而且，由于其足夠被剝離，從陰極鼓上移除銅箔非常簡(jiǎn)單。應(yīng)該以能夠最小化銅箔的厚度并得到所需的泡沫條58的電鍍厚度的方式?jīng)Q定不同的操作參數(shù)，例如，鼓的速度、電流、泡沫條的供應(yīng)到鼓上的位置。對(duì)銅箔62的主要要求是其應(yīng)該是連續(xù)的并且能夠承受在穿過(guò)電鍍室時(shí)被施加的機(jī)械需求(sulicitation)。
如先前所解釋的，在條面對(duì)陰極鼓50的一側(cè)面處發(fā)生缺乏離子的現(xiàn)象，即在條58的第一側(cè)60。最好將來(lái)自于圖4中的圓柱狀室的電鍍了的泡沫條58引導(dǎo)到一個(gè)等價(jià)的電鍍室，以其已經(jīng)電鍍了的第二側(cè)面60’施加到陰極鼓上的方式進(jìn)行電鍍，即，和覆蓋陰極鼓的金屬箔接觸。
圖5中示出了前述實(shí)施例的另一種方案，其中移動(dòng)陰極是在電鍍槽70內(nèi)連續(xù)移動(dòng)的導(dǎo)電板。如所見的，移動(dòng)板是附圖標(biāo)記72指代環(huán)形金屬帶。為了在電鍍槽70內(nèi)支承帶72，將該帶連續(xù)地供應(yīng)到絕緣旋轉(zhuǎn)鼓74上，該旋轉(zhuǎn)鼓使帶72以鼓的速度在槽70內(nèi)行進(jìn)。圓柱狀陽(yáng)極76放置在鼓74的附近并且在陰極帶72和陽(yáng)極76之間通過(guò)接觸輥77提供預(yù)定的電壓。該陽(yáng)極/陰極結(jié)構(gòu)因而構(gòu)造出圓柱狀電鍍室。
在實(shí)際應(yīng)用中，具有兩側(cè)面80和80’以及導(dǎo)電表面的泡沫條78被連續(xù)供應(yīng)到陰極帶72上，并以鼓74的速度在槽70內(nèi)行進(jìn)。如所見的，條78的第一側(cè)面80被供應(yīng)到由帶72的外表面形成的工作表面82上。當(dāng)鼓84旋轉(zhuǎn)時(shí)，發(fā)生泡沫條78的電鍍。當(dāng)達(dá)到所需的電鍍厚度時(shí)，電鍍了的泡沫條78被連續(xù)地從帶72上移除。然后，帶72被從鼓74上移除并連續(xù)地被引導(dǎo)經(jīng)過(guò)一般用附圖標(biāo)記84指代的清潔系統(tǒng)，以從帶72的工作表面上移除寄生的金屬沉積物。清潔系統(tǒng)84包括一對(duì)旋轉(zhuǎn)刷86和清潔槽88。該帶首先穿過(guò)安裝在帶72兩側(cè)的旋轉(zhuǎn)刷86，然后穿過(guò)清潔槽88，該槽是充滿硫酸的槽，以便溶解殘余的寄生金屬沉積物。一旦得到清潔，該帶72被引導(dǎo)至電鍍槽70，此處，其將再次具有在電鍍過(guò)程中用以支承條78的光滑的工作表面82。
在該實(shí)施例中，將從帶72移除的電鍍了的泡沫條78經(jīng)過(guò)兩個(gè)傳動(dòng)輥90和90’引導(dǎo)至浸泡的陰極輥92，為電鍍了的泡沫條78提供陰極接觸。電鍍了的條繞陰極輥92向下轉(zhuǎn)動(dòng)，并再次穿入電鍍槽70。在電鍍槽70中，條78穿過(guò)垂直的平板陽(yáng)極94，此處泡沫條78再次被電鍍。應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，由于泡沫條78已經(jīng)被電鍍，故可以正確地得到利用垂直陽(yáng)極94的電鍍，并因而具有良好的導(dǎo)電性。該額外的電鍍步驟允許條的先前與帶72相接觸的第一側(cè)面80得以電鍍。但是，也可以在圓柱狀室內(nèi)進(jìn)行第一側(cè)面80的電鍍。
在圖2中概要示出了本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例。附圖標(biāo)記100指代局部示出的電鍍槽。代表移動(dòng)陰極的一系列旋轉(zhuǎn)鼓102、102’、102”和102被浸泡在槽100內(nèi)。盡管這四個(gè)旋轉(zhuǎn)鼓具有相同的特征，但是簡(jiǎn)便起見僅對(duì)第一和第二鼓102和102’進(jìn)行參照。每個(gè)旋轉(zhuǎn)鼓102、102’具有由其外周邊形成的工作表面104和104’。應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，每個(gè)工作表面104和104’被分為由附圖標(biāo)記106所指代的徑向的區(qū)域，可以對(duì)這些區(qū)域有選擇地正極化或負(fù)極化，或者被斷開。固定陽(yáng)極108和108’以及固定陰極110和110’放置在每個(gè)鼓102和102’附近。具有兩個(gè)側(cè)面114和114’以及導(dǎo)電表面的泡沫條112被連續(xù)引入槽100中，該泡沫條112被供應(yīng)到旋轉(zhuǎn)鼓102上，條112以其第一側(cè)面114施加到工作表面104上。應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，旋轉(zhuǎn)鼓102和條112接觸的多個(gè)區(qū)域106被負(fù)極化，以起陰極的作用，并且因而得到泡沫條112的電鍍。在圖2中用負(fù)標(biāo)記指代。當(dāng)金屬被電鍍到所需的厚度時(shí)，電鍍了的泡沫條112被連續(xù)地從第一鼓102移除并且被引導(dǎo)到下一個(gè)旋轉(zhuǎn)鼓102’，以便在基本相同的條件，但是其第二側(cè)面114’和鼓102’接觸情況下電鍍。所以，和泡沫條接觸的工作表面的不同的區(qū)域用作陰極。
還應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，通過(guò)陽(yáng)極地操作不和條112接觸的區(qū)域106，即條112從這里移除的區(qū)域106，可以對(duì)工作表面進(jìn)行清潔。實(shí)際上，將這些區(qū)域106用作陽(yáng)極會(huì)導(dǎo)致在電鍍過(guò)程中形成的寄生金屬沉積物返回到槽100中。
從鼓102’移除的條被連續(xù)地引導(dǎo)至隨后的鼓102”和102，以便以和在鼓102和102’上相同的方式被電鍍。當(dāng)然，這種方法可以包括和鼓102等價(jià)的更多的一系列旋轉(zhuǎn)鼓。
如已經(jīng)述及的，泡沫通常是由有機(jī)或無(wú)機(jī)開放巢孔狀的材料制成的多孔襯底并通常具有相對(duì)較低的導(dǎo)電性。包括聚合泡沫、碳或石墨泡沫、硅泡沫、合成或天然纖維等。如果需要，通過(guò)使用許多公知技術(shù)中的任何一種使具有低導(dǎo)電性的泡沫導(dǎo)電，例如金屬非電解電鍍、使用包含碳粉或金屬粉的導(dǎo)電涂料涂覆、金屬真空沉積(例如，濺射)，或者化學(xué)氣相沉積。
但是，在本方法中，優(yōu)選使用導(dǎo)電聚合體使泡沫條導(dǎo)電。該技術(shù)的主要步驟在EPA0761710中有所描述，如下所述預(yù)氧化泡沫條，然后清洗泡沫條，使用單體覆蓋泡沫條的表面，在泡沫條上沉積在聚合態(tài)下導(dǎo)電的單體，將單體聚合成為導(dǎo)電聚合體。
用于該技術(shù)的合適的單體是吡咯、呋喃或其派生物。吡咯是優(yōu)選的單體，其能夠被聚合成聚合吡咯。最好通過(guò)將泡沫條浸泡到高錳酸鉀槽中進(jìn)行泡沫條的預(yù)氧化。
使泡沫條導(dǎo)電的另一種優(yōu)選技術(shù)是物理氣相沉積(PVD)，其允許在泡沫條的表面處形成連續(xù)的、薄的金屬預(yù)涂覆層。實(shí)際上，PVD技術(shù)可以在泡沫條上形成金屬涂覆層，其具有改進(jìn)的導(dǎo)電性，并與通過(guò)化學(xué)處理致使導(dǎo)電的泡沫條相比具有更好的抗磨損性。為了制造銅泡沫，優(yōu)選地泡沫條預(yù)涂覆有通過(guò)PVD沉積的銅層。
當(dāng)使用已經(jīng)進(jìn)行了金屬預(yù)涂覆的泡沫條時(shí)，在進(jìn)入電鍍槽前優(yōu)選地將其陰極極化，以防止金屬預(yù)涂覆層的溶解。
優(yōu)選地，在用導(dǎo)電板作為移動(dòng)陰極的電鍍室內(nèi)將金屬電鍍到已經(jīng)預(yù)涂覆有薄金屬層的泡沫條上，例如，在和圖5相對(duì)應(yīng)的實(shí)施例中。實(shí)際上，這允許在泡沫條進(jìn)入電鍍槽前更容易地使其陰極極化，從而防止薄金屬預(yù)涂覆層的溶解。圖6概要示出了一種電鍍室，其中，導(dǎo)電板120，例如環(huán)形帶，被陰極極化，并且在銅電鍍槽124內(nèi)被支承在鼓122上。預(yù)涂覆有銅的泡沫條126被供應(yīng)到導(dǎo)電板120上并以鼓122的速度旋轉(zhuǎn)進(jìn)入槽124，由此，當(dāng)泡沫條126經(jīng)過(guò)陽(yáng)極128前時(shí)，泡沫條126被電鍍。應(yīng)該指出，在該實(shí)施例中，在泡沫條進(jìn)入電鍍槽124前，待電鍍的泡沫條126和形成陰極的導(dǎo)電板120接觸。這提供了到泡沫條126的陰極接觸，并因而防止薄銅預(yù)涂覆層在電鍍槽124內(nèi)溶解。
權(quán)利要求
1.一種電鍍泡沫條的方法，所述泡沫條具有兩個(gè)相對(duì)側(cè)面以及一個(gè)導(dǎo)電表面，包括以下步驟(a)連續(xù)地將泡沫條供應(yīng)到浸泡在電鍍槽內(nèi)的移動(dòng)陰極上，以便使泡沫條與移動(dòng)陰極接觸地穿過(guò)槽，從而將金屬電鍍到泡沫條上，該泡沫條的第一側(cè)面面對(duì)移動(dòng)陰極的工作表面，以及(b)當(dāng)金屬已經(jīng)電鍍到所需的厚度時(shí)，連續(xù)地將該電鍍后的泡沫條從移動(dòng)陰極上移除。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，移動(dòng)陰極的工作表面被分為一系列區(qū)域，這些區(qū)域中的每一個(gè)都能夠有選擇地用作陽(yáng)極或陰極；與泡沫條接觸的區(qū)域用作陰極；從其上移除泡沫條的區(qū)域用作陽(yáng)極。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，在步驟(b)后，移動(dòng)陰極的工作表面被連續(xù)地清潔。
4.如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，移動(dòng)陰極是具有導(dǎo)電表面的旋轉(zhuǎn)鼓，其形成工作表面。
5.如權(quán)利要求1到3中的任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，移動(dòng)陰極是在所述電鍍槽內(nèi)連續(xù)移動(dòng)的導(dǎo)電板，工作表面由該導(dǎo)電板的外表面形成。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，在電鍍槽中，導(dǎo)電板在步驟(a)前被連續(xù)地供應(yīng)到浸泡在電鍍槽內(nèi)的絕緣旋轉(zhuǎn)鼓上，并且導(dǎo)電板在步驟(b)后被連續(xù)地從絕緣旋轉(zhuǎn)鼓上移除。
7.如權(quán)利要求5或6所述的方法，其特征在于，導(dǎo)電板被連續(xù)引導(dǎo)穿過(guò)清潔裝置。
8.如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，移動(dòng)陰極的工作表面由金屬很難電鍍?cè)谄渖系牟牧现瞥伞?br> 9.如權(quán)利要求1、4、5或6所述的方法，其特征在于，金屬箔通過(guò)電沉積在移動(dòng)陰極的工作表面上而連續(xù)形成，使得泡沫條在步驟(a)被供應(yīng)到移動(dòng)陰極上、金屬箔之上，在步驟(b)后，金屬箔被連續(xù)地從移動(dòng)陰極上移除。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，金屬箔是厚度達(dá)到20μm的銅箔。
11.如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在步驟(b)后，經(jīng)電鍍的泡沫條被引導(dǎo)至另一個(gè)浸泡的移動(dòng)陰極，以便在與步驟(a)和(b)基本相同的條件、但其第二側(cè)面與移動(dòng)陰極接觸地對(duì)其進(jìn)行電鍍。
12.如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，通過(guò)以下步驟使泡沫條的表面導(dǎo)電在泡沫條上沉積在聚合態(tài)下導(dǎo)電的單體；和將該單體聚合成導(dǎo)電的聚合體。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，該單體是吡咯，并且該導(dǎo)電聚合體是聚吡咯。
14.如權(quán)利要求1到11中的任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，通過(guò)在泡沫條的表面上利用物理氣相沉積裝置形成薄的金屬預(yù)涂覆層而使其導(dǎo)電。
15.如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，電鍍槽是硫酸銅槽，以便在泡沫條上鍍銅。
16.如權(quán)利要求1到14中的任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在步驟(a)中，將合金鍍到泡沫條上。
17.如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，將其他金屬或合金層電鍍到經(jīng)電鍍的泡沫條上的其他步驟。
全文摘要
一種電鍍泡沫條的方法，所述泡沫條具有兩個(gè)相對(duì)側(cè)面以及一個(gè)導(dǎo)電表面，包括以下步驟連續(xù)地將泡沫條供應(yīng)到浸泡在電鍍槽內(nèi)的移動(dòng)陰極上，以便使條穿過(guò)槽而和移動(dòng)陰極接觸從而將金屬電鍍到泡沫條上，該泡沫條的第一側(cè)面相對(duì)移動(dòng)陰極的工作表面，以及當(dāng)金屬已經(jīng)電鍍到所需的厚度時(shí)，連續(xù)地將該電鍍后的泡沫條從移動(dòng)陰極上移除。
文檔編號(hào)H01M4/32GK1458987SQ01815836
公開日2003年11月26日 申請(qǐng)日期2001年9月12日 優(yōu)先權(quán)日2000年9月18日
發(fā)明者馬克·庫(kù)恩, 路易斯·馬索蒂, 達(dá)米恩·米歇爾, 楊利原 申請(qǐng)人:瑟基特·弗依盧森堡貿(mào)易公司