EP0193710B1 - Aluminiumoffsetband und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Aluminiumoffsetband und Verfahren zu seiner Herstellung Download PDF

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EP0193710B1 EP86100479A EP86100479A EP0193710B1 EP 0193710 B1 EP0193710 B1 EP 0193710B1 EP 86100479 A EP86100479 A EP 86100479A EP 86100479 A EP86100479 A EP 86100479A EP 0193710 B1 EP0193710 B1 EP 0193710B1
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strip
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aluminium strip
hot
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Karl Heinz Dr. Dörner
Hartmut Scheel
Volker Würstle
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Vereinigte Aluminium Werke AG
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    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/04—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon
    • C22F1/047—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon of alloys with magnesium as the next major constituent
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    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41N—PRINTING PLATES OR FOILS; MATERIALS FOR SURFACES USED IN PRINTING MACHINES FOR PRINTING, INKING, DAMPING, OR THE LIKE; PREPARING SUCH SURFACES FOR USE AND CONSERVING THEM
    • B41N1/00—Printing plates or foils; Materials therefor
    • B41N1/04—Printing plates or foils; Materials therefor metallic
    • B41N1/08—Printing plates or foils; Materials therefor metallic for lithographic printing
    • B41N1/083—Printing plates or foils; Materials therefor metallic for lithographic printing made of aluminium or aluminium alloys or having such surface layers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
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    • C22F1/04—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon

Definitions

  • the invention relates to an aluminum offset strip with a predominantly globulitically recrystallized and subsequently cold-deformed structure.
  • Rolled strips and sheets made of aluminum or aluminum alloys are used in the thickness range from 0.1 to 0.5 mm to produce offset printing plates.
  • the aluminum strip is provided with a light-sensitive photo layer, which is transformed by the action of light in such a way that it is insoluble for the developers used.
  • a light-sensitive photo layer which is transformed by the action of light in such a way that it is insoluble for the developers used.
  • an uncoated aluminum surface is present in the unexposed areas, which has hydrophilic properties.
  • the fully developed printing plate is clamped on a plate cylinder for the printing process.
  • An important requirement for offset printing plates is to have sufficient strength and resistance to cracking under this mechanical stress.
  • the rolled surface must be roughened mechanically or electrochemically or chemically to better anchor the photosensitive layer.
  • this roughening should be as homogeneous and fine-celled as possible.
  • the object of the present invention is to further improve the strength and elongation values, in particular the thermal stability and rigidity, in the case of an offset tape of the type mentioned at the outset, the suitability of the surface for the subsequent electrochemical roughening being retained and a simplified method for producing such offset tapes to provide.
  • the invention therefore aims at an Al offset tape with a predominantly globulitically recrystallized and then cold-deformed structure with a clearly fine grain structure and a strongly consolidated core area at the same time.
  • the structure chosen means that the requirements for an offset tape can be met in an optimal manner without plating. Due to the significantly less steered rolling structure of the surface layer, mechanical and electrochemical roughening of the printing plate is possible, which has a homogeneous and fine-grained structure on the surface to be coated. The streaked rolled structure in the core ensures the necessary strength even after a possible thermal aftertreatment.
  • the hot rolling process is controlled according to the invention in such a way that recrystallization cannot take place over the entire cross section of the offset strip, but only in the edge zones. This results in a non-recrystallized core zone with a streaked roll structure, which is important for the increased mechanical properties. Numerous tests have shown that a surface area of 10 to 30% - preferably 15% - with a globular structure is sufficient for the electrochemical roughening.
  • the globular grain structure of the hot strip is lengthened by the subsequent cold rolling, but has a significantly lower stretching of the edge zone compared to the core.
  • the grains elongated in the rolling direction have an elongation of s less than 8 on the surface, the core zone elongation values of s greater than 16.
  • the evaluation method of R. Dederichs and H. Kostron two new rapid methods for grain cross-section determination, 1950, Verlag Chemie GMBH Weinheim / Bergstr, page 30-31 was used.
  • the product according to the invention produced in this way shows an elongation S ⁇ 8 in the grain structure on the surface and an elongation S ⁇ 16 in the core zone.
  • the comparison test shows that the method according to the invention leads to an offset tape which has the surface suitable for electrochemical roughening with very favorable mechanical properties.
  • the mechanical properties can be improved to such an extent that the decrease in strength that would otherwise be expected after a thermal treatment of more than 200 ° C. is only delayed and occurs to a much lesser extent.
  • the yield point ratio is a measure of the stiffness of the belt. The stiffness must be sufficiently high for good handling, in particular of thin strips.
  • the offset tape produced according to the invention is therefore superior to the material hitherto used for these purposes, which does not have sufficient rigidity after the stoving temperature frequently used for offset purposes.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Aluminium-Offsetband mit einem vorwiegend globulitisch rekristallisierten und anschließend kalt verformten Gefüge.
  • Zur Herstellung von Offsetdruckplatten werden gewalzte Bänder und Bleche aus Aluminium bzw. Aluminiumlegierungen in Dickenbereichen von 0,1 bis 0,5 mm eingesetzt. Das Aluminiumband wird bei der Weiterverarbeitung mit einer lichtempfindlichen Fotoschicht versehen, die sich durch Lichteinwirkung so umwandelt, daß sie für die verwendeten Entwickler unlöslich ist. An den nicht belichteten Stellen liegt nach dem Entwickeln eine unbeschichtete Aluminiumoberfläche vor, die hydrophile Eigenschaften aufweist.
  • Die fertig entwickelte Druckplatte wird für den Druckvorgang auf einen Plattenzylinder gespannt. Eine wichtige Anforderung an Offsetdruckplatten besteht darin, eine ausreichende Festigkeit und Rißunempfindlichkeit bei dieser mechanischen Beanspruchung aufzuweisen.
  • Zur Erzielung einer möglichst hohen Druckauflage muß die gewalzte Oberfläche zur besseren Verankerung der lichtempfindlichen Schicht mechanisch oder elektrochemisch oder chemisch aufgerauht werden. Aus Qualitätsgründen sollte diese Aufrauhung möglichst homogen und feinzellig sein.
  • Zur Erhöhung der Farbdruckauflage ist ferner bekannt, die entwickelte und als Träger dienende Schicht einem thermischen Prozeß zu unterwerfen und hierbei die verbleibenden Schichtteile (Bildträger) zusätzlich zu härten. Diese thermische Nachbehandlung wird üblicherweise bei Temperaturen durchgeführt, die einen deutlichen Festigkeitsabfall von Aluminium bewirken.
  • Die vorstehend beschriebenen Anforderungen an ein Offsetband konnten bisher nur durch eine aufwendige Technik erfüllt werden. So wurde nach DE-OS 19 29 146 vorgeschlagen, auf einen Kern aus der reißfesten und schmiegsamen Aluminium-Magnesium-Mangan-Legierung beidseitig eine 2 - 16 % dicke Schicht aus Reinaluminium aufzuplattieren. Damit sollte eine Kombination von guten Festigkeitseigenschaften bei gleichzeitig günstigem Aufrauhverhalten ermöglicht werden.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, bei einem Offsetband der eingangs genannten Art die Festigkeits- und Dehnungswerte, insbesondere die thermische Stabilität und Steifigkeit weiter zu verbessern, wobei die Eignung der Oberfläche für die nachfolgende elektrochemische Aufrauhung erhalten bleibt sowie ein vereinfachtes Verfahren zur Herstellung derartiger Offsetbänder zur Verfügung zu stellen. Die Erfindung strebt also ein Al-Offsetband mit einem vorwiegend globulitisch rekristallisierten und anschließend kalt verformten Gefüge mit deutlich feiner Kornstruktur und einem gleichzeitig stark verfestigten Kernbereich an.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale gelöst. Durch den gewählten Gefügeaufbau wird erreicht, daß den Anforderungen an ein Offsetband ohne Plattierung in optimaler Weise entsprochen werden kann. Aufgrund der deutlich geringfügiger gelenkten Walzstruktur der Oberflächenschicht ist eine mechanische und elektrochemische Aufrauhung der Druckplatte möglich, die an der zu beschichtenden Oberfläche eine homogene und feinkörnige Struktur aufweist. Die im Kern vorhandene streifige Walzstruktur sorgt für die notwendige Festigkeit auch nach einer eventuellen thermischen Nachbehandlung.
  • Bei dem Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Offsetbandes müssen folgende Schritte beachtet werden:
    • 1. Warmbandausbringungstemperatur größer als 320° C,
    • 2. hoher Abwalzgrad in der Warmwalzung von 600 mm auf kleiner als 3,5 mm,
    • 3. Kaltwalzen ohne Zwischenglühung an Enddicke,
    • 4. Abwalzgrad beim kaltwalzen von 80 bis 90 %, bezogen auf die Warmbandenddicke.
  • Unter Beachtung dieser Verfahrensmerkmale ist es möglich, eine thermische Beeinflussung des Aluminiumbandes in der Weise herbeizuführen, daß die äußere Schicht des Bandes rekristallisiert unter Bildung eines globulitischen Gefüges mit Korngrößen von 100 bis 36 µm², entsprechend 5000 bis 1000 Körner pro mm². Dieses Gefüge ist besonders homogen und kann als feinkörnig bezeichnet werden.
  • Der Warmwalzprozeß wird erfindungsgemäß so gesteuert, daß eine Rekristallisation nicht über den gesamten Querschnitt des Offsetbandes, sondern nur in den Randzonen erfolgen kann. Hieraus resultiert eine nicht-rekristallisierte Kernzone mit streifigem Walzgefüge, die für die erhöhten mechanischen Eigenschaften von Bedeutung ist. Zahlreiche Versuche haben ergeben, daß für die elektrochemische Aufrauhung ein Oberflächenbereich von 10 bis 30 % - vorzugsweise 15 % - mit globulitischem Gefüge ausreichend ist. Durch das anschließende Kaltwalzen wird die globulitische Kornstruktur des Warmbandes gelängt, weist aber eine deutlich niedrigere Streckung der Randzone, verglichen mit dem Kern auf.
  • Die in Walzrichtung gelängten Körner weisen eine Streckung von s kleiner 8 an der Oberfläche, die Kernzone Streckungswerte von s größer gleich 16, auf. Es wurde das Auswerteverfahren von R. Dederichs und H. Kostron zwei neue Schnellverfahren zur Kornquerschnittbestimmung, 1950, Verlag Chemie GMBH Weinheim/Bergstr, Seite 30-31 angewendet.
  • Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles und eines Vergleichsbeispieles näher erläutert:
    Figure imgb0001
  • Das auf diese Weise hergestellte erfindungsgemäße Produkt zeigt im Korngefüge an der Oberfläche eine Streckung S < 8 und in der Kernzone eine Streckung S ≧ 16.
    Figure imgb0002
    Figure imgb0003
  • Die nach den Beispielen 1 und 2 hergestellten Offsetbänder wurden einer thermischen Nachbehandlung bei Temperaturen von 240° C für 15 Minuten unterworfen. Dabei ergaben sich die folgenden Festigkeitswerte:
    Figure imgb0004
  • Der Vergleichsversuch zeigt, daß das erfindungsgemäße Verfahren zu einem Offsetband führt, das die für eine elektrochemische Aufrauhung geeignete Oberfläche bei sehr günstigen mechanischen Eigenschaften aufweist. Bei Zugabe von Magnesium, Beryllium und/oder Kupfer können die mechanischen Eigenschaften soweit verbessert werden, daß der sonst zu erwartende Festigkeitsabfall nach einer thermischen Behandlung von mehr als 200° C nur verzögert und in weit geringerem Ausmaße eintritt. Das Streckgrenzenverhältnis ist dabei ein Maß für die Steifigkeit des Bandes. Für eine gute Handhabung, insbesondere von dünnen Bändern, muß die Steifheit ausreichend hoch sein. Daher ist das erfindungsgemäß hergestellte Offsetband dem bisher für diese Zwecke verwendeten Material überlegen, das nach der für Offsetzwecke häufig angewendeten Einbrenntemperatur keine ausreichende Steifigkeit aufweist.

Claims (7)

  1. Aluminium-Offsetband mit globulitisch rekristallisiertem und anschließend kaltverformten Gefüge, gekennzeichnet durch eine Kernzone aus streifigem Walzgefüge von einer in Walzrichtung gelängten Kornstruktur und einer beidseitigen, parallel zur Walzrichtung ausgebildeten Oberflächenzone aus vorwiegend globulitisch rekristallisiertem Gefüge mit einer Streckung s < 8.
  2. Aluminium-Offsetband nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Streckung in der Kernzone s ≧ 16 beträgt.
  3. Aluminium-Offsetband nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Magnesium mit Gehalten von 0,03 bis 0,4 %, Beryllium oder Kupfer mit Gehalten von 0,05 bis 0,25 % anwesend sind.
  4. Aluminium-Offsetband nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenzone insgesamt 10 bis 30 % des Gesamtquerschnittes einnimmt.
  5. Verfahren zur Herstellung eines Aluminium-Offsetbandes nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Barren von 400 - 600 mm Dicke bei einer Anfangstemperatur im Bereich von 550 - 480 °C auf eine Warmbandenddicke von weniger als 3,5 mm derart warmgewalzt wird, daß die Warmwalzendtemperatur oberhalb von 320 °C liegt, und daß das danach auf Raumtemperatur abgekühlte Aluminiumband ohne Zwischenglühung mit einem Abwalzgrad von 80 - 90 %, bezogen auf die Warmbandenddicke, auf Enddicke kaltgewalzt wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Warmbandenddicke 2,5 - 3,5 mm beträgt.
  7. Verfahren nach Ansprüchen 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Offsetband aus 0,03 bis 0,4 % Mg, 0,05 bis 0,25 % Cu oder 0,03 bis 0,4 % Be eine anschließende Warmbehandlung von 200 bis 240° C für 10 bis 15 Minuten durchgeführt wird.
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