УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТРАВЛЕНИЯ ЦИЛИНДРА
CYLINDER ETCHING DEVICE

Область техники
Настоящее изобретение относится к устройству для травления цилиндра, выполненному с возможностью травления обрабатываемого цилиндра, который представляет из себя листовой материал для формирования печатающей поверхности, из которого получают вытянутый цилиндр, в частности, полый цилиндр глубокой печати (именуемого также вращающимся цилиндром для изготовления печатных форм), предназначенного для использования при глубокой печати.
Уровень техники
Для осуществления глубокой печати на обрабатываемом цилиндре, на основе имеющихся сведений по изготовлению печатных форм, и создания печатающей поверхности формируются мелкие выемки (ячейки). Эти ячейки заполняют типографской краской с тем, чтобы эта краска передавалась на запечатываемый материал. В обычном формном цилиндре глубокой печати в качестве основы используют трубчатый железный или алюминиевый стержень (полый цилиндр), и на внешней окружной поверхности этой основы формируют ряд слоев, в частности, базовый нижележащий слой и разделительный слой. На эти слои наносят слой медного покрытия для формирования печатающей поверхности (формный материал). Затем в слое медного покрытия формируют гравировочные ячейки путем выставления, подготовки и травления, после чего полученную основу покрывают хромом или любым другим материалом для увеличения продолжительности печатания цилиндра глубокой печати. На этом изготовление печатных форм (создание печатающей поверхности) завершается.
В качестве устройства для глубокой печати, известно, например, устройство для травления, предназначенное для обработки вращающегося цилиндра, описанное в патентном документе JP Hei 09-268384 A [D1]. Описанное в указанном документе D1 устройство для травления может производить ячеистую форму глубокой печати с минимизированным боковым подтравливанием за счет поддерживания расстояния постоянной величины между форсунками и подлежащим обработке вращающимся цилиндром, чтобы таким образом оптимизировать действие травильного раствора, обусловленное его подачей на металлическую поверхность, независимо от диаметра обрабатываемого цилиндра.
Однако в патентном документе D1 форсунки, предназначенные для инжекции травильного раствора, ориентированы в горизонтальном направлении или с наклоном вниз в направлении обрабатываемого вращающегося цилиндра. Поэтому поток травильного раствора является неудовлетворительным, что обуславливает опасность неравномерности травления поверхности. Кроме того, если форсунки ориентированы в горизонтальном направлении или с наклоном вниз, травильный раствор, остающийся в трубе подачи травильного раствора, капает из форсунок вниз за счет действия гравитации, что создает также проблему возможного загрязнения обрабатываемого цилиндра.
Раскрытие сущности изобретения
Настоящее изобретение создано в связи с вышеупомянутыми проблемами, присущими известным аналогам, и, следовательно, задача настоящего изобретения заключается в обеспечении устройства для травления цилиндра, которое способно осуществлять травление более равномерно, чем известные в уровне техники устройства, и, кроме того, способно решить проблему, связанную с капанием остаточного травильного раствора из трубы подачи травильного раствора.
В соответствии с одним воплощением настоящего изобретения обеспечивается устройство для травления цилиндров, содержащее: технологическую (травильную) ванну; держатель, предназначенный для удерживания с возможностью вращения обоих концов цилиндра, обрабатываемого в продольном направлении, и размещения обрабатываемого цилиндра в технологической ванне; по меньшей мере, одну трубу для подачи травильного раствора, расположенную на предварительно заданном расстоянии от внешней окружной поверхности цилиндра, подлежащего обработке в продольном направлении, и параллельно указанной внешней окружной поверхности цилиндра, подлежащего обработке в продольном направлении; а также множество инжекционных форсунок, установленных рядом, по меньшей мере, в одной трубе для подачи травильного раствора и сконфигурированных для инжекции травильного раствора, по меньшей мере, из одной трубы для подачи травильного раствора, при этом травильный раствор, инжектируемый из множества инжекционных форсунок посредством, по меньшей мере, одной трубы для подачи травильного раствора, направляется и воздействует на поверхность обрабатываемого цилиндра, и тем самым осуществляется травление поверхности обрабатываемого цилиндра, причем множество инжекционных форсунок ориентировано с наклоном вниз по отношению к горизонтальному направлению расположения обрабатываемого цилиндра, причем направление инжекции каждой из множества инжекционных форсунок ориентировано к центру вращения цилиндра, обрабатываемого из положения с наклоном вниз (трубы подачи травильного раствора) относительно обрабатываемого цилиндра, и множество инжекционных форсунок установлены так, что они могут приближаться к поверхности обрабатываемого цилиндра и удаляться от этой поверхности.
Как отмечено выше, в настоящем изобретении инжекционные форсунки ориентированы с наклоном вверх по отношению к горизонтальному направлению, и направление инжекции инжекционных форсунок ориентировано в сторону центра цилиндра, обрабатываемого из положения (трубы подачи раствора) с наклоном вниз относительно этого цилиндра. В результате обеспечивается надлежащий поток травильного раствора, направленный на поверхность обрабатываемого цилиндра, и травление становится равномерным. Кроме того, не существует проблемы капания травильного раствора, оставшегося в трубе подачи травильного раствора, из форсунок под действием силы тяжести и загрязнения обрабатываемого цилиндра.
Подлежащим обработке цилиндром предпочтительно является цилиндр, предназначенный для изготовления формного цилиндра глубокой печати.
Предпочтительно, чтобы линия, соединяющая центр вращения обрабатываемого цилиндра и направление инжекции каждой из множества инжекционных форсунок образовала угол 45°±15° относительно вертикальной линии, проходящей от центра вращения обрабатываемого цилиндра.
Предпочтительно, чтобы, по меньшей мере, одна труба подачи травильного раствора включала некоторое количество труб подачи травильного раствора, в которых рядом установлено множество инжекционных форсунок, и чтобы указанное некоторое количество труб для подачи травильного раствора было размещено в окружном направлении обрабатываемого цилиндра, и травильный раствор инжектировался в направлении центра вращения обрабатываемого цилиндра из различных направлений.
Кроме того, предпочтительно, чтобы общая длина каждой из множества труб для подачи травильного раствора была выбрана так, чтобы она превышала общую длину обрабатываемого цилиндра, чтобы концевая часть, содержащая наконечник, каждой из некоторого количества труб для подачи травильного раствора образовала выпускной канал, и при прохождении травильного раствора через каждую из некоторого количества труб травильный раствор, не инжектированный из множества инжекционных форсунок, был отведен из выпускного канала, чтобы тем самым регулировать расход травильного раствора, проходящего через каждую из некоторого количества труб для подачи травильного раствора.
В соответствии с одним воплощением настоящего изобретения обеспечивается способ травления цилиндра, включающий травление поверхности обрабатываемого цилиндра с использованием вышеупомянутого устройства для травления цилиндра.
Кроме того, в соответствии с настоящим изобретением обеспечивается цилиндр, подвергаемый травлению с использованием вышеупомянутого способа травления цилиндра. Таким цилиндром предпочтительно является формный цилиндр глубокой печати.
Устройство для травления цилиндра согласно настоящему изобретению может быть использовано взятым отдельно, но предпочтительно может быть использовано, например, как устройство для обработки травлением в составе полностью автоматической технологической установки для изготовления форм глубокой печати, описанной в патентном документе WO 2012/043515 A1 [D2].
В соответствии с настоящим изобретением возможно достижение значительного эффекта за счет использования устройства для травления цилиндров, способного осуществлять травление более равномерно, чем известные в уровне техники аналоги, и способно также решить проблему, связанную со стеканием остаточного количества травильного раствора из трубы для подачи травильного раствора.
Кроме того, при включении устройства для травления цилиндров, соответствующего настоящему изобретении, в состав полностью автоматической технологической установки для изготовления формы глубокой печати, также возможно достижение значительного эффекта использования полностью автоматической технологической установки для изготовления формы глубокой печати, которая способна осуществлять травление более равномерно, чем известные в уровне техники аналоги, и, кроме того, способна решить проблему, связанную со стеканием остаточного количества травильного раствора из трубы для подачи травильного раствора.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 - схематический вид сбоку, иллюстрирующий устройство для травления цилиндра в соответствии с одним воплощением настоящего изобретения.
фиг. 2 - схематический вид в перспективе, иллюстрирующий устройство для травления цилиндра в соответствии с одним воплощением настоящего изобретения.
Фиг. 3 - схематическое изображение устройства для травления цилиндра в соответствии с одним воплощением настоящего изобретения.
Осуществление изобретения
Ниже со ссылками на чертежи описано воплощение настоящего изобретения. Следует понимать, что иллюстрируемые воплощения приведены лишь в качестве примеров, и могут быть осуществлены различные модификации без выхода за пределы технической сущности настоящего изобретения.
На фиг. 1 и фиг. 2 ссылочным номером 10 показано устройство для травления цилиндров в соответствии с воплощением настоящего изобретения.
Устройство 10 для травления цилиндров содержит технологическую (травильную) ванну 12; держатель 16, предназначенный для фиксации и удерживания с возможностью вращения обоих концов обрабатываемого цилиндра 14 в продольном направлении и размещения подлежащего обработке цилиндра 14 в технологической ванне 12; по меньшей мере, одну трубу 18 для подачи травильного раствора (две в иллюстрируемом примере), размещенную на предварительно заданном расстоянии от внешней окружной поверхности цилиндра 14, подлежащего обработке в продольном направлении, параллельно внешней окружной поверхности цилиндра 14, подлежащего обработке в продольном направлении; и множество инжекционных форсунок 20, установленных рядом друг с другом в трубе 18 подачи травильного раствора и сконфигурированных для инжекции травильного раствора 19 из трубы 18 подачи травильного раствора. Травильный раствор 19, инжектируемый из инжекционных форсунок 20 через трубу 18 для подачи травильного раствора, направляется и воздействует на поверхность подлежащего обработке цилиндра 14, и тем самым осуществляется травление поверхности цилиндра 14.
Инжекционные форсунки 20 ориентированы с наклоном вверх по отношению к горизонтальному направлению так, что инжекция раствора из инжекционных форсунок 20 направлена к центру вращения цилиндра 14, обрабатываемого из положения (питающих труб) с наклоном вниз относительно обрабатываемого цилиндра. При этом инжекционные форсунки 20 установлены так, чтобы они автоматически приближались к поверхности обрабатываемого цилиндра 14 и удалялись от нее. В качестве держателя 16 могут быть использованы широко известные механизмы, такие как описаны в патентных документах D1 и D2.
В качестве варианта конструктивного выполнения, в соответствии с которым инжекционные форсунки установлены с возможностью приближения к поверхности обрабатываемого цилиндра 14 и удаления от нее, как это показано на фиг. 1, труба 18 подачи травильного раствора способна поворачиваться относительно центра 22 вращения так, что она может приближаться к поверхности обрабатываемого цилиндра 14 и удалялась от нее. Как видно на фиг. 1, для этого используется соединительный стержень 23, обеспечивающий вращательный поворот трубы 18 для подачи травильного раствора. Ссылочным номером 21 на фиг. 2 обозначена рама, сконфигурированная для поддерживания трубы 18 подачи травильного раствора.
В соответствии с изложенным формный цилиндр для глубокой печати (вращающийся цилиндр для изготовления печатных форм) с минимизированным боковым подтравливанием может быть обеспечен путем поддерживания расстояния постоянной величины между инжекционными форсунками 20 и подлежащим обработке цилиндром 14, чтобы тем самым оптимизировать действие травильного раствора, которое обусловлено его столкновением с открытой металлической поверхностью обрабатываемого цилиндра 14, независимо от его диаметра.
Для того чтобы инжекционные форсунки 20 были ориентированы с наклоном вверх по отношению к горизонтальному направлению, так чтобы направление инжекции инжекционных форсунок 20 было ориентировано к центру вращения цилиндра 14, подвергаемого обработке из положения с наклоном вниз относительно обрабатываемого цилиндра, предпочтительно, чтобы линия О, соединяющая центр вращения обрабатываемого цилиндра 14 и направление инжекции инжекционных форсунок 20, образовала угол 45°±15° по отношению к вертикальной линии Р, проведенной из центра вращения обрабатываемого цилиндра 14. В иллюстрируемом примере, как хорошо видно на фиг. 1, линия О, соединяющая центр вращения обрабатываемого цилиндра 14 и направление инжекции инжекционной форсунки 20, образует угол 45° (θ=45°) по отношению к вертикальной линии Р, проходящей из центра вращения обрабатываемого цилиндра 14.
Далее следует отметить, что некоторое количество труб 18 для подачи травильного раствора (две в иллюстрируемом примере), в которых имеется множество установленных рядом друг с другом инжекционных форсунок 20, размещают в окружном направлении обрабатываемого цилиндра 14 так, что травильный раствор инжектируется из различных сторон в направлении центра вращения обрабатываемого цилиндра 14.
Ниже со ссылкой на фиг. 3 описана труба 18 подачи травильного раствора, используемая в устройстве 10 для травления цилиндров в соответствии с настоящим изобретением.
Как видно из фиг. 3, общая длина трубы 18 подачи травильного раствора превышает общую длину обрабатываемого цилиндра 14, а снабженная наконечником концевая часть 24 трубы 18 подачи травильного раствора образует выпускной канал 26. При прохождении травильного раствора через трубу 18 травильный раствор, не инжектированный из инжекционных форсунок 20, отводится из выпускного канала 26. В результате, за счет отвода через выпускной канал 26 травильного раствора, который не был инжектирован из инжекционных форсунок 20, давление в трубе 18 подачи травильного раствора становится постоянным так, что расход травильного раствора, проходящего по трубе 18 подачи травильного раствора и подлежащего инжекции через инжекционные форсунки, также может быть постоянным. Это означает, что расход травильного раствора, проходящего через трубу 18 подачи травильного раствора и подлежащего инжекции через инжекционные форсунки 20, можно контролировать.
Кроме того, как показано на фиг. 2 и фиг. 3, в устройстве 10 для травления цилиндров установлено множество промывочных водяных распылительных форсунок 32, предназначенных для промывки обрабатываемых цилиндров 14 водой путем распыления с помощью промывочных водяных распылительных форсунок 32 промывочной воды 28, поступающей через трубопровод 30 подачи промывочной воды.
Помимо того, как показано на фиг. 2 и фиг. 3, в устройстве 10 для травления цилиндров используется множество форсунок 32 для распыления соляной кислоты, сконфигурированных для очистки обрабатываемых цилиндров 14 соляной кислотой путем распыления соляной кислоты, находящейся во вспомогательном резервуаре 34, из форсунок 38 распыления соляной кислоты, поступающей через трубопровод 36 подачи соляной кислоты.
Следует также отметить, что в технологической ванне 12, как показано на фиг. 3, непрерывно контролируют уровень травильного раствора 19 с помощью измерителя 40 уровня жидкости. Кроме того, вода 42 автоматически поступает надлежащим образом через трубопровод 44 подачи воды. Жидкость, которая переливается из технологической ванны 12, собирается с помощью сборного резервуара 46.
При этом травильный раствор 19, находящийся в технологической ванне 12, всасывается с помощью циркуляционного насоса 50 через всасывающий патрубок 48, снабженный фильтром, и вновь поступает в трубу 18 подачи травильного раствора.
Настоящее изобретение более подробно раскрыто ниже с помощью примеров, но следует понимать, что эти примеры лишь иллюстративные, и их не следует истолковывать как ограничивающие изобретение.
Формный цилиндр для глубокой печати (вращающийся цилиндр для изготовления печатных форм) был изготовлен с использованием системы NewFX (полностью автоматизированная лазерная система изготовления печатных форм, производимая компанией Think Laboratory Co., Ltd), в которую в качестве устройства для травления было включено устройство, имеющее такую же конфигурацию, что и устройство 10 для травления цилиндров, описанное выше. Для травления использовали травильный раствор хлорида меди с концентрацией хлорида меди 160 г/л и концентрацией соляной кислоты 35 г/л.
В качестве подлежащего обработке цилиндра была использована цилиндрическая основа в виде алюминиевого стержня, имеющего периметр окружности 600 мм и общую длину 1100 мм. Оба конца подлежащего обработке цилиндра были закреплены в держателе, и цилиндр был загружен в травильную ванну. Труба для травильного раствора была приближена к боковой поверхности обрабатываемого цилиндра на расстояние до 100 мм от обрабатываемого цилиндра с помощью механизма поворота, контролируемого компьютером, после чего травильный раствор был распылен на обрабатываемый цилиндр. Скорость вращения обрабатываемого цилиндра была установлена равной 60 об/мин, а температура жидкости 35°С. При этих параметрах обрабатываемый цилиндр был протравлен на глубину 20 мкм. Время, необходимое для обработки травлением, составило 120 секунд. Указанная глубина травления цилиндра была измерена с помощью лазерного микроскопа. Травление обрабатываемого цилиндра можно было осуществить с одинаковой глубиной по всей его длине. Затем на цилиндр было нанесено покрытие путем хромирования поверхности, и в результате был получен готовый формный цилиндр для глубокой печати.
В вышеупомянутом воплощении настоящего изобретения описан пример, в котором подвергнут травлению формный цилиндр для глубокой печати. Однако настоящее изобретение не ограничено этим примером. Изобретение может быть также аналогичным образом применимо для случаев, в которых травлению подлежат другие подобные цилиндру объекты.