DE3229545A1 - Tiefdruckzylinderapparatur zum plattieren und deplattieren - Google Patents

Description

• Beschreibung
• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Tiefdruckapparatur zum Plattieren und Deplattieren.
• Bei elektroplattierenden Tiefdruckzylindern ist es üblich, den Zylinder als Kathode in einem Bad von Elektrolyt zu rotieren, worin die Kupferkörner in gebogenen Körben gehalten werden1 wobei sich ein Korb auf jeder Seite des Zylinders befindet. Bislang waren die Anodenkörbe typischerweise aus Titan, das ihre stromleitende Kapazität sehr einschränkte und an den Kontaktstellen mit den Körnern brannte das Titan durch.
• Die Aufgabe dieser Erfindung ist es, konkav-konvexe Körbe für die Kupferkörner zu schaffen, die aus Plastik, d.h. Polypropylen hergestellt werden und von Strom nichtleitenden, mit Schutzschicht versehenen Aufhängern im glektrolytbad gehalten werden. Die konkaven oder vorderen Wändc der Körbe, die dem Zylinder zugewandt sind, sind perforiert, und gekrümmte Bleianoden erstrecken sich nach unten längs den Innenseiten der Rückwände der Körbe und berühren die Kupferkörner. Die Kupferkörner schützen die Bleianoden gegen Abnutzung, da sie drei Seiten der Bleianoden umschließen und sich zwischen den Bleiandden und dem Zylinder befinden und die Körbe brennen an den heißen Stellen nicht durch, da sie aus nichtleitendem Plastikmaterial sind.
• Eine weitere Aufgabe ist es, eine Zylinderplattierungs apparatur der beschriebenen Art zu schaffen, in der die Oberseite des rotierenden Zylinders, der plattiert oder deplattiert werden soll, sich über der Elektrolytoberfläche befindet, so daß eine Waschhandlung stattfindet, wenn die Zylinderoberfläche über die Elektrolytoberfläche streicht; dabei befinden sich die Korboberflächen unterhalb der Elektrolytoberfläche, um eine freie Zirkulation des laufend erneuerten Elektrolyten zu gewährleisten, wobei der Elektrolyt über einen Verteiler in das Bad injiziert wird,an einer Stelle an der Korbunterseite, die weniger als 180° von der Zylinderoberseite entfernt ist, gemessen im Sinne der Zylinderrotation, wobei die Injektion im Sinne der Zylinderrotation stattfindet. Auf diese Weise wird der Elektrolyt mitgenommen und mit dem Zylinder zwischen Zylinder und Korb mitgeführt, von dort gegen die Zylinderoberseite und über die Körbe.
• Bislang, nachdem der plattierte Zylinder graviert und ausgedruckt war, wurde der Zylinder mit einer Ballard-Schale versehen zur Plattierungsabteilung zum Abziehen bewegt. Jedoch anstatt eine Ballard-Schale zu verwenden, benützen manche Betriebe einfach gewöhnliches Kupfer auf dem Zylinder, und wenn ein solcher Zylinder ausgedruckt ist, wird er zum Plattierungsbad zurückgeführt und umgekehrt plattiert, um die gravierte Kupferoberfläche zu den Kupferkörnern zurückzuführen. Der Zylinder wird positiv gemacht, die Anode negativ, und die Deplattierung erfolgt für die erforderliche Zeitspanne.
• Beim Elektroplattierungsverfahren ist es bekannt, daß bessere Resultate beim Verwenden von Anodenmaterial erzielt werden, das die maximalc Menge an Oberfläche der Wirkung des Elektrolyten beim Plattierungsverfahren bietet, wobei das Material beim Deplattierungsverfahren als Kathode wirkt. In dieser Erfindung wird die Aufgabe der Maximierung der Oberfläche gelöst durch Verwendung eines Titanschirmes, der die Innenwand von jedem der Plastikkörbe bedeckt und über die Oberkante der Innenwand lappt, wobei der Titanschirm mit den Kupferkörnern elektrischen Kontakt besitzt.
• Beim Deplattieren des ZyLinders wird das Kupfer vom Zylinder ab und auf die Titanschirme und Kupferkörner in den Körben plattiert werden. Beim Wechseln des Zyklus zurück zum Wiederplattieren des Zylinders wird das Kupfer von den Titanschirmen und auch von den Körnern in den Körben abplattiert werden Während die Körner erodieren werden frische große Körner auf die Oberseiten der Körbe geladen, um die Körbe gefüllt zu halten Die erodierten Körner wandern nach der Unterseite der Körbe, was bewirkt, daß größere Körnerstücke in den oberen Teilen der Körbe und kleinere Stücke in den unteren Teilen der Körbe sich befinden.
• Um zu verhindern, daß Kupfer sich in den Perforierungen durch die Innenwände der Körner enthaltenden Körbe aufbaut und Dendriten bildet, d.h. rauhe KupEerwachstumsbildungen, die so ausgedehnt sind, daß sie sich in den Raum zwischen den Innenwänden der Körbe und dem Zylinder erstrecken und sogar bis zum Zylinder selbst und dabei den Zylinder kurzschließen, wird eine poröse Plastikplatte über das Unterteil der Innenfläche von jedem der Innenwände der Körbe angeordnet. Es hat sich herausgestellt, djß dies das Dendritenproblem vollständig eliminiert und die Plastikplatte schützt auch den Titanschirm von stellenweisen Kontakt mit den Kupferstücken, der in ein Ausbrennen resultieren würde.
• Diese und andere Aufgaben der Erfindung; werden aus der folgenden Beschreibung und den Zeichnungen ersichtlich, in denen Figur 1 eine bruchstückhafte perspektivische Ansicht der Körbe mit entferntem zylinder ist; Figur 2 ist eine Draufsicht, teilweise abgebrochen, die die Körbe und ihre Lager zeigt.
• Jetzt wird auf die Zeichnungen Bezug genommen, in denen gleiche Bezugszeichen ähnliche Elemente kennzeichnen. Die Plattierungsapparatur umfaßt einen Tank 102. Ein Zylinder 104, der plattiert werden soll, wird rotierbar an seinen Enden in Lager 106 gestützt, worin es durch ein geeignetes Kraftgerät (nicht gezei.gt) rotierbar angetrieben wird. Da die Tank- und Zylinder lager herkömmlich sind, werden sie nicht detailliert aufgeführt. Auf jeder Seite des Zylinders sind konkav-konvexe Körbe 108 und 108a aus Polypropylen angeordnet, deren konkave Wände in Richtung auf den Zylinder zu angeordnet sind. Die Körbe werden durch Aufhängestangen 110, die wie bei 111 an stromleitende Schienen 112 befestigt sind, suspendiert. Die Schienenenden werden in bekannter Weise von den Tankenden gestützt. Die Innenwände 116 der Körbe sind blind bis auf zwei Reihen von Löchern nahe ihren Oberseiten, die der Plattierungslösung den Durchfluß ermöglichen. In den Körben suspendiert und gegen die Innenseiten der Außenwände gestützt sind Bleianoden 124 angeordnet, die aus gekrümmten flachen Streifen 126 bestehen, die wie bei 128 an der Anodenschiene befestigt sind. Die oberen Teile der nleianodenstreifen 126 sind beschichtet, um sie vor dem Elektrolyten zu schützen, und die Unterteile sind blank und in innigem Kontakt mit den Kupferkörnern 146.
• Entlang der untcrcl) Innenwand des Korbes 108 ist ein Vcrteiler 136 montiert, der sich weniger als 180° von der Zylinderoberseite befindet und mit Düsenauslässen 138 versehen ist, die den Elektrolyten 140 zwischen den Korb und den zylinder injizieren und in Richtung der Korbrotation.
• Der Elektrolyt 140, der aus 220-250 g/Liter Kupfersulfat und 60 g/Liter Schwefelsäure besteht, füllt den Tank bis zum Niveau 142. Hochphosphorhaltige Kupferminikörner 146, vorzugsweise 0,04 bis 0,06 Prozent Phosphor, werden hierzu verwendet.
• Im Betrieb schützt das Packen der Kupferkörner um die Bleianodenstreifen und zwischen den Bleianodenstreifen und dem Zylinder, der plattiert wird, die Bleianodenstreifen gegen Verschleiß. Um einen vo-llständigen und konstanten Austausch des Elektrolyten zu gewährleisten, müssen die Korboberseiten immer unterhalb-der Zylinderoberseite sich befinden, sonst stauen die Körbe den Elektrolyten und bewirken, daß er zwischen den Körben stagniert und überheizt. Die Zylinderoberseite sollte über dem Elektrolytniveau liegen, um eine Waschaktion zu produzieren, während die Zylinderoberfläche den Elektrolyten verläßt und wieder in ihn eintritt. Ohne diesc Vorsichtsmaßnahmen ist die Zylinderplattierung ungleichmäßig.
• Die in der vorhergehenden Beschreibung beschriebene Erfindung ist diejenige meiner mitschwebenden Anmeldung Serial No. 211,562, eingereicht am 1. Dezeniber 1980 (oben aufgeführt) und sie hat sich als außerordentlich erfolgreich gezeigt, was das Plattieren von Kupfer vom Zylinder auf die Körner anbelangt. Jedoch beim Deplattieren des Zylinders bildeten sich Kupferdendriten in den Perforierungen durch die Innenwände der Plastikkörbe. Um dies zu verhindern, wurde eine Platte aus porösem Plastik über die gesamte Länge und Breite der Innen-seiten der inneren Korbwände 116 befestigt, und um ein Plattieren des deplattierten Kupfers auf soviel Oberfläche der Kupferkörner wie möglich zu bewirken, werden die Vorderwände der Körbe durch große längliche Löcher perforiert.
• Ein geeignetes poröses Plastik für diesen Zweck ist VYON von einer Dicke von 1/32 engl.Zoll bis @ 3,;'6 eiigl. Zoll, ein Material, das von Porvair, Ltd. aus Norfolk, England, hergestellt wird. Dieses Material hält Partikel im Bereich von 25g, und größer zurück. Es hat die typisch ausgezeichnete chemische Widerstandsfähigkeit von hochdichtem Polyäthylen und ist zäh, biegsam und elastisch, um sich den Innenwändender Körbe dicht anzupassen.
• Zum Plattieren auf den Zylinder werden die Schienen 112 mit der Anodenseite einer plattierenden Stromkraftquelle verbunden und der Zylinder 104 ist in herkömmlicher Weise mit der anderen Kathodenseite der Kraftquelle verbunden. Zum Deplattieren werden die Anschlüsse vertauscht.
• Die vorgenannte Verbesserung wurde in meiner zweiten mitschwebenden Anmeldung, Serial No. 255,281, eingereicht am 17. April, 1981 (supra) beschrieben.
• Diese Erfindung bezieht sich auf das folgende zusätzliche Merkmal, das eine weitere Verbesserung der vorherigen Erfindungen darstellt: Ein Titanschirm 152 wird über die Innenwand von jedem der Plastikkörbe 108 befestigt, wobei das obere Ende 154 des Titanschirms 152 die obere Kante der innenwand 116 überlappt und in elektrischem Kontakt mit den Kupferkörnern 146 steht.
• Eine poröse Plastikplatte 150 bedeckt das Unterteil von jedem der inneren Korbwände 116 ungefähr ein Drittel des Weges nach oben, um zu verhindern, daß sich Kupferdendriten aus den kleineren Kupferkörnern bilden. Während die Körner ihren Weg Rach unten zu den Unterseiten der Körbe arbeiten, erodieren sie bis auf stark reduzierte Größe. Sie können dalln aus den KörDerl entweichen und heiße Stcllen auf den tritanschirnl bilden und verunsachen, daß er an bestimmten Stellen ausbrennt. Die porösen Plastikplatten verhindern, daß diese kleinen Körner oder Körnerstücke aus den Körbe entweichen Beim Betrieb während des Deplattierungszyklus wird das Kupfer vom Zylinder ab und auf die Titanschirme und die Kupferkörner plattiert. Beim Wiederpiattieren des Zylinders plattiert das Kupfer von den Titanschirmen und auch von den Kupferkörnern in den Körben ab. Kleinere Stücke von Kupferkörnern und verbrauchte Kupferkörner werden zur Unterseite der Körbe heruntergetilLert und die Plastikplatten, di das Unterteil der Korbwände bedecken, verhindern ein Ausbrennen auf den Titanschirmen und die Bildung von Kupferdendriten durch die Perforierungen iri den Körben.

Claims (7)

1. TIEFDRUCKZYLINDERAPPARATUR ZUM PLATTIEREN UND DEPLATTIEREN Patentansprfiche Apparatur zum elektrolytischen Plattieren und Deplattieren von Tiefdruckzylindern, bestehend aus einem Tank, der dazu geeignet ist, eine plattierende Lösung zu enthalten und Mittel einschließt, um darin einen Zylinder zu lagern zur Rotation um eine horizontale Achse in einer Richtung, Körbe, die im genannten Tank angeordnet sind, einen auf jeder Seite des Zylinders, mit inneren konkav-konvex gebogenen perforierten Wänden in nahem Abstand vom Zylinder und konzentrisch dazu, und Außenwänden im Abstand von den Innenwänden in einer vom Zylinder wegweisenden Richtung, wobei die genannten Körbe aus nichtleitendem Material bestehen, längliche, metallische Stromleitungsstreifen, die obere zum Schutz beschichtete Teile aufweisen, die über den Körben angeordnet sind, und untere bloße Teile, die sich längs den Innenseiten der äußeren Korbwände erstrecken, Mittel zum Verbinden einer Stromquelle mit den oberen Teilen der Leitungsstreifen, Metallkörner, die in den genannten Körben zwischen den unteren Teilen der genannten Leitungsstreifen und den Innenwänden der Körbe gepackt sind, metallische Schirme, die zwischen den inneren Korbwänden und dem Zylinder angeordnet sind und in elektrischer Verbindung mit den metallischen Stromleitungsstreifen stehen, eine Platte von porösem Plastikmaterial, das zwischen dem Unterteil der konkaven Seite von jedem der inneren Korbwände und dem Zylinder angeordnet ist, und Versorgungsmittel für eine Plattierungolösung, die eine Versorgungsleitung mit Düsenauslässen umfassen, die entlang einem Unterteil der Innenwand von mindestens einem der Körbe angeordnet sind, zum Injizieren von n Plattierungslösung Z'Nischen die poröse Plastikplatte und diesen Zylinder.
2. 2. Apparatur wie in Anspruch 1 beansprucht, worin die Oberkante des metallischen Schirmes die Oberkante der inneren Korbwand überlappt und in elektrischem Kontakt ist mit den Metallkörnern.
3. 3. Apparatur wie in Anspruch 2 beansprucht, worin der genannte metallische Schirm aus Titan besteht.
4. 4. Apparatur zum elektrolytischen Plattieren und Deplattieren von Tiefdruckzylindern, umfassend einen Tank, der dazu geeignet ist, eine Plattierungslösung uthalten und Mittel mit einschließt, um darin einen Zylinder für Rotation um eine horizontale Achse in einer Richtung zu lagern, Körbe, die im genannten Tank angeordnet sind, eines auf jeder Seite des Zylinders, mit konkav-konvex gebogenen inneren perforierten Wänden, die nahe vom Zylinder beabstandet sind, und äußere konkav-konvex gebogene Wände, die konzentrisch mit den Innenwänden sind, und beabstandet davon, in Richtung weg vom Zylinder, wobei die genannten Körbe aus nichtleitendem Material bestehen, längliche, metallische Stromleitungsstreifen, die obere schutzbeschichtete Teile aufweisen, die über den Körben angeordnet sind, und untere blanke Teile, die sich nach unten entlang den Innenseiten der äußeren Korbwände erstrecken, wobei die genannten Unterteile gebogen und mit dem Zylinder konzentrisch sind, Mittel zum Verbinden einer Stromquelle mit den Oberteilen der Leitungsstreifen und mit dem Zylinder, Metallkörner, die in den genannten Körben zwischen den Unterseiten der genannten Leitungsstreifen und den Innenwänden der Körbe angeordnet sind, wobei die genannten Körbe Oberseiten aufweisen, die unterhalb der Zylinderoberseite angeordnet sind, und Versorguns- und Rückführmittel zum Aufrechterhalten von Plcattierungslosung im Tank, deren Niveau unter der Zylinderoberseite und über den Korboberseiten liegt, metallische Schirme, die zwischen den inneren Korbwenden und dem Zylinder angeordnet sind und in elektrischer Verbindung mit den metallischen Stromleitungsstreifen stehen, Mittel zum Verhindern von Metallaufbau durch die Perforierungen in den inneren Korbwänden, bestehend aus einer Platte von porösem Plastikmaterial, das jeder der Unterteile der konkaven Seiten der inneren Korbende bedeckt und zwischen den inneren Korbwänden und dem Zylinder angeordnet ist.
5. 5. Apparatur wie in Anspruch 4 beansprucht, wobei die Versorgungsmittel für die Plattierungslösung eine Versorgungsleitung mit Düsenauslässen umfassen, die entlang dem Unterteil der Innenwand eines der Körbe angeordnet ist und zum Injizieren von Plattierungslösung zwischen der porösen Plastikplatte und dem genannten Zylinder dient.
6. 6. Eine Korbanordnung für elektroplattierende und deplattierende Zylinder, umfassend einen Korb, der dazu geeignet ist, mit Körnern aus Metall bepackt zu werden1 und aus einem nichtleitenden Material besteht und beabstandete konkav-konvexe Vorder-und Rückwände aufweist, wobei die Vorderwand perforiert ist und der genannte Korb dazu geeignet ist, in eine Plattierungslösung suspendiert zu werden, wobei die konkave Seite der Vorderwand zum zu plattierenden Zylinder hin gerichtet ist, einer Mehrzahl von länglichen Stromleitungsstangen, die obere zum Schutz beschichtete Teile besitzen, die sich vom genannten Korb nach oben hin erstrecken und untere bloße Teile, die sich im genannten Korb längs der Innenseite der Korbrückwand nach unten erstrecken und beabstandet sind von der Innenseite der Korbvorderwand, Mittel zum Verbinden der oberen Teile der genannten Leitungsstangen und den Zylinder mit den entgegengesetzten Seiten eines elektrischen Stromversorgungsnetzes, wobei die Korbwände und die unteren Basisteile der genannten Stangen längs Bögen von konzentrischen Kreisen gekrümmt sind, ein metallischer Schirm, der die konkave Seite der inneren Korbwand zwischen der Korbwand und den Zylinder bedeckt, wobei die Oberkante des Schirmes über die Oberkante der inneren Korbwand lappt und in elektrischem Kontakt mit den Metallkörnern steht, und eine Platte aus porösem Plastikmaterial, das zwischen dem Unterteil der konkaven Seite der Vorderwand der Korb anordnung und dem Zylinder angeordnet ist, wobei das genannte poröse Plastik aus hochdichtem Polyäthylen mit einer Partikelretention von ungefähr 25» oder größer besteht.
7. 7. Apparatur zum elektrolytischen Plattieren und Deplattieren von Tiefdruckzylindern wie in Anspruch 1 beansprucht, wobei die genannten porösen Plastikplatten zwischen den Innenwänden der Körbe und den metallischen Schirmen angeordnet sind.