CN103380007B - 用于具有水基涂层的平版印版载体的铝条 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于制造具有水基涂层的印版载体的铝合金条，其中该铝合金条具有最大0.5mm的厚度。目的在于，提供一种用于制造具有至少一层水基涂层的印版载体的铝合金条，从而避免点状的涂层缺陷。对于铝合金条这样实现该目的，即，铝合金条在使用水作为润滑剂所制备的纵向磨削部分中具有带有立方体形状的蚀刻侵蚀的蚀刻造型，该蚀刻造型的纵向长度最大为15μm。

Description

用于具有水基涂层的平版印版载体的铝条

技术领域

本发明涉及一种用于制造具有水基涂层的印版载体的铝合金条，其中该铝合金条具有最大0.5mm的厚度。此外，本发明还涉及由这种铝合金条分隔而成的用于印版载体的板材的应用和用于制造根据本发明的铝合金条的方法。

背景技术

不仅在持续使用方面，而且在印版载体方面都对用于平版印版载体的铝合金条有高的机械性能要求，该印版载体是例如由AA1050、AA1100、AA3103、AlMg0.5合金和其他合金材料制成。在对铝合金条进行粗糙化之后，该铝合金条通常具有最大0.5mm的厚度，这时对铝合金条涂覆涂层，该涂层具有感光性和/或温敏性因此能够转印待印刷的图片或文字。为了满足在尽可能小的环境污染方面所提高的要求，增加使用水基涂层。包含在水基涂层中的水来代替通常所使用的有机溶剂，以使涂料涂覆在板材上。当然在本发明中含水涂层也概括在这个概念中。将至少一层水基涂层涂覆到铝合金条上或铝合金板上，从而使水蒸发之后在铝条或由其所制造的板材上留下相应感光的或温敏的涂层。已表明在使用这种水基涂层时会在涂层中出现加强的点状缺陷并且不再能够按照规定曝光相应的区域和去除涂层。相应的印版载体不适用于以后的投入使用因此是废品。这种现象特别是在CTP印版载体中发现，该印版载体在使用显影剂化学品的情况下没有经过显影过程。

发明内容

从这点出发，本发明的目的在于，提供一种制造具有水基涂层的印版载体的铝合金条，从而避免点状涂层缺陷。此外本发明的目的还在于，提供一种铝合金条的有利的应用以及铝合金条的制造方法。

根据本发明的第一原理，这样实现对铝合金条所阐述的目的，即，使铝合金条在使用水作为润滑剂所制备的纵向磨削部分中具有带有立方体形状的蚀刻侵蚀的蚀刻造型，该蚀刻造型的纵向长度最大为15μm。

已表明，在涂有水基涂层的印版载体上出现点状缺陷和在使用水作为润滑剂来制备纵向磨削部分时出现带有立方体形状的蚀刻侵蚀的具有特殊纵向长度的蚀刻造型之间存在着相关性。由此认为，在使用水作为润滑剂进行制备时所出现的具有立方体形状的蚀刻侵蚀的蚀刻造型是由于在铝合金条中存在有含氯的成分，例如氯化物。如果以水基涂层进行涂覆，那么水和所存在的氯反应成盐酸，该盐酸在铝基层中留下典型的、立方体形状的蚀刻造型。已发现，具有最大15μm的纵向长度的蚀刻造型不会导致影响印版载体的印刷图的表面缺陷。由根据本发明的铝合金条所制造的具有水基涂层的印版载体因此不具有印刷图中的缺陷。具有较大纵向长度的蚀刻造型的存在自动导致印版中出现缺陷。

通过使铝合金条在使用水作为润滑剂所制备的纵向磨削部分中具有带有立方体形状的蚀刻侵蚀的蚀刻造型，该蚀刻造型的纵向长度最大为10μm，特别优选最大为5μm，由此保证过程可靠性的进一步提高。具有立方体形状的蚀刻侵蚀的蚀刻造型越小，留在铝合金条中的氯数量越小从而形成印刷缺陷的概率也越小。

依据根据本发明的铝合金条的第一设计方案具有立方体形状的蚀刻侵蚀的蚀刻造型的数量在1000mm²上最大为350。每1000mm²上的蚀刻造型数量的限度导致了，若干个紧密相连的蚀刻造型导致印刷缺陷的概率减少。

印版载体必须满足特定的性能。高的疲劳强度、但是也有一定的灵活性确保印版上的大量印刷。通过合金成分可以实现该目的。对此，铝合金优选加入镁、锰和硅合金元素。因此根据另一个设计方案可以由此进一步改善铝合金条，即，使铝合金条由具有下面的合金成分（以重量%示出的）的铝合金构成：

Mg≤1%，

Mn≤0.6%，

Fe≤1%，

0.05%≤Si≤0.5%，

Cu≤0.04%，

Ti≤0.04%，

不可避免的杂质单独最大0.01，总和最大0.05%以及其余为铝。

优选铝合金条可以由具有下面合金成分的铝合金构成：

0.05%≤Mg≤0.3%，

Mn≤0.3%，

0.4%≤Fe≤1%，

0.05%≤Si≤0.5%，

Cu≤0.04%，

Ti≤0.04%，

不可避免的杂质单独最大0.01%，总和最大0.05%以及其余为铝。

由此可以提供铝合金条的另一个设计方案，即，铝合金条的铝合金具有下面的合金成分（以重量%示出的）：

0.1%≤Mg≤0.6%，

Mn≤0.05%，

0.3%≤Fe≤0.4%，

0.05%≤Si≤0.25%，

Cu≤0.04%，

Ti≤0.04%，

不可避免的杂质单独最大0.01%，总和最大0.05%以及其余为铝。

优选上述替代的铝合金条具有0.1重量%-0.3重量%、或者0.3重量%-0.6重量%的Mg含量。铝合金条具有较高的0.3重量%-0.6重量%的Mg含量的目的在于，这种铝合金条需要在运用中提供较高的强度和抗弯曲性。0.1重量%-0.3重量%的Mg含量的限度导致高的抗交变弯曲性、热稳定性以及在制造铝合金条时在参数保持不变的条件下在铝合金条的平均强度的状态下导致非常好的粗糙性能。

正如已经提到的，立方体形状的蚀刻造型的纵向长度的限制导致由根据本发明的铝合金条制造的印版载体不具有点状印刷缺陷，该印刷缺陷由于存在有氯杂质时的蚀刻侵蚀。就这方面而言，使用由根据本发明的铝合金条所分割而成的板材对于具有至少一层水基涂层的印版载体也是有利的。

此外，如果这些印版载体是烫印版载体的话，使用由根据本发明的铝合金条分割而成的板材对印版载体是有利的，因为越来越多地在使用水基涂层的条件下制造烫印版载体。

根据本发明的第三原理，实现了上述用于制造根据本发明的由铝合金构成的铝合金条的方法的目的，其中，条体的制造方法包括下面的步骤：

-使用轧制废料、金属锭、熔炉池中的液态金属、再生金属和/或母合金熔化铝母合金，

-将合金组成成分制成合金以获得所需要的铝合金组合物，

-将铝合金运送到熔炼炉中或铸造炉中以用于熔体处理，

-在熔炼炉中或铸造炉中进行气体冲洗，

-刮去熔渣并且隔离放置熔体，以及

-在铸造轧制钢坯或铸造钢带时对铝合金熔体进行脱气。

上述步骤描述了在制造用于制造铝合金条所需的铝合金时的传统工艺步骤。

根据本发明，由此实现上述目的，即，铸造时在具有氯气的脱气装置中对铝合金进行脱气，其中，将最大为7mgCl/kgAl的氯的量输送到熔体中。

广泛的研究表明，在脱气装置（例如使用多级转子脱气装置）中铸造时对熔体的脱气产生对具有氯的铝合金的杂质特别关键的来源，因为紧接着铸造过程有凝固的轧制钢坯或凝固的铸造钢带。将氯输送到脱气装置中，以重新净化待铸造的铝合金熔体并且降低例如钠、锂和钙的含量。通常铝合金熔体在脱气经过脱气装置之后还经过过滤器，该过滤器包括填充床型过滤器或泡沫陶瓷过滤器。通过限定在脱气装置中用于净化熔体而输送的氯的量降低了铝合金中的氯含量从而降低在制成的铝合金条中的氯含量。由此认为，由于降低了的、在根据本发明所制造的铝合金条中留下的、包含在孔隙中的氯的量，可以将具有立方体形状的蚀刻侵蚀的蚀刻造型的尺寸（正如在水的影响下、例如在使用水作为润滑剂来制备纵向磨削部分时所出现的蚀刻造型一样）限制在最大为15μm的纵向长度。结果可以由根据本发明制造的铝合金条制造印版载体，该印版载体可以无缺陷地设有水基涂层，而不容易出现点状印刷缺陷。优选使氯的量降至2至4mgCl/kgAl，以进一步降低带有氯的铝合金的杂质并且在具有立方体形状的蚀刻侵蚀的铝合金条中进一步减小蚀刻造型。

依据根据本发明的方法的另一个实施方式，在熔炼炉中或铸造炉中在氯的添加物中进行气体冲洗，其中所添加的氯的量最大为40mgCl/kgAl。在熔炼炉中或铸造炉中的气体冲洗过程中带入的氯的量也对印版载体中的印刷缺陷的出现起作用。但是通过在熔炼炉中或铸造炉中的在氯的添加物中进行气体冲洗进一步降低铝熔体中的钠和钙的含量。如果所输送的氯的量限制在最大40mgCl/kgAl，尽管在熔炼炉中或铸造炉中的气体冲洗中有氯的添加物但是可以确保具有立方体形状的蚀刻侵蚀的蚀刻造型具有最大15μm的尺寸。在将氯的量降低到30mgCl/kgAl时，也可以在脱气装置中在氯的添加物下进行进一步的脱气过程，而不会使蚀刻造型的纵向长度超过15μm。结果可以为具有水基涂层的印版载体提供由相应加工的铝合金熔体制成的铝合金条。

依据根据本发明的方法的下一个替代的实施方式，在熔炼炉中或铸造炉中进行气体冲洗时以及在脱气装置中铸造过程中脱气时不使用氯气。通过加入盐、特别是氯化物、优选氯化钾-氯化镁来净化熔体中的钠、锂和钙的成分，对此允许将最大为60mgCl/kgAl的量输送到铝合金熔体中。在这种情况下例如在使用氩和可能的、其他惰性气体（例如氮气）的添加物的情况下进行在熔炼炉中或铸造炉中的气体冲洗以及在脱气装置中铸造过程中的脱气。输送一定量（最大60mgCl/kgAl输送到铝合金熔体中）的例如氯化钾-氯化镁实现了足够的净化作用，而不会使铝熔体中的氯的剩余物导致具有立方体形状的蚀刻侵蚀和大于15μm的纵向长度的蚀刻造型。由这种铝合金熔体制成的铝合金条特别适用于用作带有水基涂层的印版载体，因为抑制了点状的印刷缺陷。

附图说明

下面将根据结合了附图的实施例详细阐述本发明。在附图中，

图1示出了印版载体的制造方法的示意性流程图，

图2示出了具有所标出的用于建立纵向磨削部分的条带的铝合金条的概略俯视图，

图3示出了用于建立纵向磨削部分的试样夹具的概略俯视图，

图4示出了具有已装入试样的磨床的概略侧视图，

图5、6示出了借助显微镜放大的、传统的铝合金条的纵向磨削部分，和

图7示出了借助显微镜放大的、本发明的实施例的纵向磨削部分。

具体实施方式

图1以示意性的流程图示出了需要用于印版载体的铝合金条的制造步骤。首先在工艺步骤1中熔化由原铝构成的铝合金并且使用轧制废料、金属锭、熔炉池中的液态金属或再生金属或者其他的母合金熔化成铝合金熔体。然后在熔化的铝合金中可以加入额外的合金成分进行合金化，例如镁、锰或其他的合金元素，以达到所需要的铝合金的组成物。

然后将铝合金运送到铸造炉中或熔炼炉中，然后根据工艺步骤2在炉中进行有针对性的熔体处理，特别是用于净化铝合金熔体。作为在铸造炉中或熔炼炉中的熔体处理步骤2进行气体冲洗。然后刮去熔体，即，吸走或撇去漂浮在熔体上的成分并且去除熔渣。通过隔离放置铝合金熔体额外地挥发掉通过气体冲洗而带入到铝熔体中的气体，从而进行进一步的净化。

在铸造炉中或熔炼炉中的熔体处理步骤2通常在氯添加物的条件下进行，因为氯具有特性,即使浓度最低时也可以通过形成相应的盐从铝合金熔体中有效地去除通过杂质到达熔体中的铝合金熔体的钠、锂和钙的成分。因此铝合金熔体的钠、锂和/或钙的含量可以降低到几个ppm的程度。

经由通常设置在铸造所需要的通道系统中的脱气装置将铝合金熔体铸造成轧制钢坯4a或铸造钢带4b。在经常形成为多腔转子脱气装置以及设置在过滤步骤之前的脱气装置中的铝合金熔体的脱气步骤3的目的在于，重新净化铝合金熔体，以去除不需要的合金成分，特别是再次去除钠、锂和/或钙的成分。因此通常也在脱气步骤3中使用氯气。

由通过铸造4a制成的轧制钢坯或者通过铸造4b制成的铸造钢带通过轧制5a、5b制造铝合金条6。对所制成的铝合金条6进行电化学粗糙化并且设置一层水基涂层，从而使铝合金条6能够裁减成板材用作印版载体，例如用作烫印版。

通过制造铝合金、铸造轧制钢坯4a和将轧制钢坯轧制5a成铝合金条6制成编号1-9的9种不同的铝合金条。表格1示出了编号1-9的试样合金及其组成成分。

编号1-9的试样合金是在使用V0至V5这六种方法的条件下制成的，这些方法具有图1中的工艺步骤1、2和3的特点。

方法V0中，在通过熔化制造铝合金时没有氯的量通过盐的添加带入到熔体中。这也对方法V1、V2、V3和V4成立。然后在方法V0中，以34mgCl/kgAl在熔炼炉中进行气体冲洗。在形成为多腔转子脱气装置的脱气装置中所提供的氯的量为6.6mgCl/kgAl。

在方法V1中，在熔炼炉中进行气体冲洗时对铝合金熔体输送40mgCl/kgAl以及在脱气装置中脱气时对铝合金熔体输送12mgCl/kgAl。

方法V2中，省略了对氯的使用，既没有以盐添加物的形式也没有通过气体添加物在铝熔体的气体冲洗时或在脱气装置中使用氯。这同样对方法V4也是成立的。

方法V3中，在熔炼炉中的气体冲洗中的氯的量降低到20mgCl/kgAl并且将在脱气装置中提供给铝熔体的氯的量调整到6.6mgCl/kgAl的值。

方法V5不同于方法V0至V4，方法V5是通过在熔化时额外加入盐并且在图1的步骤1中以60mgCl/kgAl的量制成铝合金。方法V5中在接下来的熔炉冲洗和脱气步骤中没有提供氯。

表格2

表格2描述了将铝合金条M1至M16归入到制造方法V0至V5的分类。从条体M1至M16上沿着轧制方向分别剪切掉样品并且制备用于显微镜下研究的纵向磨削部分。对此首先从各个条体M1至M16上剪切掉多个条带，以使条体具有平行于轧制方向的切边。在试样夹具8中这样定位条带7并且嵌入环氧树脂9，即，使切边的朝上的边缘与轧制方向相一致。

图2示出了如何能够由铝合金条6提供出条带7，以制造铝合金条的纵向磨削部分。可以看出，多个条带7直接从铝合金条中分离出来然后设置在试样夹具8中。

正如图3示出的具有浇铸的纵向条带7的试样夹具8的俯视图一样，边缘面从纵向条带7指向上方。如果试样夹具8借助抛光盘11头朝前地装配在抛光台10上以用于抛光，那么可以将指向下的切边抛光成纵向磨削部分。

用于抛光纵向条带的装置在图4中仅以截面图示意性地示出。转动的砂轮11由具有增加粒度的砂纸覆盖。首先使用具有120的粒度的SIC纸直至在试样夹具8中的样品具有平整的表面。在每一个磨削工序中使用水作为润滑剂。然后砂轮的粒度逐渐地从500提高到1000之后提高到具有约2400粒度的磨料布上，对此磨削时长约为10-20秒并且再次使用水作为润滑剂。

在类似设计的、半自动抛光机上使用中等硬质的棉布以具有6μm粒度的聚晶金刚石悬浮液进行进一步的抛光工序然后在棉布上以3μm的聚晶金刚石悬浮液进行8-9分钟抛光。在这一步骤中使用以酒精为基础的以及以油为基础的介质（例如“润滑剂蓝色”和“润滑剂红色”）作为润滑剂。

每次的抛光工序之后，在流动的水中使用清洗介质来清洁样品然后在暖空气供应下使用乙醇进行干燥。使用合成的人造纤维布与0.25μm的氧化物抛光悬浮液和润滑剂水相结合进行2-5分钟的最终抛光。

这样制成的纵向磨削部分在未蚀刻的状态下使用显微镜以500倍的放大率进行鉴定和评估。在评估时，仅对具有立方体形状的蚀刻侵蚀的蚀刻造型（即，由于氯的存在而产生的蚀刻造型）进行计数以及测定其大小。如果存在具有立方体形状的蚀刻侵蚀的、超过30μm的纵向长度的蚀刻造型，则以“大”来评价该蚀刻造型的尺寸。以“中等”来表示具有大于15μm直至30μm的纵向长度的、立方体形状的蚀刻侵蚀的蚀刻造型。而以“小”的蚀刻造型来表示具有最大15μm的纵向长度的蚀刻造型。因为所评估的纵向磨削部分的面积有偏差，所以将所发现的具有立方体形状的蚀刻侵蚀的蚀刻造型的数量推算到1000mm²的面积上。

同时由制成的铝条制造具有至少一层水基涂层的印版载体并且对印刷缺陷的出现进行评估。以“-”标明不能接受的印刷结果、以“o”标明能够接受的印刷结果以及以“+”标明良好的印刷结果。在不能接受的印刷结果中点状涂层缺陷严重干扰印刷结果，以致印版不能使用。进行检验的铝条的结果总结在表格3中。

结果发现，纵向长度超过大于15μm的大小的、具有立方体形状的蚀刻侵蚀的蚀刻造型的出现与经涂覆的印版载体的不能够接受的印刷结果具有关联性。

表格3

编号1、2、3和4的对比试样示出了具有立方体形状的蚀刻侵蚀的中等至大的蚀刻造型。这些具有立方体形状的蚀刻侵蚀的中等至大的蚀刻造型的数量在1089和298之间。结果编号1、2、3、4的对比试样导致不能够接受的印刷结果，因为在涂层中出现点状印刷缺陷。

而编号5-9的根据本发明的试样示出了具有小于15μm的纵向长度的、具有立方体形状的蚀刻侵蚀的蚀刻造型。尽管编号2的对比试样和编号7的根据本发明的试样中的蚀刻造型的数量几乎相同，但是在编号2的对比试样中蚀刻造型的尺寸表现为不能够接受的印刷结果。

例如图5示出了大幅度放大的、试样M3的纵向磨削部分的截面图。可以明显地看出具有立方体形状的蚀刻侵蚀以及具有42μm的纵向长度的蚀刻造型。立方体形状的蚀刻侵蚀典型地由于氯原子或氯原子簇的存在，这些氯原子或氯原子簇与水结合反应生成盐酸并且在铝晶体结构中留下典型的蚀刻图案。图6示出了具有立方体形状的蚀刻侵蚀的蚀刻造型，该蚀刻造型具有中等尺寸并且同样导致在以水基涂层涂覆的印版载体上的不能够接受的缺陷。这种蚀刻造型的纵向长度为22μm。而图7所示的根据本发明的实施例示出了具有立方体形状的蚀刻侵蚀的、非常小的、具有小于5μm尺寸的蚀刻造型。试样M7在涂层试验中获得肯定的评价。

根据表格3和表格2相结合可以看出，在铝合金的制造过程中减少氯的量导致在使用水作为润滑剂所制备的纵向磨削部分中具有立方体形状的蚀刻侵蚀的蚀刻造型的数量减少同时也导致其纵向长度的降低。在纵向磨削部分中具有立方体形状的蚀刻侵蚀的蚀刻造型尺寸的降低与出现在以水基涂层涂覆的印版载体上的点状缺陷的消失是相关联的。

已表明，在铸造轧制钢坯之前必须严格控制在脱气装置（在本发明中使用多腔转子脱气装置）中加入的氯的量。这里仅少量的Cl/kgAl就已经足够使在结合印版载体的水基涂层时导致印刷缺陷。而在熔化铝合金时或在熔炼炉中或铸造炉中进行气体冲洗时可以使用较高量的Cl/kgAl，如特别是方法V3所示出的。因此根据本发明的铝合金条非常适合于制造具有水基涂层的印版载体，因为该铝合金条有效地降低由于与局部存在的氯成分的化学反应而出现点状的涂层缺陷。

Claims (11)

1.一种用于制造铝合金条的方法，其中所述制造方法包括下面的步骤：

-使用轧制废料、金属锭、熔炉池中的液态金属、再生金属和/或母合金熔化铝母合金，

-将合金组成成分制成合金以获得所需要的铝合金组合物，

-将铝合金运送到熔炼炉中或铸造炉中以用于熔体处理，

-在熔炼炉中或铸造炉中进行气体冲洗，

-刮去熔渣并且隔离放置熔体，以及

-在铸造时对铝合金熔体进行脱气，

其特征在于，铸造时在具有氯气的脱气装置中对铝合金进行脱气，其中，将最大为7mgCl/kgAl的氯的量输送到熔体中。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在熔炼炉中或铸造炉中在氯添加物的条件下进行气体冲洗，其中所输送的氯的量最大为30mgCl/kgAl。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，替代性地在熔炼炉中或铸造炉中进行气体冲洗时以及在脱气装置中铸造过程中脱气时不使用氯气并且通过输入氯化物来净化熔体，对此将最大为60mgCl/kgAl的量输送到铝合金熔体中。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述氯化物为氯化钾-氯化镁。

5.一种根据权利要求1-4中任一项所述的方法制造的、用于制造具有水基涂层的印版载体的铝合金条，其中所述铝合金条具有最大0.5mm的厚度，其特征在于，在使用水作为润滑剂所制备的在纵向上的磨削部分中，所述铝合金条具有带有立方体形状的蚀刻侵蚀的蚀刻造型，所述蚀刻造型的纵向长度最大为15μm。

6.根据权利要求5所述的铝合金条，其特征在于，具有立方体形状的蚀刻侵蚀的蚀刻造型的数量在1000mm²上最大为350。

7.根据权利要求5所述的铝合金条，其特征在于，所述铝合金条由具有下面的合金成分(以重量％示出的)的铝合金构成：

Mg≤1％，

Mn≤0.6％，

Fe≤1％，

0.05％≤Si≤0.5％，

Cu≤0.04％，

Ti≤0.04％，

不可避免的杂质单独最大0.01％，总和最大0.05％以及其余为铝。

8.根据权利要求7所述的铝合金条，其特征在于，所述铝合金条由具有下面的合金成分(以重量％示出的)的铝合金构成：

0.05％≤Mg≤0.3％，

Mn≤0.3％，

0.4％≤Fe≤1％，

0.05％≤Si≤0.5％，

Cu≤0.04％，

Ti≤0.04％，

不可避免的杂质单独最大0.01％，总和最大0.05％以及其余为铝。

9.根据权利要求7所述的铝合金条，其特征在于，所述铝合金具有下面的合金成分(以重量％示出的)：

0.1％≤Mg≤0.6％，

Mn≤0.05％，

0.3％≤Fe≤0.4％，

0.05％≤Si≤0.25％，

Cu≤0.04％，

Ti≤0.04％，

不可避免的杂质单独最大0.01％，总和最大0.05％以及其余为铝。

10.由根据权利要求5所述的铝合金条所分割而成的板材对于具有至少一层水基涂层的印版载体的应用。

11.根据权利要求10所述的应用，其特征在于，所述印版载体是烫印版载体。