DE69613289T2

DE69613289T2 - Mit elektrisch leitfähigen Polymeren vormetallisierte Gegenstände mit poröser Struktur und Verfahren zu deren Herstellung

Info

Publication number: DE69613289T2
Application number: DE69613289T
Authority: DE
Inventors: Bernard Bugnet; Max Costa; Denis Doniat; Jacques Doniat; Robert Rouget
Original assignee: Societe de Conseil et de Prospective Scientifique SA SCPS
Current assignee: Societe de Conseil et de Prospective Scientifique SA SCPS
Priority date: 1995-08-04
Filing date: 1996-08-01
Publication date: 2002-05-02
Anticipated expiration: 2016-08-02
Also published as: US6290832B1; ES2159707T3; JP3905939B2; US20010053647A1; DE69613289D1; US6743501B2; JPH09125279A; EP0761710B1; FR2737507B1; FR2737507A1; EP0761710A1

Description

Die Erfindung betrifft die Herstellung metallischer oder metallisierter komplexer poröser Strukturen.
Die Erfindung betrifft insbesondere die Herstellung metallischer oder metallisierter komplexer poröser Strukturen für eine Verwendung als Elektroden für die Elektrolyse ausströmender Flüssigkeiten, Träger von Elektroden für elektrochemische Generatoren, Träger von Katalysatoren, Filtermedien, akustische Isolatoren, Schutzstrukturen gegen elektromagnetische oder nukleare oder andere Einwirkungen.
Die erfindungsgemäßen metallischen oder metallisierten Strukturen sind Schaumstoffe, Filze oder Webstoffe und weisen eine hohe Porosität mit offenen Poren auf, wobei ein dichtes Netz aus Fasern oder Maschen als dreidimensionales Gerüst ausgebildet ist, das eine Vielzahl von miteinander und mit der Umgebung der Strukturen in Verbindung stehenden offenen Zwischenräumen definiert.
Schaumstoffe sind zellartige netzförmige Strukturen mit großer Porosität (über 80% und kann 98% erreichen) und offenen Poren durch sogenannte Entdeckelung, deren netzförmige Maschen alle oder wenigstens in einem wesentlichen Ausmaß miteinander in Verbindung stehen.
Filze bestehen aus willkürlichen Verflechtungen nicht gewebter Fasern, die untereinander in Verbindung stehende Zwischenfaserräume von variabler Form und Größe begrenzen.
Webstoffe sind aus einer Ansammlung von Fäden oder Textilfasern bestehende Strukturen, die durch Weben oder Stricken miteinander verflochten sind. Sie können dicke und komplexe Formen annehmen, insbesondere wenn sie aus zwei extern gewebten Bahnen zusammen gesetzt sind, die durch Verstricken von Fäden miteinander verbunden werden, die diese voneinander beabstandet, aber auch zusammen halten. Webstoffe dieser Art werden beispielsweise durch Webstühle des Typs Rachel hergestellt.
Diese unterschiedlichen komplexen porösen Strukturen, die erfindungsgemäß dazu vorgesehen sind, über ihre gesamte Dicke hinweg und auf ihrer gesamten Oberfläche ohne Verstopfung der Poren metallisiert zu werden, können aus unterschiedlichen Grundmaterialien bestehen.
Bei Schaumstoffen handelt es sich um organisches Material, mineralisch oder synthetisch, und insbesondere um Polymere wie Polyester, Polyamid, Polyurethan oder Polyether.
Bei Filzen oder Webstoffen handelt es sich ebenfalls um mineralisches oder synthetisches organisches Material, wie beispielsweise die vorbezeichneten Polymere, Fasern aus Glas, Gestein oder Kohlenstoff oder Naturfasern wie Baumwolle, Leinen oder dergleichen.
Für solche Strukturen wurden bereits verschiedene Metallisierungsverfahren vorgeschlagen. Unter diesen finden sich:
- Chemische Ablagerung gefolgt von einer oder mehreren elektrochemischen Abscheidungen,
- Ablagerung insbesondere von Kohlenstoff oder Grafit gefolgt von einer oder mehreren elektrochemischen Abscheidungen,
- Metallablagerung im Vakuum, insbesondere durch Kathodenzerstäubung, Gasdiffusion oder ionische Ablagerung gefolgt von einer oder mehreren elektrochemischen Abscheidungen,
- Chemische Ablagerung in der Dampfphase.
In allen Fällen, in denen eine elektrochemische Abscheidung zur Anwendung gelangt, ist zunächst die Sensibilisierung der auf galvanischem Wege zu metallisierenden Oberfläche üblich, mit anderen Worten, sie elektrisch leitfähig zu machen. Eine solche Wirkung entfaltet der Schritt der "Vormetallisierung" oder der "Aktivierung der Leitfähigkeit", der bei den meisten vorbezeichneten Verfahren (chemische Ablagerung, Ablagerung von Kohlenstoffteilchen, Ablagerung im Vakuum) zur Anwendung gelangt.
Die vorliegende Erfindung zielt insbesondere darauf ab, ein Verfahren zur Vormetallisierung bereitzustellen, das bei der Herstellung metallischer komplexer poröser Strukturen zur Anwendung kommt, wobei das vorliegende Verfahren verschiedene Vorteile gegenüber früheren Techniken zur Herstellung dieser Erzeugnisse aufweist.
Im industriellen Maßstab stellt die chemische Ablagerung ein kostenintensives Verfahren dar, das manchmal nur schwer beherrschbar ist. Es setzt die Anwendung teurer chemischer Produkte (Zinn, Palladium, ...) voraus und macht für komplexe poröse Strukturen mit ihrem großen Aufnahmevermögen zwischen jedem Verfahrensschritt delikate Spülungen erforderlich, um ein unerwünschtes Mitreißen an reaktiven Zusatzstoffen von einem Behandlungsbad in das nächste zu vermeiden. Dieses Verfahren, insoweit es zu einer im Allgemeinen sehr wirkungsvollen Vormetallisierung mit einem hohen Eindringvermögen in die zu behandelnden Strukturen führt, schafft aufgrund der Notwendigkeit, die auslaufenden Flüssigkeiten aufzuarbeiten, eine zusätzliche Kostenquelle.
Die heutzutage im industriellen Bereich zur Herstellung von metallischem Schaumstoff weit verbreitete Ablagerung von Kohlenstoff- oder Grafitteilchen ist sowohl im Hinblick auf die Ausgangsprodukte als auch auf die Investitionen für seine Umsetzung relativ kostengünstig. Es weist dennoch drei verschiedenartige Nachteile auf:
- Die Kohlenstoffteilchen bilden keine kontinuierlich leitfähige Ablagerung auf der Oberfläche der Maschen der Struktur aus. Die elektrochemische Metallisierung muss nun ausgehend von diesen Teilchen zwischen diesen eine Überbrückung erreichen. In einigen Fällen ist der Fortschritt der ersten Phase der galvanischen Abscheidung über das Gesamtvolumen der Struktur hinweg sehr langsam, bevor dies vorzugsweise mit einer verstärkten Leitfähigkeit der Struktur von anodischen Metallkontakten übernommen wird, um ökonomisch vertretbare Geschwindigkeiten der Ummantelung zu erreichen.
- Auf Grund der Größe der Kohlenstoffteilchen erlaubt die Technik ohne Verstopfung der inneren Poren keine Behandlung sehr dichter Strukturen: Schaumstoff mit einer Porosität über 100 ppl (100 Poren pro Zoll in einer Richtung), dichte Filze oder dichte und feinmaschige Webstoffe mit feinen Fasern, deren zwei extern gewebte Schichten durch verstrickte Fäden miteinander verbunden sind, die diese voneinander beabstandet halten und gleichzeitig miteinander verbinden.
- Die Ablagerung von Kohlenstoffteilchen erschwert durch einen wesentlichen Anstieg ihrer Masse den Pyrolyseschritt der organischen Materialien im Anschluss an die Metallisierung.
Von den im Vakuum durchzuführenden Ablagerungsverfahren zur Vormetallisierung komplexer poröser Strukturen gemäß der vorliegenden Erfindung wird in der Industrie nur die Kathodenzerstäubung eingesetzt. Diese Technik ist in der FR 2558485 vom 25. Januar 1984 beschrieben und wird für die in Betracht zu ziehenden Anwendungen im Allgemeinen als am geeignetsten betrachtet.
Sie erfordert jedoch den Einsatz komplizierter industrieller Gerätschaften sowie die Durchführung genauer und delikater Verfahrensschritte, wobei die Investitionen für das Zubehör der Produktion relativ hoch sind. Zur Zeit wird dieses Verfahren durch zwei Randwerte begrenzt:
- Obwohl das Verfahren die Herstellung komplexer poröser Strukturen mit einer kontinuierlichen homogenen Ablagerung und einem hohen Eindringungsgrad erlaubt, wird es im Hinblick auf die Dicke des zu behandelnden Substrats sowie im Hinblick auf die Dichte Fasern oder Maschen (wobei die zwei Kriterien kombiniert werden können) begrenzt, insbesondere wenn das Substrat aus einem temperaturbeständigen organischen Material gebildet wird.
Zur Zeit erlaubt das Verfahren eine stapelweise Verarbeitung (Verarbeitung von Plättchen) oder eine halbkontinuierliche Verarbeitung (Bearbeitung von Rollen), aber keine kontinuierliche Verarbeitung zu ökonomisch vertretbaren Kosten.
Die vorbezeichneten Verfahren der Vormetallisierung sind für die industrielle Produktion mit großen Stückzahlen ausgelegt, weisen jedoch die beschriebenen Nachteile auf. Es ist darüber hinaus in der Regel immer wünschenswert, die Kosten vorhandener Verfahren zu senken, diese einfacher umzusetzen und folglich die Kosten der jeweiligen Erzeugnisse zu verringern. Diese beiden Vorteile werden mit Hilfe der vorliegenden Erfindung erzielt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, mittels einer besonderen und originellen Anpassung eines vorbekannten Verfahrens im Hinblick auf eine möglichst einfache Durchführung in der Praxis, die galvanische Metallisierung komplexer poröser Strukturen durch eine Vormetallisierung zu ermöglichen, die durch eine vorausgehende Ablagerung eines leitenden Polymers herbeigeführt wird. Die anschließende Metallisierung kann dann unter bestimmten Bedingungen durchgeführt werden, die von den Eigenschaften der vormetallisierten Schicht abhängig sind.
Die Verwendung leitfähiger Polymere zur galvanischen Abscheidung ist bereits bekannt. Diese Verwendung sowie sonstige frühere Techniken der Vormetallisierung wurden im Hinblick auf die Behandlung einfacher oder relativ einfacher Oberflächen ersonnen, definiert und umgesetzt, also im Hinblick auf glatte Oberflächen oder glatte Oberflächen mit Löchern, die einen Durchmesser über 0,5 mm und eine Tiefe in der Größenordnung von einem Millimeter aufweisen. Hier handelt es sich insbesondere um die Vormetallisierung von Platten mit aufgedruckten Schaltkreisen.
Die Vormetallisierungsbehandlung der weiter oben beschriebenen komplexen porösen Strukturen durch Ablagerung von leitfähigen Polymeren lässt sich nicht direkt von der zur Sensibilisierung einfacher Oberflächen verwendeten Implementierung ableiten. Deren zweckmäßige Umsetzung erforderte im Übrigen zahlreiche erfolglose Anläufe, wie anhand der sich anschließenden Darstellung nachvollziehbar werden wird.
Es ist bekannt, dass Techniken im Zusammenhang mit Ablagerung von Metall oder Legierungen auf glatten Oberflächen, die bestens bekannt und beherrschbar sind, sich im Zusammenhang mit ihrer Anwendung auf komplexen Oberflächen als unbrauchbar herausstellen oder die Bereitstellung eines besonderen Verfahrens erfordern. Dies gilt beispielsweise für die Ablagerung von Chrom. Entsprechendes gilt für den Erhalt einer kontinuierlichen Ablagerung leitfähiger Polymere auf komplexen porösen Strukturen gemäß der Anmeldung, wobei die Ablagerung auf effiziente Weise und im industriellen Maßstab eine sich anschließende elektromagnetische Abscheidung in der gesamten Dicke der Struktur über die gesamte von ihr ausgebildeten Oberfläche hinweg ohne Porenverstopfung ermöglicht.
Die Besonderheit bei der Umsetzung einer Technik für eine passende Ablagerung betrifft nicht nur die außerordentliche Verschlungenheit der zu behandelnden Strukturen, ihre Dicke, die geringe Dimensionierung der Zwischenfaserräume oder Poren, sondern auch die chemische Struktur des (in der Regel organischen) Grundmaterials und dessen Erscheinungsbild im Hinblick auf die jeweilige Zergliederung (Fasern und Maschen mit einer Dicke von einigen Mikrometern).
Die leitfähige Polymerschicht wird durch die Polymerisation eines Monomers erhalten, das auf den Fasern oder Maschen des zu behandelnden Substrats angeordnet ist. Diese Polymerisation wird durch oxidative Dotierung des Monomers ausgelöst.
Bestimmte Monomere, wie beispielsweise Pyrrol, Furan, Thiophen sowie einige ihrer Derivate, insbesondere funktionalisierte Monomere, weisen die Eigenschaft auf, zu Polymeren oxidiert zu werden, deren charakteristische Eigenschaftes ist, elektrisch leitfähig zu sein.
Bei einigen Verfahren dieser Art findet die Ablagerung des Polymers in der Gasphase statt. Es ist jedoch leicht erkennbar, dass ein solches einen gasförmigen Weg beschreitendes Verfahren komplex und im Inneren der Struktur mit hoher Porosität nur schwer umzusetzen ist.
Bei anderen Verfahren, die ebenfalls die Behandlung poröser oder nicht poröser Oberflächen betreffen (und die daher schlecht an besondere Behandlung sehr poröser Oberflächen angepasst sind) arbeitet man auf allen Ebenen in einer feuchten Umgebung (flüssigen Phase) und unter genauen Verfahrensbedingungen, wodurch angeblich der Vorteil erzielt wird, dass jegliches Spülen zwischen den verschiedenen Schritten überflüssig wird. Dies steht jedoch eindeutig im Widerspruch zu den Erfahrungen im Zusammenhang mit vorliegender Erfindung, worauf nachfolgend noch genauer eingegangen werden wird. Es ist wahrscheinlich, dass dieses Verfahren sowie das soeben erwähnte Verfahren die inhärenten Behinderungen poröser Oberflächen bagatellisieren, indem behauptet wird, es ohne Änderungen auf alle Oberflächentypen anwenden zu können.
Andere Verfahren schließlich betreiben die Polymerisation des Monomers, der auf der Oberfläche des Gerüsts abgelagert ist, auf anodischem Wege, wodurch sie sich radikal von dem erfindungsgemäßen Verfahren unterscheiden.
Die Erfindung betrifft komplexe poröse Strukturen, insbesondere vernetzte Schaumstoffe, Filze oder Webstoffe, die bis in ihr Inneres vormetallisiert sind, sowie ein Verfahren zur Herstellung dieser Strukturen und umfasst die Abfolge der nachfolgenden Schritte:
(1) oxidative Vorbehandlung der Grundstruktur in feuchter Umgebung;
(2) Spülung, gegebenenfalls vollständige Spülung durch Entwässerung und Trocknung;
(3) Ablagerung eines im polymerisierten Zustand elektrisch leitfähigen Monomers auf der Oberfläche der Fasern oder Maschen der Struktur in feuchter Umgebung;
(4) Entwässern und/oder Schleudern nach Bedarf;
(5) Polymerisation des Monomers durch oxidative Dotierung zu einem elektrisch leitfähigen Polymer in feuchter Umgebung;
(6) Spülung und Entwässerung nach Bedarf;
(7) Trocknung nach Bedarf.
Diese Schritte werden im Innern der Struktur über deren gesamte Dicke hinweg auf der Oberfläche jeder ihrer Fasern oder Maschen ohne Beeinträchtigung der Porosität durchgeführt, wobei die Schritte (3) bis (7) in der gleichen Reihenfolge mehrfach wiederholt werden können.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung metallischer oder metallisierter komplexer poröser Strukturen, das die Schritte der Vormetallisierung durch einen leitfähigen Polymer und der elektrochemischen Metallisierung der mineralischen oder der organischen Schaumstoffe, Filze oder Webstoffe umfasst, woran sich gegebenenfalls eine Pyrolyse der Ausgangs- und der Vormetallisierungsstoffe sowie eine thermische Behandlung der metallischen Ablagerung(en) unter einer kontrollierten Atmosphäre anschließt, wobei die Vormetallisierung folgende Schritt umfasst:
(1) oxidative Vorbehandlung der Grundstruktur in feuchter Umgebung;
(2) Spülen, gegebenenfalls vollständiges Spülen durch Entwässern und Trocknen;
(3) Ablagerung eines im polymerisierten Zustand elektrisch leitfähigen Monomers auf der Oberfläche der Fasern oder Maschen der Struktur in feuchter Umgebung;
(4) Entwässern und/oder Schleudern nach Bedarf;
(5) Polymerisieren des Monomers durch oxidative Dotierung zu einem elektrisch leitfähigen Polymer in feuchter Umgebung;
(6) Spülen und Entwässern nach Bedarf;
(7) Trocknen nach Bedarf.
Diese Schritte werden im Inneren der Struktur über die gesamte Dicke hinweg auf der Oberfläche jeder ihrer Fasern oder Maschen ohne Beeinträchtigung der Porosität durchgeführt, wobei die Schritte (3) bis (7) in der gleichen Reihenfolge mehrfach wiederholt werden können.
Auf diese Weise und im Gegensatz zu den vorherigen Ausführungen stellen die Spülschritte wichtige Schritte dar, von denen die Qualität der erhaltenen vormetallisierten Schichten und damit die der erhaltenen Elektroden abhängig ist. Insbesondere ist der letzte Spülgang unabdingbar, der die Beseitigung von Verunreinigungen wie Eisen erlaubt, die nach der elektrolytischen Metallisierung und thermischen Behandlung in dem Erzeugnis verbleiben können.
Mit dem Ausdruck "unter feuchten Bedingungen" ist im Folgenden eine Behandlung in flüssiger Phase, beispielsweise in einer Lösung, gemeint, oder eine Behandlung unter Kontakt zu einem Nebel, der gemäß seiner Definition Tröpfchen einer Flüssigkeit enthält.
Dem ersten Schritt (1) der oxidativen Vorbehandlung kommt eine große Bedeutung für den Erfolg der Vormetallisierung zu, da er im Innern einer komplexen porösen Struktur durchgeführt wird. Dies bewirkt in der Tat, dass die sich an die Vormetallisierung anschließende elektrochemische Metallisierung so regelmäßig wie möglich durchgeführt wird, und zwar selbst im Innern der Struktur über die gesamte Oberfläche jedes der Fasern oder der Maschen der besagten Struktur hinweg. Die metallisierte Struktur soll der exakte Abdruck der ursprünglichen Struktur vor der Behandlung sein. Somit ist jede Faser oder Masche über das gesamte innere Volumen der Struktur ebenso wie an dessen Oberfläche durch die Vormetallisierungsbehandlung leitfähig geworden. Es ist daher unabdingbar, dass sich der Monomer vor seiner sich anschließenden Umwandlung in einen leitfähigen Polymer an der gesamten Oberfläche der Fasern oder Maschen ohne Verstopfung der äußeren oder inneren Poren abgesetzt hat. Der Monomer muss auf den Fasern oder Maschen fixiert werden, im Innern der Struktur jedoch nicht in einer mehr oder weniger lockeren Weise, so dass er die Zwischenräume zwischen den Fasern oder den Poren teilweise ausfüllt oder diese überbrückt.
Es ergab sich, dass, sobald die oxidative Vorbehandlung vor der Ablagerung des Monomers in ungeeigneter Weise durchgeführt wird, der Monomer die Tendenz aufweist, im Innern der Strukturen ohne Rücksicht auf ihre anfängliche Architektur wild auszufallen und die Fasern oder Maschen dieser dicken dichten und komplexen Struktur nicht vollständig bedeckt wurden.
Die oxidative Vorbehandlung wird vorteilhafterweise und in die Erfindung nicht beschränkender Weise durch Eintauchen der Struktur in eine Lösung umgesetzt, die Salze von Permanganat, Manganat und /oder Verbindungen von Cer IV enthält. Sie kann ebenso durch Zerstäuben der Lösung im Inneren der Struktur oder durch Aussetzen der Struktur einem Nebel gleicher Zusammensetzung durchgeführt werden.
Die oxidative Vorbehandlung weist in zweifacher Hinsicht eine entscheidende Wirkung für die Realisierung des erfindungsgemäßen Produkts auf:
- Lokalisieren des ausgefallenen Monomers auf den Oberflächen der Fasern oder Maschen selbst im Inneren der komplexen porösen Struktur
- Anteil nehmen an der Polymerisation des Monomers an der untersten beziehungsweise derjenigen Schicht, die durch dessen Ablagerung verborgen ist.
Die Vorbehandlung erlaubt einen chemischen Angriff auf die Oberflächen der Fasern oder die Maschen, die das Gerüst der zu behandelnden Struktur ausbilden, wobei sie auf diese Weise eine angemessene Ablagerung des Monomers vorbereitet. Durch den Angriff auf das konstitutive organische Material wird eine Sensibilisierung der Oberfläche herbeigeführt und eine Mikroporosität der Oberfläche erzeugt. Auf diese Weise wird eine hervorragende Ablagerungsoberfläche für die spätere Ablagerung des Monomers bereitgestellt, der nicht mehr auf willkürliche Art und Weise in den Poren der Struktur, sondern vorzugsweise auf den Ablagerungsoberflächen ausfällt. Die Verstopfung der zu behandelnden Struktur kann auf diese Weise vermieden werden.
Eine solche Vorbehandlung wird selbstverständlich nicht durchgeführt, wenn die Vormetallsierung oder die Metallisierung an einfachen oder relativ einfachen Oberflächen, wie beispielsweise nicht porösen Oberflächen, durchgeführt wird.
Die zweite Wirkung dieser oxidativen Vorbehandlung ist ebenso entscheidend, da bekanntermaßen die sich an die Vormetallisierung durch einen leitfähigen Polymer anschließende Metallisierung auch im Inneren der komplexen porösen Struktur über dessen Gesamtdicke stattfinden muss, und zwar durch homogene und kontinuierliche Umhüllung der Fasern oder Maschen, ohne die Poren im Inneren und an der Oberfläche zu verstopfen. Die galvanische Metallisierung solcher dreidimensionaler dichter Strukturen setzt im Hinblick auf eine fehlerfreie Umsetzung bis in die Tiefe der Struktur hinein voraus, jedem Punkt dieser Strukturen eine ausreichend hohe Leitfähigkeit zukommen zu lassen.
Die Feinheit der Fasern oder Maschen, die Feinheit der Ablagerung des Monomers und folglich des durch dessen Oxidation gebildeten Polymers sowie der begrenzte Grad an intrinsischer Leitfähigkeit des erhaltenen Polymers macht eine möglichst vollständige Polymerisation des ausgefallenen Monomers erforderlich.
Dazu ist es notwendig, dass die Monomerschicht vor Auslösung ihrer Polymerisation einem oxidativen Angriff ausgesetzt ist, und zwar nicht nur an ihrer Oberfläche, sondern auch an ihrer verborgenen inneren Fläche, die an der Ablagerungsfläche der Fasern oder Maschen der Struktur haftet. Diese innere Fläche ist gegenüber der Wirkung der oxidativen Dotierung des weiter oben erwähnten Schrittes 5 geschützt. Es ist für den Erhalt einer ausreichend polymerisierten vormetallisierten Schicht und somit auch für den Erhalt einer ausreichenden Leitfähigkeit wesentlich, dass die Polymerisation des Monomers an seinen beiden Flächen stattfindet.
Diese Notwendigkeit bleibt im Dunkeln, solange die später durchzuführende Metallisierung an einer einfachen oder relativ einfachen Oberfläche durchzuführen ist. Weiterhin sind in den vorbekannten Fällen, die die Behandlung von bedruckten Leiterplatten betreffen und bei denen das zu behandelnde Material eine Platte mit kontinuierlicher Dicke (in der Größenordnung von 1 mm Dicke) ist, die Verfahrensbedingungen der oxidativen Vorbehandlung weniger sensibel. Der chemische Angriff aufgrund der oxidativen Vorbehandlung kann die seiner Behandlung ausgesetzte Platte schnell in unerwünschter Weise beschädigen.
In diesem Zusammenhang sei weiterhin angemerkt, dass erfindungsgemäß komplexe poröse Strukturen behandelt werden, deren Fasern oder Maschen eine Dicke in der Größenordnung einiger Mikrometer aufweisen. Ein oxidativer Angriff kann also, wenn er nicht in der richtigen Art und Weise durchgeführt wird, die Struktur zerbrechlich machen und zum Bruch der Fasern oder Maschen führen. Der Säuregehalt der Vorbehandlungslösung, ihre Temperatur, die Anwendungsdauer und die Wirksamkeit des oder der späteren Spülungsgänge stellen für die zu behandelnde Struktur spezifische und empfindliche Stellparameter dar.
Der zweite Schritt der Vormetallisierung ist das Spülen der Struktur nach der oxidativen Behandlung. Die erfindungsgemäßen Strukturen, bei denen es sich um Schaumstoffe, Filze oder Webstoffe handelt, weisen ein hohes Flüssigkeitshaltevermögen auf. Zur Vermeidung einer unerwünschten Verlängerung des oxidativen Angriffs der Vorbehandlung ist es daher wichtig, am Ende der besagten Behandlung eine oder mehrere aufeinanderfolgende Spülungen mit neutralem oder leicht saurem Medium in einem stehenden Bad, einem Bad mit durchlaufender Spülung und/oder ein Abduschen der Struktur durchzuführen. Schleudervorgänge können sich anschließen.
Nach jedem Verfahrensschritt in feuchter Umgebung - Schritte (1), (2) und (3) des Verfahrens - erlaubt das Entwässern der Struktur vor einer gegebenenfalls notwendig gewordenen Spülung eine ökonomische Wiederverwertung der überschüssigen Flüssigkeiten und aktiven Wirkstoffe. Auch kann sich eine Trocknung anschließen.
Der dritte Schritt des. Vormatallisierungsverfahrens besteht in der Ablagerung oder Ausfällung des ausgewählten Monomers in feuchter Umgebung.
Dieser Schritt wird vorzugsweise durch Eintauchen der Struktur in eine Lösung des besagten Monomers durchgeführt. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist jedoch auch die Zerstäubung der besagten Lösung im Innern der Struktur oder ein Aussetzen der Struktur einem Nebel der gleichen Zusammensetzung möglich.
Es können ein oder mehrere im polymerisierten Zustand elektrisch leitfähige Monomere abgelagert werden. Vorzugsweise werden Pyrrol, Furan, Thiophen und deren Derivate eingesetzt.
Es ist im Rahmen der Erfindung wichtig, eine sorgfältige Auswahl der Monomere sowie der gesamten Zusatzstoffe der Ausfällungslösung zu treffen. In diesem Zusammenhang ist darauf abzustellen:
- die Verwendung eines Monomers sowie eines Lösungsmittels zu vermeiden, die unter industriellen Bedingungen Sicherheitsprobleme verursachen können (Vergiftung der Anwender, Verschmutzungsgefahr durch Ausfluss verbrauchter Flüssigkeiten, Bildung eines Polymers, dessen thermische Beseitigung nach der Metallisierung die Bildung gefährlicher Dämpfe verursacht);
Erzeugnisse bereitzustellen, deren Material- und Bereitstellungskosten im Einklang mit der notwendigen Suche nach einem ökonomischen Vormetallisierungsverfahren stehen.
Bei der Anwendung des Verfahrens zur Ausfällung des Monomers in einer komplexen porösen Struktur gemäß der Erfindung ist es zweckmäßig, dass der Viskositätsgrad der Lösung des Monomers ein gutes Eindringen in das Innere der Struktur ermöglicht, so dass die besagte Struktur auf einfache Weise über ihre gesamte Dicke hinweg ohne Verstopfung und ohne Luftbläschenbildung im Inneren imprägnierbar ist. Dies wäre einer kontinuierlichen Ausfällung auf der gesamten Oberfläche der Fasern oder Maschen der Struktur abträglich.
Schritt (4) der Vormetallisierungsbehandlung der erfindungsgemäßen Strukturen besteht aus einem Entwässern und/oder bedarfsweise Schleudern der Strukturen und somit aus einem Schritt, der die Qualität des fertigen Erzeugnisses bedingt.
Der fünfte Schritt (5) ist die Polymerisation des oder der Monomer(e) in feuchter Umgebung und wird in bevorzugter, jedoch in die Erfindung keineswegs begrenzender Weise durch Eintauchen der zu behandelnden Struktur in eine oxidativ dotierende Lösung durchgeführt, die im Hinblick auf den/die gewünschten Polymer(e) auswählt wurde(n). Sie kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung jedoch auch durch Zerstäuben der besagten Lösung im Inneren der Struktur durchgeführt werden, oder indem die Struktur einem Nebel der gleichen Zusammensetzung ausgesetzt wird.
Die Polymerisation setzt an der äußeren durch Schritt (3) bereitgestellten Ablagerungsschicht des Monomers an und schreitet fortlaufend zum Schichtinneren hin des auf den Fasern oder Maschen der Struktur ausgefällten Monomers voran.
Wie weiter oben erkennbar wurde, ist es wesentlich, dass die Polymerisation sich gleichmäßig über die innere Ablagerungsschicht des Monomers entwickelt. Eine solche Reaktion wird durch die sorgfältige Gestaltung der oxidativen Vorbehandlung gemäß Schritt (1) erreicht und beginnt bereits ab der Ausfällung des Monomers in Schritt (3) abzulaufen.
An die Polymerisation schließt sich das Spülen der Struktur als Schritt (6) an. Die Spülung kann auf die gleiche Art und Weise durchgeführt werden wie die Spülung in Schritt (2). Beide Vorgänge sind einer wie der andere unentbehrlich.
Die Vormetallisierungsbehandlung kann durch ein natürliches oder erzwungenes Trocken der Struktur als Schritt (7) beendet werden.
Die Schritte (3) bis (7) können bedarfsweise unter Beachtung der gleichen Reihenfolge zum Erhalt der gesuchten polymeren Ablagerung, die die zur späteren Metallisierung erforderliche elektrische Leitfähigkeit aufweist, wiederholt werden.
Zur Verdeutlichung der erfindungsgemäßen Lehre sind die verschiedenen Kriterien und Parameter, die vorteilhafterweise zum Erhalt bestmöglicher Ergebnisse zu berücksichtigen sind, in den nachfolgenden Ausführungsbeispielen sowie in der Tabelle aufgeführt, die den Schutzbereich der Erfindung in keiner Weise begrenzen sollen.
Nachfolgend wird eine vollständige Durchführung einer Vormetallisierungsbehandlung durch Ablagerung eines leitfähigen Polymers und anschließend eine elektrochemische Metallisierung einer komplexen porösen Struktur an hand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels beschrieben.

BEISPIEL 1

Die zu metallisierende Struktur ist ein sogenannter entdeckelter, also offenporiger, Schaumstoff aus Polyurethan mit einem Grad von 100 ppl, einer Dicke von 1,7 mm und einer Dichte von 50 g/m² bezogen auf die sichtbare Oberfläche.
Schritt (1) der oxidativen Vorbehandlung wird durch vier Minuten langes Eintauchen des Schaumstoffs in eine wässerige Lösung Kaliumpermanganat (KMnO&sub4;) mit einer Konzentration von 20 g/Liter, einem genauen pH-Wert von 7 durchgeführt. Ein saurer pH-Wert könnte den Schaumstoff zu aggressiv angreifen. Eingetaucht wird in eine Lösung mit einer Temperatur zwischen 70ºC und 80ºC.
Die Verwendung einer solchen Vorbehandlungslösung bewirkt vorteilhafterweise die Ausbildung einer Mangandioxid-(MnO&sub2;-)Schicht auf der Oberfläche der Maschen des Schaumstoffs. Sobald sich die spätere Ausfällung des Monomers anschließt, bewirkt das MnO&sub2; zumindest teilweise bei und durch seinen Kontakt zu einem geringeren Oxidationspotential die Oxidation und somit die Polymerisation des Monomers an seiner unteren Oberfläche.
Der Spülungsschritt (2) wird nach einer ersten Entwässerung durch Eintauchen des Schaumstoffs in ein stehendes Bad und anschließend durch Abduschen des Schaumstoffs ebenfalls mit Wasser durchgeführt.
Der Schaumstoff wird anschließend einen Augenblick lang geschleudert und teilweise mit heißer Luft getrocknet.
Der Ausfällungsschritt (3) des Monomers wird durch Eintauchen des Schaumstoffs in eine Lösung von Pyrrol (C&sub4;H&sub5;N) in einer Ethanol/Wasser-, Propanol/Wasser- oder Isopropanol/Wasser- Mischung durchgeführt.
Pyrrol ist bekanntermaßen in Benzol leicht löslich. Die Verwendung von Benzol von industriellem Qualitätsgrad verursacht ernste Sicherheitsrisiken für die Anwender sowie für die Umwelt. Auf der Suche nach einem anderen Lösungsmittel für Pyrrol fiel die Wahl auf einen niedrigen Alkohol, insbesondere Isopropanol. Dieser ermöglicht darüber hinaus das Lösen von Pyrrol in einer wässerigen Lösung, die einen Wasseranteil von 50 Vol.-% aufweisen kann.
Folgende Zusammensetzung wurde in dem Beispiel verwendet:
80 cm³/Liter Pyrrol
120 cm³/Liter Isopropanol
800 cm³/Liter Wasser
Die Temperatur der Lösung lag vorzugsweise unterhalb der Raumtemperatur und betrug in diesem Ausführungsbeispiel 15ºC. Die Eintauchdauer des Schaumstoffs lag zwischen 10 und 15 Minuten.
Zum Ansetzten der Lösung kann das Wasser dem vorgelegten Pyrrol vor oder nach dem Isopropanol zugegeben werden. Das Auflösen wird jedoch vereinfacht, wenn zunächst Isopropanol zugegeben wird.
Die in diesem Schritt abgeschiedene Menge an Pyrrol beträgt einige Gramm pro Quadratmeter der sichtbaren Oberfläche des Schaumstoffs und in dem vorliegenden Beispiel 5 g/m².
Es sei darauf hingewiesen, dass die Auswahl von Pyrrol auf der einen Seite, von Isopropanol auf der anderen Seite und schließlich von Wasser diesen Schritt und dadurch das gesamte erfindungsgemäße Vormetallisierungsverfahren besonders kostengünstig gestaltet.
Anschließend wird der Schaumstoff - Schritt (4) - 15 Sekunden lang entwässert.
Schrift (5), die Polymerisation von Pyrrol zu Polypyrrol, wird durch Eintauchen des Schaumstoffs in eine oxidativ dotierte wässerige Lösung mit folgender Zusammensetzung durchgeführt:
50 g/Liter Eisenchlorid FeCl&sub3;
50 cm³/Liter Bromfluorid BF&sub4;
Die Temperatur der Lösung lag bei ungefähr 20ºC und die Dauer der Polymerisationsbehandlung bei 10 bis 15 Minuten.
Schließlich wurde eine Spülung in stehendem Wasser durchgeführt, woran sich ein Abduschen des Schaumstoffs anschloss, bevor mit warmer Luft getrocknet wurde.
Nach einer einzigen Folge Ausfällung/Polymerisation lieferte die Widerstandsmessung des Schaumstoffs Werte zwischen 250 und 500 Ω. quadrat.

BEISPIEL 2

Die Vormetallisierungsbehandlung wird an einem Polyesterfilz mit einer Dicke von 1,5 mm und einer Masse von 80 g/m² bezogen auf die sichtbare Oberfläche durchgeführt.
Die in dem vorangehenden Beispiel beschriebenen Schritte werden in gleicher Weise durchgeführt. Die einzige Abweichung betrifft Schritt (1), der vorzugsweise mit einem pH-Wert der Lösung von 3,5 durchgeführt werden kann.
Die nachfolgende Tabelle fasst die Wahl der technischen Parameter, die zu den optimalen Ergebnissen führen, in einer übersichtlichen Weise zusammen.
Die Tabelle sowie die sich anschließenden Kommentare belegen eindeutig den Einfluss der aufgeführten technischen Parameter. Sie betreffen Schaumstoffe aus Polyurethan sowie Filze oder Webstoffe aus Polyesterfasern.
Vorbehandlung mit KMnO&sub4;:
- zu den Konzentrationen unterhalb des angegebenen Minimums: unzureichende Ablagerung von MnO&sub2;, die eine unzureichende Ablagerung von Pyrrol und Polypyrrol sowie einen zu höhen elektrischen Widerstand bewirkt,
- zu den Konzentrationen oberhalb des angegebenen Maximums: Steigerung der Ablagerung von MnO&sub2; (Verschwendung), jedoch ohne Steigerung der Menge an fixiertem Polypyrrol und übermäßiger elektrischer Widerstand; darüber hinaus Sprödewerden der Struktur aus Schaumstoff mit Rissgefahr.
Behandlung zur Pyrrolablagerung:
- der Alkohol (Ethanol oder Propanol) dient zum Lösen des Pyrrols,
- je größer die Pyrrolkonzentration, desto größer ist dessen Ablagerung, ab 5 Vol.-% wird die sich ergebende Leitfähigkeit jedoch nicht mehr erhöht.
Behandlung zur Pyrrolpolymerisation:
- die Menge an entstandenem Polypyrrol steigt mit der FeCl&sub3;- Konzentration an, bis diese 50 g/l erreicht,
- bei Behandlungsdauern kürzer als das angegebene Minimum kommt es zur unzureichenden Polypyrrolausbildung,
- bei Behandlungsdauern länger als das angegebene Maximum wird die Morphologie der Pyrrolablagerung willkürlich: keine glatte Ummantelung der Maschen oder Fasern sondern Faserbildung im Innern der Poren der Struktur.
Zwischenschritt des Spülens (mit Wasser) nach der Vorbehandlung mit KMnO&sub4;:
- sollte zum Erhalt einer so guten Spülung wie möglich sorgfältig durchgeführt werden, um eine Mitnahme des Permanganats zum Salz des Pyrrolbades zu vermeiden (Verschwendung).
Zwischenschritt des Entwässerns nach der Pyrrolablagerung:
- zur Vermeidung einer Pyrrolverschwendung (ohne Entwässerung kann die fünf- bis zehnfache Menge der verwertbaren Ablagerung mitgerissen werden),
- zur Vermeidung des Verschleißes der Polymerisationslösung,
- dieses Entwässern kann durch das Hindurchtreten der Struktur durch zwei Walzen (ohne übermäßigen Druck) oder durch Absaugen oder Abblasen der mitgerissenen Lösung erfolgen,
- eine Spülung ist in diesem Stadium nicht durchzuführen, da sie einen für die Pyrrolablagerung schädlichen Rückstand erzeugen würde.
Letzter Schritt nach der Polymerisation:
- Spülen der Struktur mit Wasser
- Trocknen.

BEISPIEL 3

Der vormetallisierte Schaumstoff oder Filz kann nun auf elektrochemischem Wege metallisiert werden.
An Schaumstoffen, die gemäß dem oben beispielhaft beschriebenen Verfahren behandelt wurden, wurden verschiedene Metallisierungen durch elektrochemische Abscheidungen von Kupfer, Nickel und Blei durchgeführt.
Insbesondere wurde in einem Bad nach Watt eine Nickelabscheidung mit einer Dichte von 450 g/m² bezogen auf die sichtbare Oberfläche und aufgeteilt auf die gesamte in dem Schaumstoff ausgebildete Oberfläche erzeugt.
Gemäß der Erfindung wird der Erhalt einer metallischen Abscheidung auf dem vormetallisierenden leitfähigen Polymer durch Techniken begünstigt, denen die Aufgabe zu Grunde liegt, die Güte der Leitfähigkeit in der Anfangsphase der Metallisierung zu bewahren.
Drei diese Aufgabe lösende und in den Erfindungsbereich fallende Techniken wurden an Schaumstoffen durchgeführt, die gemäß dem obigen Beispiel vormetallisiert waren:
- Metallisierung in einem Bad, das stabilisierende oder oxidierende Ionen der anodischen Struktur enthielt,
- Anregung der galvanischen Ablagerung durch eine geringe Stromdichte,
- Elektrolyse durch pulsierende Ströme mit wechselnder Richtung
Diese drei Verfahren oder zwei davon, nach Belieben ausgewählt, können zur Optimierung der elektrolytischen Abscheidungsbedingungen auf dem leitfähigen Polymer miteinander kombiniert werden.
Dem ersten dieser Verfahren liegt die Aufgabe zu Grunde, an der Grenzfläche Polymer/Elektrolyt eine stabilisierende oder oxidierende Wirkung zu entfalten, so dass die Reduktionswirkung der Elektrolyse auf die zu metallisierende Struktur, die als Anode in dem Bad angeordnet ist, und insbesondere auf deren leitfähige Ummantelung ausgeglichen wird. Eine Reduktion des Polymers verursacht eine Verschlechterung seiner Leitfähigkeit und behindert somit insbesondere tief im Innern der Struktur die Anregung der elektrochemischen Abscheidung.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird daher bei der Abscheidung von Nickel die Metallisierung in einem Bad durchgeführt, das stabilisierende oder oxidierende Ionen der leitfähigen anodischen Ablagerung aufweist.
Das zweite erfindungsgemäße Verfahren zur Unterstützung der Anregung der galvanischen Abscheidung besteht darin, eine Elektrolyse mit geringer Stromdichte durchzuführen, um eine Beschädigung der leitfähigen Polymerschicht zu vermeiden, bevor sich an deren Oberfläche eine erste kontinuierliche oder quasi kontinuierliche Metallschicht mit einer wenigstens ebenso großen Leitfähigkeit wie diejenige des Polymers abgesetzt hat. In einem Ausführungsbeispiel mit Nickelbad vom Typ Watt nimmt die Stromdichte beispielsweise 1 bis 4 A/dm² bezogen auf die sichtbare Oberfläche der Struktur an.
Sobald die Metallschicht die Leitfähigkeit der gesamten oder der wesentlichen von der Struktur (und des geschützten Polymers) ausgebildeten Oberfläche erhöht hat, kann die Elektrolyse im Hinblick auf eine erhöhte Abscheidungsgeschwindigkeit mit normalen Stromdichten fortgesetzt werden und in einem Bad nach Watt beispielsweise in der Größenordnung von 6 A/dm² liegen.
Die dritte Technik zum Erhalt der bestmöglichen Metallisierungsbedingungen gemäß der Erfindung wird ebenfalls eingesetzt und zielt darauf ab, einen hinreichenden Grad der Leitfähigkeit des Polymers in der Anfangsphase der elektrochemischen Abscheidung wenigstens bis zur Ausbildung einer Metallschicht mit größerer oder gleicher Leitfähigkeit sicher zu stellen. Die Elektrolyse übt eine reduzierende Wirkung auf den anodischen Leiter aus, der durch die Polymerablagerung auf der zu metallisierenden Struktur ausgebildet ist. Daher ist es sinnvoll, die Elektrolyse mit gepulsten Strömen mit wechselnden Vorzeichen durchzuführen, da durch jeden Richtungswechsel des Stroms eine oxidative Wirkung durch die vorhergehende reduzierende Wirkung kompensiert wird.
Die metallischen oder metallisierten komplexen porösen Strukturen gemäß der vorliegenden Erfindung können in die Erfindung nicht beschränkender Weise durch Abscheidung von Kupfer, Nickel, Eisen, Chrom, Zink, Aluminimum, Blei, Zinn oder Platin oder anderen Metallen aus der Platinreihe oder durch Abscheidung einer Legierung durch beliebige Kombination wenigstens von zwei der vorgenannten Metalle durchgeführt werden.
Die erfindungsgemäßen metallischen komplexen porösen Strukturen können, falls erwünscht, im Anschluss an die Metallisierung einer Wärmebehandlung zur Pyrolyse der Ausgangsmaterialien sowie der im Verlauf der Vormetallisierung zugesetzten Materialien unterworfen werden. Ferner ist eine thermische Behandlung der metallischen Abscheidung(en) unter kontrollierter Atmosphäre möglich.
Die ausgehend von den vormetallisierten Strukturen erhaltenen erfindungsgemäßen metallischen Strukturen können insbesondere als Elektroden für austretende Flüssigkeiten, als Träger von Elektroden für elektrochemische Generatoren, als Katalyseträger, als Filtermedium, als akustische Isolatoren, als Schutzstrukturen gegen elektromagnetische, nukleare oder andere Einwirkungen eingesetzt werden.

VERGLEICHENDE BEISPIELE

Es wurde erkannt, dass zum Bereitstellen einer elektrolytischen Metallisierung unter günstigen Bedingungen im Hinblick auf die Geschwindigkeit der Ablagerung und ihrer Regelmäßigkeit Widerstände von ungefähr 50 Ω. quadrat notwendig sind. Die Berücksichtigung der oben beschriebenen Verfahrensbedingungen ermöglicht den Erhalt eines Mittelwertes von ungefähr 25 Ω. quadrat für Polyurethanschaumstoffe (zwischen ungefähr 15 und 30 Ω. quadrat) und ungefähr 30 bis 40 Ω. quadrat für nicht gewebte oder gewebte faserige Strukturen.
Die Messung des in Ω. quadrat ausgedrückten Widerstandes wurde durch Ablesen eines Widerstandswertes ermittelt, der sich zwischen zwei viereckigen Messingblechen mit quadratischen Seiten von a cm Länge und einem Abstand von a cm einstellte, die an der zu behandelnden Struktur befestigt waren. Üblicherweise werden Vierecke mit einer Seitenlänge von 1 cm und einem Abstand von 1 cm verwendet.
Es sei darauf hingewiesen, dass andere Arten der Leitfähigkeitsaktivierung wirkungsvolle elektrolytische Metallisierungen mit höheren Widerständen bereitstellen. Für die Kathodenzerstäubung von Nickel ergeben sich beispielsweise 1.000 Ω. quadrat und bei der Ablagerung von Kohlenstoffpulver 1.500 Ω. quadrat. Für die Ablagerung von Polypyrrol sind viel geringere Widerstände ( 50 Ω. quadrat) notwendig.
Zur Bestimmung der Leitfähigkeit der Leitfähigkeitsaktivierungsbehandlung, kann ein Metallisierungstest unter folgenden Bedingungen durchgeführt werden: ein Plättchen aus Schaumstoff mit einem Grad von 100 ppl (Poren pro Zoll in einer Richtung, Messung der Porenanzahl wie international üblich) wird in ein Nickelelektrolysebad des Typs Sulfamat mit einer Konzentration von 600 g/l Nickelsulfamat, 10 g/l Nickelchlorid und 30 g/l Borsäure, bei pH 4 und einer Temperatur von 50ºC getaucht. Eine Stromdichte von 15 A/dm² wurde angelegt. Das Plättchen des aktivierten Schaumstoffs wies die Ausmaße 10 · 15 cm auf, wobei der Strom an der oberen Breite auf der Höhe des Bads aufgenommen wurde.
Unter diesen Bedingungen wurde ein Plättchen mit einem anfänglichen Widerstand von 25 Ω. quadrat nach 5 Minuten Elektrolyse vollständig mit Nickel bedeckt, wobei ein Plattchen mit einem Anfangswiderstand von 100 bis 150 Ω. Quadrat nur weniger als bis zur Hälfte der oberen Breite bedeckt war. Ein mit Hilfe des Verfahrens der Ablagerung von pulverförmigen Kohlenstoff aktiviertes Plättchen ist im Allgemeinen nur bis zu einem Drittel seiner Oberfläche metallisiert.
Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die besonderen, beispielhaft beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, worauf bereits an anderer Stelle mehrfach hingewiesen wurde.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung einer komplexen porösen Struktur, insbesondere eines vernetzten Schaumstoffs, eines Filzes oder eines Webstoffs, die zum Erzielen einer elektrischen Leitfähigkeit aktiviert und dazu bestimmt ist, in ihrem Innern durch elektrochemische Abscheidung über die gesamte ausgebildete Oberfläche metallisiert zu werden, wobei die Aktivierung durch Ablagerung eines leitfähigen Polymers die folgenden Schritte aufweist:

(3) Ablagerung eines im polymerisierten Zustand elektrisch leitfähigen Monomers auf der Oberfläche der Fasern oder Maschen der Struktur in feuchter Umgebung,

(4) Entwässern und/oder Schleudern nach Bedarf,

(5) Polymerisation des Monomers durch oxidative Dotierung zu einem elektrisch leitfähigen Polymer in feuchter Umgebung,

(6) Spülung und Entwässerung nach Bedarf,

(7) Trocknung nach Bedarf,

dadurch gekennzeichnet, dass dem Schritt (3) der Ablagerung des Monomer die folgenden Schritte vorangehen:

(1) oxidative Vorbehandlung der Grundstruktur in feuchter Umgebung,

(2) Spülung, bedarfsweise vervollständigt durch Entwässerung und Trocknung,

wobei diese Schritte im Innern der Struktur über deren gesamte Dicke auf der Oberfläche jeder ihrer Fasern oder Maschen ohne Beeinträchtigung der Porosität durchgeführt werden und wobei die Schritte (3) bis (7) in der gleichen Reihenfolge mehrere Male durchführbar sind.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt der oxidativen Vorbehandlung mittels einer Lösung aus Kaliumpermanganat durchgeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt der oxidativen Vorbehandlung durch Eintauchen in eine Kaliumpermanganatlösung durchgeführt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das abgelagerte Monomer Pyrrol, Furan, Thiophen oder ein bestimmtes Derivat davon und insbesondere ein funktionalisiertes Monomer ist.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das abgelagerte Monomer Pyrrol und das entsprechende durch Oxidation von Pyrrol gebildete leitfähige Polymer Polypyrrol ist.

6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das zur Lösung von Pyrrol verwendete Lösungsmittel ein Alkohol, insbesondere Isopropanol, ist.

7. Verfahren nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zur Ablagerung des Monomer an der gebildeten Oberfläche der Struktur verwendete Pyrrollösung eine wässrige Lösung mit einem Gehalt von wenigstens 50 Vol.-% Wasser und Isopropanol als Lösungsmittel für Pyrrol ist.

8. Verfahren nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Struktur zur Ablagerung des Monomers in eine wässrige Lösung mit einem Gehalt von wenigstens 50 Vol.-% Wasser und Isopropanol als Lösungsmittel für Pyrrol getaucht wird.

9. Aktivierte Struktur, die aus dem Verfahren gemäß einem der voranstehenden Ansprüche hervorgegangen ist, wobei die Struktur auf der Oberfläche der porösen Struktur eine homogene Ablagerung eines leitfähigen Polymers aufweist.

10. Verfahren zur Herstellung einer metallisierten Struktur auf der Grundlage der Struktur gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrochemische Metallabscheidung in einem Elektrolysebad durchgeführt wird, das stabilisierende oder oxidierende Ionen der anodischen Struktur enthält.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrochemische Metallabscheidung wenigstens während der Anfangsphase der Elektrolyse, das heißt bis zur Ausbildung einer Metallablagerung mit einer wenigstens gleich großen Leitfähigkeit wie diejenige, die der leitfähige Polymer der Struktur verliehenen hat, mit Strompulsen und wechselnder Stromrichtung durchgeführt wird.

12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrochemische Metallabscheidung während der Anfangsphase der Elektrolyse, das heißt bis zur Ausbildung einer Metallablagerung mit einer wenigstens gleich großen Leitfähigkeit wie diejenige, die der leitfähige Polymer der Struktur verliehenen hat, unter schwachem Stromfluss durchgeführt wird.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die nach Aktivierung durch Ablagerung von leitfähigem Polymer durchgeführte Metallabscheidung mit Kupfer, Nickel, Eisen, Chrom, Zink, Aluminium, Zinn, Blei, Gold, Platin oder einem beliebigen anderen Metall aus der Platinreihe oder durch eine Legierung, eine Mischung oder Überlagerung von wenigstens zwei beliebigen der oben genannten Metalle durchgeführt wird.

14. Metallisierte Struktur gemäß einem der Ansprüche 10 bis 13, wobei die Struktur auf der Oberfläche der porösen Struktur eine homogene Ablagerung eines leitfähigen Polymer aufweist.