DE2658234A1

DE2658234A1 - Electroless plating of fibre bundle - esp. graphite fibres coated with copper and used as brushes in rotating electric machines

Info

Publication number: DE2658234A1
Application number: DE19762658234
Authority: DE
Inventors: Otto Schmidt
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1976-12-22
Filing date: 1976-12-22
Publication date: 1978-07-06
Also published as: DE2658234B2; DE2658234C3

Abstract

Individual fibres in a bundle are coated by exposing the bundle to a reactive soln. for electroless chemical plating of a substance onto the fibres. At least a part of the loose fibre bundle is suspended vertically while the soln. travels downwards along the fibres. The bundle may be suspended from one end or from both ends to form a U-shaped loop; and the soln. pref. travels at a speed with prescribed min. and max. The coating is pref. a metal, esp. Cu, Ni, Co or Sn; and the suspended bundle may be treated with other liqs, both before and after coating. The soln. may be poured or sprayed onto the bundle and then recirculated; and a continuous process can be used. After coating with metal, a second, more noble metal can be applied by electroplating using 2-500, esp. 10-100 mA/cm2 of fibre surface.

Description

Verfahren zur Beschichtung von Einzelfasern eines Faser-Process for coating individual fibers of a fiber

bündels sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Beschichtung von Einzelfasern eines Bündels, bei dem das Faserbündel einer Reaktionslösung ausgesetzt wird, aus der auf stromlosem, chemischem Wege eine Substanz auf den Fasern abgeschieden wird. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.bundle and device for performing the method The invention refers to a process for coating individual fibers in a bundle, in which the fiber bundle is exposed to a reaction solution from which on electroless, a substance is chemically deposited on the fibers. The invention relates to also a device for carrying out this method.

Unter einer stromlosen, chemischen Abscheidung ist ein Verfahren zu verstehen, bei dem Ionen eines Substanzmaterials, beispielsweise Metallionen, aus einer Reaktionslösung auf einem Gegenstand, der mit einem Überzug bereits-versehen sein kann, in einer Reduktionsreaktion abgeschieden werden. Das Material des zu überziehenden Gegenstandes bzw. seines Überzugs wirkt bei dieser Reduktionsreaktion als Katalysator.An electroless chemical deposition is a process too understand where the ions of a substance such as metal ions from a reaction solution on an object that has already been coated can be deposited in a reduction reaction. The material of the too The object to be coated or its coating acts in this reduction reaction as a catalyst.

Ein entsprechendes Abscheidungsverfahren ist aus der deutschen Offenlegungsschrift 1 696 487 bekannt. Bei diesem Verfahren werden Kohlenstoffäden, die gebündelt oder zu einer textilartigen Struktur angeordnet sein können, zunächst einem wäßrigen Oxidationsmittel wie beispielsweise konzentrierter Salpetersäure ausgesetzt. Nach dieser Vorbehandlung werden die Kohlenstoffäden in eine Reaktionslösung eingebracht, die das abzuscheidende Metall enthält und in einer Reduktionsreaktion ein Abscheiden auf den vorbehandelten Oberflächen der Kohlenstoffäden bewirkt.A corresponding deposition process is from the German Offenlegungsschrift 1,696,487 known. In this process, carbon threads that are bundled or can be arranged to form a textile-like structure, initially an aqueous one Exposed to oxidizing agents such as concentrated nitric acid. To this pretreatment the carbon threads are placed in a reaction solution, the contains the metal to be deposited and in a reduction reaction causes a deposition on the pretreated surfaces of the carbon threads.

Derartige mit einem Metallilberzug versehene Kohlenstoffäden können beispielsweise für Bürsten zur Stromübertragung zwischen einem feststehenden und einem rotierenden Maschinenteil einer elektrischen Maschine verwendet werden (vgl.Such carbon threads provided with a metal silver coating can for example for brushes for power transmission between a fixed and a rotating machine part of an electrical machine can be used (cf.

beispielsweise deutsche Offenlegungsschrift 1 910 906).e.g. German Offenlegungsschrift 1 910 906).

Bei dem aus der deutschen Offenlegungsschrift 1 696 487 bekannten Verfahren besteht jedoch die Gefahr, daß einzelne Fasern während des Beschichtungsvorganges aneinander haften und somit nur eine ungleichmäßige Beschichtung erreicht wird.In the case of the one known from German Offenlegungsschrift 1,696,487 Process, however, there is a risk that individual fibers during the coating process adhere to each other and thus only an uneven coating is achieved.

Diese Gefahr wird bei dem aus der britischen Patentschrift 1 309 252 bekannten Verfahren dadurch umgangen, daß das Faserbündel vor dem eigentlichen Beschichtungsvorgang durch eine sich in der Bewegungsrichtung des Bündels erweiternde Kammer geführt und dabei mehreren in Reihen angeordneten Flüssigkeitsstrahlen ausgesetzt wird. Die Anzahl dieser Flüssigkeitsstrahlen, die senkrecht zur Führungsrichtung des Bündels gerichtet sind, nimmt in der Bewegungsrichtung des Bündels stetig zu, wodurch die Fasern in entsprechender Weise auseinandergespreizt werden. Dieses Verfahren ist Jedoch verhältnismäßig aufwendig, ohne daß ein Aneinanderhaften einzelner Fasern, insbesondere wenn diese sehr dünn sind, völlig ausgeschlossen ist.This risk is identified in British Patent 1,309,252 known method bypassed that the fiber bundle before the actual coating process guided through a chamber that widens in the direction of movement of the bundle and thereby being exposed to a plurality of jets of liquid arranged in rows. The number of these jets of liquid that are perpendicular to the direction in which the bundle is guided are directed, increases steadily in the direction of movement of the bundle, whereby the Fibers are spread apart in a corresponding manner. This procedure is However, relatively complex, without individual fibers sticking to one another, especially if these are very thin, is completely excluded.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun, die bekannten Verfahren zu verbessern und zu vereinfacnen. Insbesondere soll ein Verfahren geschaffen werden, bei dem eine gleichmäßige Beschichtung einzelner, sehr dunner Fasern gewählt leistet ist.The object of the present invention is now the known methods to improve and simplify. In particular, a process is to be created in which a uniform coating of individual, very thin fibers is selected is.

Fur das eingangs genannte Verfahren besteht die Lösung dieser Aufgabe erfindungsgemäß darin, daß zumindest ein Teil des Faserbündeis locker aufgehängt wird und die Reaktionslösung an den Fasern dieses Teils entlanggeführt wird.There is a solution to this problem for the method mentioned at the beginning according to the invention in that at least part of the Fiber bundle ice loose is suspended and the reaction solution passed along the fibers of this part will.

Die Vorteile des Verfahrens nach der Erfindung bestehen insbesondere darin, daß sich die einzelnen Fasern in der Strömung der an ihnen entlangfließenden Reaktionslösung auseinanderspreizen und in Verbindung mit der Oberflächenspannung der Flüssigkeit eine Art Schlauch bilden. Durch das Auseinanderspreizen der Fasern kann die Reaktionslösung die Oberflächenteile aller Fasern erreichen. Auf diese Weise lassen sich die Fasern sowohl über die Länge als auch über den Querschnitt gleichmäßig beschichten.The advantages of the method according to the invention exist in particular in the fact that the individual fibers are in the current of those flowing along them Spread the reaction solution apart and in connection with the surface tension form a kind of tube of the liquid. By spreading the fibers apart the reaction solution can reach the surface parts of all fibers. To this In this way, the fibers can be traced both along their length and across their cross-section coat evenly.

Dieses Sich-Auseinanderspreizen der einzelnen Fasern wird vorteilhaft dadurch erreicht, daß die Reaktionslösung mit einer vorbestimmten Mindestgeschwindigkeit an den Einzelfasern des Faserbündels entlangströmt. Diese Mindestgeschwindigkeit kann durch einfache Versuche leicht ermittelt werden.This spreading apart of the individual fibers is advantageous achieved in that the reaction solution at a predetermined minimum rate flows along the individual fibers of the fiber bundle. This minimum speed can easily be determined by simple experiments.

Vorteilhaft wird jedoch eine vorbestimmte Höchstgeschwindigkeit der Strömung nicht überschritten, weil sonst die Strömung leicht zu Turbulenzen neigt und dadurch einzelne Fasern aneinanderhaften können.However, a predetermined maximum speed is advantageous Current not exceeded, because otherwise the current easily tends to turbulence and thereby individual fibers can adhere to one another.

FUr eine Beschichtung der Fasern werden vielfach neben dem eigentlichen stromlosen, chemischen Abscheidungsprozeß noch Vor- und Nachbehandlungsschritte mit verschiedenen Flüssigkeiten angewandt. Vorteilhaft läßt man diese Vor-oder Nachbehandlungsflüssigkeiten ebenfalls längs des locker aufgehängten Teils des Faserbündels entlangströmen.For a coating of the fibers are often in addition to the actual electroless, chemical deposition process and pre- and post-treatment steps applied with different liquids. These pretreatment or aftertreatment liquids are advantageously left in place also flow along the loosely suspended part of the fiber bundle.

Die an dem hängenden Teil des Faserbündels ablaufende Reaktionslösung und gegebenenfalls die Behandlungsflüsslgkeit können zweckmäßig aufgefangen und nochmals dem Faserbündel zugeführt werden. Es läßt sich so eine kontinuierliche Strömung entlang der Fasern einstellen. Darilber hinaus können auf diese Weise verhältnismäßig dicke Schichten mit einer gleichmäßigen Schichtdicke auf den einzelnen Fasern aufgebracht werden.The reaction solution running off the hanging part of the fiber bundle and optionally the treatment liquid can be appropriately collected and be fed again to the fiber bundle. It can be so continuous Adjust the flow along the fibers. You can also do this in this way relatively thick layers with an even layer thickness applied to the individual fibers will.

Gemäß einer Weiterbildung des Verfahrens nach der Erfindung kann das Faserbündel kontinuierlich über mehrere Transportvorrichtungen bewegt werden und die zwischen diesen Transportvorrichtungen hängenden Teile des Faserbündels der Reaktionslösung bzw. der Behandlungsflüssigkeit ausgesetzt werden.According to a development of the method according to the invention that can Fiber bundles are continuously moved over several transport devices and the parts of the fiber bundle hanging between these transport devices Reaction solution or the treatment liquid are exposed.

Besonders Faserbündel größerer Länge können so in einem Durchlaufverfahren allen für eine Beschichtung erforderlichen Verfahrensschritten ohne Unterbrechung unterzogen werden.In particular, fiber bundles of greater length can be processed in a continuous process all process steps required for a coating without interruption be subjected.

Zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung ist eine Vorrichtung besonders geeignet, die ein trichterförmiges Bauteil mit mindestens einer Abflußöffnung enthält, durch die das mit der Reaktionslösung oder mit der Flüssigkeit zu behandelnde Teil des Faserbündels hängend angeordnet ist, und die mit Mitteln zum Einspeisen der Reaktionslösung oder der Flüssigkeit in das trichterförmige Bauteil versehen ist.There is an apparatus for carrying out the method according to the invention particularly suitable that have a funnel-shaped component with at least one drainage opening contains by which the with the reaction solution or with the liquid to be treated Part of the fiber bundle is arranged hanging, and with means for feeding the reaction solution or the liquid is provided in the funnel-shaped component is.

Mit Hilfe dieses trichterförmigen Bauteils läßt sich eine turbulenzarme Strömung mit einer ausreichenden Strömungsgeschwindigkeit längs des hängenden Teils des Faserbündels erreichen.With the help of this funnel-shaped component, a low-turbulence can be achieved Flow with a sufficient flow velocity along the hanging part of the fiber bundle.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung dieser Vorrichtung wird der Innendurchmesser der Abflußöffnung des trichterförmigen Bauteiles mindestens doppelt so groß wie der Außendurchmesser des Faserbündels gewählt. Vorzugsweise kann der Innendurchmesser der Abflußöffnung drei- bis zehnmal größer als der Außendurchmesser des Faserbündels sein. Mit die-ser Maßnahme erhält man eine ausreichende Strömungsgeschwindigkeit der Reaktionslösung oder der Flessigkeit längs des Faserbündels und dadurch ein genügendes Aufspreizen der einzelnen Fasern des BUrideIs.According to an advantageous development of this device, the Inside diameter of the outlet opening of the funnel-shaped component at least twice chosen to be as large as the outer diameter of the fiber bundle. Preferably the The inside diameter of the drain opening is three to ten times larger than the outside diameter of the fiber bundle. With this measure one obtains a sufficient flow velocity the reaction solution or the liquid along the fiber bundle and thereby a Sufficient spreading of the individual fibers of the BUrideIs.

Eine weitere Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Düse zum Einspritzen der Reaktion§bsung oder der Flüssigkeit in den hängenden Teil des Faserbündels unterhalb des Aufhängepunktes vorgesehen ist. Auch mit dieser Maßnahme können die fUr eine Beschichtung günstigsten Strömungsverhältnisse längs der Fasern des Faserbündels erreicht werden.Another device for performing the method according to Invention is characterized in that at least one jet to inject the reaction solution or the liquid into the hanging part of the Fiber bundle is provided below the suspension point. Even with this measure the most favorable flow conditions for a coating along the fibers of the fiber bundle can be achieved.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung und deren in den Unteransprüchen gekennzeichneten Weiterbildungen wird auf die schematische Zeichnung Bezug genommen, in deren Fig. 1 als Ausführungsbeispiel eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung angedeutet ist. Fig. 2 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Vorrichtung zum Beschichten der Einzelfasern eines Faserbündels.To further explain the invention and its in the subclaims marked further developments, reference is made to the schematic drawing, in FIG. 1, as an exemplary embodiment, an apparatus for carrying out the method is indicated according to the invention. Fig. 2 shows another embodiment of a Device for coating the individual fibers of a fiber bundle.

Die in Fig. 1 als Querschnitt schematisch dargestellte Torrichtung enthält einen Trichter 2, durch dessen nach unten weisende Auslaßöffnung 3 ein Bündel 5 aus einer Vielzahl von Graphitfasern, von denen in der Figur nur einige wenige wiedergegeben sind, hindurchgeführt ist. Das Faserbündel wird oberhalb der mit 7 bezeichneten Trichteröffnung von einer in der Figur nicht dargestellten Haltevorrichtung gehalten und hängt locker nach unten. Unterhalb des frei hängenden Endes des Faserbündels 2 ist ein Auffangbecken 8 angeordnet, in dem sich eine Reaktionsflüssigkeit 10 befindet. Diese Reaktionsflüssigkeit kann mittels einer Pumpe 11 über eine Steigleitung 12 in die Trichteröffnung 7 eingeleitet werden, so daß der Trichter 2 teilweise mit dieser Reaktionsflüssigkeit gefüllt ist. Wie in der Figur durch einzelne Pfeile 14 angedeutet ist, fließt die Reaktionsflüssigkeit 10 aus dem Trichter durch die Trichterauslaßöffnung 3 längs der einzelnen Fasern des Faserbündels 5 nach unten und wird in dem Auffangbehälter 8 gesammelt. Der von der Reaktionsflüssigkeit 10 benetzte Teil des Faserbündels ist in der Figur mit 15, der unbenetzte Teil mit 16 bezeichnet.The door direction shown schematically as a cross section in FIG. 1 contains a funnel 2, through its downwardly facing outlet opening 3 a bundle 5 from a large number of graphite fibers, of which only a few in the figure are reproduced, is passed through. The fiber bundle is above the 7 designated funnel opening from a holding device not shown in the figure held and hangs down loosely. Below the free hanging end of the fiber bundle 2, a collecting basin 8 is arranged, in which a reaction liquid 10 is located. This reaction liquid can be conveyed by means of a pump 11 via a riser line 12 are introduced into the funnel opening 7, so that the funnel 2 partially with this reaction liquid is filled. As in the figure by individual arrows 14 is indicated, the reaction liquid 10 flows from the funnel through the Funnel outlet opening 3 along the individual fibers of the fiber bundle 5 downwards and is collected in the collecting container 8. The one from the reaction liquid 10 wetted part of the fiber bundle is in the figure with 15, the unwetted part with 16 designated.

Der Innendurchmesser der Trichterauslaßöffnung 3 ist dabei vorteilhaft doppelt so groß, vorzugsweise drei- bis zehnmal so groß wie der Außendurchmesser des Faserbündels 5 gewählt.The inside diameter of the funnel outlet opening 3 is advantageous here twice as large, preferably three to ten times as large as the outer diameter of the fiber bundle 5 selected.

Die in der Figur angedeutete Reaktionsflüssigkeit 10 kann insbesondere eine Reaktionslösung sein, mit der auf stromlosem, chemischem Wege auf den Fasern des Faserbündels 5 eine Substanz, insbesondere ein Metall, abgeschieden wird.The reaction liquid 10 indicated in the figure can in particular be a reaction solution with which on the fibers in an electroless, chemical way of the fiber bundle 5, a substance, in particular a metal, is deposited.

Da vielfach für eine Beschichtung des Faserbündels mehrere Vor- und Nachbehandlungsschritte angewandt werden, bei denen ebenfalls das Faserbündel einer entsprechenden Flüssigkeit ausgesetzt wird, lassen sich die Vorrichtung und das Verfahren nach der Erfindung vorteilhaft auch für diese Behandlungsschritte verwenden. Mit der Figur kann deshalb auch ein solcher Behandlungsschritt veranschaulicht sein. Die Reaktionsflüssigkeit 10 stellt dann die entsprechende Behandlungsflüssigkeit dar.Since in many cases several pre- and Post-treatment steps are used in which the fiber bundle is also a The device and the The method according to the invention can also be used advantageously for these treatment steps. Such a treatment step can therefore also be illustrated with the figure. The reaction liquid 10 then provides the corresponding treatment liquid represent.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung mit einer Vorrichtung nach Fig. 1 besteht das Bündel 5 aus etwa 10 000 einzelnen Graphitfasern mit Jeweils einem Durchmesser von 7,5 /um, wobei die Fasern auf 1 m Bündellänge 5-mal miteinander verdrillt sind. Die Auslaßöffnung 3 des Trichters 2 hat einen Innendurchmesser von 7 mm und eine nach unten weisende Länge von 2 cm. Die Höhe des Flüssigkeitsspiegels der Reaktionsflüssigkeit 10 in dem Trichter wird über die Zuflußmenge an Reaktionsflüssigkeit reguliert und beträgt beispielsweise 1 bis 5 cm. Die Länge des von der Reaktionsflüssigkeit 10 benetzten Teils 15 des Bündels 5 beträgt etwa 30 bis 60 cm. Der Auffangbehälter 8,die Pumpe II und das Steigrohr 12 sind vorteilhaft aus Kunststoff gefertigt, um Reaktionen mit den für eine Beschichtung erforderlichen Flüssigkeiten auszuschließen.According to an embodiment for carrying out the method according to According to the invention with a device according to FIG. 1, the bundle 5 consists of about 10 000 individual graphite fibers, each with a diameter of 7.5 / um, with the Fibers are twisted 5 times with each other on 1 m bundle length. The outlet port 3 of the funnel 2 has an inner diameter of 7 mm and one pointing downwards Length of 2 cm. The height of the liquid level of the reaction liquid 10 in the funnel is regulated by the inflow of reaction liquid and amounts for example 1 to 5 cm. The length of the wetted by the reaction liquid 10 Part 15 of the bundle 5 is about 30 to 60 cm. The collecting container 8, the pump II and the riser pipe 12 are advantageously made of plastic in order to react with the liquids required for a coating.

Die Förderleistung der Pumpe 11 beträgt beispielsweise 1 1/min.The delivery rate of the pump 11 is, for example, 1 1 / min.

Mit dieser Vorrichtung kann das Faserbündel 5 mit bekannten Lösungen stromlos verkupfert werden. Gemäß einem Ausführungsbeispiel werden die folgenden Verfahrensschritte nacheinander durchgeführt: 1. Spülung der Oberflächen der Graphitfasern bei Raumtemperatur etwa 10 min. lang mit einer Reinigungsflüssigkeit (beispielsweise Shipley: Conditioner 1165).With this device, the fiber bundle 5 can with known solutions be copper-plated without current. According to one embodiment, the following Process steps carried out one after the other: 1. Rinsing the surfaces the graphite fibers at room temperature for about 10 minutes with a cleaning liquid (e.g. Shipley: Conditioner 1165).

2. Spülung des Faserbündels mit Wasser.2. Rinsing the fiber bundle with water.

3. Behandlung des Faserbündels etwa 1 bis 2 min. lang mit Salzsäure, die im Verhältnis 1:3 mit Wasser verdünnt ist, zur Beseitigung von Wasserresten auf den Graphitoberflächen.3. Treatment of the fiber bundle for about 1 to 2 minutes with hydrochloric acid, which is diluted with water in a ratio of 1: 3 to remove water residues on the graphite surfaces.

4. Bespülung des Faserbündels etwa 3 bis 4 min. lang mit einem katalytischen Mittel, beispielsweise einer Palladiumchloridlösung.(z.B. Shipley: Catalyst 9F). Bei diesem Behandlungsschritt bilden sich Keime des katalytischen Mittels an den Oberflächen der einzelnen Graphitfasern.4. Rinsing the fiber bundle for about 3 to 4 minutes with a catalytic Means, for example a palladium chloride solution (e.g. Shipley: Catalyst 9F). During this treatment step, nuclei of the catalytic agent form on the Surfaces of the individual graphite fibers.

5. Spülung des Faserbündels mit Wasser, um Reste des katalytischen Mittels aus dem Faserbündel abzuspülen.5. Rinsing the fiber bundle with water to remove any residues of the catalytic Rinse off the fiber bundle using means.

6. Spülung des Faserbündels mit einer Aufbereitungslösung, beispielsweise mit einer zinnchloridhaltigen Lösung (z.B.6. Rinsing the fiber bundle with a treatment solution, for example with a solution containing tin chloride (e.g.

Shipley: Accellorator 19). Mit dieser Aufbereitungslösung wird das auf der Oberfläche der Fasern des Faserbündels 5 abgeschiedene katalytische Mittel, beispielsweise das Palladiumchlorid, umgesetzt. Dabei erhalt man die eigentliche Katalysatorsubstanz, d.h. die Oberflächen der Fasern sind nunmehr mit Palladiumkeimen besetzt. Shipley: Accellorator 19). With this reprocessing solution that becomes catalytic agents deposited on the surface of the fibers of the fiber bundle 5, for example the palladium chloride, implemented. You get the real one Catalyst substance, i.e. the surfaces of the fibers are now nucleated with palladium occupied.

7. Spülung des Faserbündels mit Wasser zur Abspülung verbleibender Reste der Aufbereitungslösung.7. Rinse the fiber bundle with water to rinse off any remaining Remnants of the processing solution.

8. Spülung etwa 8 bis 12 min. lang bei 65 0G mit einer kupferhaltigen Reaktionslösung (z.B. Shipley: CP74). Bei diesem -Behandlungsschritt wird auf stromlosem, chemischem Wege aus der Reaktionslösung auf der Katalysatorsubstanz das Kupfer abgeschieden. Sobald sich auf den Palladiumkeimen auf den Oberflächen der Einzelfasern eine Kupferschicht gebildet haty wirkt diese als Katalysator für den weiteren Beschichtungsvorgang, 9. Spülung in beschichteten Faserbündels mit Wasser und 3-0-. abschließend Trocknung des Faserbündels Mit diesem Verfahren wird beispielsweise einer Kupferschicht von 1 Zum Dicke gleichm.lEig auf den einzelnen Fasern des Faserbün'dels abge schle ri Falls die Einzelfasern des Faserbündels nicht verkupfert, sondern vernickelt werden sollen, können für den Verfahrensschritt Nr. 8 bei dem mittels stromloser, chemischer Abscheidung aus der Reaktionslösung eine Beschichtung erfolgt, andere handelsübliche Lösungen vorgesehen werden (z.B. Shipley: Niposit 468).8. Rinse for about 8 to 12 minutes at 65 0G with a copper-containing Reaction solution (e.g. Shipley: CP74). In this treatment step, electricity-free, The copper is chemically deposited from the reaction solution onto the catalyst substance. As soon as there is a copper layer on the surfaces of the individual fibers on the palladium nuclei haty has formed this acts as a catalyst for the further coating process, 9. Rinse in coated fiber bundle with water and 3-0-. finally drying of the fiber bundle With this method, for example, a copper layer of 1 Grind evenly on the individual fibers of the fiber bundle for thickness If the individual fibers of the fiber bundle should not be copper-plated but rather nickel-plated, can be used for process step no. 8 by means of electroless, chemical deposition a coating is made from the reaction solution, other commercially available solutions provided (e.g. Shipley: Niposit 468).

Zur stromlosen, chemischen Abscheidung von Kobalt auf den Graphitfasern kann ferner eine bekannte Lösung aus Kobaltsulfat, Natriumcitrat, Ammoniumhydrogencitrat, Ammoniumsulfat und Natriumhypophosphit etwa 12 min. lang bei 900C verwendet werden (J. Electrochem. Soc., Vol. 113, 1966, S. 547).For electroless, chemical deposition of cobalt on the graphite fibers a known solution of cobalt sulfate, sodium citrate, ammonium hydrogen citrate, Ammonium sulfate and sodium hypophosphite are used at 90 ° C for about 12 minutes (J. Electrochem. Soc., Vol. 113, 1966, p. 547).

Zur Abscheidung von Zinn wird zweckmäßig zunächst eine Kupferbeschichtung der Graphitfasern vorgenommen. Anschließend erfolgt die eigentliche Zinnabscheidung auf der hergestellten Kupferunterlage aus einer entsprechenden Lösung (z.B. Shipley: LT 25).For the deposition of tin, a copper coating is expedient first made of graphite fibers. The actual tin deposition then takes place on the prepared copper base from an appropriate solution (e.g. Shipley: LT 25).

In Fig. 2 ist ein Teil einer Vorrichtung zur Beschichtung großer Längen eines Faserbündels 20 im Durchlaufverfahren schematisch angeordnet. Teile der Vorrichtung, die denen der Vorrichtung nach Fig. 1 entsprechen, sind in Fig. 2 mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Das Faserbündel 20 wird dabei nicht oberhalb eines Trichters festgehalten, sondern nachenander über mehrere Transportrollen 22.geführt, wobei es jeweils zwischen 2 benachbarten Transportrollen als nach unten hängende Schlaufe ausgebildet ist. Die vertikal verlaufenden Teile des Faserbündels 20 sind durch entsprechende Auslaßöffnungen 3 eines trichterförmigen Bauteils 23 hindurchgeführt. Die einzelnen, für eine Beschichtung erforderlichen Lösungen, beispielsweise die Reaktionsflüssigkeit 10, fließt somit an den durch diese Auslaßöffnungen 3 nach unten hängenden Teilen des Faserbündels 20 ab und wird in einem unterhalb der einzelnen Schlaufen angeordneten Auffangbehälter 8 gesammelt. Von dort aus wird die Reaktionsflüssigkeit 10 bzw. die anderen Lösungen über eine Pumpe 11 und ein Steigrohr 12 in das trichterförmige Bauteil 23 wieder eingespeist.In Fig. 2 is part of a device for coating great lengths a fiber bundle 20 arranged schematically in a continuous process. Parts of the device, which correspond to those of the device according to FIG. 1 are shown in FIG. 2 with the same Provided with reference numerals. The fiber bundle 20 is not above a funnel held, but guided one after the other over several transport rollers 22., wherein each between 2 adjacent transport rollers as a loop hanging down is trained. The vertically extending parts of the fiber bundle 20 are through corresponding outlet openings 3 of a funnel-shaped component 23 passed through. The individual solutions required for a coating, for example the Reaction liquid 10, thus continues to flow through these outlet openings 3 below hanging parts of the fiber bundle 20 and is in a below the individual Collecting container 8 arranged in loops. From there, the reaction liquid becomes 10 or the other solutions via a pump 11 and a riser pipe 12 into the funnel-shaped Component 23 fed back in.

In Fig. 2 sind lediglich 2 Transportrollen 22 und ein Auffangbehälter 8 angedeutet0 Die Vorrichtung kann jedoch mit der nötigen Anzahl von Transportrollen und Bädern ausgerüstet werden so daß bei einem einzigen Durchlauf vom Anfang zum Ende der Vorrichtung alle für eine Beschichtung erforderlichen Verfahreneschritte nacheinander ausgeführt werden können und am Ende der Vorrichtung das fertig beschichtete Faserbündel erhalten wird0 Auch ehrfach-Beschichtungen9 beispielsweise mit Nickel und Kupfers lassen sich auf diese Weise herstellen.In Fig. 2 there are only two transport rollers 22 and a collecting container 8 indicated0 The device can, however, with the necessary number of transport rollers and baths are equipped so that in a single pass from the beginning to the End of the device all process steps required for a coating can be carried out one after the other and at the end of the device the finished coated Fiber bundle is obtained0 also multiple coatings9, for example with nickel and copper can be made in this way.

Beim Durchlaufen von 2 oder mehr Schleifen der Vorrichtung nach Fig. 2 und dem damit verbundenen Aufliegen des Faserbündels 20 auf dem oberen Teil der Transportrollen 22 werden dessen einzelne Fasern zwangsweise gegeneinander verschoben0 Dadurch wird zusätzlich erreicht 9 daß kleinere Faserbündelteile, die sich gegebenenfalls beim Durchlauf einer Schleife nicht ausreichend gespreizt und sich somit gegenseitig abgedeckt haben, beim Durchlauf der nächsten Schleife wieder öffnen.When going through 2 or more loops of the device according to Fig. 2 and the associated resting of the fiber bundle 20 on the upper part of the Transport rollers 22 whose individual fibers are forcibly shifted against each other0 This also achieves 9 that smaller fiber bundle parts, which may be not sufficiently spread when running through a loop and therefore mutually exclusive open again when running through the next loop.

Eine gleichmäßige Beschichtung der einzelnen Fasern des Bündels läßt sich somit gewährleisten.A uniform coating of the individual fibers of the bundle can thus guarantee yourself.

Darüber hinaus tritt bei den einzelnen erforderlichen Spülungen der Fasern mit Wasser zwischen 2 Behandlungsschritten mit den speziellen Reaktionsflüssigkeiten an jedem aufsteigenden Zweig einer Schleife die bekannte Gegenstrom-Virung auf, mit der eine gründliche Spülung der einzelnen Fasern erreicht wird.In addition, the rinsing required by the individual occurs Fibers with water between 2 treatment steps with the special reaction liquids the well-known countercurrent virus on each ascending branch of a loop, with which a thorough rinsing of the individual fibers is achieved.

Durch eine entsprechende Wahl der Schleifen je Bad kann das Verhältnis der Reaktionsdauer der einzelnen Behandlungsschritte zueinander eingestellt werden. Die Durchlaufgeschwindigkeit wird dabei so gewählt, daß die gewünschte Abscheidungsdauer und damit Schichtdicke erreicht wird.By appropriately choosing the loops for each bathroom, the ratio the reaction time of the individual treatment steps can be adjusted to one another. The throughput speed is chosen so that the desired deposition time and thus the layer thickness is achieved.

Der Durchmesser der Transportrollen 22 muß ausreichend groß gewählt werden, beispielsweise mindestens 10 cm haben, damit die Biegefestigkeit der einzelnen Graphitfasern des Faserbündels 20 nicht überschrItten wird. Die Transportrollen sind auf ihren Laufflächen mit einem Material belegt, das resistent gegen die einzelnen Reaktionsflüssigkeiten ist und das ein Rutschen des Faserbündels verhindert. Hierfür geeignete Materialien sind beispielsweise Gummi oder Viton.The diameter of the transport rollers 22 must be chosen to be sufficiently large be, for example, at least 10 cm, so that the flexural strength of each Graphite fibers of the fiber bundle 20 is not exceeded. The transport rollers are covered with a material on their running surfaces that is resistant to the individual Is reaction liquids and prevents slipping of the fiber bundle. Therefor suitable materials are, for example, rubber or Viton.

Wenn bei Mehrfach-Beschichtungen ein edleres auf einem unedleren Metall abgeschieden werden soll, ergeben sich häufig Schwierigkeiten, weil zunächst infolge lonenaustausches das unedlere Metall insbesondere im Inneren des Faserbündels abgetragen wird. Dies kann dadurch verhindert werden, daß zu Beginn des Abscheidungsprozesses des edleren Metalls das Faserbündel im Bad als Kathode einer Elektrolyse strecke geschaltet wird, so daß die Auflösung des unedleren Metalls unterdrückt wird. Sobald dann die gesamte Oberflache mit dem edleren Metall bedeckt ist, kann die Elektrolyse spannung abgeschaltet werden. Diese Zusatzmaßnahmen können beim Durchlaufverfahren mittels der Vorrichtung nach Fig. 2 beispielsweise beim Einlaufen des Faserbündels in das erste trichterförmige Bauteil 23 angewendet werden. Der Elektrolyse strom wird zweckmäßig zwischen 2 und 500 mA pro cm2 61112 Faseroberfläche, vorzugsweise zwischen 10 und 100 mA/cm2 gewählt.If, in the case of multiple coatings, a noble metal is applied to a less noble metal Is to be deposited, difficulties often arise because initially as a result Ion exchange removes the less noble metal, especially in the interior of the fiber bundle will. This can be prevented by starting the deposition process of the noble metal, the fiber bundle in the bath as the cathode of an electrolysis stretch is switched so that the dissolution of the base metal is suppressed. As soon then the entire surface is covered with the nobler metal, electrolysis can take place voltage can be switched off. These additional measures can be used with the continuous process by means of the device according to FIG. 2, for example when the fiber bundle enters can be used in the first funnel-shaped component 23. The electrolysis electricity is expediently between 2 and 500 mA per cm2 61112 fiber surface, preferably chosen between 10 and 100 mA / cm2.

Bei den in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsformen einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist davon ausgegangen, daß die einzelnen Lösungen und insbesondere die Reaktionsflüssigkeit 10 mittels eines trichterförmigen Bauteils an die einzelnen Fasern des Faserbündels geleitet werden. Es können jedoch auch andere Vorrichtungen zur Zuführung der Reaktionslösungen vorgesehen werden. Mit diesen Vorrichtungen muß lediglich gewährleistet sein, daß die Reaktionslösungen mit einer vorgegebenen Anfangsgeschwindigkeit längs der Fasern strömen. Hierzu können beispielsweise auch eine oder mehrere Düsen dienen, mit deren Hilfe die Reaktionsflüssigkeiten in den hängenden Teil des FaserbUndels unterhalb des Aufhängepunktes zumindest annähernd in Faserlängsrichtung eingespritzt werden.In the embodiments shown in FIGS. 1 and 2 a Apparatus for performing the method is based on the assumption that the individual Solutions and in particular the reaction liquid 10 by means of a funnel-shaped Component are passed to the individual fibers of the fiber bundle. It can, however other devices for supplying the reaction solutions can also be provided. With these devices it must only be ensured that the reaction solutions flow along the fibers at a given initial speed. You can do this For example, one or more nozzles are also used, with the aid of which the reaction liquids in the hanging part of the fiber bundle below the suspension point are injected at least approximately in the longitudinal direction of the fibers.

22 Patentansprüche 2 Figuren Leerseite22 claims 2 figures Blank page

Claims

Patentansprüche 1 Verfahren zur Beschichtung von Einzelfasern eines BUndels,bei dem das Fasertiindel einer Reaktionslösung ausgesetzt wird, aus der auf stromlosem, chemischem Wege eine Substanz auf den Fasern abgeschieden wird, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil des Faserbündels ( 203 locker aufgehängt wird und die Reaktionslösung an den Fasern dieses Teils (15) entlanggeführt wird.Claims 1 method for coating individual fibers of a Bundles in which the fiber material is exposed to a reaction solution from which a substance is deposited on the fibers in an electroless, chemical way, characterized in that at least part of the fiber bundle (203 is loosely suspended and the reaction solution is guided along the fibers of this part (15).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Faserbündel (5, 20) einseitig aufgehängt wird (Fig. 1).2. The method according to claim 1, characterized in that the fiber bundle (5, 20) is hung on one side (Fig. 1).

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Faserbündel ( 20) beidseitig aufgehängt wird (Fig. 2).3. The method according to claim 1, characterized in that the fiber bundle (20) is hung on both sides (Fig. 2).

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionslösung (10) mit einer vorbestimmten Mindestgeschwindigkeit an den Einzelfasern des Faserbündels (5, 20) entlangströmt.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that that the reaction solution (10) with a predetermined minimum speed to the Individual fibers of the fiber bundle (5, 20) flows along.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine vorbestimmte Höchstgeschwindigkeit der Strömung nicht überschritten wird.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that that a predetermined maximum speed of the flow is not exceeded.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Substanz ein Metall gewählt wird.6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that that a metal is chosen as the substance.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Substanz Kupfer oder Nickel oder Kobalt oder Zinn vorgesehen wird.7. The method according to claim 6, characterized in that the substance Copper or nickel or cobalt or tin is provided.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem das Faserbündel vor und/oder nach dem Abscheidungsprozeß der Substanz mit Jeweils mindestens einer Flüssigkeit behandelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlungsflüssigkeit längs des locker aufgehängten Teils des Faserbündels (5, 20) entlanggeführt wird.8. The method according to any one of claims 1 to 6, wherein the fiber bundle before and / or after the deposition process of the substance with at least one each Liquid is treated, characterized in that the treatment liquid along the loosely suspended part of the fiber bundle (5, 20).

9. Verfahren nach einem der Anspruche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionsl5sung (1O bzw. die Behandlungsflüssigkeit am oberen Ende des hängenden Teils des Faserbündels (), 20) zugeleitet wird 9. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that that the reaction solution (10 or the treatment liquid at the upper end of the hanging Part of the fiber bundle (), 20) is fed

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionslösung (10) bzw. die Behandlungsflüssigkeit eingespritzt wird.10. The method according to claim 9, characterized characterized in that the reaction solution (10) or the treatment liquid is injected will.

11. Verfahren nach einem der Anspruche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die ablaufende Reaktionslösung (10) bzw. die Behandlungsflüssigkeit aufgefangen und nochmals den Faserende (5, 20) zugeführt wird.11. The method according to any one of claims 1 to 10, characterized in that that the running off reaction solution (10) or the treatment liquid is collected and the fiber end (5, 20) is fed again.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Faserbündel (5, 20) mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit entgegen der Strömungsrichtung der Reaktionslösung (10) bzw. der Behandlungsflüssigkeit bewegt wird.12. The method according to any one of claims 1 to 11, characterized in that that the fiber bundle (5, 20) at a predetermined speed against the Moved direction of flow of the reaction solution (10) or the treatment liquid will.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Faserbündel (5, 20) kontinuierlich über mehrere Transportvorrichtungen bewegt wird und die zwischen diesen Transportvorrichtungen hangenden Teile des Faserbündels der Reaktionslösung (10) bzw. der Behandlungsflüssigkeit ausgesetzt werden.13. The method according to any one of claims 1 to 11, characterized in that that the fiber bundle (5, 20) moves continuously over several transport devices and the parts of the fiber bundle hanging between these transport devices the reaction solution (10) or the treatment liquid are exposed.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13 zur Beschichtung von Einzelfasern, auf denen bereits ein erstes Metall abgeschieden wurde, mit einem weiteren Metall, das vergleichsweise edler als das erste Metall ist, dadurch gekennzeichnet, daß zu Beginn des Beschichtungsvorganges mit dem edleren Metall an das als Kathode geschaltete Faserbündel (5, 20) in einem Elektrolysebad eine vorgegebene Spannung mindestens so lange angelegt wird, bis die Oberflächen der Einzelfasern mit einer dUnnen Schicht aus dem edleren Metall überzogen sind.14. The method according to any one of claims 1 to 13 for coating Individual fibers, on which a first metal has already been deposited, with a another metal that is comparatively more noble than the first metal, characterized in that that at the beginning of the coating process with the more noble metal as the cathode switched fiber bundles (5, 20) in an electrolysis bath a predetermined voltage is applied at least until the surfaces of the individual fibers with a are coated with a thin layer of the nobler metal.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß ein Elektrolyse strom zwischen 2 und 500 mA pro cm2 Faseroberfläche gewählt wird.15. The method according to claim 14, characterized in that an electrolysis current between 2 and 500 mA per cm2 fiber surface is selected.

16. Verfahren nach Anspruch-14, dadurch gekennzeichnet, daß ein Elekträlysestrom zwischen 10 und 100 mA pro cm2 Faseroberfläche gewählt wird.16. The method according to claim 14, characterized in that an Elekträlysestrom between 10 and 100 mA per cm2 fiber surface is selected.

17. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 16, gekennzeichnet durch ein trichterförmiges Bauteil (2, 23) mit mindestens einer Abflußöffnung (3), durch die der mit der Reaktionslösung (10) oder mit der Flüssigkeit zu behandelnde Teil des Faserbündels (5, 20) hängend angeordnet ist, sowie durch Mittel zum Einspeisen der Reaktionslösung (10) oder der Behandlungsflüssigkeit in das trichterförmige Bauteil.17. Device for performing the method according to one of the claims 1 to 16, characterized by a funnel-shaped component (2, 23) with at least a drain opening (3) through which the with the reaction solution (10) or with the The part of the fiber bundle (5, 20) to be treated is arranged hanging, and by means for feeding the reaction solution (10) or the treatment liquid into the funnel-shaped component.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17,dadurch gekennzeichnet, daß zum Einspeisen der Reaktionslösung (10) oder der Behandlungsflüssigkeit eine Pumpe (11) vorgesehen ist.18. Apparatus according to claim 17, characterized in that for feeding a pump (11) is provided for the reaction solution (10) or the treatment liquid is.

19. Vorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser der Abflußöffnung (3) des trichterförmigen Bauteils (2, 23) mindestens doppelt so groß wie der Außendurchmesser des Faserbündels (5, 20) ist.19. Apparatus according to claim 17 or 18, characterized in that that the inner diameter of the discharge opening (3) of the funnel-shaped component (2, 23) at least twice as large as the outer diameter of the fiber bundle (5, 20) is.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser der Abflußöffnung (3) drei- bis zehnmal größer als der Außendurchmesser des Faserbündels (2, 20) ist.20. The device according to claim 19, characterized in that the The inside diameter of the drainage opening (3) is three to ten times larger than the outside diameter of the fiber bundle (2, 20).

21. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Düse zum Einspritzen der Reaktionslösung (10) oder der Behandlungsflüssigkelt in den hängenden Teil des Faserbündels (5, 20) unterhalb des Aufhängepunktes vorgesehen ist.21. Device for performing the method according to one of the claims 1 to 16, characterized in that at least one nozzle for injecting the reaction solution (10) or the treatment liquid in the hanging part of the fiber bundle (5, 20) is provided below the suspension point.

22 Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere, auf einer Achse hintereinander angeordnete Transportrollen (22) vorgesehen sind, zwischen denen Jeweils das Faserbündel (5, 20) in Form einer Schlaufe hängend angeordnet ist.22 Device according to one of claims 17 to 21, characterized in that that several transport rollers (22) arranged one behind the other on an axis are provided are, between each of which the fiber bundle (5, 20) is hanging in the form of a loop is arranged.