DE19738880A1

DE19738880A1 - Method and apparatus for coating a substrate with a metal

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Publication number: DE19738880A1
Application number: DE19738880A
Authority: DE
Inventors: Klaus Nothofer; Ralph Boehme; Alexander Dr Weiss; Ulrich Jansen
Original assignee: Alcatel Alsthom Compagnie Generale dElectricite
Current assignee: Alcatel Lucent SAS
Priority date: 1997-09-05
Filing date: 1997-09-05
Publication date: 1999-03-11

Abstract

The process for coating the substrate (2) with a metal (1) consists of the following steps: a) preparation of a metastable solution (9) of a compound of the metal (1) in which the oxidation stage of the metal is unstable and the dissolvent (10) is an organic dissolvent stabilizing the oxidation stage; b) introduction of the substrate (2) into the solution (9), with the substrate temperature exceeding the solution temperature. The coating unit (7) includes a bath (8) which holds the above mentioned solutionis, and is traversed by the substrate.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Beschichtung der Oberfläche eines Substrates mit einem Metall sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for Coating the surface of a substrate with a Metal and a device for carrying out the Procedure.

Kabel umfassen vielfach Metallschichten, die auf ein Substrat aufgebracht sind, so daß das Substrat somit ein Element des Kabels ist. Die Metallschichten, die häufig aus Aluminium bestehen, dienen unterschiedlichen Zwecken.Cables often include layers of metal on a Substrate are applied, so that the substrate is thus a Element of the cable is. The metal layers that are common made of aluminum serve different purposes.

Aus dem Gebrauchsmuster DE 297 06 638 ist es bekannt, Stahlröhrchen mit darin befindlichen optischen Fasern außenseitig mit einer Aluminiumbeschichtung zu versehen. Auf diese Weise wird eine Korrosion durch Feuchtigkeit vermieden, wenn sich das Stahlröhrchen in einem Kabel befindet, das weitere metallische Elemente mit unterschiedlichem elektrochemischem Spannungspotential umfaßt. Die Beschichtung erfolgt durch das Aufkleben einer Aluminiumfolie auf das Stahlröhrchen oder das Aufbringen eines aluminiumhaltigen Lacks. Die Offenlegungsschrift DE 42 28 271 schlägt vor, das Stahlröhrchen bereits aus einem mit Aluminium beschichteten Metallband zu formen. Ebenso ist es bekannt, derartige Beschichtungen durch Vakuumbedampfung zu erzeugen. Auch die Metallbeschichtung von Drähten für Kabel ist zur Vermeidung von Korrosion üblich. From utility model DE 297 06 638 it is known Steel tube with optical fibers inside to be provided on the outside with an aluminum coating. This will prevent corrosion from moisture avoided when the steel tube is in a cable is located with the other metallic elements different electrochemical voltage potential includes. The coating is done by gluing an aluminum foil on the steel tube or that Applying an aluminum-containing paint. The DE 42 28 271 proposes that Steel tubes already made of one with aluminum to form coated metal tape. It is the same known, such coatings by vacuum deposition to create. Also the metal coating of wires for Cable is common to avoid corrosion.

Um die Verwendung optischer Fasern auch unter extremen Bedingungen zu ermöglichen, insbesondere bei hohen Temperaturen, ist die Beschichtung ihrer Oberfläche mit einem Metall, vorzugsweise Aluminium, möglich (S. Tanaka et al., Fujikura Technical Review, 15, 1986, S. 11, Fujikura Ltd., Tokyo, Japan). Im Vergleich zur vorherrschenden Kunststoffbeschichtung ergibt sich auf diese Weise eine wesentlich verbesserte Temperaturbeständigkeit bei hoher mechanischer Stärke der Glasfaser. Neben Vakuumbeschichtungen sind dabei Tauchbeschichtungen mit dem geschmolzenen Metall gebräuchlich. Von Nachteil ist, daß die Glasfaser häufig durch chemische Reaktionen mit dem geschmolzenen Metall geschädigt wird und Spannungen beim Aushärten des Metalls entstehen, welche die optischen Eigenschaften der Faser beeinträchtigen. Eine Kombination von Metall- und Polymerschichten ist nicht möglich, da sich gebräuchliche Polymerbeschichtungen bei Temperaturen ab etwa 150°C zersetzen.To the use of optical fibers even under extreme To allow conditions, especially at high Temperatures, the surface is coated with a metal, preferably aluminum (S. Tanaka et al., Fujikura Technical Review, 15, 1986, p. 11, Fujikura Ltd., Tokyo, Japan). In comparison to prevailing plastic coating results on this way a much improved Temperature resistance with high mechanical strength Glass fiber. In addition to vacuum coatings Dip coating with the molten metal in use. The disadvantage is that the fiber is common through chemical reactions with the molten metal is damaged and tensions when the metal hardens arise which the optical properties of the fiber affect. A combination of metal and Polymer layers are not possible because there are common ones Polymer coatings at temperatures from around 150 ° C decompose.

Metallschichten sind zudem als Leiter oder Abschirmung von Kabeln bekannt, speziell wenn die abzuleitenden Ströme so gering sind, daß ein geringer Leiterquerschnitt ausreicht. Beispielsweise besteht ein Verfahren zur Herstellung des Außenleiters in einem Koaxialkabel darin, die Außenfläche des Dielektrikums, das den Innenleiter umgibt, mit einem Metall zu bedampfen. Auch die Verwendung metallhaltiger Verbundwerkstoffe, etwa von Metall-Kunststoff-Verbundfolien, als Abschirmung oder Leitschicht in einem Daten- oder Energiekabel ist gebräuchlich.Metal layers are also used as a conductor or shield known from cables, especially if the to be derived Currents are so low that a small conductor cross section is sufficient. For example, there is a method for Manufacture of the outer conductor in a coaxial cable therein, the outer surface of the dielectric, which is the inner conductor surrounds to vaporize with a metal. Also the Use of metal-containing composite materials, such as from Metal-plastic composite films, as shielding or Conductive layer in a data or energy cable in use.

In allen Fällen ist das Aufbringen der Metallschicht auf das jeweilige Substrat ein vergleichsweise aufwendiger und teurer Prozeß. Zudem ist oft die Qualität der aufgebrachten Schicht in bezug auf ihre Haftung am Substrat, die mechanischen Eigenschaften und eine homogene Dicke unzureichend. Sofern das Metall bei hoher Temperatur, insbesondere durch Bedampfung oder im geschmolzenen Zustand auf das Substrat aufgebracht wird, ist dessen Schädigung die nachteilige Folge, die sich häufig nicht oder allenfalls durch einen erheblichen Aufwand bei der Prozeßführung vermeiden läßt.In all cases the application of the metal layer is on the respective substrate is comparatively complex and expensive process. In addition, the quality of the applied layer with regard to their liability on Substrate, the mechanical properties and a homogeneous thickness insufficient. If the metal at high Temperature, in particular by vapor deposition or in molten state is applied to the substrate, its damage is the detrimental consequence that often not, or at most by a significant amount Process costs can be avoided.

Vor diesem Hintergrund hat sich die Erfindung die Entwicklung eines Beschichtungsverfahrens zur Aufgabe gestellt, das sich durch eine einfache Durchführbarkeit und die Erzeugung eines homogenen, kompakten Metallfilms bei niedriger Prozeßtemperatur auszeichnet.Against this background, the invention Development of a coating process for the task posed by an easy feasibility and the creation of a homogeneous, compact metal film distinguished at low process temperature.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst, indem folgende Verfahrensschritte durchgeführt werden:
This object is achieved according to the invention by performing the following method steps:

- Herstellung einer metastabilen Lösung einer Verbindung des Metalls, in der die Oxidationsstufe des Metalls thermodynamisch instabil ist und in der das Lösungsmittel ein organisches Lösungsmittel ist, das die Oxidationsstufe stabilisiert,- Preparation of a metastable solution Connection of the metal in the oxidation state of the metal is thermodynamically unstable and in the the solvent is an organic solvent, that stabilizes the oxidation level,
- Einbringen des Substrates in die Lösung, wobei die Temperatur des Substrates die Temperatur der Lösung übersteigt.- Introducing the substrate into the solution, the Temperature of the substrate is the temperature of the solution exceeds.

Das vorgeschlagene Verfahren geht von der Idee aus, die Beschichtung durch Abscheiden des Metalls aus einer metastabilen Lösung vorzunehmen. Die Metastabilität der Lösung wird bewirkt, indem das Metall in einer thermodynamisch instabilen Oxidationsstufe gelöst ist. Folglich besteht die Möglichkeit, daß eine Disproportionierungsreaktion zum elementaren Metall und zum Metall in einer höheren, thermodynamisch stabilen Oxidationsstufe erfolgt. Während sich das elementare Metall auf dem Substrat abscheidet, verbleibt die bei der Reaktion entstehende Verbindung des Metalls in höherer Oxidationsstufe in der Lösung. The proposed method is based on the idea that Coating by separating the metal from a make metastable solution. The metastability of the Solution is brought about by placing the metal in a thermodynamically unstable oxidation level is solved. As a result, there is a possibility that a Disproportionation reaction to elemental metal and to the metal in a higher, thermodynamically stable Oxidation stage takes place. While the elementary Metal deposits on the substrate, remains with the The resulting compound of the metal in higher Oxidation level in the solution.

Ein sofortiger Zerfall der Lösung wird vermieden, indem die thermodynamisch instabile Oxidationsstufe durch ein organisches Lösungsmittel stabilisiert ist. Zu diesem Zweck sind insbesondere Lösungsmittel mit nukleophilen Elektronenpaardonatoren geeignet, welche stabilisierende Komplexe mit dem Metall bzw. seiner Verbindung bilden. Da Feuchtigkeit die Zersetzung fördert, ist es erforderlich, daß das Lösungsmittel wasserfrei ist. Um einen Feuchtigkeitszutritt zur Lösung zu vermeiden, befindet sie sich zweckmäßig in einem abgeschlossenen Behältnis und/oder unter Schutzgas, z. B. Stickstoff oder einem Edelgas.An immediate disintegration of the solution is avoided by the thermodynamically unstable oxidation level by a organic solvent is stabilized. To this The purpose is in particular solvents with nucleophiles Suitable electron pair donors, which stabilizing Form complexes with the metal or its compound. There Moisture promotes decomposition, it is necessary that the solvent is anhydrous. To one To avoid moisture access to the solution it expediently in a sealed container and / or under protective gas, e.g. B. nitrogen or one Noble gas.

Eine Möglichkeit der Herstellung einer derartigen Lösung besteht darin, daß ein mehrwertiges Metall, vorzugsweise Aluminium, verdampft wird und unter Luftabschluß mit einem Halogenwasserstoff reagiert. Bei der Reaktion entsteht gasförmiges Metallhalogenid, in dem das Metall in der Oxidationsstufe +1 vorliegt. Dieses läßt sich durch Ausfrieren an einer - zum Beispiel mit flüssigem Stickstoff gekühlten - Oberfläche abscheiden, an der vorzugsweise gleichzeitig die Kondensation des organischen Lösungsmittels erfolgt. Bei Verwendung geeigneter Lösungsmittel entsteht dabei eine metastabile Metallsalzlösung.One way of making such a solution is that a polyvalent metal, preferably Aluminum, is evaporated and sealed off with air reacted with a hydrogen halide. With the reaction creates gaseous metal halide in which the metal is in oxidation state +1. This can be by freezing out on one - for example with liquid Nitrogen cooled - deposit on the surface preferably at the same time the condensation of the organic solvent. Using Suitable solvents create a metastable Metal salt solution.

Alternative Möglichkeiten zur Herstellung der Metallösung, i.a. einer Metallsalzlösung, sind gleichfalls denkbar. So entsteht z. B. Aluminium der Oxidationsstufe +1 durch Zersetzung von Dimethylaluminiumchlorid, wobei sich entstehendes AlCl gleichfalls mit einem organischen Lösungsmittel ausfrieren läßt.Alternative ways of making the Metal solution, i.a. a metal salt solution also conceivable. So z. B. aluminum the Oxidation level +1 through decomposition of Dimethylaluminium chloride, whereby AlCl likewise with an organic solvent freezes out.

Auf diese Weise hergestellte Lösungen weisen abhängig von den Inhaltsstoffen und Konzentrationen bis zu einer maximalen Temperatur zwischen etwa -50°C und +100°C eine hinreichende Stabilität auf, um in industriellen Prozessen handhabbar zu sein. Mit zunehmender Temperatur nimmt die Stabilität der Lösung ab, da sich die kinetische Hemmung der Disproportionierungsreaktion verringert. Daher reicht es zur Beschichtung aus, ein Substrat mit erhöhter Temperatur in die Lösung einzubringen. Dabei bewirkt das Substrat eine lokale Temperaturerhöhung der Lösung, welche die Metallabscheidung ebenso fördert wie die Anwesenheit seiner Oberfläche als Keim für das Wachstum von Metallkristallen. Eine Metallabscheidung ohne Erwärmung des Substrates ist grundsätzlich möglich. Sie hat jedoch den Nachteil, daß eine vergleichsweise leicht zerfallende, instabile Lösung oder eine lange Aufenthaltsdauer des Substrates im Beschichtungsmedium erforderlich ist.Solutions made in this way depend on the ingredients and concentrations up to one maximum temperature between about -50 ° C and + 100 ° C a sufficient stability to operate in industrial Processes to be manageable. With increasing temperature the stability of the solution decreases as the kinetic inhibition of the disproportionation reaction decreased. Therefore, it is sufficient for coating Substrate at an elevated temperature in the solution bring in. The substrate causes a local one Temperature increase of the solution, which the Metal deposition promotes presence as well its surface as a seed for the growth of Metal crystals. A metal deposit without heating of the substrate is basically possible. However, it has the disadvantage that a comparatively easy disintegrating, unstable solution or a long one Residence time of the substrate in the coating medium is required.

Die derart erzeugbaren Beschichtungsdicken betragen bis zu einigen 100 µm. Zur Herstellung von Beschichtungen größerer Dicke, beispielsweise im Millimeterbereich, läßt sich das Verfahren mehrfach wiederholen. Durch Verwendung von Lösungen unterschiedlicher Verbindungen sind dabei Beschichtungen mit verschiedenen Metallen möglich.The coating thicknesses that can be produced in this way are up to to some 100 µm. For the production of coatings greater thickness, for example in the millimeter range repeat the procedure several times. By using solutions of different connections are included Coatings with different metals possible.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht die Beschichtung der Oberfläche eines Substrates bei vergleichsweise niedrigen Temperaturen. Sie betragen in der Regel bis etwa 100°C und sind somit meist geringer als die zulässige Betriebstemperatur des Substrates. Seine thermische Schädigung durch den Beschichtungsprozeß ist somit ausgeschlossen. Dabei lassen sich auch Substrate mit Metall beschichten, die lediglich eine geringe Temperaturbeständigkeit aufweisen. Somit ist es beispielsweise möglich, einen Lichtwellenleiter herzustellen, dessen Coating eine Metall- und eine Polymerschicht umfaßt. Ebenso wird die Entstehung mechanischer Spannungen aufgrund von Abkühlprozessen vermieden. Die abgeschiedene Metallschicht ist kompakt, zeigt eine gute Homogenität bei konstanter Dicke und haftet sicher auf dem Substrat, so daß eine gute Abriebfestigkeit gegeben ist. Im Gegensatz zu galvanischen Prozessen ist nicht nur die Beschichtung leitfähiger Substrate sondern auch von Isolatoren möglich. Schließlich ist die Beschichtung leicht durchführbar und vergleichsweise preiswert, da die verwendeten Einsatzstoffe - im Gegensatz zu vielen galvanischen Bädern - als Massenchemikalien kostengünstig zur Verfügung stehen.The method according to the invention enables Coating the surface of a substrate comparatively low temperatures. They are in usually up to about 100 ° C and are therefore usually lower than the permissible operating temperature of the substrate. Its thermal damage from the coating process is therefore excluded. It can also Coat substrates with metal, which is only one have low temperature resistance. So it is for example possible an optical fiber produce, the coating of a metal and a Includes polymer layer. Likewise, the emergence mechanical stresses due to cooling processes avoided. The deposited metal layer is compact, shows good homogeneity with constant thickness and adheres securely to the substrate so that a good one Abrasion resistance is given. In contrast to galvanic processes is not just the coating conductive substrates but also insulators possible. After all, the coating is light feasible and comparatively inexpensive because the used input materials - in contrast to many galvanic baths - inexpensive as bulk chemicals be available.

In besonderer Weise eignet sich das erfindungsgemäße Verfahren zur Beschichtung mit Aluminium, da sich gut handhabbare Lösungen mit Aluminium in der Oxidationsstufe +1 herstellen lassen. Zudem ist Aluminium aufgrund seiner hohen elektrischen und thermischen Leitfähigkeit sowie der Korrosionsbeständigkeit ein für unterschiedliche Anwendungszwecke vorteilhaftes Beschichtungsmaterial. Grundsätzlich läßt sich jedoch auch die Beschichtung mit anderen Metallen nach dem vorgeschlagenen Verfahren vornehmen, beispielsweise mit Magnesium.The invention is particularly suitable Process for coating with aluminum as well manageable solutions with aluminum in the oxidation state Have +1 made. In addition, aluminum is due to its high electrical and thermal conductivity as well corrosion resistance one for different Applications advantageous coating material. In principle, however, the coating can also be used other metals according to the proposed method undertake, for example with magnesium.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung enthält das Lösungsmittel einen Ether, der als elektrophiler Elektronenpaardonator die thermodynamisch instabile Oxidationsstufe des gelösten Metalls stabilisiert. Geeignet ist zu diesem Zweck insbesondere Diethylether. Jedoch sind auch andere Ether, wie z. B. Tetrahydrofuran verwendbar. Weiterhin hat sich der Zusatz von Toluol zum Lösungsmittel bewährt.In a preferred embodiment of the invention contains the solvent is an ether, which is called electrophilic Electron pair donor the thermodynamically unstable Oxidation level of the dissolved metal stabilized. Diethyl ether is particularly suitable for this purpose. However, other ethers such as e.g. B. tetrahydrofuran usable. Furthermore, the addition of toluene to Proven solvent.

Vorteilhafte Verbindungen des Metalls zur Herstellung der Lösung sind Halogenide, insbesondere Chloride. Von Vorteil ist in diesem Fall der geringe Preis von Halogenwasserstoffen als Edukten. Zudem ist aufgrund der Einwertigkeit von Halogenen eine vergleichsweise einfache Stabilisierung der Oxidationsstufe +1 möglich, die für viele Metalle eine instabile Oxidationsstufe darstellt. Advantageous compounds of the metal for the production of Solution are halides, especially chlorides. From The advantage in this case is the low price of Hydrogen halides as starting materials. In addition, due to the Monogeneity of halogens a comparatively simple one Stabilization of the oxidation level +1 possible for many metals represent an unstable oxidation state.

Weiterhin wird vorgeschlagen, die Lösung unmittelbar vor der Beschichtung herzustellen, um ihre selbsttätige Zersetzung zu vermeiden. Zu diesem Zweck ist es von Vorteil, wenn Vorrichtungen zur Verfahrensdurchführung eine Einheit zur Herstellung der Lösung umfassen. Denkbar ist alternativ, die Lösung unmittelbar nach der Herstellung in die Beschichtungsvorrichtung zu überführen oder sie, beispielsweise durch Kühlung, für eine Aufbewahrung zu stabilisieren.It is also suggested that the solution immediately before the coating to make it self-acting To avoid decomposition. For this purpose it is from Advantage if devices for carrying out the process comprise a unit for preparing the solution. Conceivable is alternatively, the solution immediately after the Transfer manufacturing into the coating device or they, for example by cooling, for one Stabilize storage.

Nach Abschluß der Beschichtung verbleibt im Beschichtungsbad das Lösungsmittel mit dem darin enthaltenen Metall in thermodynamisch stabiler Oxidationsstufe. Insbesondere für das chemisch i.a. unveränderte Lösungsmittel bietet sich eine Rückführung zur erneuten Herstellung einer metastabilen Lösung an. Auf diese Weise entsteht ein geschlossener Kreislauf des Lösungsmittels, welcher eine besonders kostengünstige und umweltfreundliche Beschichtung ermöglicht. Bei der Rückführung ist es zweckmäßig, die im Lösungsmittel verbliebenen Komponenten der Metallverbindung abzuscheiden, das Lösungsmittel zu reinigen und gegebenenfalls seine Komponenten voneinander zu trennen. Zu diesem Zweck ist z. B. eine Destillationsvorrichtung geeignet, die das Lösungsmittel bei der Rückführung durchläuft. Auch Behälter zur Bevorratung oder Filter zur Reinigung und Entwässerung des Lösungsmittels sind vorteilhafte Elemente eines Lösungsmittelkreislaufs.After finishing the coating remains in the Coating bath the solvent with that in it contained metal in thermodynamically stable Oxidation level. Especially for the chemically i.a. unchanged solvents offer a return to re-prepare a metastable solution. In this way, a closed cycle of the Solvent, which is a particularly inexpensive and enables environmentally friendly coating. In the Recirculation is convenient in the solvent remaining components of the metal connection separating, cleaning the solvent and if necessary, separate its components from each other. For this purpose, e.g. B. a distillation device suitable the solvent in the return goes through. Containers for storage or filters for Cleaning and drainage of the solvent are advantageous elements of a solvent cycle.

Geeignete Substrate sind speziell langgestreckte und gegebenenfalls endlos gefertigte Körper. Sie finden häufig als Elemente von Kabeln Verwendung, etwa Drähte, Litzen oder andere elektrische Leiter, Isolierungen, Folien, Lichtwellenleiter oder zylindrische oder hohlzylindrische Körper, z. B. Rohre zur Aufnahme von Lichtwellenleitern oder Füllkörper. Dabei kann es sich um Elemente eines elektrischen, eines optischen oder eines Hybridkabels handeln. Die Beschichtung kann zur Erhöhung der mechanischen oder Temperaturfestigkeit des Elementes dienen, zur Herstellung seiner elektrischen Leitfähigkeit, oder als Korrosionsschutz, speziell zur Vermeidung elektrochemischer Elemente, wenn unterschiedliche Metalle in einem Kabel Verwendung finden. Ebenso sind als Substrat auch Kombinationen aus mehreren Elementen eines Kabels denkbar, etwa die Kabelseele, einzelne oder Gruppen von isolierten Leitern oder das Dielektrikum eines Koaxialkabels mit darin befindlichem Innenleiter. Im Fall eines Lichtwellenleiters kann sowohl eine unmittelbare Beschichtung der optischen Faser als auch die Beschichtung einer mit einer Polymerschicht überzogenen Faser mit dem Metall erfolgen.Suitable substrates are especially elongated and possibly endlessly manufactured bodies. you find often used as elements of cables, such as wires, Strands or other electrical conductors, insulation, Foils, optical fibers or cylindrical or hollow cylindrical body, e.g. B. tubes for receiving Optical fibers or packing. It can be Elements of an electrical, an optical or an Trade hybrid cables. The coating can increase the mechanical or temperature resistance of the element serve to manufacture its electrical Conductivity, or as corrosion protection, especially for Avoidance of electrochemical elements if different metals in one cable use Find. Combinations are also suitable as the substrate several elements of a cable conceivable, such as the Cable core, individual or groups of insulated conductors or the dielectric of a coaxial cable with it located inner conductor. In the case of one Optical fiber can be both immediate Coating the optical fiber as well Coating a coated with a polymer layer Fiber with the metal.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens befindet sich ein langgestrecktes Substrat lediglich mit einem Abschnitt seiner Länge in der Lösung und wird in Längsrichtung durch sie bewegt, etwa hindurchgezogen. Auf diese Weise besteht die Möglichkeit, auch Substrate großer Länge, insbesondere im Verlauf ihrer Endlosfertigung zu beschichten. Im Fall eines flexiblen Substrates kann der Abschnitt in der Lösung sowohl gerade als auch gekrümmt verlaufen. Ebenso kann das Substrat in beliebiger Richtung durch die Lösung bewegt werden, beispielsweise vertikal oder horizontal. Am Ein- und Austritt in die Beschichtungsvorrichtung bzw. die Lösung ist das Substrat zweckmäßig durch eine Dichtung geführt, die den Zutritt von Luft und Feuchtigkeit zur Lösung verhindert.In an advantageous embodiment of the method is an elongated substrate only with a section of its length in the solution and is in Moved longitudinally through them, roughly pulled through. On in this way there is also the possibility of substrates great length, especially in the course of their To coat continuous production. In the case of a flexible The section of substrate can be both straight in the solution as well as curved. Likewise, the substrate in moving in any direction through the solution, for example vertically or horizontally. At the entrance and Leaves into the coating device or the solution the substrate is expediently guided through a seal, the access of air and moisture to the solution prevented.

Die Einstellung der Beschichtungsdicke erfolgt zweckmäßig mit einem Regelkreis, der die Dicke der aufgebrachten Metallbeschichtung erfaßt und in Abhängigkeit vom Meßwert einen oder mehrere Parameter der Beschichtung derart regelt, daß die Beschichtungsdicke einen Sollwert annimmt. Zu diesem Zweck ist es möglich, die Konzentration der Metallverbindung und/oder die Temperatur in der gesamten Lösung oder in einem Teilbereich der Lösung, etwa am Ein- oder Austrittsort des Substrates, zu verändern. Nachteilig ist in diesem Fall jedoch, daß eine derartige Regelung vergleichsweise träge ist und die Stabilität der Lösung beeinflußt. Daher wird vorgeschlagen, die Beschichtungsdicke durch Veränderung der Verweildauer des Substrates in der Lösung zu variieren. Bei einem langgestreckten Substrat, das sich lediglich mit einem Abschnitt in der Lösung befindet, kann dazu die Bewegungsgeschwindigkeit des Substrates durch die Lösung oder der geometrische Verlauf in der Lösung verändert werden. Die letztere Vorgehensweise bietet sich speziell dann an, wenn die Bewegungsgeschwindigkeit des Substrates - etwa bei Beschichtung im Verlauf seiner Herstellung - vorgegeben ist.The coating thickness is expediently set with a control loop that applied the thickness of the Metal coating detected and depending on the measured value one or more parameters of the coating in this way regulates that the coating thickness is a setpoint assumes. For this purpose it is possible to Concentration of the metal compound and / or the Temperature in the whole solution or in one Part of the solution, for example at the entry or exit point of the substrate. The disadvantage is this However, if such a rule is comparatively is sluggish and affects the stability of the solution. Therefore it is suggested by coating thickness Change in the residence time of the substrate in the solution to vary. With an elongated substrate, the deal with only one section in the solution the movement speed of the Substrate through the solution or the geometric course be changed in the solution. The latter Approach is particularly useful if the Movement speed of the substrate - about Coating in the course of its manufacture - given is.

Eine besonders einfache sowie trägheitsarm regelbare Möglichkeit zur Beeinflussung der Beschichtungsdicke besteht in einer Veränderung der Temperatur des Substrates beim Einbringen in die Lösung. In diesem Fall bewirkt eine erhöhte Substrattemperatur eine vergrößerte Metallabscheidung auf seiner Oberfläche. Diese Möglichkeit der Beeinflussung bietet sich insbesondere bei einer kontinuierlichen Fertigung an, weil sie bei konstanter Geometrie eine konstante Bewegungsgeschwindigkeit des Substrates vor und nach der Beschichtungseinheit gestattet.A particularly simple and adjustable with low inertia Possibility to influence the coating thickness consists in a change in the temperature of the Substrates when introduced into the solution. In this case causes an increased substrate temperature an enlarged Metal deposition on its surface. This The possibility of influencing is particularly useful in continuous manufacturing because they are in constant geometry a constant Movement speed of the substrate before and after Coating unit allowed.

Da die Beschichtung in einer wasser- und in der Regel auch sauerstofffreien Umgebung erfolgt, entsteht eine chemisch saubere Metalloberfläche, welche eine nachfolgende Oberflächenvergütung erleichtert. Daher ist es von Vorteil, wenn das Substrat unmittelbar nach der Beschichtung in eine Vorrichtung zur Oberflächenbehandlung des Metalls eingebracht wird. Insbesondere bietet sich die Passivierung einer aufgebrachten Aluminiumschicht an. Die Überführung des Substrates aus der Beschichtungseinheit in eine Einheit zur Oberflächenbehandlung erfolgt zweckmäßig unter Schutzgas oder im Fall aneinandergrenzender Einheiten durch eine Schleuse.Because the coating is in a water and usually also occurs in an oxygen-free environment chemically clean metal surface, which is a subsequent surface coating easier. thats why it is advantageous if the substrate immediately after the Coating in a device for Surface treatment of the metal is introduced. In particular, the passivation of a applied aluminum layer. The transfer of the Substrate from the coating unit into one unit for surface treatment is conveniently done at Shielding gas or in the case of adjacent units through a lock.

Eine vorteilhafte Vorrichtung zur Durchführung eines der vorbeschriebenen Verfahren umfaßt im Fall langgestreckter Substrate zunächst eine Einheit zur Herstellung oder Bevorratung des unbeschichteten Substrats. Beispielsweise kann das unbeschichtete Substrat in der Einheit durch Ziehen oder Walzen hergestellt oder auf einer Spule, von der es abziehbar ist, bevorratet werden. Wird das Substrat unmittelbar vor der Beschichtung hergestellt, besteht ein besonderer Vorteil darin, daß die Substratoberfläche in der Regel sehr sauber ist. Daher zeigt die aufgebrachte Metallschicht eine gute Haftung, so daß sich eine Vorbehandlung der Substratoberfläche, etwa eine Aufrauhung oder Reinigung erübrigt.An advantageous device for carrying out one of the The above-described method includes in the case of elongated ones Substrates first a unit for manufacturing or Storage of the uncoated substrate. For example can pass through the uncoated substrate in the unit Pulling or rolling made or on a spool of which is removable, be stocked. Will that Substrate produced immediately before coating, there is a particular advantage that the Substrate surface is usually very clean. Therefore the applied metal layer shows good adhesion, so that there is a pretreatment of the substrate surface, such as roughening or cleaning is unnecessary.

Aus dieser Einheit verläuft das Substrat in Richtung seiner Längsachse durch ein Bad in einer nachfolgende Beschichtungseinheit. Transportelemente, etwa angetriebene Rollen, bewirken dabei einen Vorschub des Substrats in Richtung seiner Längsachse und wirken gegebenenfalls mit Führungen zusammen. Im Fall empfindlicher Substrate ist auch ein berührungsloser Verlauf von der Herstelleinheit in das Bad möglich. Das Bad, das sich vorzugsweise in einem Rohr mit parallel zum Substrat ausgerichteter Längsachse befindet, enthält eine metastabile Lösung einer Verbindung des aufzubringenden Metalls. Dabei ist die Oxidationsstufe des Metalls thermodynamisch instabil und wird durch ein organisches Lösungsmittel stabilisiert. Schleusen im Bereich des Ein- und Austritts des Substrates und/oder ein Schutzgas über dem Bad verhindern den Zutritt von Luft und insbesondere Feuchtigkeit, welche die Lösung zersetzen. Zweckmäßig entspricht die Temperatur des Bades näherungsweise der Umgebungstemperatur.The substrate runs from this unit in the direction its longitudinal axis through a bath in a subsequent Coating unit. Transport elements, for example driven rollers, thereby feeding the Substrate in the direction of its longitudinal axis and act if necessary together with guides. In the case sensitive substrates is also a non-contact It is possible to run from the manufacturing unit into the bathroom. The Bath, which is preferably in a tube parallel to the Longitude aligned substrate contains one metastable solution of a connection of the to be applied Metal. Here is the oxidation level of the metal thermodynamically unstable and is caused by an organic Stabilized solvent. Locks in the area of the entrance and exit of the substrate and / or a protective gas the bath prevent the entry of air and in particular Moisture that will decompose the solution. Appropriately the temperature of the bath corresponds approximately to that Ambient temperature.

Dem Bad ist in Bewegungsrichtung des Substrates eine Einheit vorgeordnet, die die Substrattemperatur auf eine Temperatur oberhalb der Lösungstemperatur einstellt. Aufgrund der Metastabilität der Lösung, deren Zersetzung mit zunehmender Temperatur ansteigt, ist die Dicke der abgeschiedenen Metallschicht durch Einstellung der Temperatur des Substrates auf unterschiedliche Werte regelbar.The bath is one in the direction of movement of the substrate Upstream unit that the substrate temperature to a Temperature above the solution temperature. Due to the metastability of the solution, its decomposition increases with increasing temperature, the thickness is the deposited metal layer by adjusting the Temperature of the substrate to different values adjustable.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung umfaßt die Einstelleinheit ein Heiz- oder Kühlelement, durch welches das Substrat verläuft. Eine Regelung des Heiz- bzw. Kühlelementes ermöglicht die gezielte Einstellung der Substrattemperatur, so daß unterschiedliche Beschichtungsdicken herstellbar sind. Besonders zweckmäßig ist aufgrund der schnellen, präzisen Regelbarkeit und des einfachen Aufbaus ein elektrisches Heizelement. Die Anordnung erfolgt bevorzugt zwischen der Herstelleinheit und der Beschichtungseinheit.In a preferred embodiment of the invention comprises the setting unit is a heating or cooling element which runs the substrate. A regulation of the heating or cooling element enables targeted adjustment the substrate temperature so that different Coating thicknesses can be produced. Especially is appropriate due to the fast, precise Controllability and simple construction an electric Heating element. The arrangement is preferably between the Manufacturing unit and the coating unit.

Wird das Substrat in der Vorrichtung hergestellt, so ist es von Vorteil, wenn die Einheit zur Herstellung das Substrat mit einer Temperatur oberhalb der Temperatur der Lösung abgibt. Dabei kann die Herstelleinheit mit der Einheit zur Einstellung der Substrattemperatur identisch sein bzw. sie umfassen.If the substrate is produced in the device, so is it is advantageous if the unit to manufacture the Substrate with a temperature above the temperature of the Delivers solution. The manufacturing unit can with the Unit for setting the substrate temperature identical be or include them.

Insbesondere ist es möglich, daß die Vorrichtung zur Herstellung des Substrates ein Ziehofen für optische Fasern, speziell Glasfasern ist. In aller Regel befindet sich der Ziehofen in einem Ziehturm, in dem die optische Faser in vertikaler Richtung verläuft. Zweckmäßig ist auch die Beschichtungseinheit im Ziehturm angeordnet. Da die Zugfestigkeit von Glasfasern durch Oberflächenverschmutzungen erheblich beeinträchtigt wird, ist die unmittelbar nach der Herstellung erfolgende Beschichtung zum Substratschutz von Vorteil.In particular, it is possible that the device for Production of the substrate a drawing furnace for optical Fibers, especially glass fibers. Usually located the drawing furnace in a drawing tower in which the optical Fiber runs in the vertical direction. Is expedient the coating unit is also arranged in the drawing tower. There the tensile strength of glass fibers Surface contamination is significantly impaired is the one that takes place immediately after production Coating for substrate protection is an advantage.

Im Fall von Substraten aus zumindest teilweise polymerem Material, etwa isolierten Leitern, umfaßt die Vorrichtung zur Herstellung zweckmäßig einen Extruder, der das Substrat erzeugt oder auf die Oberfläche eines Trägers, z. B. einen Draht, aufbringt. Beispielsweise umfaßt ein derartiges Substrat den Innenleiter und das Dielektrikum eines Koaxialkabels, wobei der Innenleiter von einer Vorratsspule in der Herstelleinheit abgezogen wird und auf bekannte Weise im nachfolgenden Extruder der Herstelleinheit mit dem Dielektrikum versehen wird.In the case of substrates made of at least partially polymeric Material, such as insulated conductors, comprises the device expedient to manufacture an extruder that Produced substrate or on the surface of a carrier, e.g. B. applies a wire. For example, includes a such substrate the inner conductor and the dielectric a coaxial cable, the inner conductor of a Supply spool is withdrawn in the manufacturing unit and in a known manner in the subsequent extruder Manufacturing unit is provided with the dielectric.

Um eine übermäßige Erwärmung des Bades durch das warme Substrat zu vermeiden, wird vorgeschlagen, eine oder vorzugsweise sämtliche Wandungen des Bades zu kühlen. Auf diese Weise ist eine konstante Temperatur der Lösung und damit eine gleichmäßige Metallabscheidung auf dem Substrat erreichbar. Weiterhin wird die unerwünschte Abscheidung des Metalls auf den Wandungen des Bades vermieden.To overheating the bath by the warm To avoid substrate, it is suggested one or preferably to cool all walls of the bathroom. On this way is a constant temperature of the solution and thus an even metal deposition on the Substrate accessible. Furthermore, the unwanted Deposition of the metal on the walls of the bathroom avoided.

Aufgrund der Metastabilität der Lösung umfaßt die Beschichtungseinheit vorzugsweise einen Reaktor zu ihrer Herstellung. Darin kann die Lösung z. B. auf eine der oben beschriebenen Weisen durch eine Gasphasenreaktion mit nachfolgender Abschreckung hergestellt werden. Ebenso wird die Möglichkeit einer Rückführung des Lösungsmittels vom Beschichtungsbad zum Reaktor eröffnet. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Rückführung sind gleichfalls oben erläutert.Due to the metastability of the solution, the Coating unit preferably a reactor to your Manufacturing. In it, the solution z. B. on one of the modes described above by a gas phase reaction with subsequent quenching. As well becomes the possibility of recycling the solvent opened from the coating bath to the reactor. Appropriate Refinement configurations are also above explained.

Ferner wird ein Regelkreis vorgeschlagen, der die Dicke der Metallschicht mit einem dem Bad nachgeordneten Meßelement erfaßt und einen Beschichtungsparameter in Abhängigkeit vom Meßwert einstellt. Damit sind Schwankungen der Herstellbedingungen, etwa der Umgebungstemperatur ausgleichbar, so daß die Dicke der Metallschicht stets ihrem Sollwert entspricht. Denkbar ist beispielsweise, daß der Regelkreis die Länge des im Bad befindlichen Abschnittes des Substrates und/oder die Temperatur des Bades und/oder die Zusammensetzung des Bades, insbesondere seine Metallkonzentration, einstellt. Bevorzugt stellt der Regelkreis jedoch die Temperatur des Substrates vor der Beschichtungseinheit ein, da auf diese Weise eine besonders rasche und präzise Einstellung der Beschichtungsdicke möglich ist. Dabei ist das Stellglied des Regelkreises die Einstelleinheit für die Temperatur.Furthermore, a control loop is proposed, the thickness the metal layer with a subordinate to the bathroom Measuring element detected and a coating parameter in Depends on the measured value. With that Fluctuations in manufacturing conditions, such as Ambient temperature can be compensated, so that the thickness of the Metal layer always corresponds to its setpoint. Conceivable is, for example, that the control loop is the length of the im Bad portion of the substrate and / or the Temperature of the bath and / or the composition of the Bades, especially its metal concentration. However, the control loop preferably sets the temperature of the Substrate in front of the coating unit, because on this A particularly quick and precise setting of the Coating thickness is possible. Here is the actuator of the control loop the setting unit for the temperature.

Zum Aufbringen von Metallschichten großer Dicke oder Beschichtungen, die aus Lagen unterschiedlicher Metalle bestehen, ist eine Vorrichtung geeignet, die zwei oder mehrere Beschichtungseinheiten umfaßt. Das Substrat verläuft konsekutiv durch die Beschichtungseinheiten, denen vorzugsweise jeweils eine Einheit vorgeordnet ist, welche die Temperatur des Substrates einstellt. Alternativ kann das Substrat eine Beschichtungseinheit mehrfach durchlaufen. Weiterhin ist denkbar, daß die Vorrichtung der bzw. den Beschichtungseinheiten nachgeordnete Einheiten zur Oberflächenbehandlung des Metalls aufweist, etwa eine Einheit zur Passivierung von Aluminiumschichten.For applying metal layers of great thickness or Coatings made from layers of different metals exist, a device is suitable, the two or comprises several coating units. The substrate runs consecutively through the coating units, each of which is preferably preceded by a unit, which adjusts the temperature of the substrate. Alternatively, the substrate can be a coating unit go through several times. It is also conceivable that the Device of the coating unit or units subordinate units for surface treatment of the Metal, such as a passivation unit of Layers of aluminum.

Im folgenden Beschreibungsteil sind Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer Vorrichtungen anhand der prinzipienhaften Zeichnung erläutert. Sie zeigtIn the following part of the description are exemplary embodiments Devices according to the invention using the principle drawing explained. she shows

Fig. 1 Vorrichtung zur Beschichtung einer optischen Faser, Fig. 1 apparatus for coating an optical fiber,

Fig. 2 Vorrichtung zur Beschichtung eines elektrischen Leiters. Fig. 2 device for coating an electrical conductor.

Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung dient zur Herstellung einer mit einem Metall 1 beschichteten optischen Faser, die das zu beschichtende Substrat 2 ist. The device shown in FIG. 1 is used to produce an optical fiber coated with a metal 1 , which is the substrate 2 to be coated.

Die Vorrichtung umfaßt zunächst eine Einheit 3 zur Herstellung des unbeschichteten Substrats 2 mit einem Ziehofen 4. In ihm wird auf bekannte Weise eine Glasfaser aus der angeschmolzenen Spitze einer Vorform 5 gezogen. Eine nachfolgende Kühleinheit 6 dient zum Abkühlen des Substrats 2 von seiner Schmelztemperatur auf eine Temperatur, die zur Beschichtung geeignet ist. Die Kühleinheit 6 reduziert somit den notwendigen Abstand zwischen dem Ziehofen 4 und der Beschichtungseinheit 7 und schützt die Oberfläche des Substrates 2 vor Verschmutzungen. Zu diesem Zweck ist die Faser 2 in der Regel sowohl in der Herstelleinheit 3 als auch in der Kühleinheit 6 unter Schutzgas geführt.The device initially comprises a unit 3 for producing the uncoated substrate 2 with a drawing furnace 4 . In it, a glass fiber is drawn from the melted tip of a preform 5 in a known manner. A subsequent cooling unit 6 serves to cool the substrate 2 from its melting temperature to a temperature that is suitable for coating. The cooling unit 6 thus reduces the necessary distance between the drawing furnace 4 and the coating unit 7 and protects the surface of the substrate 2 from dirt. For this purpose, the fiber 2 is usually guided under protective gas both in the manufacturing unit 3 and in the cooling unit 6 .

Die Beschichtung mit dem Metall 1 erfolgt in einem Bad 8 der Beschichtungseinheit 7, das mit einer Lösung 9 des Metalls 1 gefüllt ist. Die Lösung 9 ist metastabil und besteht aus einer Verbindung des aufzubringenden Metalls 1, in der seine Oxidationsstufe thermodynamisch instabil ist und durch ein organisches Lösungsmittel 10 kinetisch stabilisiert wird. Die Lösung 9 zerfällt im Bereich der Oberfläche des Substrates 2, dessen Temperatur größer als die der umgebenden Lösung 9 ist. Dabei scheidet sich das Metall 1 auf dem Substrat 2 ab. Ein Kühlelement 11 dient zur Abkühlung der Wandungen 12 des Bades 8, so daß eine unerwünschte, selbsttätige Zersetzung der Lösung 9 in diesem Bereich reduziert wird und eine übermäßige Erwärmung des Bades 8 durch das Substrat 2 vermieden wird.The coating with the metal 1 takes place in a bath 8 of the coating unit 7 , which is filled with a solution 9 of the metal 1 . The solution 9 is metastable and consists of a compound of the metal 1 to be applied , in which its oxidation state is thermodynamically unstable and is kinetically stabilized by an organic solvent 10 . The solution 9 disintegrates in the area of the surface of the substrate 2 , the temperature of which is higher than that of the surrounding solution 9 . The metal 1 is deposited on the substrate 2 . A cooling element 11 is used to cool the walls 12 of the bath 8 , so that undesired, automatic decomposition of the solution 9 is reduced in this area and excessive heating of the bath 8 by the substrate 2 is avoided.

Aufgrund der Metastabilität der Lösung 9 erfolgt ihre Herstellung vorzugsweise in der Beschichtungseinheit 7, die zu diesem Zweck einen Reaktor 13 aufweist. In ihm werden durch Zuführungen 14 eingebrachte Edukte durch chemische Reaktion und Mischung zur Lösung 9 verarbeitet.Due to the metastability of solution 9, it is preferably produced in coating unit 7 , which has a reactor 13 for this purpose. Educts introduced through feeds 14 are processed into solution 9 by chemical reaction and mixing.

In Folge des Zerfalls der Lösung 9 im Bereich des Substrates 2 wird ihr Metall 1 der instabilen Oxidationsstufe entzogen, während eine Anreicherung mit dem Metall 1 in thermodynamisch stabiler Oxidationsstufe eintritt. Die auf diese Weise verbrauchte Lösung 9 wird zu einer Aufbereitungseinheit 15 geleitet, welche die enthaltenen Komponenten voneinander trennt. Während die Metallverbindung durch eine Abzweigung 16 einer Entsorgung oder einer geeigneten Aufbereitung zugeführt wird, gelangt das Lösungsmittel 10 durch eine Rückführung 17 wieder in den Reaktor 13, so daß es im geschlossenen Kreislauf in der Beschichtungseinheit 7 umläuft.As a result of the disintegration of the solution 9 in the region of the substrate 2 , its metal 1 is removed from the unstable oxidation stage, while an enrichment with the metal 1 occurs in a thermodynamically stable oxidation stage. The solution 9 used in this way is passed to a processing unit 15 which separates the components contained from one another. While the metal compound is fed through a branch 16 for disposal or a suitable treatment, the solvent 10 is returned to the reactor 13 through a return line 17 , so that it circulates in the coating unit 7 in a closed circuit.

Ein der Beschichtungseinheit 7 nachgeordnetes Meßelement 18 erfaßt die Schichtdicke des Metalls 1 auf dem Substrat 2 oder den Durchmesser des Substrats 2 mit dem Metall 1. Der Meßwert wird einem Steuerelement 19 zugeführt, welches die Kühlleistung der Kühleinheit 6 derart regelt, daß die Schichtdicke ihrem Sollwert entspricht.A measuring element 18 arranged downstream of the coating unit 7 detects the layer thickness of the metal 1 on the substrate 2 or the diameter of the substrate 2 with the metal 1 . The measured value is fed to a control element 19 which regulates the cooling capacity of the cooling unit 6 in such a way that the layer thickness corresponds to its desired value.

Denkbar ist es, die dargestellte Vorrichtung durch weitere Einheiten 20 zu ergänzen, beispielsweise weitere Beschichtungseinheiten oder Einheiten zur Prüfung und Bevorratung der hergestellten Lichtwellenleiter.It is conceivable to add further units 20 to the device shown, for example further coating units or units for checking and stocking the optical waveguides produced.

Fig. 2 zeigt eine Vorrichtung, wie sie zur Fertigung beschichteter Folien, Drähte oder von Koaxialleitern geeignet ist. Zur Herstellung eines Koaxialleiters wird ein Draht 30, der den Innenleiter bildet, von einer Vorratsspule 31 abgezogen. Er wird auf bekannte Weise durch einen Extruder 32 geführt, der eine Isolierung 33 auf seine Oberfläche aufbringt, welche das zu beschichtende Substrat 2 ist. Ein Heiz- oder Kühlelement 34 stellt die Temperatur des Substrates 2 auf einen zur Beschichtung geeigneten Wert ein. Nachfolgend wird die Beschichtung in der Beschichtungseinheit 35 vorgenommen. Ihr Aufbau entspricht beispielsweise dem vorbeschriebenen Beispiel, wobei das Substrat 2 jedoch zweckmäßig in horizontaler Richtung durch ein rohrförmiges Bad 8 verläuft. Fig. 2 shows a device as it is suitable for the production of coated films, wires or coaxial conductors. To produce a coaxial conductor, a wire 30 , which forms the inner conductor, is drawn off from a supply coil 31 . It is passed in a known manner through an extruder 32 , which applies insulation 33 to its surface, which is the substrate 2 to be coated. A heating or cooling element 34 sets the temperature of the substrate 2 to a value suitable for coating. The coating is then carried out in the coating unit 35 . Their structure corresponds, for example, to the example described above, but the substrate 2 expediently runs through a tubular bath 8 in the horizontal direction.

Weiterhin ist ein der Beschichtungseinheit 35 nachgeordnetes Meßelement 36 vorhanden, das die Schichtdicke des aufgebrachten Metalls 1 erfaßt. Ein Steuerelement 37 regelt das Heiz- oder Kühlelement 34 abhängig vom Meßwert in der Weise, daß die Schichtdicke ihrem Sollwert entspricht. Zweckmäßig sind der dargestellten Vorrichtung weitere Einheiten nachgeordnet, etwa ein Extruder zum Aufbringen eines Kabelmantels.Furthermore, there is a measuring element 36 arranged downstream of the coating unit 35 , which measures the layer thickness of the applied metal 1 . A control element 37 regulates the heating or cooling element 34 depending on the measured value in such a way that the layer thickness corresponds to its target value. Advantageously, further devices are arranged downstream of the device shown, for example an extruder for applying a cable sheath.

Geeignete Vorrichtungen zur Beschichtung von metallischen Bändern oder Drähten mit einem Korrosionsschutz entsprechen in ihrem Aufbau dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel, wobei jedoch der Extruder 32 entfällt.Suitable devices for coating metallic strips or wires with corrosion protection correspond in their construction to the exemplary embodiment shown in FIG. 2, but the extruder 32 is omitted.

Auf diese Weise entstehen Vorrichtungen, welche die einfache und kostengünstige Beschichtung von Substraten bei niedrigen Temperaturen gestatten.In this way devices are created which simple and inexpensive coating of substrates allow at low temperatures.

Claims

1. Verfahren zur Beschichtung der Oberfläche eines Substrates (2) mit einem Metall (1), gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

- Herstellung einer metastabilen Lösung (9) einer Verbindung des Metalls (1), in der die Oxidationsstufe des Metalls (1) thermodynamisch instabil ist und in der das Lösungsmittel (10) ein organisches Lösungsmittel (10) ist, das die Oxidationsstufe stabilisiert,
- Einbringen des Substrates (2) in die Lösung (9), wobei die Temperatur des Substrates (2) die Temperatur der Lösung (9) übersteigt.

1. Process for coating the surface of a substrate ( 2 ) with a metal ( 1 ), characterized by the following process steps:

Preparation of a metastable solution ( 9 ) of a compound of metal ( 1 ) in which the oxidation state of the metal ( 1 ) is thermodynamically unstable and in which the solvent ( 10 ) is an organic solvent ( 10 ) which stabilizes the oxidation state,
- Introducing the substrate ( 2 ) into the solution ( 9 ), the temperature of the substrate ( 2 ) exceeding the temperature of the solution ( 9 ).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Metall (1) Aluminium ist.2. The method according to claim 1, characterized in that the metal ( 1 ) is aluminum.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Lösungsmittel (10) einen Ether enthält.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the solvent ( 10 ) contains an ether.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Lösungsmittel Toluol enthält. 4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the solvent is toluene contains.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung des Metalls (1) ein Halogenid ist.5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the compound of the metal ( 1 ) is a halide.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung ein Chlorid ist.6. The method according to claim 5, characterized in that the compound is a chloride.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Herstellung der Lösung (9) unmittelbar vor der Beschichtung erfolgt.7. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the preparation of the solution ( 9 ) takes place immediately before the coating.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Lösungsmittel (10) nach der Beschichtung zur Herstellung der metastabilen Lösung (9) zurückgeführt wird.8. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the solvent ( 10 ) after the coating for the preparation of the metastable solution ( 9 ) is returned.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat (2) ein langgestreckter Körper ist.9. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the substrate ( 2 ) is an elongated body.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat (2) ein Lichtwellenleiter ist.10. The method according to claim 9, characterized in that the substrate ( 2 ) is an optical waveguide.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtwellenleiter eine Polymerbeschichtung aufweist.11. The method according to claim 10, characterized in that the optical fiber is a polymer coating having.

12. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat (2) eine Folie, ein Draht oder ein Rohr ist.12. The method according to claim 9, characterized in that the substrate ( 2 ) is a film, a wire or a tube.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat (2) ein Element eines Kabels ist.13. The method according to any one of claims 9 to 12, characterized in that the substrate ( 2 ) is an element of a cable.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat (2) die Isolierung des Innenleiters eines Koaxialkabels ist. 14. The method according to claim 13, characterized in that the substrate ( 2 ) is the insulation of the inner conductor of a coaxial cable.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Substrat (2) mit einem Abschnitt seiner Länge in der Lösung (9) befindet und in Längsrichtung durch sie bewegt wird.15. The method according to any one of claims 9 to 14, characterized in that the substrate ( 2 ) with a portion of its length in the solution ( 9 ) and is moved in the longitudinal direction by it.

16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verweildauer des Substrates (2) in der Lösung (9) veränderbar ist.16. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the residence time of the substrate ( 2 ) in the solution ( 9 ) is variable.

17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des Substrates (2) beim Einbringen in die Lösung (9) veränderbar ist.17. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the temperature of the substrate ( 2 ) when introduced into the solution ( 9 ) is variable.

18. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Beschichtung eine Oberflächenbehandlung des Metalls (1) erfolgt.18. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that a surface treatment of the metal ( 1 ) is carried out after the coating.

19. Vorrichtung zur Herstellung eines langgestreckten Substrates, dessen Oberfläche mit einer Metallschicht versehen ist, insbesondere nach einem Ansprüche 9 bis 18, mit einer Einheit (3) zur Herstellung oder Bevorratung des unbeschichteten Substrates (2), aus der das Substrat (2) in Längsrichtung durch eine Beschichtungseinheit (7, 35) verläuft, die das Metall (1) auf die Oberfläche des Substrates (2) aufbringt, dadurch gekennzeichnet, daß

- die Beschichtungseinheit (7, 35) ein Bad (8) umfaßt, welches das Substrat (2) durchläuft,
- das Bad (8) eine metastabile Lösung (9) einer Verbindung des Metalls (1) enthält, in der die Oxidationsstufe des Metalls (1) thermodynamisch instabil ist, und das Lösungsmittel (10) ein organisches Lösungsmittel (10) ist, das die Oxidationsstufe stabilisiert,
- und eine Einheit vorhanden ist, die dem Bad (8) vorgeordnet ist und die Temperatur des Substrates (2) auf eine Temperatur oberhalb der Temperatur der Lösung (9) einstellt.

19. Device for producing an elongated substrate, the surface of which is provided with a metal layer, in particular according to one of claims 9 to 18, with a unit ( 3 ) for producing or storing the uncoated substrate ( 2 ) from which the substrate ( 2 ) is made Longitudinal direction through a coating unit ( 7 , 35 ) which applies the metal ( 1 ) to the surface of the substrate ( 2 ), characterized in that

- The coating unit ( 7 , 35 ) comprises a bath ( 8 ) which passes through the substrate ( 2 ),
- The bath ( 8 ) contains a metastable solution ( 9 ) of a compound of the metal ( 1 ) in which the oxidation state of the metal ( 1 ) is thermodynamically unstable, and the solvent ( 10 ) is an organic solvent ( 10 ) that the Oxidation level stabilized,
- And a unit is present, which is arranged upstream of the bath ( 8 ) and adjusts the temperature of the substrate ( 2 ) to a temperature above the temperature of the solution ( 9 ).

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstelleinheit ein Heiz- oder Kühlelement (34) umfaßt, durch welches das Substrat (2) verläuft.20. The apparatus according to claim 19, characterized in that the setting unit comprises a heating or cooling element ( 34 ) through which the substrate ( 2 ) runs.

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat (2) aus einer Einheit (3) zu seiner Herstellung mit einer Temperatur oberhalb der Temperatur der Lösung (9) austritt.21. Device according to one of claims 19 or 20, characterized in that the substrate ( 2 ) from a unit ( 3 ) for its production at a temperature above the temperature of the solution ( 9 ) emerges.

22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Einheit (3) zur Herstellung einen Ziehofen (4) für optische Fasern umfaßt.22. The apparatus according to claim 21, characterized in that the unit ( 3 ) for producing comprises a drawing furnace ( 4 ) for optical fibers.

23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Einheit (3) zur Herstellung einen Extruder (32) umfaßt, der die Oberfläche des Substrates (2) erzeugt.23. Device according to one of claims 19 to 22, characterized in that the unit ( 3 ) for producing comprises an extruder ( 32 ) which generates the surface of the substrate ( 2 ).

24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß eine Wandung (12) des Bades (8) eine Kühlung (11) aufweist.24. Device according to one of claims 19 to 23, characterized in that a wall ( 12 ) of the bath ( 8 ) has a cooling ( 11 ).

25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtungseinheit (7, 35) einen Reaktor (13) umfaßt, in dem die Lösung (9) herstellbar ist.25. Device according to one of claims 19 to 24, characterized in that the coating unit ( 7 , 35 ) comprises a reactor ( 13 ) in which the solution ( 9 ) can be produced.

26. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtungseinheit (7, 35) eine Rückführung (17) des Lösungsmittels (10) vom Bad (8) zum Reaktor (13) aufweist.26. The apparatus according to claim 25, characterized in that the coating unit ( 7 , 35 ) has a return ( 17 ) of the solvent ( 10 ) from the bath ( 8 ) to the reactor ( 13 ).

27. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 26, gekennzeichnet durch einen Regelkreis, der die Schichtdicke des Metalls (1) mit einem Meßelement (18, 36) erfaßt und die Temperatur des Substrates (2) vor dem Bad (8) und/oder die Länge des im Bad (8) befindlichen Abschnittes des Substrates (2) und/oder die Temperatur des Bades (8) und/oder die Zusammensetzung des Bades (8) in Abhängigkeit vom Meßwert einstellt.27. Device according to one of claims 19 to 26, characterized by a control circuit which detects the layer thickness of the metal ( 1 ) with a measuring element ( 18 , 36 ) and the temperature of the substrate ( 2 ) before the bath ( 8 ) and / or the length of the portion in the bath (8) of the substrate (2) and / or the temperature of the bath (8) and / or the composition of the bath (8) in dependence of the measured value sets.

28. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 27, gekennzeichnet durch zwei oder mehrere Beschichtungseinheiten (7, 35).28. Device according to one of claims 19 to 27, characterized by two or more coating units ( 7 , 35 ).