EP0829558A1 - Process and apparatus for the electrodeposition of a chromium layer on a printing cylinder - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a method and a device for applying a galvanic chrome coating to an intaglio cylinder according to the preamble of claim 1 and claim 4.
- Galvanic systems for the chromium plating of gravure cylinders are known in which the gravure cylinder to be chromed is immersed in the electrolyte and rotated only with part of its circumferential surface.
- the anode is arranged at a distance from the gravure cylinder serving as the cathode.
- the electrolyte is passed in a turbulent flow through the gap formed between the anode and the gravure cylinder.
- the temperature of the electrolyte is about 55 ° -60 ° C.
- the present invention is based on the object of providing a method and a device of the type mentioned at the outset with which a higher deposition rate and thus a shorter treatment time than previously can be achieved.
- the single figure shows in a purely schematic representation the basic structure of a device for applying a chrome layer on an intaglio cylinder.
- the chrome-plating device shown in the figure has a working trough 1 which is filled with an electrolyte 2.
- the gravure cylinder 3 to be chromed dips with part of its outer surface 4 into the electrolyte and is rotated in the direction of arrow A about its longitudinal axis 3a running in the horizontal direction by a drive device (not shown).
- the gravure cylinder 3 serves as a cathode and is connected to a power supply, not shown.
- anode 5 Arranged underneath the gravure cylinder 3 is an anode 5 which extends in the longitudinal direction thereof and is connected to power connections 6 which are only shown schematically.
- the anode 5 is adjustable in height and has a domed anode plate 7, through the through holes of which the electrolyte 2 can pass.
- the anode sheet 7 forms a gap 8 with the lateral surface 4 of the gravure cylinder 3, the width a of which can be adjusted by adjusting the height of the anode 5.
- two pipes 9 and 10 Inside the tub and below the anode sheet 7 are two pipes 9 and 10, which are connected to a pump device, not shown, which conveys the electrolyte from a storage tub, also not shown, through these pipes 9 and 10 into the working tub 1.
- the pipes 9 and 10 are provided with outlet holes, not shown, through which the electrolyte 2 flows into the working trough 1, as indicated by the arrows B, B '.
- the work tub 1 is filled and the electrolyte 2 is circulated via these pipes 9 and 10.
- a box 11 extends in the longitudinal direction thereof with an outlet nozzle 12 which extends over the entire length of the work tub 1.
- the box 11 is also connected to the pump device, which conveys the electrolyte from the storage tank already mentioned via the box 11 to the outlet nozzle 12.
- the outlet nozzle 12 is directed against the gap 8.
- the electrolyte emerges under pressure from the outlet nozzle 12 and flows in a turbulent flow through the gap 8 between the anode sheet 7 and the cylindrical surface 4.
- At the edge of the work tub 1 opposite the box there is an overflow 13 via which the electrolyte flows back from the work tub 1 in the direction of arrow D into the storage tub already mentioned.
- the gravure cylinder 3 is thus provided with a chrome layer on its entire outer surface 4.
- the outer layer of the rotogravure cylinder 3, which is covered with a chrome layer, can be a copper layer or also a layer of zinc or a zinc alloy.
- the electrolyte 2 located in the work tub 1 has approximately room temperature, preferably a temperature between 19 ° and 24 ° C.
- the deposition rate is, among other things, proportional to the current yield, it can easily be seen that the chromium plating times can be markedly reduced with the method and the device according to the invention. This will be explained below using an exemplary embodiment.
- a gravure cylinder was in at a current density of 80 A / dm 2 and an electrolyte temperature of 20 ° -23 ° C. provided a chrome layer of 0.006 mm for about ten minutes. A current yield of approx. 40% was achieved.
- electrolyte of a conventional type was used.
- An example of a suitable electrolyte is that commercially available under the name Bornhauser "electrolyte available electrolyte mentioned, which is described in DE-C-608 757.
- Another conventional method requires even more time to deposit an equally thick chrome layer on a rotogravure-driven gravure cylinder, which immerses around 50% of its surface area in an electrolyte that has a temperature of approx. 55 ° C, but which is not in a turbulent flow is guided past the gravure cylinder.
- a current density of approximately 50 A / dm 2 a current efficiency of only approximately 18% is achieved. Under this condition, it takes around 20 minutes to apply a chrome layer of 0.006 mm.
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Aufbringen eines galvanischen Chrom-Ueberzuges auf einen Tiefdruckzylinder gemäss Oberbegriff des Anspruches 1 bzw. des Anspruches 4.The present invention relates to a method and a device for applying a galvanic chrome coating to an intaglio cylinder according to the preamble of claim 1 and claim 4.
Es sind galvanische Anlagen für die Verchromung von Tiefdruckzylindern bekannt, bei denen der zu verchromende Tiefdruckzylinder nur mit einem Teil seiner Umfangsfläche in den Elektrolyten eintaucht und in Drehung versetzt wird. Die Anode ist zum als Kathode dienenden Tiefdruckzylinder in einem Abstand angeordnet. Der Elektrolyt wird in einer turbulenten Strömung durch den zwischen der Anode und dem Tiefdruckzylinder gebildeten Spalt hindurchgeführt. Die Temperatur des Elektrolyten beträgt dabei etwa 55°-60°C.Galvanic systems for the chromium plating of gravure cylinders are known in which the gravure cylinder to be chromed is immersed in the electrolyte and rotated only with part of its circumferential surface. The anode is arranged at a distance from the gravure cylinder serving as the cathode. The electrolyte is passed in a turbulent flow through the gap formed between the anode and the gravure cylinder. The temperature of the electrolyte is about 55 ° -60 ° C.
Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem bzw. mit der eine höhere Abscheidungsgeschwindigkeit und damit eine kürzere Behandlungszeit als bisher erreicht werden kann.The present invention is based on the object of providing a method and a device of the type mentioned at the outset with which a higher deposition rate and thus a shorter treatment time than previously can be achieved.
Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren bzw. einer Vorrichtung gemäss dem Anspruch 1 bzw. dem Anspruch 4 gelöst.This object is achieved with a method or a device according to claim 1 or claim 4.
Durch die Verwendung eines Elektrolyten, der etwa Raumtemperatur aufweist, kann überraschenderweise die Stromausbeute, die auf die Abscheidungsgeschwindigkeit einen Einfluss hat, gegenüber den herkömmlichen Verfahren und Vorrichtungen ganz erheblich erhöht werden, nämlich auf rund 40%. Im Vergleich dazu liegt die Stromausbeute bei bisher angewandten Verfahren bzw. bei bekannten Verchromungsanlagen um etwa 20% herum. Trotz tieferer Elektrolyttemperatur kann beim erfindungsgemässen Verfahren bzw. bei der erfindungsgemässen Vorrichtung mit hohen Stromdichten von über 50 A/dm2 gefahren werden.The use of an electrolyte which has approximately room temperature surprisingly allows the current yield, which has an influence on the deposition rate, to be increased considerably compared to the conventional methods and devices, namely to around 40%. In comparison to this, the current yield in the previously used processes or in known chrome-plating systems is around 20%. Despite the lower electrolyte temperature, high current densities of over 50 A / dm 2 can be used in the method according to the invention or in the device according to the invention.
Bevorzugte Weiterausgestaltungen der erfindungsgemässen Idee bilden Gegenstand der abhängigen Ansprüche.Preferred further developments of the inventive idea form the subject of the dependent claims.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.The invention is explained in more detail below with reference to the drawing.
Die einzige Figur zeigt in einer rein schematischen Darstellung den grundsätzlichen Aufbau einer Vorrichtung zum Aufbringen einer Chromschicht auf einen Tiefdruckzylinder.The single figure shows in a purely schematic representation the basic structure of a device for applying a chrome layer on an intaglio cylinder.
Die in der Figur gezeigte Verchromungseinrichtung weist eine Arbeitswanne 1 auf, die mit einem Elektrolyten 2 gefüllt ist. Der zu verchromende Tiefdruckzylinder 3 taucht mit einem Teil seiner Mantelfläche 4 in den Elektrolyten ein und wird durch eine nicht näher dargestellte Antriebseinrichtung in Richtung des Pfeiles A um seine in horizontaler Richtung verlaufende Längsachse 3a gedreht. Der Tiefdruckzylinder 3 dient als Kathode und ist mit einer nicht dargestellten Stromversorgung verbunden.The chrome-plating device shown in the figure has a working trough 1 which is filled with an electrolyte 2. The gravure cylinder 3 to be chromed dips with part of its outer surface 4 into the electrolyte and is rotated in the direction of arrow A about its
Unterhalb des Tiefdruckzylinders 3 ist eine sich in dessen Längsrichtung erstreckende Anode 5 angeordnet, die mit nur schematisch dargestellten Stromanschlüssen 6 verbunden ist. Die Anode 5 ist höhenverstellbar und weist ein gewölbtes Anodenblech 7 auf, durch dessen Durchgangslöcher der Elektrolyt 2 hindurchtreten kann. Das Anodenblech 7 bildet mit der Mantelfläche 4 des Tiefdruckzylinders 3 einen Spalt 8, dessen Breite a durch eine Höhenverstellung der Anode 5 eingestellt werden kann. Im Innern der Wanne und unterhalb des Anodenbleches 7 verlaufen zwei Rohrleitungen 9 und 10, die an eine nicht gezeigte Pumpeinrichtung angeschlossen sind, welche von einer ebenfalls nicht gezeigten Vorratswanne den Elektrolyten durch diese Rohrleitungen 9 und 10 in die Arbeitswanne 1 fördert. Die Rohrleitungen 9 und 10 sind mit nicht dargestellten Austrittslöchern versehen, durch die der Elektrolyt 2 in die Arbeitswanne 1 ausströmt, wie das durch die Pfeile B, B' angedeutet ist. Ueber diese Rohrleitungen 9 und 10 wird die Arbeitswanne 1 gefüllt sowie der Elektrolyt 2 umgewälzt.Arranged underneath the gravure cylinder 3 is an
Auf einer Seite der Arbeitswanne 1 erstreckt sich in deren Längsrichtung ein Kasten 11 mit einer Austrittsdüse 12, die sich über die ganze Länge der Arbeitswanne 1 erstreckt. Der Kasten 11 ist ebenfalls mit der Pumpeinrichtung verbunden, welche aus der bereits erwähnten Vorratswanne den Elektrolyten über den Kasten 11 zur Austrittsdüse 12 fördert. Die Austrittsdüse 12 ist gegen den Spalt 8 gerichtet. Der Elektrolyt tritt unter Druck aus der Auslassdüse 12 aus und fliesst in einer turbulenten Strömung durch den Spalt 8 zwischen dem Anodenblech 7 und der Zylindermantelfläche 4 hindurch. Am dem Kasten gegenüberliegenden Rand der Arbeitswanne 1 befindet sich ein Ueberlauf 13, über den der Elektrolyt aus der Arbeitswanne 1 in Richtung des Pfeiles D in die bereits erwähnte Vorratswanne zurückfliesst.On one side of the work tub 1, a
Im jeweils mit dem Elektrolyten 2 in Berührung stehenden Bereich des sich drehenden Tiefdruckzylinders 3 findet auf an sich bekannte Weise eine metallische Abscheidung statt. Der Tiefdruckzylinder 3 wird so an seiner gesamten Mantelfläche 4 mit einer Chromschicht versehen. Die Aussenschicht des Tiefdruckzylinders 3, die mit einer Chromschicht bedeckt wird, kann eine Kupferschicht oder auch eine Schicht aus Zink oder einer Zinklegierung sein.Metallic deposition takes place in a manner known per se in the area of the rotating intaglio cylinder 3 that is in contact with the electrolyte 2. The gravure cylinder 3 is thus provided with a chrome layer on its entire outer surface 4. The outer layer of the rotogravure cylinder 3, which is covered with a chrome layer, can be a copper layer or also a layer of zinc or a zinc alloy.
Der sich in der Arbeitswanne 1 befindliche Elektrolyt 2 hat etwa Raumtemperatur, vorzugsweise eine zwischen 19° und 24°C liegende Temperatur.The electrolyte 2 located in the work tub 1 has approximately room temperature, preferably a temperature between 19 ° and 24 ° C.
Durch die Verwendung eines etwa Raumtemperatur aufweisenden Elektrolyten 2 in Verbindung mit der Beaufschlagung der Mantelfläche 4 des Tiefdruckzylinders 3 mit einer turbulenten Elektrolytströmung wird überraschenderweise eine erheblich grössere Stromausbeute erreicht als bei herkömmlichen Verchromungsverfahren und - anlagen, nämlich eine Stromausbeute von etwa 40% im Vergleich zu einer um 20% herum liegenden Stromausbeute.The use of an electrolyte 2 at around room temperature in connection with the application of a turbulent electrolyte flow to the outer surface 4 of the gravure cylinder 3 surprisingly achieves a considerably greater current yield than with conventional chromium plating processes and systems, namely a current yield of approximately 40% compared to one current yield around 20%.
Da die Abscheidungsgeschwindigkeit unter anderem proportional zur Stromausbeute ist, lässt sich ohne weiteres erkennen, dass mit dem erfindungsgemässen Verfahren und der erfindungsgemässen Vorrichtung die Verchromungszeiten merklich verkürzt werden können. Dies soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles erläutert werden.Since the deposition rate is, among other things, proportional to the current yield, it can easily be seen that the chromium plating times can be markedly reduced with the method and the device according to the invention. This will be explained below using an exemplary embodiment.
In einer Verchromungsanlage der in der Figur gezeigten Art wurde bei einer Stromdichte von 80 A/dm2 und einer Elektrolyttemperatur von 20°-23°C ein Tiefdruckzylinder in etwa zehn Minuten mit einer Chromschicht von 0,006 mm versehen. Es wurde dabei eine Stromausbeute von ca. 40% erreicht.In a chromium plating system of the type shown in the figure, a gravure cylinder was in at a current density of 80 A / dm 2 and an electrolyte temperature of 20 ° -23 ° C. provided a chrome layer of 0.006 mm for about ten minutes. A current yield of approx. 40% was achieved.
Dabei wurde ein Elektrolyt herkömmlicher Art verwendet. Als Beispiel eines geeigneten Elektrolyten sei der im Handel unter der Bezeichnung Bornhauser"-Elektrolyt erhältliche Elektrolyt erwähnt, der in der DE-C-608 757 beschrieben ist.An electrolyte of a conventional type was used. An example of a suitable electrolyte is that commercially available under the name Bornhauser "electrolyte available electrolyte mentioned, which is described in DE-C-608 757.
Im Vergleich dazu dauert das Aufbringen einer ebenfalls 0.006 mm dicken Chromschicht auf einen Tiefdruckzylinder mit der in Figur gezeigten Anlage, aber mit einem Elektrolyten, der eine Temperatur von etwa 55°C aufweist, ca. 15 Minuten. Bei einer Stromdichte von 125 A/dm2 wird dabei eine Stromausbeute von rund 22% erreicht.In comparison, it takes about 15 minutes to apply a chrome layer, likewise 0.006 mm thick, to an intaglio cylinder with the system shown in the figure, but with an electrolyte which has a temperature of about 55 ° C. With a current density of 125 A / dm 2 , a current yield of around 22% is achieved.
Bei einem andern herkömmlichen Verfahren wird noch mehr Zeit zum Ablagern einer gleich dicken Chromschicht auf einen drehend angetriebenen Tiefdruckzylinder benötigt, der mit etwa 50% seiner Mantelfläche in einen eine Temperatur von ca. 55°C aufweisenden Elektrolyten eintaucht, der jedoch nicht in einer turbulenten Strömung am Tiefdruckzylinder vorbeigeführt wird. Dabei wird bei einer Stromdichte von ca. 50 A/dm2 eine Stromausbeute von nur etwa 18% erreicht. Unter dieser Bedingung werden für das Aufbringen einer Chromschicht von ebenfalls 0,006 mm rund 20 Minuten benötigt.Another conventional method requires even more time to deposit an equally thick chrome layer on a rotogravure-driven gravure cylinder, which immerses around 50% of its surface area in an electrolyte that has a temperature of approx. 55 ° C, but which is not in a turbulent flow is guided past the gravure cylinder. At a current density of approximately 50 A / dm 2, a current efficiency of only approximately 18% is achieved. Under this condition, it takes around 20 minutes to apply a chrome layer of 0.006 mm.
Claims (9)
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