DE69920831T2

DE69920831T2 - Verfahren zur Herstellung eines Aluminiumsubstrats für eine lithographische Druckplatte

Info

Publication number: DE69920831T2
Application number: DE69920831T
Authority: DE
Inventors: Hideki Kambara-cho Suzuki; Ichiro Kambara-cho Okamoto; Kazumitsu Inazawa-shi Mizushima; Tadashi Shinagawa 2-chome Shinagawa-ku Asahi; Hirokazu Yoshida-cho Haibara-gun Sawada; Hirokazu Yoshida-cho Haibara-gun Sakaki
Original assignee: Nippon Light Metal Co Ltd; Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp; Nippon Light Metal Co Ltd
Priority date: 1998-07-30
Filing date: 1999-07-30
Publication date: 2005-11-17
Anticipated expiration: 2019-07-31
Also published as: EP0978573A3; DE69920831D1; EP0978573A2; EP0978573B1; US6337136B1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG 1. Feld der Erfindung
Die vorliegenden Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Aluminium-Legierungssubstrats für eine lithographische Druckplatte durch Kaltwalzen, während ein Zwischenglühen vermieden wird und die Anzahl von Walzschritten verringert wird, um die Blech-Herstellungsschritte zu vereinfachen, wobei die Druckplatte extrem exzellente Beständigkeit gegen Tinten-Korrosion in den Nichtbild-Bereichen während des Druckens zeigt und eine gute Festigkeit aufweist.
2. Beschreibung des Stands der Technik
Konventionelle Aluminium-Legierungssubstrate für die Abstützung einer lithographischen Druckplatte werden üblicherweise in der Form eines 0,1 bis 0,5 mm dicken Blechs vorgesehen, das aus einer Aluminiumlegierung sowie JIS A1050 hergestellt ist. Solche Aluminium-Legierungsbleche werden üblicherweise durch Abschälen der Oberfläche einer semikontinuierlich gegossenen Bramme, einer homogenisierenden Wärmebehandlung der Bramme, Walmwalzen der wärmebehandelten Bramme, Kaltwalzen des warmgewalzten Bands und eine weitere Zwischenglühung sowie Abschließen des Kaltwalzens, um dem Blech eine gewünschte Festigkeit zu geben, hergestellt.
Das so hergestellte Aluminium-Legierungssubstrat für eine lithographische Druckplatte wird entweder durch eine oder eine Kombination zumindest von zweien der folgenden Schritte gekörnt: ein mechanischer Schritt, ein chemischer Schritt sowie ein elektro-chemischer Schritt. Des weiteren wird das gekörnte Aluminium-Legierungssubstrat, um eine Abriebbeständigkeit, Wasserbeständigkeit, Beständigkeit gegen Anfärben in Nichtbild-Bereichen sowie ein Anhaften einer photosensitiven Schicht während des Druckens zu verleihen, des weiteren anodisch oxidiert (Filmdicke von etwa 0,1 bis 1,0 μm), sowie optional einer hydrophilen Behandlung unterworfen, um so eine lithographische Druckplatten-Abstützung zu erhalten. Die Abstützung wird des weiteren mit einem photosensitiven Material beschichtet, um eine photosensitive Schicht auszubilden, und optional einer Wärme- und Brennbehandlung unterworfen, so dass die photosensitive Schicht gefestigt wird, um eine photosensitive lithographische Druckplatte zu erhalten.
Die lithographische Druckplatte wird dann sukzessive einer Präparationsbehandlung unterworfen, sowie einer Bild-Aussetzung, einer Entwicklung, Wasserwaschung sowie Lackierung, um eine Ursprungs-Druckplatte zu erhalten. Die photosensitive Schicht verbleibt noch immer ungelöst nach der Entwicklung, wasserabweisend und bildet Bildbereiche sowie einen Tinte aufnehmenden Bereich aus, der selektiv ausschließlich Tinte akzeptiert. In dem Bereich, in dem die photosensitive Schicht gelöst ist, ist die Oberfläche der Aluminium-Legierungs-Abstützung unterhalb der photosensitiven Schicht exponiert und dieser Bereich wird aufgrund seiner hydrophilen Eigenschaften ein Wasser-akzeptierender Bereich und bildet Nichtbildbereiche sowie einen Tinte abweisenden Bereich aus.
Wenn das Drucken ausgeführt werden soll, werden beide Endbereiche der Druck-Ursprungsplatte gebogen und auf der Drucktrommel eines Druckers fixiert. Dementsprechend wird von dem Substrat für eine lithographische Druckplatte gefordert, eine gewünschte Festigkeit vom Standpunkt der leichten Handhabung, Beständigkeit, etc. aufzuweisen.
Wenn Wasserdampf auf die Oberfläche der so fixierten Ursprungs-Druckplatte zugeführt wird, wird Wasser in den Nichtbild-Bereichen ausschließlich dort zurückgehalten, wo die photosensitive Schicht entfernt und eine hydrophile Legierungs-Substratoberfläche exponiert ist, und es wird nicht in Bildbereichen gehalten, wo eine Wasser abweisende photosensitive Schichtoberfläche verbleibt. Wenn Tinte auf die Ursprungs-Plattenoberfläche in einem solchen Zustand zugeführt wird, haftet die Tinte ausschließlich an den Bildbereichen an und wird dort gehalten. Die an den Bildbereichen anhaftende und dort zurückgehaltene Tinte wird des weiteren zu einer Auslegertrommel übertragen und wird dann auf eine zu druckende Oberfläche, sowie eine Papierblatt-Oberfläche, von der Auslegertrommel übertragen, wodurch das Drucken durchgeführt wird.
Wenn Tinte an den Nichtbild-Bereichen anhaftet, verfärben sich die gedruckten Materialien. Dementsprechend ist es, um zu verhindern, dass Tinte an den Nichtbild-Bereichen anhaftet, die den Bereichen der Aluminiumlegierungs-Abstützoberfläche ausgesetzt sind, wichtig, dass die Nichtbild-Bereiche eine Wasser-Staufähigkeit aufweisen, um Wasserdampf in ausreichender Menge bewahren zu können. Um diese Wasser-Staufähigkeit sicherzustellen, ist es notwendig, eine exzellente Gleichmäßigkeit der gekörnten Oberfläche sowie durch die Kornbehandlung sowie eine elektro-chemische Behandlung einen defektlose anodischen Oxidfilm zu erzielen.
Die ungeprüfte japanische Patent-Veröffentlichung (Kokai) Nr. 62-148295 schlägt ein Verfahren zum Herstellen einer lithographischen Druckplatte, die exzellent in ihrer Beständigkeit gegen Tintenverfärbung in Nichtbild-Bereichen während des Druckens ist, welches die folgenden Verfahrensschritte umfasst, vor: eine Aluminiumlegierungs-Bramme wird bei einer hohen Temperatur homogenisierungs-wärmebehandelt, so dass ein Teil des Eisens eine feste Lösung ausformt und abkühlt, um die in der Bramme als Aluminium-Eisen-Silizium-basierte intermetallische Komponenten enthaltene Siliziumatome auszuscheiden und diese zu fixieren, wodurch die Menge an ausgeschiedenem Silizium in den folgenden Schritten abnimmt; und die Legierung elektrolytisch gekörnt wird, um eine gleichmäßige gekörnte Oberfläche zu erhalten. Zusätzlich zeigt die Patentveröffentlichung in ihrem Beispiel ein Verfahren, in dem eine Zwischenglühung in dem an das Warmwalzen anschließenden Kaltwalzschritt vermieden ist.
Darüber hinaus schlägt die nicht geprüfte japanische Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 6-192779 ein Verfahren zum Herstellen einer lithographischen Druckplatte vor, welche exzellent in ihrer Beständigkeit gegen Tintenverfärbung in Nichtbild-Bereichen während des Druckens ist, und bei dem die Ausscheidung von Silizium in den Produktionsschritten inklusive des Gießens, der Homogenisierungs-Wärmebehandlung, des Warmwalzens, Kaltwalzens, der Zwischenglühung sowie des abschließenden Kaltwalzens durch Ermöglichen, dass die Aluminiumlegierung Magnesium enthält, unterbunden wird.
Darüber hinaus stellt die ungeprüfte japanische Patent-Veröffentlichung (Kokai) Nr. 10-306355 ein Verfahren zur Herstellung einer Abstützung, umfassend das startende Warmwalzen einer Bramme, die Homogenisierungs-wärmebehandelt wurde, von einer gegebenen Temperatur, das abschließende Warmwalzen bei gegebenen Temperaturen, anschließende langsame Abkühlen auf vorgegebene Temperaturen, so dass keine Streifen als feine rekristallisierte Kornstruktur ausgebildet werden, sowie Walzen des warmgewalzten Bandes auf ein Blech mit einer abschließenden Dicke bei einer Reduktion von wenigstens 60% ohne anschließende Wärmebehandlung vor, wodurch der Abstützung eine Festigkeit verliehen wird.
Das Substrat muss eine Festigkeit aufweisen, die ausreichend ist, weder Defekte noch Aushöhlungen auszubilden, wenn sie während des Transports oder der Handhabung leichten Einschlägen unterliegt. Auf der anderen Seite wird für die Abstützung ebenso erfordert, dass sie eine ausreichende Duktilität aufweist, um die Biegbarkeit zu dem Zeitpunkt sicherzustellen, wenn beide Enden der Ursprungsplatte gebogen und die Ursprungsplatte an der Drucktrommel einer Druckmaschine fixiert werden. Des weiteren muss, um eine ausreichende Dauerfestigkeit gegen wiederholte Belastungen während des Druckens, das Substrat eine ausreichende Ermüdungs-Festigkeit, nämlich eine Kombination aus Festigkeit und Zähigkeit, aufweisen. Das Substrat muss daher mechanische Eigenschaften aufweisen, die diese Erfordernisse gleichzeitig erfüllen. Als Ergebnis muss die Festigkeit des Substrats derart eingestellt werden, dass das Substrat eine Zugfestigkeit von etwa 145 bis 180 MPa aufweist.
Jedoch erzeugt in dem Produktionsverfahren, in dem eine Zwischenglühung nicht während des Kaltwalzens nach dem Warmwalzen durchgeführt wird, die durch Kaltwalzen bewirkte Verfestigung, dass das Substrat eine exzessiv hohe Festigkeit aufweist, wodurch das Einstellen einer geeigneten Festigkeit auf das Substrat schwierig wird. Um den Grad an Kaltverfestigung abzusenken, kann die folgende Prozedur erdacht werden: Die abschließende Banddicke wird im Warmwalzen abgesenkt und der Arbeitsgrad des Blechs in dem anschließenden Kaltwalzen wird reduziert. Jedoch bewirkt, wenn die Dicke des Bands, welches aufgrund seiner hohen Temperatur weich geworden ist, durch Warmwalzen reduziert wird, eine leichte Belastung der Walzen eine Ungleichmäßigkeit in der Dicke des warmgewalzten Bands. Daher wird das oben genannte Warmwalzen in der Praxis signifikant schwierig. Infolgedessen besteht aktuell ein unteres Limit für die Dicke des warmgewalzten Bands, welches für das Kaltwalzen vorgesehen ist, und die Dicke ist etwa 3 mm, auch wenn das Band durch Warmwalzen so dünn wie möglich erzeugt wurde.
Die vorliegenden Erfinder haben ermittelt, dass die folgende Methode als Verfahren, das Problem eines exzessiven Anstiegs der Festigkeit, der durch die Kaltverfestigung bewirkt wird, zu lösen geeignet ist. Wenn Kaltwalzen bei einer hohen Reduktion durchgeführt wird, um eine große Menge an Arbeitwärme zu erzeugen und die Temperatur des kaltgewalzten Blechs so hoch wie zumindest die Erholungstemperatur des Blechs zu machen, wird das Blech durch die Erholung während oder nach dem Kaltwalzen erweicht, um eine Festigkeit in einem gewünschten Bereich zu erzielen.
Jedoch ist, wenn ein solches Substrat durch Kaltwalzen erzeugt wird, während die Blechtemperatur zu zumindest der Erholungstemperatur angehoben wird, das Problem entstanden, dass Tintenverfärbungen in Nichtbildbereichen während des Druckens erzeugt wurden und sich die Beständigkeit gegen Tintenverfärbung verringert.
Als Ergebnis der Ermittlungen bezüglich des Grundes für dieses Problem haben die vorliegenden Erfinder das Nachfolgende ermittelt. Bei einem kaltgewalzten Blech, welches eine Temperatur von zumindest der Erholungstemperatur des Blechs aufgrund einer hohen Reduktion aufweist, neigt das Silizium in fester Lösung dazu sich auszuscheiden, um ausgeschiedenes Silizium während des Abkühlens nach dem Kaltwalzen auszuformen, was die Beständigkeit gegen Tintenverfärbung in Nichtbild-Bereichen während des Druckens absenkt.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Herstellen eines Aluminium-Legierungssubstrats für eine lithographische Druckplatte zur Verfügung zu stellen, wobei die Herstellung der lithographischen Druckplatte, welche um Energie zu sparen durchgeführt wird, während eine Zwischenglühung in dem Kaltwalzschritt vermieden wird und die Anzahl von Walzstichen beim Kaltwalzen abgesenkt wird, um den Blech-Präparationsschritt zu vereinfachen, eine gewünschte Festigkeit zu erhalten, sowie die Ausscheidung von Siliziumpartikeln in dem Substrat zu unterbinden, so dass das Substrat extrem exzellente Beständigkeit gegen Tintenverfärbung in den Nichtbild-Bereichen zeigt.
Um das oben genannte Ziel zu erreichen, haben die vorliegenden Erfinder intensive Ermittlungen hinsichtlich der Verbesserung der geeigneten Festigkeit, der elektrolytischen Korneigenschaften und der Beständigkeit gegen Tintenverfärbung in den Nichtbild-Bereichen, welche die Abstützung erzeugt haben, durchgeführt, während eine Zwischenglühung in dem Kaltwalzschritt vermieden wird. Als Ergebnis haben die vorliegenden Erfinder ermittelt, dass das Einstellen der chemischen Zusammensetzung der Aluminiumlegierung und das Regeln der Herstellungsbedingungen, so dass dessen Festigkeit, der Gehalt an ausgeschiedenen Silizium sowie die Dichte des Silizium reguliert werden, eine Verbesserung der elektrolytischen Korneigenschaften der Abstützung sowie des Widerstands gegen Tintenverfärbung realisieren kann, und des weiteren exzellente leichte Handhabung, nämlich exzellente mechanische Befestigungsfähigkeit an der Abstützung der Drucktrommel und exzellente Dauerfestigkeit beibehält. Die vorliegende Erfindung wurde somit erzielt.
Eine Aluminiumlegierungs-Abstützung für eine lithographische Druckplatte wird durch eine homogenisierende Wärmebehandlung einer Aluminiumlegierungs-Gussbramme, das Warmwalzen der Bramme, um ein warmgewalztes Band auszuformen, das Kaltwalzen des warmgewalzten Bands ohne Zwischenglühung, um ein Substrat auszuformen, das Körnen des Substrats sowie das anodische Oxidieren des Substrats, vorbereitet, wobei diese Abstützung umfasst: 0,10 bis 0,40% Fe, 0,06 bis 0,15% Si, 0,004 bis 0,03% Cu, sowie Rest Al und unvermeidliche Verunreinigungen, sowie bis zu 30 ppm ausgeschiedenem Si,
ein anodischer Oxidfilm von 0,1 bis 1,0 μm Dicke auf der gekörnten Oberfläche ausgeformt ist, wobei dieser anodische Oxidfilm bis zu 200/mm² ausgeschiedener Siliziumpartikel mit einer durchschnittliche Partikelgröße von zumindest 0,5 μm im Sinne des Radius eines Äquivalentkreises aufweist, und diese Abstützung eine Zugfestigkeit von 145 bis 180 MPa aufweist.
Des weiteren umfasst das Verfahren zur Herstellung eines Aluminiumlegierungs-Substrats für eine lithographische Druckplatte gemäß der vorliegenden Erfindung die Schritte des Vorbereitens einer Aluminiumlegierungs-Gussbramme, die 0,10 bis 0,40 Gew-% Fe, 0,06 bis 0,15 Gew-% Si sowie 0,004 bis 0,03 Gew-% Cu enthält,
einer homogenisierenden Wärmebehandlung der Bramme,
des Warmwalzens der Bramme, um ein warmgewalztes Band auszuformen, und
des Kaltwalzens des warmgewalzten Bands ohne Zwischenglühung, um ein kaltgewalztes Blech auszuformen,
wobei der Kaltwalzschritt einen Schlussstich umfasst, nachdem zumindest die Blechtemperatur zumindest die Erholungstemperatur des Blechs wird, sowie eine schnelle Abkühlung des Blechs bei einer Rate von zumindest 5°C/min im Anschluss an den Abschlussstich, um einen Gehalt an ausgeschiedenem Si von bis zu 30 Gew-ppm zur Verfügung zu stellen.
Um dem Substrat eine elektrolytische Körnung zu verleihen, wird die chemische Zusammensetzung des Substrats reguliert, und um die Beständigkeit gegen Tintenverfärbung in den Nichtbild-Bereichen des Substrats zu verleihen, wird der Gehalt und die Dichte der ausgeschiedenen Siliziumpartikel begrenzt. Insbesondere werden, um das letztere zu erreichen, die folgenden Prozeduren durchgeführt: einem Teil des Eisens wird durch eine Homogenisierungs-Wärmebehandlung der Bramme erlaubt, eine feste Lösung auszuformen; Al-Fe-basierte sowie Al-Fe-Si-basierte Verbindungen werden bis zum Ende des nachfolgenden Warmwalzens ausgeschieden; darüber hinaus wird das warmgewalzte Band kaltgewalzt, während die Blechtemperatur bei zumindest der Erholungstemperatur des Blechs während des Kaltwalzens oder nach dem abschließenden Walzstich des Kaltwalzens gehalten, wodurch das kaltverfestigte Blech erweicht wird, um ein Substrat mit einer gewünschten Festigkeit und Dicke zu ergeben; und das kaltgewalzte Blech eine Temperatur von zumindest der Erholungstemperatur aufweist und schnell abgekühlt wird, um die Ausscheidung von Siliziumpartikeln zu unterdrücken. Eine Abstützung mit einer angemessenen Festigkeit und extrem exzellenten Beständigkeit gegen Tintenverfärbung in Nichtbild-Bereichen während des Druckens sowie ein Aluminiumlegierungs-Substrat für eine lithographische Druckplatte können durch Durchführen der oben beschriebenen Schritte erhalten werden.
Wenn das Aluminiumlegierungs-Substrat des weiteren 0,002 bis 0,02 Gew-% Mg in einer wünschenswerten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält, senkt sich die Ausscheidungsrate des Si ab. Als Ergebnis dessen kann das Intervall zwischen dem bei Temperaturen von zumindest der Erholungstemperatur durchgeführten Kaltwalz-Stich und dem Start der schnellen Abkühlung verlängert werden, wodurch das schnelle Abkühlen erleichtert wird.
In einer wünschenswerten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass zumindest die Substrat-Temperatur anschließend an den Schlussstrich sowie das schnelle Abkühlen, welches sich an den abschließenden Stich dem Kaltwalz-Schritt anschließt, in solch einer Weise reguliert wird, dass das Substrat eine Zugfestigkeit von 145 bis 180 MPa aufweist und einen Gehalt an ausgeschiedenem Si von bis zu 30 ppm.
In einer wünschenswerten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird bevorzugt, dass die Substrat-Temperatur von zumindest der Erholungstemperatur zumindest 100°C sein soll.
In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung wird das schnelle Abkühlen des Substrats im Anschluss an den abschließenden Stich des Kaltwalzens, welches bei Temperaturen von zumindest der Erholungstemperatur durchgeführt wird, bei einer Rate von zumindest 5°C/min durchgeführt.
Es ist ein Merkmal der vorliegenden Erfindung, dass das Substrat bei einer solch hohen Reduktion kaltgewalzt wird, dass die Substrat-Temperatur zumindest im Anschluss an den abschließenden Walzstich zumindest die Erholungstemperatur des Substrats wird. Als Ergebnis dessen wird das durch Kaltwalzen kaltverfestigte Substrat während des Kaltwalzens oder durch die Erholung nach dem Kaltwalzen erweicht und ein exzessiver Anstieg in der Festigkeit wird verhindert. Wenn das Erweichen des Substrats durch Erholung nicht durchgeführt wird, wird die Festigkeit des Substrats exzessiv hoch und die Duktilität, die zum Verbiegen von beiden Enden des Substrats zum Fixieren desselben an der Trommel für eine Druckmaschine notwendig ist, wird nicht erzielt.
Da das Substrat durch Verwenden der durch solch eine hohe Reduktion bewirkten Wärmeerzeugung erholt und erweicht werden kann, kann eine Zwischenglühung während des Kaltwalzens unterbleiben, was dazu führt, dass der Vorbereitungsschritt vereinfacht und Energie gespart wird. Es wird bevorzugt, dass die Substrat-Temperatur von zumindest der Erholungstemperatur bei zumindest 100°C sein soll. Die obere Grenztemperatur wird mit 225°C definiert. Übliche Kaltwalz-Vorrichtungen übersteigen diese Temperatur üblicherweise nicht. Jedoch neigt, wenn die Substrattemperatur 225°C übersteigt, Si dazu, leicht ausgeschieden zu werden, wodurch die Einstellung von dessen Gehalt von bis zu 30 ppm schwierig wird.
Obwohl vermutet wird, dass die Substrat-Temperatur durch die Wärme der Verarbeitung während des Kaltwalzstichs angehoben wird, kann diese nicht praktisch während des Walzstichs gemessen werden. Dementsprechend ist die Substrat-Temperatur im Anschluss an den Walzstich, die gemessen werden kann, definiert.
Ein zweites Merkmal der vorliegenden Erfindung ist, ein Substrat mit zumindest der Erholungstemperatur im Anschluss an den Kaltwalzstich schnell abzukühlen. Das schnelle Abkühlen verhindert die Ausscheidung von Siliziumpartikeln aus Si in fester Lösung. Wenn das Substrat nicht schnell abgekühlt wird, wird während des Abkühlens eine große Menge an Si ausgeschieden und eine durchgehende gekörnte Oberfläche kann nicht durch das elektrolytische Körnen und eine anodische Oxidation erzielt werden. Als Ergebnis dessen reduziert das Substrat seine Wasser-Aufnahmefähigkeit, akzeptiert Tinte und senkt seine Beständigkeit gegen Tintenverfärbung. Die schnelle Abkühlrate ist 5°C/min.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Zuerst werden die Gründe zur Begrenzung der chemischen Zusammensetzung der Aluminiumlegierung in der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Fe: 0,10 bis 0,40 Gew-%
Fe ist zusammen mit Si ein Element, welches zur Sicherstellung der Festigkeit durch Ausformen von Al-Fe-Si-basierten feinen Komponenten notwendig ist und welches die Körner in der Gussstruktur verfeinert. Wenn der Fe-Gehalt kleiner als 0,10 Gew-% beträgt, kann der Effekt des Verfeinerns der Körner in der Gießstruktur nicht erzielt werden und das Auftreten von groben Körnern reduziert die Gleichmäßigkeit beim Erscheinen der elektrolytisch gekörnten Oberfläche. Auf der anderen Seite werden, wenn der Fe-Gehalt 0,4 Gew-% übersteigt, grobe Fe-Al-basierte und Al-Fe-Si-basierte Komponenten ausgeformt. Als Ergebnis dessen weist das Substrat eine signifikante lokale Ungleichmäßigkeit in den chemischen Eigenschaften auf und die Vertiefungsformen auf der elektrochemisch gekörnten Oberfläche werden ungleichmäßig, was zu einer Störung der Wasser-Aufnahmefähigkeit führt.
Zusätzlich hierzu ist Fe üblicherweise ein Element, welches in einer Aluminiumlegierung als Verunreinigung enthalten ist und die Produktionskosten des Substrats steigen an, wenn der Fe-Gehalt so definiert ist, dass er weniger als 0,10 Gew-% beträgt, da ein Aluminium-Basismetall mit einer hohen Reinheit als Rohmaterial erforderlich wäre.
Si: 0,06 bis 0,15 Gew-%
Si ist zusammen mit Fe ein Element, welches zum Sicherstellen der Festigkeit durch Ausbilden feiner Al-Fe-Si-basierte Komponenten erforderlich ist. Wenn der Si-Gehalt weniger als 0,03 Gew-% beträgt, wird dieser Effekt nicht ausreichen. Auf der anderen Seite werden, wenn der Si-Gehalt 0,15 Gew-% übersteigt, grobe Al-Fe-Si-basierte Komponenten ausgeformt, und die lokale Ungleichmäßigkeit der chemischen Eigenschaften des Substrats werden signifikant. Als Ergebnis dessen werden die Vertiefungsformen der elektrochemisch gekörnten Oberfläche nicht gleichmäßig und die Wasser-Aufnahmefähigkeit wird gestört. Darüber hinaus werden ausgeschiedene Siliziumpartikel ausgeformt, um das Tintenverfärben der Nichtbild-Bereiche unvorteilhaft zu verstärken.
Zusätzlich hierzu ist Si ein Element, welches üblicherweise in Aluminiumlegierungen als Verunreinigung vorliegt, wodurch die Produktionskosten des Substrats ansteigen, wenn der Si-Gehalt so definiert ist, dass er unterhalb von 0,06 Gew-% liegt, da ein Al-Basismetall mit hoher Reinheit als Rohmaterial erforderlich ist.
Cu: 0,004 bis 0,03 Gew-%
Cu ist ein Element, welches das elektrochemische Körnen stark beeinflusst. Wenn der Cu-Gehalt zumindest 0,004 Gew-% beträgt, kann die Vertiefungsdichte auf der elektrochemisch gekörnten Oberfläche vorzugsweise passend erzeugt werden. Auf der anderen Seite sinkt, wenn der Cu-Gehalt 0,03 Gew-% übersteigt, die Vertiefungsdichte an der elektrochemisch gekörnten Oberfläche ab. als Ergebnis dessen wird die Vertiefungsgröße exzessiv groß oder es bleiben ungeätzte Regionen (ungekörnte Bereiche) erhalten. Infolgedessen wird die Wasser-Aufnahmefähigkeit der Nichtbild-Bereiche reduziert und die Tintenverfärbung während des Druckens nimmt zu.
Das Substrat enthält manchmal Verunreinigungselemente sowie Mn, Cr, Zr, V, Zn, Ni, Ga, Li und Be. Wenn die Gehalte solcher Elemente jeweils einen Bereich von bis zu etwa 0,05 Gew-% aufweisen, üben die Elemente keine markant verschlechternden Effekte auf die vorliegende Erfindung aus. Darüber hinaus sind Ti und B effektiv für die Kornverfeinerung der Gussstruktur; daher sind diese zur Verhinderung von Rissbildung während des Gießens sinnvoll und effektiv zur Verhinderung von der Ausbildung von Streifen auf der gekörnten Oberfläche, welche durch Kornvergröberung der Gussstruktur bewirkt wird. B wird zusammen mit Ti zugegeben und ist effektiv bei der Kornverfeinerung der Gussstruktur. Der Effekt des Zugebens von B in Kombination mit Ti ist signifikant, verglichen mit dem von der alleinigen Zugabe von Ti. Wenn sowohl Ti als auch B zugegeben werden, sind die folgenden Gehalte bevorzugt: Ti: 0,01 bis 0,05 Gew-%; B: 0,0001 bis 0,02 Gew-%.
Mg: 0,002 bis 0,02 Gew-%
Mg kann die Ausscheidung von Siliziumpartikeln verzögern und das Intervall zwischen dem Ende des Kaltwalz-Stichs, der bei Temperaturen von zumindest der Erholungstemperatur durchgeführt wird, und dem Start des schnellen Abkühlens verlängern. Mg erleichtert daher den schnellen Abkühlschritt. Ein Mg-Gehalt von zumindest 0,002 Gew-% kann das Intervall wesentlich verlängern. Auf der anderen Seite erzeugt ein Mg-Gehalt, der 0,02 Gew-% übersteigt, Schwierigkeiten hinsichtlich der Erholung des kaltgewalzten Blechs; infolgedessen weist das Substrat eine exzessive hohe Festigkeit auf und es besteht die Möglichkeit, dass das Verleihen einer gewünschten Festigkeit für das Blech schwierig wird.
Ausgeschiedenes Si: bis zu 30 ppm, wobei die ausgeschiedenen Siliziumpartikel eine Partikelgröße von bis zu 0,5 μm aufweisen: bis zu 200/mm².
Die Ausscheidung von Siliziumpartikeln vom in fester Lösung vorliegenden Si neigt dazu, in den Bereichen, wo die Dislozierungs-Dichte hoch ist, intensiv einzutreten. Dabei besteht immer die Chance, dass Ausscheidung im Herstellungsgang eines Substrats, bei dem die Dislozierungs-Erzeugung durch Walzen wiederholt wird, auftritt. Wenn der Gehalt von ausgeschiedenem Si 30 ppm übersteigt, wird die Ausscheidung und Ansammlung von Siliziumpartikeln unerwünscht erleichtert, um eine große Anzahl grober Partikel auszuformen. Darüber hinaus ist es schwierig, ausgeschiedenes Si anodisch zu oxidieren und es ist ebenso schwierig, einen Strom während der anodischen Oxidationsbehandlung hindurchzuführen, und die Bildung von einem anodischen Oxidfilm mit gleichmäßiger Dicke wird schwierig; ein dünner Filmabschnitt des Films tendiert dazu, von Dampfwasser, etc., welches während des Druckens wiederholt aufgebracht wird, und Tinten-Anhaftung wird bewirkt. Da der anodische Oxidfilm auf der Abstützungsoberfläche, der durch Behandeln des Substrats vorbereitet wird, üblicherweise eine Dicke von 0,1 bis 1,0 μm aufweist, neigt die Filmdicke dazu, extrem zu fluktuieren, wenn die Partikelgröße des ausgeschiedenen Si ansteigt. Wenn die Anzahl von ausgeschiedenen Siliziumpartikeln mit einer durchschnittlichen Partikelgröße von zumindest 0,5 μm 200/mm² auf der anodisch oxidierten Abstützungsoberfläche übersteigt, werden Defekte hinsichtlich Tintenanhaftungen manifestiert. Die Anzahl von ausgeschiedenen Siliziumpartikeln ist daher bis zu 100/mm². Die durchschnittliche Partikelgröße ausgeschiedener Siliziumpartikel repräsentiert hierbei einen Bereich im Sinne des Radius eines korrespondierenden Kreises.
Im Anschluss wird eine typische Ausführungsform für das Verfahren zur Herstellung eines Aluminiumlegierungs-Substrats für eine lithographische Druckplatte gemäß der vorliegenden Erfindung erläutert.
Eine Schmelze einer Aluminiumlegierung, die durch Prozeduren sowie eine Schlacken-Abziehbehandlung vorbereitet ist und eine Zusammensetzung, wie sie oben erwähnt wurde, aufweist, wird konventionell in eine Bramme vergossen. Obwohl dabei keine spezielle Beschränkung auf die Gießmethode gegeben ist, wird eine semikontinuierliche Gießmethode bevorzugt. Obwohl dabei keine spezielle Beschränkung auf die Dicke der Bramme gegeben ist, ist die Dicke üblicherweise von etwa 500 bis 600 mm.
Die Bramme wird üblicherweise vor dem anschließenden Schritt der Homogenisierungs-Wärmebehandlung geschält. Jedoch wird, wenn eine oxidierte Schicht durch die Homogenisierungs-Wärmebehandlung auf der Brammenoberfläche ausgeformt wird, die Bramme im Anschluss geschält, da diese Schicht entfernt werden muss.
Die Bramme wird einer Homogenisierungs-Wärmebehandlung unterworfen. Die Homogenisierungs-Wärmebehandlung in Kombination mit dem anschließenden Warmwalzen bewirkt, dass Unreinheiten sowie ein Teil des Fe eine feste Lösung ausformen und gleichmäßig einen Teil des Fe als intermetallische Verbindung in feinen Partikeln dispergieren. Die Homogenisierungs-Wärmebehandlungs-Temperatur ist typischerweise zumindest 500°C, um eine feste Lösung des Fe, etc. sicherzustellen, und sie ist typischerweise bis zu 520°C, um ein teilweises Aufschmelzen der Bramme zu verhindern. Die Haltezeit für die Homogenisierungs-Wärmebehandlung ist vorzugsweise zumindest 30 Minuten. Die Bramme kann nach der Homogenisierungs-Wärmebehandlung geschält werden, um eine Oberflächenoxidation und dergleichen zu verhindern. Wenn die Homogenisierungs-Wärmebehandlungs-Temperatur oberhalb des oben beschriebenen Temperaturbereichs liegt, neigen die oben genannten Komponenten dazu, sich grob auszuscheiden. Eine Körnungsbehandlung sowie eine elektrochemische Behandlung und eine daran anschließende anodische Oxidation bewirken eine Fluktuation der Größe der Vertiefung, welche mit den Bereichen, in denen die Verbindungen ausgeschieden zu werden scheinen, korrespondiert. Als Ergebnis dessen wird die Wasser-Aufnahmefähigkeit abgesenkt und es besteht die Möglichkeit, dass Tinte an den Nichtbild-Bereichen anhaftet, um gedruckte Materialien einzufärben.
Nach der Homogenisierungs-Wärmebehandlung wird die Bramme warmgewalzt. Dabei besteht keine spezifische Beschränkung auf die Bedingungen des Warmwalzens.
Nach dem Warmwalzen wird das warmgewalzte Produkt kaltgewalzt. Eine Zwischenglühung wird während des Kaltwalzens vermieden, um den Blech-Produktionsschritt zu vereinfachen. Um das Problem einer Einhärtung, die durch Walzen des kaltgewalzten Blechs bewirkt wird, zu lösen, wird die Zwischenglühung des Blechs vermieden, das Blech kaltgewalzt, so dass die Blechtemperatur im Anschluss an zumindest den letzten Stich zumindest die Erholungstemperatur des Blechs wird. Obwohl die Erholungstemperatur des Blechs abhängig von der Zusammensetzung und der akkumulierten Umformmenge des Blechs differiert, beginnt sich ein Blech mit einer Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung bei Temperaturen von etwa 100°C zu erholen, wenn das Blech eine Reduktion von 50% erfahren hat. Wenn die Umformung höher ist, beginnt die Erholung bei einer niedrigeren Temperatur. Um sicherzustellen, dass die Blechtemperatur zumindest dessen Erholungstemperatur ist, können Prozeduren so wie die unten genannten in Betracht gezogen werden: (1) Das kaltzuwalzende Coil wird derart erhitzt, dass die Eingangstemperatur zumindest die Erholungstemperatur ist und das Kaltwalzen wird begonnen; und (2) wenn die Anfangstemperatur des kaltzuwalzenden Coils nahe der Raumtemperatur ist, wird eine große Kaltwalz-Reduktion festgelegt, so dass eine Verarbeitungswärme in dem Blech erzeugt wird. Die in (1) beschriebene Prozedur kann keine bemerkenswerten Energie-Spareffekte erzielen. Die unter (2) beschriebene Prozedur spart Energie und hat den Effekt des Absenkens der Anzahl von Walzstichen. Die Reduktion ist dabei vorzugsweise bei zumindest 50%.
Die am meisten bevorzugte Prozedur zum Sicherstellen der Blechtemperatur von zumindest der Erholungstemperatur nach dem letzten Walzstich ist die, das Blech plastisch zu deformieren und das Blech mit der Hitze der durch die Deformation erzeugten Arbeit, wie oben in (2) beschrieben, aufzuheizen. Die plastische Deformation und das schnelle Erhitzen mit der durch die plastische Deformation erzeugten Umformwärme kann die Ausscheidung von Siliziumpartikeln, die in dem Prozess eines Anstiegs der Temperatur, wenn das Substrat von außen aufgeheizt wird, eintritt, verhindern.
So steigt die Temperatur beispielsweise, wenn ein Band mit 6 mm Dicke bei 40°C (Raumtemperatur) in einer Walzstraße bei einer Walzgeschwindigkeit von 500 bis 2000 m/min kaltgewalzt wird, um ein Blech mit 3 mm Dicke auszuformen (Reduktion von 50%) die Blechtemperatur auf über 100°C an. Wenn das Blech bei 100°C kontinuierlich zu einem Blech mit 1 mm Dicke (Reduktion von 67%) gewalzt wird, steigt die Blechtemperatur auf über 150°C an. Die bearbeitete Struktur des Blechs wird erholt und das Blech erweicht, während das Blech eine Temperatur von zumindest der Erholungstemperatur aufweist. Wenn ein Blech mit 1 mm Dicke, welches auf über 150 °C erwärmt ist, gewalzt wird, um eine Dicke von 0,5 mm (Reduktion von 50%) aufzuweisen, steigt die Blechtemperatur auf über 170°C an. Auch wenn das Blech mit 0,5 mm Dicke des weiteren bei einer Reduktion von zumindest 50% gewalzt wird, wird eine Menge der thermischen Strahlung von dem Blech pro Zeiteinheit groß. So senkt sich beispielsweise die Temperatur eines Blechs, welches auf eine Dicke von 0,25 mm gewalzt wird (Reduktion von 50%), auf etwa 130°C nach diesem Schritt ab.
Das bei dieser Temperatur gewickelte Coil weist eine große Restverformungsmenge auf, obwohl es sich erholt, und es ist wahrscheinlich, dass sich Si in fester Lösung als Siliziumpartikel während des Abkühlens des Coils ausscheidet. Das Blech wird daher direkt nach oder innerhalb von 10 Minuten nach dem finalen Walzstich des Kaltwalzens einer schnellen Abkühlung unterworfen, welche ein anderes wichtiges Erfordernis der vorliegenden Erfindung ist, um die Temperatur auf 80°C oder weniger abzukühlen. Eine Abkühlrate von zumindest 5 °C/min wird das Ziel der schnellen Abkühlung. Bevorzugte Prozeduren des schnellen Abkühlens beinhalten: eine Prozedur des sofortigen Überführens eines Blechs, welches von der Walze des letzten Walzstichs ausgegeben wurde, durch einen Abkühlraum; eine Prozedur des Einführens eines gewickelten Coils in ein Abkühlmedium; sowie eine Prozedur des Beschichtens eines Coils mit einem Abkühlmedium. Dies bedeutet, dass ein Abkühlmedium bevorzugt verwendet wird. Wie oben erläutert, wird ein Blech im Anschluss an den finalen Walzstich des Kaltwalzens vorzugsweise innerhalb von 10 Minuten beschleunigt abgekühlt, besonders bevorzugt direkt nach dem finalen Walzstich, um die Ausscheidung von Siliziumpartikeln von dem in fester Lösung vorliegenden Si zu unterbinden. Ein besonders bevorzugtes Aluminiumlegierungs-Substrat für eine lithographische Druckplatte kann durch Begrenzen der Festigkeit des kaltgewalzten Blechs auf 145 bis 180 MPa und eine vollständige Menge ausgeschiedenen Si bis zu 30 ppm oder weniger erhalten werden.
Zusätzlich sind typische Beispiele wie oben beschrieben diejenigen, in denen ein Coil kontinuierlich mit vier Kaltwalz-Walzstichen ohne Abkühlen des Coils zwischen den Walzstichen kontinuierlich gewalzt wird. Wenn das Coil zwischen den Walzstichen aufgrund eines Betriebserfordernisses abgekühlt werden muss, wird die Blechtemperatur durch beschleunigte Abkühlung nach dem Kaltwalz-Stich vorzugsweise innerhalb von 10 Minuten, ganz besonders bevorzugt direkt nach dem Walzstich, ähnlich zu der oben angegebenen Erläuterung, auf 80°C oder weniger abgesenkt, wenn das Zeitintervall zwischen dem Ende des Walzstichs und dem Beginn der beschleunigten Abkühlung 10 Minuten übersteigt, neigen Siliziumpartikel dazu, ausgeschieden zu werden, und die vollständige Menge neigt dazu, auch wenn das Blech eine geeignete Menge von Mg in Übereinstimmung mit einer wünschenswerten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufweist, exzessiv zu werden. Wenn das Coil zwischen den Walzstichen des Kaltwalzens abgekühlt wird und das anschließende Kaltwalzen wieder aufgenommen wird, wird die folgende Prozedur bevorzugt, da das Aufheizen des Coils von außen nicht bevorzugt wird, obwohl die Prozedur von der Blechdicke abhängt. Das Coil wird nicht exzessiv abgekühlt, und so auf etwa 80°C abgekühlt, dass das Blech leicht eine Temperatur von zumindest der Erholungstemperatur mit der Bearbeitungswärme die in den nachfolgenden Walzstichen erzeugt wird, erzielt.
Wenn das Aluminiumlegierungs-Substrat für eine lithographische Druckplatte elektrisch gekörnt wird, wird die Substratoberfläche, falls notwendig, chemisch mit einer Säure oder Alkali geätzt, um den Oxidfilm als Vorbehandlung zu entfetten oder zu entfernen. Das elektrolytische Körnen selbst ist eine Behandlung, in der Vertiefungen auf der Oberfläche erzeugt werden, um eine gekörnte Oberfläche durch Aufbringen eines Wechselstroms auszuformen, während Graphit als Gegenelektrode verwendet wird, um das elektrolytische Ätzen zu bewirken.
Das Körnen des Substrats bringt ein Anhaften des photosensitiven Films und eine mit der Druckperformance des Substrats verbundene Wasser-Aufnahmefähigkeit mit sich. Die Vertiefungen müssen einheitlich über die gesamte Druckplatte ausgeformt werden, da eine gleichmäßige Anhaftung und Wasser-Aufnahmefähigkeit über die gesamte Fläche erzielt werden muss.
Im Anschluss wird eine detaillierte Erläuterung des Oberflächen-Behandlungsverfahrens des Substrats für eine lithographische Druckplatte in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung angegeben, in der die Oberfläche des Substrats, die wie oben beschrieben erhalten wurde, durch Ausformen von Vertiefungen gekörnt wird.
Die Körnungsmethode gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein elektrolytisches Körnverfahren, wobei das Substrat durch Aufbringen eines Wechselstroms in einer elektrolytischen Lösung von Salzsäure- oder Salpetersäure-Serien gekörnt wird.
In der vorliegenden Erfindung kann die elektrolytische Körnmethode in Kombination mit einer mechanischen Körnmethode sowie einer Drahtbürsten-Körnmethode, in der die Aluminium-Oberfläche mit den Metalldrähten aufgekratzt wird, einer Kugel-Körnmethode, in der die Aluminium-Oberfläche mit abrasiven Kugeln gekörnt wird sowie mit abrasiven und Bürsen-Körnmethoden, in denen die Aluminium-Oberfläche mit einer Nylonbürste und abrasiven Mitteln gekörnt wird, gekörnt werden.
Vor dem elektrolytischen Körnen wird das Substrat oberflächenbehandelt, um die Oberfläche durch Entfernen des Walzöls, welches an der Aluminiumoberfläche anhaftet oder erfasster abrasiver Mittel (wenn das Substrat mechanisch gekörnt ist) nach dem mechanischen Körnen zu entfernen.
Walzöle sind üblicherweise durch eine Oberflächen-Reinigung unter Verwendung von Trichlorethylen oder anderer Lösungsmittel oder Oberflächenaktivstoffe entfernt. Walzöle und abrasive Stoffe werden ebenso üblicherweise unter Verwendung eines Verfahrens zur Neutralisation nach dem Alkali-Ätzen und der Entfernung von Schmutz, bei dem ein Aluminium-Legierungsblech in eine wässrige Lösung von Natriumhydroxid, Pottasche-Hydroxid, Natriumcarbonat, Natriumsilikat etc. bei 20–80°C für 5–250 sec eingeführt wird, und dann in eine 10–30%-ige wässrige Lösung einer Salpetersäure oder Schwefelsäure bei 20–270°C für 5–250 sec. eingeführt wird, entfernt.
Das so oberflächengereinigte Aluminium-Legierungsblech wird dann durch elektrolytisches Körnen behandelt.
Die vorliegende Erfindung verwendet eine elektrolytische Lösung sowie eine Salzsäure-Lösung, die vorzugsweise eine Konzentration von 0,01–3 Gew-%, besonders bevorzugt von 0,05–2,5 Gew-% aufweist, oder eine Salpetersäure-Lösung, die vorzugsweise eine Konzentration von 0,2–5 Gew-%, insbesondere bevorzugt von 0,5–3 Gew-% aufweist.
Die elektrolytische Lösung kann einen Korrosions-Hemmer oder ein Stabilisierungs-Agens sowie Nitrate, Chloride, Monoamine, Diamine, Aldehyde, und/oder ein vertiefungs-ausgleichendes Agens enthalten. Darüber hinaus kann die elektrolytische Lösung eine geeignete Menge von Aluminium-Ionen (1 bis 10 g/l) enthalten.
Das Substrat wird üblicherweise mit der elektrolytischen Lösung üblicherweise bei Temperaturen von 10 bis 60°C behandelt. Während der Behandlung kann beim Wechselstrom jeder der rechtwinkligen Wellen, trapezoidalen Wellen sowie sinusoidalen Wellen verwendet, solange die positive Polarität und die negative Polarität sich einander abwechseln. Kommerziell erhältliche Einphasen- oder Dreiphasen-Wechselströme können verwendet werden. Darüber hinaus wird das elektrolytische Körnen vorzugsweise bei einer Stromdichte von 5 bis 100 A/dm² für 10 bis 300 sec durchgeführt.
Die Oberflächen-Rauheit der Aluminiumlegierungs-Abstützung gemäß der vorliegenden Erfindung wird auf 0,2 bis 0,8 μm durch die Menge der Elektrizität geregelt. Wenn die Oberflächen- Rauheit 0,8 μm übersteigt, wird die gekörnte Oberfläche schwer mit Makrovertiefungen abgedeckt, die unvorteilhafter Weise Anhaftungen während des Druckens bewirken. Darüber hinaus kann, wenn die Oberflächen-Rauheit weniger als 0,2 μm beträgt, Dampfwasser auf der Druckplatte nicht kontrolliert werden und Punktbereiche in Schattenbereichen neigen dazu, aufgefüllt zu werden, wodurch gute gedruckte Materialien nicht erzielt werden können.
Auf der Oberfläche des Aluminiumlegierungs-Substrats, welches so gekörnt ist, anhaftender Schmutz wird mit 10 bis 50%-iger heißer Schwefelsäure (40 bis 60°C) oder gelösten Alkalien (Natriumhydroxid, etc.) entfernt. Wenn der Schmutz mit Alkali entfernt wird, wird das Substrat kontinuierlich in Säure (Salpetersäure oder Schwefelsäure) eingeführt, um dort gereinigt und neutralisiert zu werden.
Wenn der Oberflächenschmutz entfernt wurde, wird ein anodischer Oxidfilm ausgeformt. Obwohl bekannte Verfahren für die anodische Oxidation angewandt werden können, wurde Schwefelsäure als die am meisten brauchbare elektrolytische Lösung verwendet. Phosphorsäure ist ebenso als elektrolytische Lösung sinnvoll. Des weiteren ist eine Säuremischung einer Schwefelsäure und einer Phosphorsäure, wie sie in der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 55-28400 offenbart wurde, ebenso sinnvoll.
Das Schwefelsäure-Verfahren wird üblicherweise mit einem Gleichstrom durchgeführt; jedoch kann ebenso ein Wechselstrom verwendet werden. Schwefelsäure mit einer Konzentration von 5 bis 30% wird verwendet, und die Elektrolyse wird bei Temperaturen von 20 bis 60°C für 5 bis 250 sec durchgeführt, um einen Oxidfilm mit einer Dicke von 0,1 bis 1,0 μm auf der Oberfläche auszuformen. Die elektrolytische Lösung enthält vorzugsweise Aluminiumionen und die elektrolytische Stromdichte ist vorzugsweise von 1 bis 20 A/dm². Das Phosphorsäure-Verfahren wird in der folgenden Weise ausgeführt: Phosphorsäure mit einer Konzentration von 5 bis 50% wird verwendet und die Elektrolyse wird bei Temperaturen von 30 bis 60 °C für 10 bis 300 sec bei einer Stromdichte von 1 bis 15 A/dm² durchgeführt. Ausgeschiedene Siliziumpartikel mit einer durchschnittlichen Partikelgröße von zumindest 0,5 μm in dem Oberflächen-Oxidfilm auf der so behandelten Abstützung zählen 200/mm² oder weniger.
Wenn das Substrat mit einem anodischen Oxidfilm, wie er oben beschrieben wurde, versehen ist, wird das Substrat optional einer Nachbehandlung unterzogen. Beispielsweise wird das Substrat in eine wässrige Lösung einer Polyvinylphosphor-Säure durch das in dem britischen Patent Nr. 1,230,447 offenbarte Verfahren eingeführt oder es wird in eine wässrige Lösung eines Alkali-Metallsilikats unter Verwendung des im US-Patent Nr. 3,181,461 offenbarten Verfahrens eingeführt. Es kann ebenso mit einer Primärbeschichtung eines hydrophilen Polymers, welches in Übereinstimmung mit den Eigenschaften eines photosensitiven Materials, welches später zur Verfügung gestellt wird, ausgewählt wird, versehen sein.
BEISPIELE
Geschmolzene Aluminiumlegierungen mit verschiedenen chemischen Zusammensetzungen, wie sie in Tabelle 1 gezeigt werden, wurden vorbereitet. Jede der geschmolzenen Aluminiumlegierungen wurde semikontinuierlich gegossen, um eine gegossene Bramme mit einer Dicke von 560 mm zu ergeben. Jede der zwei Hauptoberflächen der Bramme wurde abgeschält, um die Dicke um 10 mm zu reduzieren, wobei die Bramme danach eine Dicke von 540 mm aufwies.
Die Bramme wurde dann bei 600°C für vier Stunden Homogenisierungs-wärmebehandelt, und warmgewalzt, um ein warmgewalztes Band mit einer Dicke von 6 mm zu ergeben. Die Eingangstemperatur (Starttemperatur) des Warmwalzens war zwischen 450 und 350°C, und die abschließende Temperatur (Endwalztemperatur) war von 400 bis 300°C).
Das warmgewalzte Band wurde dann bei Raumtemperatur (40°C) kaltgewalzt. Die Kaltwalz-Geschwindigkeit war von 500 bis 2000 m/min. Wenn die Blechdicke abnahm, wurde die Walzgeschwindigkeit angehoben. Kaltwalzen wurde in einem solchen System durchgeführt, dass das kaltgewalzte Blech nach jedem Walzstich aufgewickelt wurde, um ein Coil auszubilden, und das Coil wurde für den folgenden Walzstich zur Verfügung gestellt.
als Beispiel gemäß der vorliegenden Erfindung wurden warmgewalzte Bänder gemäß dem folgenden Vier-Walzstich-Schema kaltgewalzt: 6 mm → 3 mm → 1 mm → 0,5 mm und → 0,25 mm. Die kaltgewalzten Bleche wurden immer nach dem abschließenden Walzstich (vierter Walzstich) schnell abgekühlt. In einem Beispiel wurde das Blech ebenso im Zwischenschritt (zweiter Walzstich) schnell abgekühlt.
In Vergleichsbeispielen war das Stichschema das gleiche wie oben beschrieben, abgesehen davon, dass die Bleche nach dem abschließenden Walzstich (vierter Walzstich) langsam abgekühlt wurden.
In anderen Vergleichsbeispielen wurden die warmgewalzten Bänder mittels der konventionellen Technologie gemäß des folgenden 6-Walzstich-Schemas kaltgewalzt: 6 mm → 3,5 mm → 2,0 mm → 1,2 mm → 0,7 mm → 0,4 mm → 0,25 mm.
Tabelle 2 zeigt Temperaturen und Abkühlraten in jeder der Kaltwalz-Schritte. Die kaltgewalzten Bleche wurden anschließend einer Entfernung von Walzöl, welches an der Oberfläche anhaftet, mit 10% Natriumhydroxid unterworfen, mit 20% Salpetersäure bei 20°C Neutralisierungs-gereinigt, und elektrolytisch in 1%-iger Salzsäure oder 1%-iger Salpetersäure-Elektrolytlösung bei 50°C für 10 sec mit einem Wechselstrom bei einer Stromdichte von 30 A/dm² unterworfen.
Die Bleche wurden kontinuierlich durch Einführen der Bleche in eine 15%-ige wässrige Schwefelsäure-Lösung bei 50°C für 10 sec Oberflächengereinigt, und mit einem Oxidfilm von 0,5 μm Dicke in einer elektrolytischen Lösung mit hauptsächlich 20% Schwefelsäure und einer Badtemperatur von 30°C versehen.
In Tabelle 2 gehören die Proben D, G, I, L und N zu den Beispielen gemäß der vorliegenden Erfindung; die Proben B, C, E, F, H, J, K, M, 0 und S gehören zu Vergleichsbeispielen, in denen die Proben durch langsames Abkühlen vorbereitet wurden, und von den Proben wies Probe S eine chemische Zusammensetzung außerhalb des Schutzbereichs der vorliegenden Erfindung auf; die Proben A, P, Q, R, S und T gehören zu Vergleichsbeispielen und wiesen eine chemische Zusammensetzung außerhalb des Schutzbereichs der vorliegenden Erfindung auf.
Die Proben A, B, D, E, I und J wurden durch 4-Walzstich-Walzen vorbereitet; die Coils wurden nicht im Mittelweg der Kaltwalz-Walzstiche abgekühlt und zu dem folgenden Kaltwalz-Stich zugeführt.
Die Proben G, H, L, M, N, O, P, Q, R, S und T wurden durch 4-Walzstich-Kaltwalzen vorbereitet. Die im Anschluss an den zweiten Kalt-Walzstich gewickelten Coils wurden abgekühlt und dann dem dritten Kalt-Walzstich unterworfen.
Die Proben C, F und K wurden durch 6-Walzstich-Kaltwalzen vorbereitet. Die Coils wurden zwischen dem zweiten und dem dritten Kaltwalz-Stich sowie zwischen dem vierten und dem fünften Kaltwalz-Stich abgekühlt.
Die Coils wurden mittels der folgenden Prozeduren abgekühlt.
Das schnelle Abkühlen gemäß der vorliegenden Erfindung wurde durch Einführen der Coils in ein Öl-Abkühlmedium durchgeführt, wobei die Coils bei einer Rate von 10°C/min abgekühlt wurden.
Das langsame Abkühlen in den Vergleichsbeispielen wurde durch Druckluft-Kühlung der Coils mit Ventilatoren durchgeführt, wobei die Coils bei einer Rate von 0,2°C/min abgekühlt wurden.
Die Legierungs-Substrate mit 0,25 mm Dicke, die so erhalten wurden, wurden derart mit 10% Natriumhydroxid behandelt, dass an der Oberfläche anhaftendes Walzöl entfernt wurde, in 20% Salpetersäure bei 20°C neutralisiert und in einer 1%-igen Salzsäure oder 1% Salpetersäure-Elektrolytlösung bei 50°C durch Aufbringen eines Wechselstroms bei einer Stromdichte von 30 A/dm² für 10 Sekunden elektrolytisch gekörnt.
Die Substrate wurden kontinuierlich oberflächengereinigt, durch Einführen derselben in eine 15%-ige wässrige Schwefelsäure-Lösung bei 50 °C für 3 Minuten, und mit einem Oxidfilm von 0,5 μm Dicke in einer elektrolytischen Lösung bei 30°C, die 20% Schwefelsäure als Hauptkomponente enthält, versehen.
Die so vorbereiteten Proben wurden mit der folgenden photosensitiven Schicht (Menge an getrockneter Beschichtung von 2,5 g/m²) beschichtet:
eine Esterverbindung von Naphthoquinon (1-2)-diazido-(2)-5-sulfonylchloriden mit einem Resorcin-benzaldehyd-Harz
1 Gewichtsanteil;
Copolymerisations-Kondensationsharz des Phenols, eine Mischung aus m-, p-cresol und Formaldehyd
3,5 Gewichtsanteile;
2-Trichlormethyl-5-[β-(2'-benzofuryl)vinyl]-1,3,4-oxadiazol
0,03 Gewichtsanteile;
Victoria Pure Blue BOH (durch die Hodogaya Chemical Co., Ltd. erzeugt)
0,1 Gewichtsanteile;
O-Naphthoquinonediazidusulfonischer Säure-Ester mit p-Butylphenol Benzaldehyd-Lackharz
0,05 Gewichtsanteile;
und
Methyl-Cellosolve
27 Gewichtsanteile.
Eine Probe mit der photosensitiven Schicht wurde für 50 sec einer metallischen Halid-Lampe (3 kW) bei einer Entfernung von 1 m ausgesetzt und mit einer 4%-igen wässrigen Natrium-Metasilicat-Lösung bei 25°C für 45 sec entwickelt, um eine lithographische Druckplatte zu ergeben.
Messungen der Zugfestigkeit, elektrolytischen Körnbarkeit, des Gehalts an ausgeschiedenen Si, der Anzahl von ausgeschiedenen Siliziumpartikeln mit einer durchschnittlichen Partikelgröße von zumindest 0,5 μm sowie des Widerstands gegen Tinten-Anhaftung wurden an den Proben A bis T, die so vorbereitet wurden, durchgeführt. Die Messprozeduren sind wie unten beschrieben.
[Zugfestigkeit]
Eine Zugtest-Probe (JIS Nr. 13 B) wurde aus einem kaltgewalzten Blech erzeugt, und die Zugfestigkeit σB wurde gemessen.
[Elektrolytisches Körnen]
Der Oberflächenzustand eines Blechs, welches elektrolytisch gekörnt wurde, wurde mit einem scannenden Elektronenmikroskop ermittelt und die Gleichmäßigkeit der Vertiefung wurde begutachtet.
Die Begutachtungs-Kriterien waren die folgenden: O: gleichmäßige Vertiefungen; und x: die Vertiefungsformen wurden deformiert oder ungeätzte Abschnitte liegen vor.
[Gehalt an ausgeschiedenem Si]
Ein mit einem Oxidfilm versehenes Blech wurde in einer Lösung von HCl und H₂O₂ mit einem HCl/H₂O₂ Verhältnis von 1:1 aufgelöst. Der durch Filtern der resultierenden Mischung erhaltene Ausfall wurde mit einer alkalischen Lösung zersetzt. Die resultierende Lösung wurde neutralisiert und Ammonium-Molybdat wurde der Lösung zugesetzt, um silicomolybdisches Gelb auszuformen. Wenn die Konzentration der Lösung gering war, wurde die Lösung mit einer sulfonischen Säurereduzierenden Lösung reduziert, um Molybdän-Blau auszuformen. Die Absorbierung der Lösung wurde gemessen und auf den Gehalt an ausgeschiedenem Si übertragen.
[Anzahl ausgeschiedener Si Partikel mit einer durchschnittlichen Partikelgröße von zumindest 0,5 μm]
Eine Oberflächenschicht mit 0,5 μm Dicke eines Blechs mit einem anodischen Oxidfilm wurde geätzt und mit einer 1%-igen wässrigen Natriumhydroxid-Lösung gelöst, und eine Mapping-Analyse von Fe und Si wurde mit einem Röntgenstrahl-Mikroanalyser durchgeführt. Nur diejenigen Si-Partikel, die nicht in Kombination mit Fe vorlagen, wurden mittels einer Bildanalyse gemessen (Handelsname LUZEX F, hergestellt von der Nireco Corporation), und der Radius des Bereichs jeder der Partikel im Sinne von Kreisen wurde als durchschnittliche Partikelgröße definiert. Nur diejenigen Partikel, die eine durchschnittliche Partikelgröße von zumindest 0,5 μm aufwiesen, wurden gezählt.
[Widerstand gegen Tintenanhaftung]
Die so vorbereiteten Druckplatten wurden auf einer Offset-Druckmaschine KOR befestigt und 100.000 Papierblätter wurden gedruckt. Das Vorliegen von Tinten-Anhaftungen in den Nichtbild-Bereichen wurde sensorisch getestet. Als Ergebnis wurden diejenigen Papierblätter, auf denen keine Tinte anhaftete, als "gut (0)" bewertet, und diejenigen Papierblätter, auf denen Tinten-Anhaftungen ermittelt wurden, wurden aus "durchgefallen (x)" bewertet, Tabelle 2 zeigt die Ergebnisse.
Aus den Ergebnissen des Testens der Proben D und I in den Beispielen aus Tabelle 2 kann das Folgende ersehen werden: die Zugfestigkeit war in einem geeigneten Bereich und die Bleche zeigten eine gute Körnbarkeit, da die Blechtemperatur im Anschluss an den abschließenden vierten Walzstich bei 120°C eingestellt war, was zumindest die Erholungstemperatur der Bleche war, und die Bleche wurden im Anschluss beschleunigt bei einer Abkühlrate von 10°C/min abgekühlt; und die Bleche zeigten einen exzellenten Widerstand gegen Tinten-Anhaftung, da der Gehalt von ausgeschiedenem Si gering war und die Anzahl von ausgeschiedenen Siliziumpartikeln mit einer durchschnittlichen Partikelgröße von zumindest 0,5 μm klein war.
Aus den Testergebnissen der Proben G, L und N in den Beispielen aus Tabelle 2 kann ähnlich zu den oben angegebenen Proben das Folgende ersehen werden: die Zugfestigkeit war in einem ausreichenden Bereich und die Bleche zeigten eine gute Körnbarkeit, da die Blechtemperatur im Anschluss an den zweiten Walzstich bei 150°C eingestellt war, was zumindest die Erholungstemperatur der Bleche war, und die Bleche wurden im Anschluss bei einer Abkühlrate von 10°C/min beschleunigt abgekühlt, und da die Blechtemperatur im Anschluss an den abschließenden vierten Walzstich bei 120°C eingestellt war, was zumindest die Erholungstemperatur der Bleche war und die Bleche im Anschluss bei einer Rate von 10°C/min beschleunigt abgekühlt wurden; und die Bleche zeigten einen exzellenten Widerstand gegen Tinten-Anhaftung, da der Gehalt an ausgeschiedenem Si gering war und die Anzahl von ausgeschiedenen Siliziumpartikeln mit einer durchschnittlichen Partikelgröße von zumindest 0,5 μm klein war.
Im Gegensatz hierzu war das Stich-Schema der Proben B, E, H, J, M und O 4-Walzstiche, ähnlich der Beispiele gemäß der vorliegenden Erfindung, und die Blechtemperaturen im Anschluss an den abschließenden vierten Walzstich waren bei 130°C oder 120°C eingestellt, was zumindest die Erholungstemperatur der Bleche ist. Jedoch wurden die Bleche im Anschluss langsam bei einer Kühlrate von 0,2°C/min abgekühlt. Als Ergebnis wiesen die Proben einen großen Anteil ausgeschiedenem Si auf und enthielten eine große Anzahl ausgeschiedener Siliziumpartikel mit einer durchschnittlichen Partikelgröße von zumindest 0,5 μm. Die Proben wurden daher als einen geringen Widerstand gegen Tinten-Anhaftung aufweisend befunden.
Des weiteren wurde das Folgende verstanden. Da die Proben C, F und K in den Vergleichsbeispielen durch Kaltwalzen von Blechen ohne Erzeugen von Blechen mit zumindest der Erholungstemperatur vorbereitet wurden, wiesen die Proben eine Zugfestigkeit auf, die einen geeigneten Bereich übersteigt, wodurch Risse dazu neigten, während des Druckens gebildet zu werden.
Dabei wird verstanden, dass die Proben A, B und C in den Vergleichsbeispielen einen Cu-Gehalt außerhalb des Schutzbereichs der vorliegenden Erfindung aufwiesen und eine geringe elektrolytische Körnbarkeit aufwiesen.
Das Folgende wurde verstanden: Probe P in einem Vergleichsbeispiel hatte einen Fe-Gehalt außerhalb des Schutzbereichs der vorliegenden Erfindung und zeigte eine geringe elektrolytische Körnbarkeit; Probe Q in den Vergleichsbeispielen wies einen großen Si-Gehalt außerhalb des Schutzbereichs der Erfindung auf und zeigte eine einigermaßen geringe elektrolytische Körnbarkeit, wies einen großen Gehalt an ausgeschiedenem Si auf und enthielt eine große Anzahl ausgeschiedener Siliziumpartikel mit einer durchschnittlichen Partikelgröße von zumindest 0,5 μm, was dazu führte, dass die Probe einen geringen Widerstand gegen Tinten-Anhaftung zeigte; die Proben R und S in den Vergleichsbeispielen wiesen einen Mg-Gehalt außerhalb des Schutzbereichs der vorliegenden Erfindung auf, waren schwer zu erholen und wiesen eine exzessiv hohe Zugfestigkeit auf; und Probe T in den Vergleichsbeispielen hatte einen Cu-Gehalt außerhalb des Schutzbereichs der Erfindung und zeigte eine geringe elektrolytische Körnbarkeit und einen geringen Widerstand gegen Tinten-Anhaftung.
Wie oben erläutert, kann gemäß der vorliegenden Erfindung ein Aluminiumlegierungs-Substrat sowie eine Abstützung für eine lithographische Druckplatte, die exzellent in ihrer Tinten-Anhaftung ist, erzeugt werden, während Energie-Ersparnisse sowie eine hohe Produktivität durch Erzeugen der Blechtemperatur zumindest im Anschluss an den abschließenden Kaltwalz-Stich bei zumindest der Erholungstemperatur des Blechs realisiert werden kann, auch wenn eine Zwischenglühung während des Kaltwalzens vermieden wird, wodurch ein exzessiver Anstieg der Festigkeit, der durch Kaltverfestigung bewirkt wird und ein Aufbringen der Festigkeit in einem wünschenswerten Bereich zu dem Substrat sowie durch beschleunigtes Abkühlen des Blechs von der Erholungstemperatur verhindert wird, wodurch die Ausscheidung von Siliziumpartikeln unterbunden wird, und Aufbringen einer gleichmäßigen Vertiefungsgröße und guten Wasser-Aufnahmefähigkeit während des elektrolytischen Körnens.
Tabelle 1 Chemische Zusammensetzung
Tabelle 2 Produktionsbedingungen und Bewertungsergebnisse
Tabelle 2 (Fortsetzung)

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Aluminium-Legierungssubstrats für eine lithographische Druckplatte, umfassend die Schritte: Herstellen einer Aluminiumlegierungs-Gussbramme umfassend 0,10 bis 0,40 Gew.-% Eisen, 0,06 bis 0,15 Gew.-% Silizium, 0,004 bis 0,03 Gew.-% Kupfer, ggf. eines aus 0,002 bis 0,02 Gew.-% Magnesium, 0,01 bis 0,05 Gew.-% Titan und 0,0001 bis 0,02 Gew.-% Bor und unvermeidliche Verunreinigungselemente, von denen jedes mit bis zu 0,05 Gew.-% vorliegen kann, Homogenisierungs-Wärmebehandlung der Bramme, Warmwalzen der Bramme, um ein warmgewalztes Band zu erzeugen, und Kaltwalzen des warmgewalzten Bands ohne Zwischenglühung, um ein kaltgewalztes Blech zu erzeugen, wobei das Kaltwalzen einen letzten Stich mit einer solch hohen Reduktion umfasst, dass die Blechtemperatur zumindest nach demselben wenigstens die Erholungstemperatur des Blechs wird, und eine schnelle Abkühlung des Blechs bei einer Abkühlrate von wenigstens 5°C/min anschließend an den letzten Stich erfolgt, um einen Gehalt von ausgeschiedenem Silizium von bis zu 30 Gew.-ppm zur Verfügung zu stellen.
Verfahren zur Herstellung eines Aluminium-Legierungssubstrats für eine lithographische Druckplatte gemäß Anspruch 1, wobei zumindest die Blechtemperatur anschließend an den letzten Stich und die dem letzten Stich im Kaltwalzschritt folgende schnelle Abkühlung in solch einer Weise reguliert sind, dass das Substrat eine Zugfestigkeit von 145 bis 180 MPa und einen Gehalt von ausgeschiedenem Silizium von bis zu 30 Gew.-ppm aufweist.
Verfahren zur Herstellung eines Aluminium-Legierungssubstrats für eine lithographische Druckplatte gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Blechtemperatur von zumindest der Erholungstemperatur wenigstens 100°C beträgt.