EP2192202B2 - Aluminiumband für lithographische Druckplattenträger mit hoher Biegewechselbeständigkeit - Google Patents

Aluminiumband für lithographische Druckplattenträger mit hoher Biegewechselbeständigkeit Download PDF

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EP2192202B2
EP2192202B2 EP08105850.5A EP08105850A EP2192202B2 EP 2192202 B2 EP2192202 B2 EP 2192202B2 EP 08105850 A EP08105850 A EP 08105850A EP 2192202 B2 EP2192202 B2 EP 2192202B2
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EP
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printing plate
aluminum
weight
lithographic printing
plate supports
Prior art date
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EP2192202A1 (de
Inventor
Jochen Hasenclever
Bernhard Kernig
Henk-Jan Brinkman
Gerd Steinhoff
Christoph Settele
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Speira GmbH
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Speira GmbH
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Publication date
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    • 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

Definitions

  • the invention relates to a method for producing an aluminum strip.
  • Lithographic printing plate supports are primarily made from aluminum alloys, with typical thicknesses of the printing plate supports being between 0.15 and 0.5 mm. Increasingly high technical demands are being placed on lithographic printing plate supports. These result from the fact that ever larger numbers of prints must be achievable with printing presses. Furthermore, the printing plate support must be as large as possible in order to maximize the printing area per print. Since the printing plate supports are made of aluminum strips, their width is naturally limited to something less than the width of the aluminum strip. For this reason, the clamping of the printing plate supports in printing presses is increasingly carried out transversely to the rolling direction, so that the flexural fatigue strength of the printing plate supports transverse to the rolling direction is becoming increasingly important.
  • the printing plate support must have a high level of stability in the printing device in order to enable the greatest possible number of prints.
  • a printing plate support must therefore have sufficient reverse bending strength so that plate tearing due to mechanical overloading of the printing plate support is ruled out.
  • the flexural fatigue strength transverse to the rolling direction is becoming increasingly important, since many printing plate supports are clamped perpendicular to the rolling direction and bending does not occur longitudinally but transversely to the rolling direction.
  • an aluminum alloy for the production of lithographic printing plate supports which has a relatively high iron content of 0.4% by weight to 1% by weight and a relatively high manganese content of up to 0.3% by weight. % allows.
  • This aluminum alloy was improved in particular with regard to its strength properties after a baking process.
  • Mg contents greater than 0.3% by weight cause problems in the electrochemical roughening of the aluminum strip.
  • the pamphlet concerns EP 0 272 528 A2 also an aluminum alloy for lithographic printing plate supports, which, in addition to Fe, Mg, Si, Mn and Ti, contains in particular up to 0.20% by weight copper, up to 0.25% by weight zinc, up to 0.10% by weight Cr and up to 0.025 wt% vanadium.
  • the present invention is based on the object of specifying a production method for an aluminum strip which is particularly well suited for the production of lithographic printing plate supports.
  • the aluminum alloy provides increased flexural fatigue resistance with constant tensile strength values after a baking process transverse to the rolling direction.
  • the flexural fatigue strength transverse to the rolling direction can be increased by more than 40% with the aluminum alloy compared to the aluminum alloys previously used. It is assumed that the combination of relatively high proportions of magnesium and iron in the aluminum alloy is responsible for the improved flexural fatigue strength.
  • silicon causes a large number of sufficiently deep indentations to occur during electrochemical etching, so that optimal absorption of the photosensitive lacquer is ensured.
  • Copper should be limited to a maximum of 0.04% by weight in order to avoid inhomogeneous structures during roughening. Titanium is only introduced for grain refinement and leads to problems with roughening at higher contents than 0.1% by weight. Manganese, on the other hand, can interact with iron Improving the properties of an aluminum strip made from the aluminum alloy after a baking process, provided the proportion does not exceed 0.25% by weight. Above 0.25 wt%, coarse precipitates are expected to degrade roughening properties.
  • Aluminum alloys with the iron contents mentioned showed, in addition to an increase in the flexural fatigue strength from the as-rolled state to the state after a baking process transverse to the rolling direction, a very process-reliable roughenability.
  • Mg contents lead to improved mechanical properties, especially after a stoving process. This effect becomes clear with Mg contents of at least 0.4% by weight.
  • An upper limit of 0.65 wt. Mg contents above 1% by weight favor the formation of streaks when the aluminum strip is roughened.
  • tests showed no signs of problematic roughening properties at Mg contents between 0.4% by weight and 0.65% by weight.
  • Magnesium contents of between 0.65% by weight and 1% by weight also result in outstanding properties in terms of flexural fatigue strength transverse to the rolling direction, but the roughening process can become more difficult due to the increasing tendency to form streaks.
  • the structure of the aluminum alloy can be further improved in that the aluminum alloy has the following alloy components in percent by weight: Ti ⁇ 0.05%.
  • the aluminum alloy preferably has a Mn content of at most 0.1% by weight, preferably at most 0.05% by weight. Due to the high Mg and Fe contents of the aluminum alloy, manganese only makes an insignificant contribution to improving the tensile strength values after a baking process in the aluminum alloy and can therefore be reduced to a minimum.
  • the aluminum ribbon for producing lithographic printing plate supports made of the aluminum alloy has a thickness of 0.15 mm to 0.5 mm.
  • the aluminum strip is characterized by excellent flexural fatigue strength transverse to the rolling direction, especially after a burn-in process.
  • the aluminum strip is characterized by excellent flexural fatigue strength transverse to the rolling direction, especially after a burn-in process.
  • the aluminum strip in the as-rolled condition has a tensile strength Rm of less than 200 MPa in the rolling direction and, after a baking process at a temperature of 280°C and a duration of 4 minutes, a tensile strength Rm of more than 140 MPa and a Bending fatigue resistance transverse to the rolling direction of at least 2000 cycles in the bending fatigue test, the aluminum strip can be used particularly advantageously for the production of oversized lithographic printing plate supports.
  • the printing plate supports are then particularly easy to handle both in the as-rolled condition and after a baking process. In particular, the printing plate supports produced therefrom have an improved service life.
  • a use of the aluminum strip for the production of printing plate supports is described, because these can be reliably processed in larger dimensions and clamped in large printing devices.
  • these printing plate supports have an improved service life due to the increased flexural fatigue resistance transverse to the rolling direction and do not tend to plate tears.
  • the object indicated above is achieved by a method for producing an aluminum strip for lithographic printing plate supports consisting of the aluminum alloy, in which a rolling ingot is cast, the rolling ingot is optionally homogenized at a temperature of 450° C. to 610° C. the slab is hot rolled to a thickness of 2 to 9 mm and the hot strip is cold rolled to a final thickness of 0.15 mm to 0.5 mm with intermediate annealing.
  • the intermediate annealing is carried out in such a way that the desired final strength of the aluminum strip in the as-rolled condition is set by the subsequent cold-rolling process to the final thickness. According to the invention, as already stated, this is just below 200 MPa.
  • the intermediate annealing is carried out at an intermediate thickness of 0.5 mm to 2.8 mm, the intermediate annealing taking place in a coil or in a continuous furnace at a temperature of 230°C to 470°C.
  • the final strength of the aluminum strip can be adjusted.
  • the use of the aluminum alloy to produce a strip for lithographic printing plate supports significantly improves the resistance to alternating bending transversely to the rolling direction of the aluminum strip compared to the previously known aluminum alloys and the aluminum strips produced from them. Overall, there is an increase in the flexural fatigue strength test of more than 40%.
  • Table 1 shows the alloy compositions of two aluminum alloys C1, C2, which, as comparative examples, have compositions of aluminum alloys previously used for printing plate supports.
  • the aluminum alloys I1 to I4 have significantly higher magnesium and iron values.
  • Rolling ingots were cast from alloys V1 to I4. The rolling ingot was then homogenized at a temperature of 450°C to 610°C and hot-rolled to a thickness of 4 mm. This was followed by cold rolling to a final thickness of 0.28 mm.
  • Comparison alloy V2 was not subjected to any intermediate annealing during cold rolling, whereas comparison alloy VI and aluminum alloys I1 to I4 were produced with intermediate annealing.
  • the intermediate annealing of the strips of comparison alloy V1 took place at an intermediate thickness of 2.2 mm. Intermediate annealing was carried out on the aluminum alloys I1 to I4 at a thickness of 1.1 mm. Table 1 shows the alloy components of the aluminum alloys V1 to I4 in percent by weight.
  • the strips produced from the aluminum alloys V1 to I4 were examined with regard to their roughenability. It was found that all the aluminum strips produced had good roughenability.
  • Table 2 not only shows the roughenability of the aluminum alloys V1 to I4, but also the number of bending cycles that samples from the various aluminum alloys achieved in a reverse bending test. The reverse bending tests were carried out with an in 1 Schematically shown experimental setup carried out. Alternating bending tests were carried out both with as-rolled aluminum strips and with aluminum strips after a baking process at 280°C for 4 minutes, lengthwise and crosswise to the rolling direction.
  • Fig. 1a shows the flexural fatigue test device 1 used in a schematic sectional view.
  • samples 2 are fastened in the flexural fatigue test device 1 to a movable segment 3 and a stationary segment 4 .
  • the movable segment 3 is moved back and forth on the stationary segment 4 by means of a rolling movement, so that the specimen 2 is exposed to bending perpendicular to the extension of the specimen 2 .
  • the specimens simply have to be cut out transversely to the rolling direction and clamped in the device. The same applies to samples cut out in the direction of rolling.
  • the radius of the bending segments 3, 4 is 30 mm.
  • the aluminum alloys I1 to I4 also show the tensile strength values required for the handling of the printing plate supports, in particular when using oversized printing plate supports clamped transversely to the rolling direction.
  • the aluminum strips I1 to I4 have tensile strengths Rm measured according to DIN of less than 200 MPa, so that a coil set can be easily removed.
  • the tensile strength Rm of the aluminum strips I1 to I4 is still more than 140 MPa in order to make it easier to clamp large printing plate supports in printing devices. This also applies to the yield strength Rp0.2 measured according to DIN, which is less than 195 MPa in the as-rolled condition and more than 130 MPa after the curing process at 280°C for 4 minutes.
  • the values for the tensile strength and yield point of the aluminum strips depend on the process parameters during the production of the aluminum strips.
  • the aluminum alloys allow the preferred values to be achieved in a simple manner, for example with intermediate annealing at 1.1 mm, and still provide outstanding flexural fatigue strength properties with very good strength values.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellun eines Aluminiumbandes.
  • Lithographische Druckplattenträger werden vorwiegend aus Aluminiumlegierungen hergestellt, wobei typische Dicken der Druckplattenträger zwischen 0,15 und 0,5 mm liegen. An lithographische Druckplattenträger werden immer höhere technische Anforderungen gestellt. Diese resultieren daraus, dass immer größere Druckzahlen mit Druckmaschinen erreichbar sein müssen. Ferner muss der Druckplattenträger möglichst groß sein, um die Druckfläche pro Druck zu maximieren. Da die Druckplattenträger aus Aluminiumbändern gefertigt werden, sind diese naturgemäß in ihrer Breite auf etwas weniger als die Breite des Aluminiumbandes limitiert. Deshalb erfolgt das Einspannen der Druckplattenträger in Druckmaschinen in zunehmendem Maße quer zur Walzrichtung, so dass vor allem die Biegewechselbeständigkeit der Druckplattenträger quer zur Walzrichtung an Bedeutung gewinnt. Neben einer guten Biegewechselbeständigkeit quer zur Walzrichtung werden ein gutes Aufrauverhalten sowie eine möglichst hohe Warmfestigkeit erfordert. Diese Anforderungen resultieren daraus, dass das Aluminiumband zur Herstellung von lithographischen Druckplattenträgern zuvor einer elektrochemischen Aufrauung unterzogen wird, welche eine flächendeckende und möglichst homogene Aufrauung zur Folge haben soll. Die darauf aufgebrachte fotosensitive Schicht wird üblicherweise bei Temperaturen zwischen 220°C und 300°C bei Glühzeiten von 3 bis 10 Minuten eingebrannt. Der Einbrennvorgang der fotosensitiven Schicht darf beim Druckplattenträger zu keinem überhöhten Festigkeitsverlust führen, so dass der Druckplattenträger noch ohne weiteres handhabbar ist und leicht in eine Druckvorrichtung eingespannt werden kann. Gleichzeitig muss der Druckplattenträger eine hohe Standfestigkeit in der Druckvorrichtung aufweisen, um eine möglichst hohe Anzahl an Drucken zu ermöglichen. Ein Druckplattenträger muss deshalb eine ausreichende Biegewechselfestigkeit besitzen, so dass Plattenausreißer aufgrund von mechanischer Überlastung des Druckplattenträgers ausgeschlossen sind. Vor allem aber wird die Biegewechselfestigkeit quer zur Walzrichtung immer wichtiger, da viele Druckplattenträger senkrecht zur Walzrichtung eingespannt werden und Biegungen nicht längs, sondern quer zur Walzrichtung auftreten.
  • Aus dem auf die Anmelderin zurückgehenden europäischen Patent EP 1 065 071 B1 ist ein Band zur Herstellung von lithographischen Druckplattenträgern bekannt, welches sich durch eine gute Aufraubarkeit kombiniert mit einer hohen Biegewechselbeständigkeit und einer ausreichenden thermischen Stabilität nach einem Einbrennvorgang auszeichnet. Aufgrund der zunehmenden Größe der Druckmaschinen und der daraus resultierenden Vergrößerung der benötigten Druckplattenträger hat sich jedoch die Notwendigkeit ergeben, die Eigenschaften dieser Aluminiumlegierung und der daraus hergestellten Druckplattenträger weiter zu verbessern, ohne die Aufraubarkeit des Aluminiumbandes negativ zu beeinflussen.
  • Aus einer weiteren auf die Anmelderin zurückgehenden internationalen Patentanmeldung ist eine Aluminiumlegierung für die Herstellung lithographischer Druckplattenträger bekannt, welche einen relativ hohen Eisengehalt von 0,4 Gew.-% bis 1 Gew.-% und einen relativ hohen Mangangehalt bis 0,3 Gew.-% zulässt. Diese Aluminiumlegierung wurde insbesondere im Hinblick auf deren Festigkeitseigenschaften nach einem Einbrennvorgang verbessert. Allerdings ist man bisher davon ausgegangen, dass Mg-Gehalte größer als 0,3 Gew.-% Probleme bei der elektrochemischen Aufrauung des Aluminiumbandes verursachen.
  • Die Druckschrift EP 0 239 995 A2 betrifft eine Aluminiumlegierung, welche die Herstellung eines Bandes mit einer Warmfestigkeit bei guten Aufraueigenschaften ermöglicht. Die Aluminiumlegierung weist die folgende Zusammensetzung in Gewichtsprozent auf:
    • 0,05 % < Fe ≤ 0,5 %,
    • 0,1 % < Mg ≤ 0,9 %,
    • 0,01 % ≤ V and/or Ni ≤ 0,3 %,
    • 0,01 % ≤ Zr ≤ 0,3 %,
    • 0,05 % ≤ Mn ≤ 2 %,
    • Si ≤ 0,2 %,
    • Cu ≤ 0,05 %,
    • Rest: Al und unvermeidbare Verunreinigungen.
  • Schließlich betrifft die Druckschrift EP 0 272 528 A2 ebenfalls eine Aluminiumlegierung für lithographische Druckplattenträger, die neben Fe, Mg, Si, Mn und Ti insbesondere bis zu 0,20 Gew.-% Kupfer, bis zu 0,25 Gew.-% Zink, bis zu 0,10 Gew.-% Cr und bis zu 0,025 Gew.-% Vanadium enthält.
  • Aus der US 2008/035488 A sind lithografische Druckplattenträger, welche einen Fe-Gehalt von maximal 0,4 Gew.-% aufweisen, bekannt. Hinweise auf einen Zusammenhang zwischen höheren Eisen- und Magnesiumgehalten und dem Biegewechselverhalten offenbart die US-Anmeldung nicht.
  • Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Herstellverfahren für ein Aluminiumband anzugeben, welches besonders gut für die Herstellung von lithographischen Druckplattenträgern geeignet ist.
  • Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
  • Beschrieben wird ein Aluminiumband mit einer Dicke von 0.15 mm bis 0.5 mm bestehend aus einer Aluminiumlegierung zur Herstellung lithographischer Druckplattenträger, wobei die Aluminiumlegierung die folgenden Legierungskomponenten in Gewichtsprozent aufweist:
    • 0,4% < Fe ≤ 0,65%,
    • 0,3% < Mg ≤ 1,0%,
    • 0,07% ≤ Si ≤ 0,25%,
    • Mn ≤ 0,25%,
    • Cu ≤ 0,04%,
    • Ti < 0,1%,
    • Zn ≤ 0,05 %,
    • Cr < 0,01 %,
    Rest Al und unvermeidbare Verunreinigungen einzeln maximal 0,01%, in Summe maximal 0,05%.
  • Abweichend von den bisher verwendeten Aluminiumlegierungen zur Herstellung von lithographischen Druckplattenträgern, welche insgesamt sehr geringe Anteile an Eisen und Magnesium aufweisen, hat es sich gezeigt, dass die Aluminiumlegierung insbesondere eine gesteigerte Biegewechselbeständigkeit bei gleichbleibenden Zugfestigkeitswerten nach einem Einbrennvorgang quer zur Walzrichtung zur Verfügung stellt. Die Biegewechselbeständigkeit quer zur Walzrichtung, vor allem nach einem Einbrennvorgang bei 280°C für 4 Minuten, kann mit der Aluminiumlegierung im Vergleich zu bisher verwendeten Aluminiumlegierungen um mehr als 40% gesteigert werden. Es wird davon ausgegangen, dass für die verbesserte Biegewechselbeständigkeit die Kombination aus relativ hohen Magnesium- und Eisenanteilen in der Aluminiumlegierung verantwortlich sind. Probleme, welche insbesondere in Bezug auf die Aufraubarkeit eines aus der angegebenen Aluminiumlegierung hergestellten Aluminiumbandes erwartet wurden, stellten sich überraschenderweise nicht ein. Trotz der hohen Mg-Gehalte von 0,3 Gew.-% bis 1 Gew.-% waren keine Probleme in der Aufraubarkeit, insbesondere keine Streifigkeiten, festzustellen. Die verbesserte Biegewechselbeständigkeit quer zur Walzrichtung wird auf die Kombination von Eisengehalten von mehr als 0,4 Gew.-% bis 0,65 Gew.-% mit Magnesiumgehalten von mehr als 0,3 Gew.-% bis 1 Gew.-% zurückgeführt. Oberhalb 1 gew.-% Magnesium oder Eisen werden deutliche Probleme bei der Aufraubarkeit von lithografischen Druckplattenträgern erwartet.
  • Silizium bewirkt in einem Gehalt von 0,07 Gew.-% bis 0,25 Gew.-%, dass beim elektrochemischen Ätzen eine hohe Anzahl an ausreichend tiefen Vertiefungen führt, so dass eine optimale Aufnahme des photosensitiven Lacks gewährleistet ist.
  • Kupfer sollte auf maximal 0,04 Gew.-% beschränkt werden, um inhomogene Strukturen beim Aufrauen zu vermeiden. Titan wird nur zur Kornfeinung eingebracht und führt bei höheren Gehalten als 0,1 Gew.-% zu Problemen beim Aufrauen. Mangan kann dagegen in Zusammenwirkung mit Eisen Eigenschaften eines aus der Aluminiumlegierung hergestellten Aluminiumbandes nach einem Einbrennvorgang verbessern, sofern der Anteil nicht 0,25 Gew.-% übersteigt. Oberhalb von 0,25 Gew.-% wird erwartet, dass grobe Ausscheidungen die Aufraueigenschaften verschlechtern.
  • Die Aluminiumlegierung weist die folgenden Legierungskomponenten in Gewichtsprozent auf:
    • Zn ≤ 0,05% und
    • Cr < 0,01%.
  • Zink beeinflusst aufgrund seiner elektrochemisch unedleren Eigenschaften besonders stark die Aufraueigenschaften und sollte deshalb auf maximal 0,05 Gew.-% beschränkt werden. Chrom-Gehalte von mindestens 0,01 Gew.-% führen zur Ausscheidungsbildung und beeinflussen ebenfalls die Aufraubarkeit negativ.
  • Aluminiumlegierungen mit den genannten Eisengehalten zeigten eine neben einer Steigerung der Biegewechselbeständigkeit vom walzharten Zustand in den Zustand nach einem Einbrennvorgang quer zur Walzrichtung eine sehr prozesssichere Aufraubarkeit.
  • Vorzugsweise weist die Aluminiumlegierung gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Aluminiumlegierung folgenden Mg-Gehalt in Gewichtsprozent auf:
    • 0,4% ≤ Mg ≤ 1%, vorzugsweise
    • 0,4% ≤ Mg ≤ 0,65%.
  • Höhere Mg-Gehalte führen zu verbesserten mechanischen Eigenschaften, insbesondere nach einem Einbrenn-vorgang. Dieser Effekt wird bei Mg-Gehalten von mindestens 0,4 Gew.-% deutlich. Eine Obergrenze von 0,65 Gew.-% ergibt einen optimalen Kompromiss aus Steigerung der Festigkeit bei hoher Biegewechselbeständigkeit der Aluminiumlegierung quer zur Walzrichtung und prozesssicherer Aufraubarkeit. Mg-Gehalte oberhalb von 1 Gew.-% begünstigen die Ausbildung von Streifen beim Aufrauen des Aluminiumbandes. In Versuchen zeigten sich aber bei Mg-Gehalten zwischen 0,4 Gew.- % und 0,65 Gew.-% keinerlei Anzeichen für problematische Aufraueigenschaften. Magnesiumgehalte zwischen 0,65 Gew.-% und 1 Gew.-% ergeben daneben überragende Eigenschaften bei der Biegewechselbeständigkeit quer zur Walzrichtung, die Prozessführung bei der Aufrauung kann aufgrund der zunehmenden Neigung zur Streifenbildung jedoch schwieriger werden.
  • Darüber hinaus kann gemäß einer weitergebildeten Ausführungsform der Aluminiumlegierung das Gefüge der Aluminiumlegierung dadurch weiter verbessert werden, dass die Aluminiumlegierung die folgende Legierungskomponente in Gewichtsprozent aufweist:
    Ti ≤ 0,05%.
  • Vor allem die Fertigungseigenschaften der Aluminiumlegierung im Hinblick auf das Gießen des Walzbarrens sowie die Kornfeinung werden durch die angegebenen Gehalte der Legierungskomponenten verbessert.
  • Vorzugsweise weist die Aluminiumlegierung einen Mn-Gehalt von maximal 0,1 Gew.-%, vorzugsweise maximal 0,05 Gew.-% auf. Mangan trägt in der Aluminiumlegierung aufgrund der hohen Mg- und Fe-Gehalte der Aluminiumlegierung nur unwesentlich zur Verbesserung der Zugfestigkeitswerte nach einem Einbrennvorgang bei und kann insofern auf ein Minimum reduziert werden.
  • Das Aluminiumband zur Herstellung lithographischer Druckplattenträger bestehend aus der Aluminiumlegierung weist eine Dicke von 0,15 mm bis 0,5 mm auf. Das Aluminiumband zeichnet sich, wie bereits ausgeführt, durch eine hervorragende Biegewechselbeständigkeit quer zur Walzrichtung, insbesondere auch nach einem Einbrennvorgang aus.
  • Das Aluminiumband zeichnet sich, wie bereits ausgeführt, durch eine hervorragende Biegewechselbeständigkeit quer zur Walzrichtung, insbesondere auch nach einem Einbrennvorgang aus.
  • Weist das Aluminiumband in walzhartem Zustand eine Zugfestigkeit Rm von weniger als 200 MPa längs zur Walzrichtung und nach einem Einbrennvorgang mit einer Temperatur von 280°C und einer Dauer von 4 Minuten eine Zugfestigkeit Rm von mehr als 140 MPa sowie eine Biegewechselbeständigkeit quer zur Walzrichtung von mindestens 2000 Zyklen im Biegewechseltest auf, so ist das Aluminiumband besonders vorteilhaft für Herstellung von übergroßen lithographischen Druckplattenträgern verwendbar. Die Druckplattenträger sind dann sowohl in walzhartem Zustand als auch nach einem Einbrennvorgang besonders gut handhabbar. Insbesondere weisen die daraus hergestellten Druckplattenträger eine verbesserte Standzeit auf.
  • Beschrieben wird eine Verwendung des Aluminiumbandes zur Herstellung von Druckplattenträgern, denn diese können in größeren Abmessungen prozesssicher verarbeitet und in großen Druckvorrichtungen eingespannt werden. Darüber hinaus weisen diese Druckplattenträger aufgrund der erhöhten Biegewechselbeständigkeit quer zur Walzrichtung eine verbesserte Lebensdauer auf und neigen nicht zu Plattenreißern.
  • Schließlich wird gemäß der vorliegenden Erfindung die oben aufgezeigte Aufgabe durch ein Verfahren zur Herstellung eines Aluminiumbandes für lithographische Druckplattenträger bestehend aus der Aluminiumlegierung gelöst, bei welchem ein Walzbarren gegossen wird, der Walzbarren optional bei einer Temperatur von 450°C bis 610°C homogenisiert wird, der Walzbarren auf eine Dicke von 2 bis 9 mm warmgewalzt wird und das Warmband mit Zwischenglühung bei einer Enddicke von 0,15 mm bis 0,5 mm kaltgewalzt wird. Die Zwischenglühung, erfolgt so, dass durch den anschließenden Kaltwalzprozess auf Enddicke eine gewünschte Endfestigkeit des Aluminiumbandes in walzhartem Zustand eingestellt wird. Erfindungsgemäß liegt diese, wie bereits ausgeführt, knapp unterhalb von 200 MPa.
  • Erfindungsgemäß wird die Zwischenglühung bei einer Zwischendicke von 0,5 mm bis 2,8 mm durchgeführt, wobei die Zwischenglühung im Coil oder in einem Durchlaufofen bei einer Temperatur von 230°C bis 470°C erfolgt. Abhängig von der Zwischendicke des Bandes, bei welcher die Zwischenglühung durchgeführt wird, kann die Endfestigkeit des Aluminiumbandes eingestellt werden. Darüber hinaus wird durch die Verwendung der Aluminiumlegierung zur Herstellung eines Bandes für lithographische Druckplattenträger die Biegewechselbeständigkeit quer zur Walzrichtung des Aluminiumbandes deutlich gegenüber den bisher bekannten Aluminiumlegierungen und den daraus hergestellten Aluminiumbändern verbessert. Insgesamt ergibt sich eine Steigerung im Biegewechselbeständigkeitstest von mehr als 40%.
  • Es gibt nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, die Aluminiumlegierung, das Aluminiumband, dessen Verwendung sowie das Verfahren zur Herstellung des Aluminiumbandes auszugestalten und weiterzubilden. Hierzu wird verwiesen auf die Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung.
  • Tabelle 1 zeigt die Legierungszusammensetzungen von zwei Aluminiumlegierungen V1, V2, welche als Vergleichsbeispiele Zusammensetzungen bisher für Druckplattenträger verwendeter Aluminiumlegierungen aufweisen. Im Vergleich dazu weisen die Aluminiumlegierungen I1 bis I4 deutlich höhere Magnesium- und Eisenwerte auf. Aus den Legierungen V1, bis I4 wurden Walzbarren gegossen. Der Walzbarren wurde anschließend bei einer Temperatur von 450 °C bis 610 °C homogenisiert und auf eine Dicke von 4 mm warmgewalzt. Anschließend erfolgte ein Kaltwalzen auf eine Enddicke von 0,28 mm. Die Vergleichslegierung V2 wurde während des Kaltwalzens keiner Zwischenglühung unterzogen, wohingegen die Vergleichslegierung VI sowie die Aluminiumlegierungen I1 bis I4 mit einer Zwischenglühung gefertigt wurden. Die Zwischenglühung der Bänder der Vergleichslegierung V1 fand bei einer Zwischendicke von 2,2 mm statt. Bei den Aluminiumlegierungen I1 bis I4 wurden Zwischenglühungen bei einer Dicke von 1,1 mm vorgenommen. Die Legierungsbestandteile der Aluminiumlegierungen V1 bis I4 in Gewichtsprozent zeigt Tabelle 1. Tabelle 1
    Legierung Mg Fe Si Mn Cu Ti Cr Zn
    V1 0,2 0,38 0,07 0,0021 0,0005 0,0031 0,0005 0,0101
    V2 0,11 0,41 0,07 0,0820 0,0029 0,0053 0,0005 0,0094
    I1 0,31 0,46 0,08 0,0024 0,0005 0,0040 0,0005 0,0077
    I2 0,37 0,46 0,08 0,0023 0,0005 0,0046 0,0005 0,0089
    I3 0,43 0,43 0,07 0,0025 0,0005 0,0054 0,0005 0,0091
    I4 0,45 0,61 0,07 0,0031 0,0006 0,0044 . 0,0006 0,0073
  • Die aus den Aluminiumlegierungen V1 bis I4 hergestellten Bänder wurden einerseits hinsichtlich ihrer Aufraubarkeit untersucht. Es zeigte sich, dass alle hergestellten Aluminiumbänder eine gute Aufraubarkeit aufweisen. In Tabelle 2 ist nicht nur die Aufraubarkeit der Aluminiumlegierungen V1 bis I4 dargestellt, sondern auch die Anzahl der Biegezyklen genannt, welche Proben aus den verschiedenen Aluminiumlegierungen in einem Biegewechseltest erreichten. Die Biegewechseltests wurden mit einer in Fig. 1 schematisch dargestellten Versuchsanordnung durchgeführt. Dabei wurden Biegewechseltests sowohl mit walzharten Aluminiumbändern, als auch mit Aluminiumbändern nach einem Einbrennvorgang von 280°C für 4 Minuten längs und quer zur Walzrichtung durchgeführt.
  • Fig. 1a zeigt in einer schematischen Schnittansicht die verwendete Biegewechseltestvorrichtung 1. Zur Untersuchung der Biegewechselbeständigkeit werden Proben 2 in der Biegewechseltestvorrichtung 1 auf einem beweglichen Segment 3 sowie einem feststehenden Segment 4 befestigt. Das bewegliche Segment 3 wird beim Biegewechseltest auf dem feststehenden Segment 4 durch eine Abrollbewegung hin- und herbewegt, so dass die Probe 2 Biegungen senkrecht zur Erstreckung der Probe 2 ausgesetzt ist. Um die Biegewechseltestbeständigkeit quer zur Walzrichtung zu prüfen, müssen die Proben lediglich quer zur Walzrichtung ausgeschnitten und in die Vorrichtung eingespannt werden. Entsprechendes gilt für längs zur Walzrichtung herausgeschnittene Proben. Der Radius der Biegesegmente 3, 4 beträgt 30 mm.
  • Die in Tabelle 2 dargestellten Ergebnisse aus dem Biegewechseltest zeigen, die Aluminiumlegierungen I1 bis I4 eine deutlich höhere Anzahl an Biegewechselzyklen, vor allem nach einem Einbrennvorgang, zulassen als die Vergleichslegierungen. Die Steigerung gegenüber den Vergleichslegierungen Val und V2 beträgt mehr als 40%, maximal im Vergleich zur Legierung V1 sogar mehr als 140%.
    Dieses Ergebnis wird unter anderem auf die Kombination relativ hoher Eisen- und Magnesiumgehalte in den Aluminiumlegierungen zurückgeführt. Trotz der hohen Magnesium- und Eisengehalte der Aluminiumlegierungen zeigt sich ein weiterhin gutes Aufrauverhalten der Aluminiumlegierungen, wie aus Tabelle 2 ersichtlich ist. Tabelle 2
    Legierungs-Bezeichnung Biegewechseltest längs zur Walzrichtung Biegewechseltest quer zur Walzrichtung Aufraubarkeit
    walzhart 280°C/4 min walzhart 280°C/4 min
    V1 3033 3398 1928 1274 +
    V2 2834 3154 2203 1929 +
    I1 4191 4323 2469 2721 +
    I2 4801 4573 2549 3176 +
    I3 4282 4568 2631 2906 +
    I4 3302 3421 2016 2874 +
  • Darüber hinaus zeigen die Aluminiumlegierungen I1 bis I4 auch die für die Handhabbarkeit der Druckplattenträger, insbesondere bei der Verwendung von übergroßen, quer zur Walzrichtung eingespannten Druckplattenträgern, benötigten Zugfestigkeitswerte. Im walzharten Zustand weisen die Aluminiumbändern I1 bis I4 Zugfestigkeiten Rm gemessen nach DIN von weniger als 200 MPa auf, damit ein Coilset auf einfache Weise entfernt werden kann. Nach dem Einbrennvorgang beträgt die Zugfestigkeit Rm der Aluminiumbänder I1 bis I4 noch mehr als 140 MPa, um ein Einspannen großer Druckplattenträger in Druckvorrichtungen zu erleichtern. Dies gilt auch für die nach DIN gemessene Dehngrenze Rp0,2, welche im walzharten Zustand weniger als 195 MPa und nach dem Einbrennvorgang bei 280°C für 4 Minuten mehr als 130 MPa beträgt.
  • Lediglich die Vergleichslegierung, welche keiner Zwischenglühung unterzogen worden ist, zeigt im walzharten Zustand zu hohe Werte für die Zugfestigkeit Rm sowie die Dehngrenze Rp 0,2.
  • Zwar sind die Werte für die Zugfestigkeit und Dehngrenze der Aluminiumbänder von den Verfahrensparametern bei der Herstellung der Aluminiumbänder abhängig. Die Aluminiumlegierungen erlauben aber die bevorzugten Werte auf einfache Weise, beispielsweise mit einer Zwischenglühung bei 1,1 mm, zu erreichen und dennoch überragende Biegewechselbeständigkeitseigenschaften bei sehr guten Festigkeitswerten zur Verfügung zu stellen. Tabelle 3
    Legierungs-Bezeichnung Zwischenglühung Dehngrenze Rp0,2 (MPa) Zugfestigkeit Rm (MPa)
    walzhart 280°C/4 min walzhart 280°C/4 min
    V1 ja 193 136 197 145
    V2 nein 210 148 218 156
    I1 ja 178 135 185 147
    I2 ja 180 133 186 147
    I3 ja 183 136 191 150
    I4 ja 186 140 194 154

Claims (1)

  1. Verfahren zur Herstellung eines Aluminiumbandes für lithographische Druckplattenträger bestehend aus einer Aluminiumlegierung, wobei die Aluminiumlegierung aus den folgenden Legierungskomponenten in Gewichtsprozent besteht:
    0,4 % < Fe ≤ 0,65 %,
    0,3 % < Mg ≤ 1,0 %,
    0,07 % ≤ Si ≤ 0,25 %,
    Mn ≤ 0,25 %,
    Cu ≤ 0,04 %,
    Ti < 0,1 %,
    Zn ≤ 0,05 %,
    Cr < 0,01 %,
    Rest Al und unvermeidbare Verunreinigungen einzeln maximal 0,05 %, in Summe maximal 0,15 %,
    bei welchem ein Walzbarren gegossen wird, der Walzbarren bei einer Temperatur von 450 °C bis 610 °C homogenisiert wird, der Walzbarren auf eine Dicke von 2 bis 9 mm warmgewalzt wird und das Warmband mit Zwischenglühung auf eine Enddicke von 0,15 mm bis 0,5 mm kaltgewalzt wird, wobei eine Zwischenglühung bei einer Zwischendicke von 0,5 mm bis 2,8 mm durchgeführt wird und die Zwischenglühung im Coil oder in einem Durchlaufofen bei einer Temperatur von 230 °C bis 470 °C erfolgt.
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