TWI638911B - 圓筒用電鍍裝置及方法 - Google Patents
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Abstract
本發明的課題係在於提供不受被處理圓筒的直徑影響，能夠將不溶性電極與被處理圓筒的距離作成一定，且利用增大不溶性電極的表面積，能夠減少朝不溶性電極之電流密度，藉此能夠減輕不溶性電極之負擔的圓筒用電鍍裝置及方法。
用以解決課題之手段為，一種圓筒用電鍍裝置，係將一對不溶性電極以隔著預定間隔接近被處理圓筒的兩側面，對被處理圓筒的外周表面實施電鍍，該一對不溶性電極是具有至少使下部部分朝內側彎曲之形狀且至少下部部分作成為梳痕狀部，其特徵為，以另一方的不溶性電極的梳痕狀部的凸部位於一方的不溶性電極之梳痕狀部的凹部之位置的方式使該等不溶性電極交互地相對向，以不溶性電極的上端部分作為轉動中心將不溶性電極構成為可轉動，因應被處理圓筒的徑可調整不溶性電極對被處理圓筒之外周表面的接近距離。
Description
本發明係關於當製造使用於例如凹版印刷之中空圓筒狀的凹版圓筒(亦被稱為製版滾筒)時，對長條狀中空滾筒的外周表面實施使用不溶性電極之電鍍的圓筒用電鍍裝置及方法。
在凹版印刷，對中空圓筒狀的被處理圓筒形成因應製版資訊的微小之凹部(單元)而製作版面，對該單元填充墨水並轉印至被印刷物。一般的凹版圓筒是以圓筒狀的鐵心或鋁芯(中空滾筒)作為基材，在該基材的外周表面上形成底材、剝離層等的複數種層，在其上面形成鍍銅等的電鍍層。又，在此鍍銅等的電鍍層，藉由雷射曝光裝置形成因應製版資訊的單元，然後，實施用來增加製版圓筒的耐刷力之鍍鉻等，完成製版(版面的製作)。
本案申請人已經提案有一種凹版圓筒用鍍銅裝置，其具備充滿有電鍍液的電鍍槽、可使長條狀圓筒旋轉且可通電地把持長度方向兩端並將圓筒收容於該電鍍槽
之挾持手段、以及在該電鍍槽內與圓筒的兩側面對向地垂設且進行預定通電的相對向之一對不溶性電極，使該一對不溶性電極隔著預定間隔接近該圓筒的兩側面，對該圓筒的外周表面實施電路之圓筒用電鍍裝置，作為前述不溶性電極，具有將下部部分朝內側彎曲之形狀並且以該不溶性電極的上端部分作為轉動中心而將該不溶性電極構成為可轉動，藉由控制對該圓筒之接近間隔，來調整該圓筒的外周表面之電鍍層的厚度之凹版圓筒用鍍銅裝置(專利文獻1)。
在使用於凹版圓筒的製造之電鍍裝置，中空圓筒狀的被處理圓筒成為陰極，不溶性電極成為陽極，但在近年，被處理圓筒也大型化，在專利文獻1等所揭示的以往不溶性電極，電流密度變高，造成對該不溶性電極的負擔變多的問題產生。如此，當對不溶性電極之負擔變多時，會有使用於不溶性電極的例如白金等的消耗速度變快之問題等產生。
又，在專利文獻1等所揭示的以往不溶性電極，在進行鍍鉻處理之情況，會產生3價鉻等的雜質，需要進行除去該雜質之作業，因此，亦會有需要延遲該雜質的產生速度之問題產生。
[專利文獻1]國際公開WO2012/043514號公報
本發明係有鑑於前述以往技術的問題點而開發完成的發明，其目的係在於提供不受被處理圓筒的直徑影響，能夠將不溶性電極與被處理圓筒的距離作成一定，且利用增大前述不溶性電極的表面積，能夠減少朝前述不溶性電極之電流密度，藉此能夠減輕前述不溶性電極之負擔的圓筒用電鍍裝置及方法。
本發明的圓筒用電鍍裝置，係具備充滿有電鍍液的電鍍槽、可使長條狀圓筒旋轉且可通電地把持長度方向兩端並將圓筒收容於該電鍍槽之挾持手段、以及在該電鍍槽內與圓筒的兩側面對向地垂設且進行預定通電的相對向之一對不溶性電極，使該一對不溶性電極隔著預定間隔接近該圓筒的兩側面，對該圓筒的外周表面實施電路之圓筒用電鍍裝置，其特徵為：前述不溶性電極是具有至少使下部部分朝內側彎曲之形狀且至少下部部分作成為梳痕狀部，以另一方的前述不溶性電極的梳痕狀部的凸部位於一方的前述不溶性電極之梳痕狀部的凹部之位置的方式使該等不溶性電極交互地相對向，以前述不溶性電極的上端部分作為轉動中心將前述不溶性電極構成為可轉動，因應前述被處理圓筒的徑可調整前述不溶性電極對前述被處理
圓筒之外周表面的接近距離。
藉此，不受被處理圓筒的直徑影響，能夠將不溶性電極與被處理圓筒之距離作成為一定。又，藉由將不溶性電極的下部部分作成梳痕狀部，使另一方的前述不溶性電極的前述梳痕狀部的凸部位於一方的前述不溶性電極的前述梳痕狀部的凹部之位置的方式使其交互地相對向，使得前述不溶性電極的表面積變大。藉此，前述不溶性電極的電流密度較以往減少，使用壽命變長。
前述不溶性電極的彎曲形狀係與前述圓筒的外周面之曲率對應的彎曲形狀為佳。
又，前述不溶性電極為網眼狀電極為佳。這是因為當為網眼狀電極時，由於不僅前述不溶性電極的表面，就連裏面亦會產生電場，故，前述不溶性電極作為電極之表面積增加，其結果，前述不溶性電極的電流密度減少，使用壽命變長。
前述電鍍液為鍍銅液或鍍鉻液，前述被處理圓筒為中空圓筒狀之凹版製版用圓筒為佳。前述鍍銅液包含硫酸銅、硫酸、氯及添加劑，測量前述鍍銅液的比重及硫酸濃度，在比重過高之情況，補給水分，在硫酸濃度過高之情況，補給氧化亞銅粉末為佳。藉此，變得不需要進行進行以往之定期鍍銅液的維修、廢液處理等。再者，前述鍍銅液是以過濾器除去雜質為佳。又，亦能以鍍鉻液作為電鍍液來進行鍍鉻。在進行鍍鉻處理之情況，具有可使3價鉻等的雜質延遲之優點。
本發明之圓筒用電鍍方法的特徵為使用前述圓筒用電鍍裝置對被處理圓筒的外周表面進行電鍍。
本發明之凹版圓筒的特徵為藉由前述圓筒用電鍍方法進行電鍍。
若依據本發明，能夠達到以下顯著的效果，亦即能夠提供不受被處理圓筒的直徑影響，能夠將不溶性電極與被處理圓筒的距離作成一定，且利用增大前述不溶性電極的表面積，能夠減少朝前述不溶性電極之電流密度，藉此能夠減輕前述不溶性電極之負擔的圓筒用電鍍裝置及方法。
又，在本發明，因能夠減輕不溶性電極的負擔，所以，比起以往能延長不溶性電極的使用壽命，具有以往大約2倍的耐久性。
2‧‧‧圓筒用電鍍裝置
4‧‧‧架台
6‧‧‧軸承
8‧‧‧蓋板
10‧‧‧電鍍槽
11‧‧‧排氣導管
12‧‧‧回收口
14‧‧‧挾持手段
15‧‧‧防液接合器
16‧‧‧主軸
18‧‧‧鏈輪
20‧‧‧匯流條
21‧‧‧輔助構件
22‧‧‧不溶性電極
23‧‧‧支承桿
30‧‧‧齒輪電動機
31‧‧‧安裝角型材
32、33、34、35、38‧‧‧正齒輪
39、40‧‧‧安裝扣件
43、44、45、46、47、48‧‧‧鏈輪
50、52‧‧‧線性軌道
54、55‧‧‧導引構件
58、59‧‧‧安裝框架
60、62‧‧‧齒條
61‧‧‧下部部分
63‧‧‧梳痕狀部
64‧‧‧旋轉軸
65‧‧‧凹部
67‧‧‧凸部
69‧‧‧上端部分
70‧‧‧儲存槽
80‧‧‧過濾器
86‧‧‧加熱器
88‧‧‧熱交換器
300‧‧‧被處理圓筒(凹版圓筒)
302‧‧‧整流器
304‧‧‧電鍍液
306‧‧‧圓筒旋轉馬達
C、C1、C2、C3‧‧‧鏈條
P1‧‧‧泵浦
圖1係顯示本發明的圓筒用電鍍裝置之不溶性電極的設置一例，顯示不溶性電極的梳痕狀部之凹部與另一方的不溶性電極的梳痕狀部之凸部交叉的樣子之局部斜視概略圖。
圖2係圖1所示的本發明的圓筒用電鍍裝置之不溶性電極的設置例的正面概略說明圖。
圖3係顯示從圖1的狀態，以與小徑的圓筒相對應的方式，使不溶性電極轉動而不溶性電極的梳痕狀部之凹部與另一方的不溶性電極的梳痕狀部之凸部進一步交叉至深部為止的樣子之局部斜視概略圖。
圖4係顯示從圖1的狀態，以與大徑的圓筒相對應的方式，使不溶性電極轉動而不溶性電極的梳痕狀部之凹部與另一方的不溶性電極的梳痕狀部之凸部成為一個面的樣子之局部斜視概略圖。
圖5係本發明的圓筒用電鍍裝置的基本結構之一例的側面概略說明圖。
圖6係顯示本發明之不溶性電極的滑動機構的一例之平面說明圖。
圖7係顯示本發明之不溶性電極的滑動機構的一例之平面說明圖。
圖8係顯示本發明之不溶性電極的滑動機構的一例之正面說明圖。
以下依據圖面說明關於本發明的實施形態，但圖示例僅為舉例說明本發明，本發明在不超出本發明的技術思想範圍下能夠進行各種變更。
圖1至圖5係顯示本發明的圓筒用電鍍裝置的一實施形態之基本結構的一例之圖。圖中，圖號2為本發明的圓筒用電鍍裝置，作為具體的圖示例，說明關於凹
版圓筒用鍍鉻裝置。本發明的圓筒用電鍍裝置2係為用來對長條中空圓筒狀的被處理圓筒300之外周表面實施鍍鉻之裝置，具備電鍍槽10；用來支承被處理圓筒300的一對挾持手段14、14；及經由匯流條20、20垂設於前述電鍍槽10之一對不溶性電極22、22。關於電鍍槽10、挾持手段14，為具有與以往的裝置(專利文獻1)大致相同的常用結構，在省略重複的說明，其中，電鍍槽10為充滿有鍍鉻液304之電鍍處理用槽，可將凹版圓筒300浸漬成全沒於鍍鉻液304中。
在電鍍槽10的周圍，設有用來回收溢出的鍍鉻液304之回收口12，在電鍍槽10的下方，具備有與回收口12連通並用來儲存鍍鉻液304之儲存槽70。在儲存槽70，內設有用來將鍍鉻液304保持於預定溫度(例如40℃左右)之加熱器86及熱交換器88，並設有用來進行鍍鉻液304的雜質除去之過濾器80、從儲存槽70吸起鍍鉻液304後循環於電鍍槽10的泵浦P1等。
挾持手段14、14是用來把持被處理圓筒300的長度方向兩端並收容於電鍍槽10之滾筒挾持裝置，具備以軸承6予以軸支承的主軸16、和用來防止鍍鉻液304進入之防液接合器15，藉由設在架台4的圓筒旋轉馬達306經由鏈條C及鏈輪18以預定速度(例如120rpm左右)予以旋轉驅動，又，可通電成讓被處理圓筒300成為陰極。另外，可適宜具備在電鍍槽10的上方作成為可自由開閉之蓋板8、排氣導管11等。
在本發明的凹版圓筒用鍍鉻裝置2，如圖1所示，匯流條20、20經由輔助構件21安裝於支承桿23、23，在前述匯流條20、20，不溶性電極(圖示例為分割電極)22、22於在電鍍槽10內被挾持手段14所把持的被處理圓筒300的兩側方相對向而垂設，作為不溶性電極22，使用在鈦板的表面塗佈白金、銥等之電極。
又，作為不溶性電極22使用網眼狀電極。這是因為當為網眼狀電極時，由於不僅前述不溶性電極22的表面，就連裏面亦會產生電場，故，前述不溶性電極22作為電極之表面積增加，其結果，前述不溶性電極22的電流密度減少，使用壽命變長。例如，在專利文獻1所示的不溶性電極，圓筒用電鍍裝置的每一槽之不溶性電極的表面積為11000cm2，但在本發明的圓筒用電鍍裝置2，每一槽的不溶性電極之表面積成為30000cm2，表面積飛躍性地增加。且，由於當為網眼狀電極時則電鍍液容易通過，故，亦會有電鍍液可圓滑地供給至被處理圓筒300之優點。
本發明的圓筒用電鍍裝置2，如圖1至圖5所示，具備充滿有電鍍液304(圖示例為鍍鉻液)的電鍍槽10、可使被處理圓筒300旋轉且可通電地把持長度方向兩端並將被處理圓筒收容於前述電鍍槽之挾持手段14、14、以及在前述電鍍槽10內與被處理圓筒300的兩側面對向地垂設且進行預定通電的相對向之一對不溶性電極22、22，使前述一對不溶性電極22、22隔著預定間隔接
近前述被處理圓筒300的兩側面，對前述被處理圓筒300的外周表面實施電路之圓筒用電鍍裝置，其特徵為：前述不溶性電極22、22是具有至少使下部部分61、61朝內側彎曲之形狀且至少前述下部部分61、61作成為梳痕狀部63、63，以另一方的前述不溶性電極22的梳痕狀部63的凸部位於一方的前述不溶性電極22之梳痕狀部63的凹部之位置的方式使該等不溶性電極交互地相對向，以前述不溶性電極22的上端部分69作為轉動中心將前述不溶性電極22構成為可轉動，因應前述被處理圓筒300的徑可調整前述不溶性電極22、22對前述被處理圓筒300之外周表面的接近距離。
本發明的特徵為前述不溶性電極22、22是具有至少使下部部分61、61朝內側彎曲之形狀且至少前述下部部分61、61作成為梳痕狀部63、63，以另一方的前述不溶性電極22的梳痕狀部63的凸部位於一方的前述不溶性電極22之梳痕狀部63的凹部之位置的方式使該等不溶性電極交互地相對向。
作為不溶性電極22、22的下部部分之彎曲形狀，若朝內側彎曲則效果提升，但理想是作成為與被處理圓筒300的外周面之曲面相對應的彎曲形狀。且，前述不溶性電極22、22係以其上端部分例如設在電鍍槽10的旋轉軸作為轉動中心將該不溶性電極22、22構成為可轉動，藉由控制對凹版圓筒300的接近間隔，能夠調整前述凹版圓筒的外周表面之電鍍層的厚度。前述不溶性電極
22、22之可轉動的機構是採用習知的轉動機構即可，例如可採用專利文獻1所揭示之機構。
如圖1所示，本發明的圓筒用電鍍裝置之不溶性電極，是形成為不溶性電極的梳痕狀部之凹部與另一方的不溶性電極的梳痕狀部之凸部交叉的狀態。
又，在對應於小徑(直徑小)的圓筒之情況，使不溶性電極轉動而不溶性電極的梳痕狀部之凹部與另一方的不溶性電極的梳痕狀部之凸部從圖1的狀態進一步交叉至深部為止(圖3)。
又，在對應於大徑(直徑大)的圓筒之情況，使不溶性電極轉動而不溶性電極的梳痕狀部之凹部與另一方的不溶性電極的梳痕狀部之凸部形成為相同面(圖4)。
如此，在本發明，不受被處理圓筒300之直徑的影響，能夠將不溶性電極22、22與被處理圓筒300之距離作成為一定，且能夠使前述不溶性電極22、22的表面積作成較以往更大。
在本發明裝置，作為不溶性電極22，分割成如專利文獻1所揭示的多數的分割電極22A至22C的形態為佳。藉由對如專利文獻1所揭示的分割電極22A至22C施加電位進行施加於凹版圓筒300之端部的電位的控制，可防止對圓筒的兩端部之電流集中，比起以往，可將該端部的電鍍層之厚度大幅地減少至30μm至40μm左右的厚度。
又，亦可如專利文獻1所揭示，將一對不溶性電極22、22作成為在凹版圓筒300的兩側可自由滑動之機構。如圖6至圖8顯示將不溶性電極22、22作成為可自由滑動之機構的一例。
如圖6至圖8所示，架台4立設於電鍍槽10的正面外側，在架台4的內壁面設有線性軌道50、52。齒條60、62設置成與線性軌道50、52平行並藉由正齒輪35、38的正逆轉進行往復運動，經由安裝架框58、59，連結於可與線性軌道50、52滑動地卡合的導引構件54、55。
使齒條60、62進行往復運動的正齒輪35、38中，正齒輪35是以安裝扣件40固裝於架台4使得能與架台4的外壁面側之鏈輪45同軸轉動，另外，正齒輪38是以安裝扣件39固裝於架台4使得能與架台4的外壁面側之鏈輪48同軸轉動。在鏈輪45的正下方，鏈輪44設置成與正齒輪34同軸地轉動，在另一方的鏈輪48的正下方，鏈輪47設置成與鏈輪46同軸地轉動。在架台42的外壁面，經由安裝角型材31設置有齒輪電動機30，並具備正齒輪32。為了與正齒輪32卡合，正齒輪33設置成與鏈輪43同軸地轉動，在鏈輪43、46之間掛繞有鏈條C1，在鏈輪44、45之間掛繞有鏈條C2，在鏈輪47、48之間掛繞有鏈條C3。因此，藉由齒輪電動機30的正逆轉驅動，使得正齒輪35、28進行正逆轉，使齒條60、62進行往復運動，與其連動，不溶性電極22、22可沿著線性
軌道50、52正確地滑動(參照圖6至圖8)。
作為使不溶性電極22、22接近凹版圓筒300接近之間隔為1mm至50mm左右，理想為3mm至40mm左右，最理想為5mm至30mm左右。從電鍍厚度均等化之觀點來看，使不溶性電極22、22越接近越佳，但當過於接近時則在電鍍處理中會造成不溶性電極22、22與凹版圓筒300接觸之危險產生。
期望本發明的圓筒用電鍍裝置2進一步具備如專利文獻1所記載的電鍍液自動管理機構及液量補給機構，但其詳細說明在此省略。
使用以下的實施例為例進一步具體地說明本發明，但該等實施例僅為舉例說明本發明，並非用來限定說明本發明。
作為電鍍裝置使用如圖1至圖5所示的結構之裝置。作為電鍍液，使用包含鉻酸濃度250g/L、硫酸濃度2.5g/L、50mL/L的添加劑之「CHRIO RX-ML」(奧野製藥製)之鍍鉻液。在電鍍所消耗之鉻及添加劑成分，藉由自動補給裝置供給「CHRIO RX-R」(奧野製藥製)。作為不溶性陽極，使用在使下部部分彎曲之鈦板的表面塗佈白金之陽極。
作為被處理圓筒，使用圓周600mm、面長1100mm之鋁芯的圓筒型基材，挾持被處理圓筒的兩端並裝設至電鍍槽，利用以電腦控制的電極轉動機構，使不溶性電極接近被處理圓筒相距20mm，再讓鍍鉻液溢出，將被處理圓筒完全淹沒。將被處理圓筒的旋轉數作為100rpm，電鍍液溫度55℃、電流密度30A/dm2(電流1980A)、電壓6V。在此條件下進行10分鐘的電鍍處理，獲得在表面未產生顆粒、坑洞等之厚度6μm的均等電鍍披膜。
作為電鍍裝置使用如圖1至圖5所示的結構之裝置。使用鍍銅液作為電鍍液。
作為被處理圓筒，使用圓周600mm、面長1100mm之鋁芯的圓筒型基材，挾持被處理圓筒的兩端並裝設至電鍍槽，利用以電腦控制的電極轉動機構，使不溶性電極接近被處理圓筒相距20mm，再讓鍍銅液溢出，將被處理圓筒完全淹沒。將被處理圓筒的旋轉數作為250rpm，電鍍液溫度45℃、電流密度30A/dm2(電流1980A)、電壓7V。在此條件下進行10分鐘的電鍍處理，獲得在表面未產生顆粒、坑洞等之厚度60μm的均等電鍍披膜。
Claims (5)
- 一種圓筒用電鍍裝置，係具備充滿有電鍍液的電鍍槽、可使長條狀圓筒旋轉且可通電地把持長度方向兩端並將圓筒收容於該電鍍槽之挾持手段、以及在該電鍍槽內與圓筒的兩側面對向地垂設且進行預定通電的相對向之一對不溶性電極，使該一對不溶性電極隔著預定間隔接近該圓筒的兩側面，對該圓筒的外周表面實施電鍍，其特徵為：前述不溶性電極是具有至少使下部部分朝內側彎曲之形狀且至少下部部分作成為梳痕狀部，以另一方的前述不溶性電極的前述梳痕狀部的凸部位於一方的前述不溶性電極之前述梳痕狀部的凹部之位置的方式使該等不溶性電極交互地相對向，以前述不溶性電極的上端部分作為轉動中心將前述不溶性電極構成為可轉動，因應前述被處理圓筒的徑可調整前述不溶性電極對前述被處理圓筒之外周表面的接近距離。
- 如申請專利範圍第1項之圓筒用電鍍裝置，其中，前述不溶性電極的彎曲形狀為與前述被處理圓筒的外周面的曲率相對應之彎曲形狀。
- 如申請專利範圍第1項之圓筒用電鍍裝置，其中，前述不溶性電極為網眼狀電極。
- 如申請專利範圍第1項之圓筒用電鍍裝置，其中，前述電鍍液為鍍銅液或鍍鉻液，前述被處理圓筒為中 空圓筒狀之凹版製版用圓筒。
- 一種圓筒用電鍍方法，其特徵為：使用如申請專利範圍第1項之圓筒用電鍍裝置，對被處理圓筒的外周表面實施電鍍。
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