EP2444254B1 - Lithoband für die elektrochemische Aufrauung sowie Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents

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EP2444254B1
EP2444254B1 EP10188553.1A EP10188553A EP2444254B1 EP 2444254 B1 EP2444254 B1 EP 2444254B1 EP 10188553 A EP10188553 A EP 10188553A EP 2444254 B1 EP2444254 B1 EP 2444254B1
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EP
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litho
strip
litho strip
pickling
printing plate
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Bernhard Kernig
Christoph Settele
Olaf Güssgen
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Speira GmbH
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Definitions

  • the invention relates to a litho strip for electrochemical roughening, consisting of a rolled aluminum alloy. Furthermore, the invention also relates to a method for producing such a lithoband, in which a litho strip consisting of an aluminum alloy is cold rolled and in which the litho strip is subjected after the last cold rolling pass to a degreasing treatment with simultaneous pickling step with an aqueous pickling medium, wherein the aqueous pickling medium is at least 1 , 5 to 3 wt .-% of a mixture of 5-40% sodium tripolyphosphate, 3-10% sodium gluconate, 3-8% nonionic and anionic surfactants and optionally 0.5 to 70% soda and the sodium hydroxide concentration in aqueous Pickling medium between 0.1 wt .-% and 5 wt .-% is. Finally, the invention also relates to a method for producing a printing plate support and the advantageous use of the lithoband.
  • Lithographic tapes are usually subjected to an electrochemical roughening step, which should result in a nationwide roughening and a structureless appearance.
  • the roughened structure is important for applying a photosensitive layer to those of the Litho tapes produced printing plate carrier.
  • To be able to produce evenly roughened surfaces is therefore a particularly flat surface of the litho ribbons required.
  • the topography of the lithoband surface is essentially an impression of the roll topography of the last cold roll pass. Elevations and depressions in the roll surface lead to grooves or webs in the lithoband surface, which can be partially preserved in the further production steps for the production of printing plate support.
  • the quality of the lithoband surface and thus the printing plate support is thus determined by the quality of the roll surface and thus on the one hand by the grinding practice in the surface treatment of the rollers and on the other hand by the ongoing wear of the rollers.
  • a measure for determining the surface quality of the lithographic strip is the mean roughness R a in accordance with DIN EN ISO 4287 and DIN EN ISO 4288.
  • R a the mean roughness value in accordance with DIN EN ISO 4287 and DIN EN ISO 4288.
  • the litho ribbons are pickled after rolling to remove interfering oxide islands on the surface of the bands and thereby to improve the subsequent electrochemical roughening.
  • the surface quality of the printing plate supports can be fundamentally improved in this way, the problem of the abovementioned printing errors still persists.
  • the present invention based on the object to provide a litho strip and a method for its production, with which the aforementioned disadvantages of the prior art can be avoided or at least reduced.
  • This object is achieved according to the invention in a generic lithographic strip in that the strip surface has a topography whose maximum peak height Rp and / or Sp is at most 1.4 ⁇ m, preferably at most 1.2 ⁇ m, in particular at most 1.0 ⁇ m.
  • the topography of a band surface is understood to mean its deviation from an ideal level. It can be described by a function Z (x, y) which assigns to each point of the band surface (x, y) the local deviation from the mean height of the surface.
  • F is the size of the integration area. Local surveys correspond to positive values and local reductions correspond to negative values of Z (x, y).
  • Z (x) is a profile of the surface, ie a one-dimensional section through the function Z (x, y).
  • L is the length of the integration interval.
  • one-dimensional profiles Z (x) are measured by linear scanning in various places on the surface and the corresponding values R a and R q are determined.
  • S a and Sq result from a two-dimensional measurement of the surface, ie the topography Z (x, y).
  • the presence of individual high rolling webs is only insufficiently detected by the characteristic value R a or S a used to characterize the lithoband surface.
  • the probability of high rolling webs and thus the occurrence of said printing errors can be reduced by optimizing the lithoband or the method for its production with respect to another roughness characteristic value which has hitherto been ignored.
  • the maximum peak height Rp and / or Sp to a maximum of 1.4 .mu.m, preferably a maximum of 1.2 .mu.m, in particular a maximum of 1.0 .mu.m, litho tapes can be made available which meets today's high demands on the surface quality, for example Use of CtP technology, suffice.
  • profiles Z (x) over a length of, for example, 4.8 mm in each case can be measured at three points of the lithoband transversely to the rolling direction in order to determine a value for Rp.
  • R p Max Z x .
  • the max (Z) function returns the maximum value of Z (x).
  • the area to be measured can in practice be square, for example, and have an edge length of 800 ⁇ m.
  • a profile Z (x) in the middle and on the sides of the lithoband is preferably measured.
  • the strip surface has a topography whose reduced peak height R pk and / or S pk is at most 0.4 ⁇ m, preferably at most 0.37 ⁇ m. It has been found that the quality of the strip surface can be further improved with regard to freedom from printing defects by additional control of the reduced peak height R pk and / or S pk .
  • the reduced peak height R pk is determined according to DIN EN ISO 13 565.
  • the reduced peak height S pk is also determined according to DIN EN ISO 13 565 by an area measurement.
  • the profiles Z (x) and the topography Z (x, y) can be measured as previously described for Rp or Sp, respectively.
  • the thickness of the lithoband is 0.5 mm to 0.1 mm. It has been found that just conventional litho tapes with small thicknesses can have high rolling webs. Therefore, the surface quality of thin lithographic ribbons can be particularly improved by restricting the maximum peak height Rp and / or Sp and the reduced peak height R pk and / or S pk , respectively.
  • the lithoband consists of an AA1050, AA1100, AA3103 or AlMg0.5 alloy.
  • the lithoband has the following alloy compositions in% by weight: 0.3% ⁇ Fe ⁇ 1.0%, 0.05% ⁇ Mg ⁇ 0.6%, 0.05% ⁇ Si ⁇ 0.25%, Mn ⁇ 0.05%, Cu ⁇ 0.04%, Residual Al and unavoidable impurities, individually max. 0.05%, in total max. 0.15%.
  • the litho strip can be improved in terms of the application, in particular with regard to its strength or heat resistance properties.
  • the litho strip has the following alloy contents in% by weight: 0.3% ⁇ Fe ⁇ 0.4%, 0.2% ⁇ Mg ⁇ 0.6%, 0, 05% ⁇ Si ⁇ 0.25%, Mn ⁇ 0.05%, Cu ⁇ 0.04%
  • the lithoband has the following alloy contents in% by weight: 0.3% ⁇ Fe ⁇ 0.4%, 0.1% ⁇ Mg ⁇ 0.3%, 0.05% ⁇ Si ⁇ 0.25%, Mn ⁇ 0.05%, Cu ⁇ 0.04%.
  • the impurities of the alloy of the lithoband have the following limit values in% by weight: Cr ⁇ 0.01%, Zn ⁇ 0.02%, Ti ⁇ 0.04%, B ⁇ 50 ppm.
  • Titanium can also be deliberately added to grain refining up to a concentration of 0.04% by weight.
  • the above object is achieved in a further teaching of the invention in a generic method for producing a lithoband according to the invention in that the surface removal by the degreasing with simultaneous pickling step is at least 0.25 g / m 2 , preferably at least 0.4 g / m 2 .
  • the composition of the pickling medium, as well as the pickling temperature and pickling time, are to be adjusted so that an areal removal of at least 0.25 g / m 2 is achieved in the lithoband surface during the degreasing treatment with pickling step.
  • a topography of the lithoband surface can be achieved whose maximum peak height Rp and / or Spmax. 1.4 ⁇ m, preferably max. 1.2 ⁇ m, in particular max. 1.0 ⁇ m
  • the area removal is understood to be the weight of the litho strip per area removed during the degreasing treatment with the pickling step.
  • the lithoband is weighed before and after the degreasing treatment with a pickling step. The calculated weight loss divided by the size of the treated area gives the area removal.
  • the area of the front side and the back side must therefore be added.
  • the removal on the one hand is large enough to reduce the high webs, on the other hand, the thickness of the lithographic ribbon is not reduced too much.
  • the removal should also be kept as low as possible, so that the least possible loss of material during the degreasing treatment with pickling step arises.
  • the topography of the lithoband surface can be improved in a preferred embodiment of the method by the sodium hydroxide concentration in the aqueous pickling medium is between 2 and 3.5 wt .-% and optionally the degreasing treatment with pickling at temperatures between 70 and 85 ° C for a Duration between 1 and 3.5 s. At these concentrations, temperatures and treatment times, the topography according to the invention can be achieved particularly reliably.
  • a further improvement is achieved in that the sodium hydroxide concentration in the aqueous pickling medium is between 2.6 and 3.5% by weight and / or the pickling temperature is between 76 and 84 ° C.
  • the pickling time is between 1 and 2 s, preferably between 1.1 and 1.9 s.
  • the litho strip is rolled in the last cold rolling pass to a final thickness of 0.5 mm to 0.1 mm.
  • Particularly high rolling webs which can be greatly reduced by the degreasing treatment with pickling step, occur at these preferably used rolling thicknesses.
  • AA1050, AA1100, AA3103 or AlMg0.5 is used as the aluminum alloy. These aluminum alloys have proven to be particularly advantageous for the properties of the litho tapes.
  • the aluminum alloy has the following alloy composition in% by weight: 0.3% ⁇ Fe ⁇ 1.0%, 0.1% ⁇ Mg ⁇ 0.6%, 0.05% ⁇ Si ⁇ 0.25%, Mn ⁇ 0.05%, Cu ⁇ 0.04%, Residual Al and unavoidable impurities, individually max. 0.05%, in total max. 0.15%.
  • the effect of the degreasing treatment with pickling step is influenced by the alloy of the lithoband. It has been found that in this alloy composition with the selected process parameters for the pickling degreasing treatment, very good results can be achieved with respect to the surface topography and at the same time good material properties of the lithographic strips.
  • the aluminum alloy has the following alloy contents in% by weight: 0.3% ⁇ Fe ⁇ 0.4%, 0.1% ⁇ Mg ⁇ 0.3%, 0.05% ⁇ Si ⁇ 0.25%, Mn ⁇ 0, 05%, Cu ⁇ 0.04%.
  • the impurities of the alloy of the lithoband have according to a further embodiment the following limits: Cr ⁇ 0.01%, Zn ⁇ 0.02%, Ti ⁇ 0.04%, B ⁇ 50 ppm, wherein titanium for grain refining up to a value of 0.04 wt .-% can also be added deliberatelymélegiert.
  • the structural properties of the lithographic strip can be improved by hot-rolling the lithoband before cold-rolling and, optionally, homogenizing treatment before hot-rolling and / or intermediate annealing during cold-rolling.
  • the above object is achieved according to another teaching of the present invention by a method for producing a printing plate support having a topography whose maximum peak height R p and / or S p is at most 1.4 microns and which produced from a lithoband according to the invention becomes.
  • the printing plate carrier preferably has a topography whose maximum peak height R p and / or S p is not more than 1.2 ⁇ m, in particular not more than 1.0 ⁇ m.
  • the latter has a photosensitive coating with a thickness of less than 2 ⁇ m, preferably of less than 1 ⁇ m.
  • the printing plate support has a transparent photosensitive layer, which offers advantages in the exposure. In these layers, the complete coverage of the printing plate support can be detected only late after printing, so that faulty printing plate supports cause higher costs. By improving the topography and the The associated reduction of printing errors can therefore greatly reduce printing costs.
  • the printing plate support may preferably have a width of 200 mm to 2800 mm, more preferably from 800 mm to 1900 mm, in particular from 1700 mm to 1900 mm, and a length of 300 to 1200 mm, in particular 800 mm to 1200 mm.
  • the printing plate support may preferably be in the CtP technique, i. used for a CtP printing plate.
  • the surface structure of the printing plate support is particularly critical because the flat Aufrau Modellen or the relatively thin photosensitive coating at high roll webs can increasingly lead to printing errors.
  • the CtP technique often uses transparent photosensitive layers with the aforementioned problems.
  • Fig. 1 shows a schematic representation of the determination of the maximum peak height Rp and the reduced peak height R pk according to DIN EN ISO 13 565th
  • a one-dimensional profile function Z (x) is plotted in an interval with the limits 0 and L.
  • the so-called Abbott-Firestone curve Z AF (Q) 6 is plotted.
  • This curve is the cumulative probability density function of the surface profile Z (x). It provides for a percentage value Q between 0 and 100% (plotted on the abscissa) that height value Z AF above which the corresponding percentage of the surface is located.
  • L is the length of the measured profile Z (x), ie the size of the domain of Z (x).
  • the integration range is the part of the total length for which the inequality Z (x) ⁇ Z AF (Q) is satisfied.
  • the intersections of this tangent 8 with the 0% line 10 and the 100% line 12 can define a core area of the surface whose extent is the core roughness depth R k is designated.
  • the average height of the peaks protruding from the core region is referred to as the reduced peak height R pk and the average depth of the grooves protruding from the core region is referred to as the reduced groove depth R vk .
  • the maximum peak height Rp drawn which the Distance of the highest peak to the mean at 0 microns corresponds.
  • the maximum peak height Rp or the reduced peak height R pk can be determined, for example, from profiles Z (x) measured at different positions of the lithoband transversely to the rolling direction.
  • the reduced peak height S pk can be determined in practice from a surface measurement accordingly.
  • A is the size of the measured area, ie the size of the domain of Z (x, y).
  • the integration range is the part of the total area for which the inequality Z (x, y) ⁇ Z AF (Q) is satisfied.
  • Fig. 2 shows an embodiment of the method according to the invention for producing a lithographic strip.
  • first an aluminum alloy for example an AA1050, AA1100, AA3103 or AlMg0.5 alloy, preferably an alloy having the following composition in% by weight: 0.3% ⁇ Fe ⁇ 1.0%, 0.05% ⁇ Mg ⁇ 0.6%, 0.05% ⁇ Si ⁇ 0.25%, Mn ⁇ 0.05%, Cu ⁇ 0.04%, Residual Al and unavoidable impurities, individually max. 0.05%, in total max. 0.15%, cast. Casting may generally be continuous or batch, especially in a continuous, semi-continuous or discontinuous continuous casting process.
  • the cast product ie in particular the cast ingot or the cast strip
  • the cast product may be subjected to a homogenization treatment before further processing, for example in the temperature range between 480 and 620 ° C. for at least two hours.
  • the cast product is optionally hot rolled, preferably to a thickness between 7 mm and 2 mm. Hot rolling can be dispensed with, for example, in a lithoband produced in the double-belt casting process.
  • the hot strip is then cold rolled in step 28, in particular to a thickness between 0.5 and 0.1 mm.
  • an intermediate annealing can optionally be carried out.
  • the lithoband is subjected to a pickling step in a degreasing treatment with an aqueous pickling medium, wherein the aqueous pickling medium contains at least 1.5 to 3% by weight of a mixture of 5-40% sodium tripolyphosphate, 3-10% sodium gluconate, 3 Contains 8% nonionic and anionic surfactants and optionally 0.5-70% soda, the sodium hydroxide concentration in the aqueous pickling medium being between 0.1 and 5% by weight, in particular between 2 and 3.5% by weight , is the degreasing treatment with pickling step at temperatures between 70 and 85 ° C for a period between 1 and 3.5 s and a surface removal by the degreasing treatment with pickling step of at least 0.25 g / m 2 is set.
  • the litho strip after the degreasing treatment with pickling step has a topography whose maximum peak height Rp and / or S p is at most 1.4 ⁇ m, preferably at most 1.2 ⁇ m, in particular maximum 1.0 ⁇ m, and is particularly suitable for CtP pressure plate carrier.
  • Fig. 3 The results of a 3D topography measurement of a lithoband surface after the last cold roll pass are shown.
  • the figure shows a three-dimensional view of the surface function Z (x, y) on a square area with the side length of 800 microns.
  • the height information can additionally be the scale right in Fig. 3 be removed.
  • the y-axis lies parallel to the rolling direction of the lithoband. It can be seen that the litho strip along the rolling direction, ie along the y-axis, has high rolling webs, which are clearly visible as bright elevations. These rolling webs can interfere with the application of a photosensitive layer or even prevent locally, so that printing errors can occur when using the printing plate carrier produced from these litho tapes.
  • Fig. 4 shows a profile Z (x) from the in Fig. 3 represented topography measurement, ie a section from the topography measurement parallel to the x-axis. It can be clearly seen that the roll webs in the litho strip after the Cold rolls may have a height of more than 1.6 microns. However, these high rolling webs have only a small influence on the value of the mean roughness R a of the lithoband.
  • Fig. 5 are the results of a topography measurement on the lithoband surface Fig. 3 after carrying out an embodiment of the method according to the invention, ie after the degreasing treatment with pickling step according to the method according to the invention.
  • Fig. 5 is shown essentially the same area of the litho ribbon as in Fig. 3
  • Fig. 6 shows analogously to Fig. 4 an associated profile Z (x) from the in Fig. 5 shown topography measurement.
  • the Figures 5 and 6 show that can be significantly reduced by the degreasing treatment with pickling step especially the high roll webs.
  • the maximum peak height Rp is in Fig. 6 now only at 1.3 microns and thus significantly below the maximum peak height R p of the untreated litho strip accordingly Fig. 4 ,
  • the inventive method it is therefore possible to produce a strip surface, the maximum peak height Rp and / or Sp max. 1.4 ⁇ m, preferably max. 1.2 ⁇ m, in particular max. 1.0 ⁇ m.
  • three measurements of a profile transverse to the rolling direction can be made, for example, on the outside and in the middle of the strip, whereby the length of the profile can be 4.8 mm, for example.
  • the value for Sp can be determined by means of a square area measurement with the side length of 800 microns can be determined.
  • Figs. 7 and 8th are also shown 3D topography measurements of a lithoband surface with the length 2146.9 microns and the width 2071.7 microns, immediately after the last cold roll pass ( Fig. 7 ) and after carrying out a degreasing treatment with pickling step according to the method of the invention ( Fig. 8 ).
  • the y-axis is in turn parallel to the rolling direction of the lithoband. From the comparison of Fig. 8 with the Fig. 7 it will be seen that the in Fig. 7 existing high rolling webs along the rolling direction can be greatly reduced by the degreasing treatment with pickling step, so that there is an improved lithoband surface.
  • a litho ribbon with a like in the Figures 5 . 6 or 8 shown surface topography can be used particularly advantageous as printing plate support with very flat Aufrau Modellen and / or in very thin photosensitive coatings, such as in the CtP technique. Further features and properties of the invention can also be taken from the results of roughness measurements of embodiments of the lithographic strip according to the invention which are shown below.
  • identical parameters were set as in the embodiment Fig. 2 ,
  • the mean surface roughness S a has hitherto been used to characterize the lithographic ribbons.
  • Table 1 shows that this roughness parameter is not suitable for representing the effect of the degreasing treatment according to the invention with pickling step or the surface quality of the lithographic strips with respect to individual high rolling webs. Its value is essentially unchanged after the degreasing treatment with pickling step.
  • the reduced groove depth S vk is also unsuitable as an indicator for high rolling webs.
  • the values for the maximum peak height S p are significantly reduced and thus indicate the improvement of the lithoband surface with regard to the disturbing high rolling webs.
  • Table 2 compares the results for the maximum peak height S p from the roughness measurements on litho ribbons of different thicknesses.
  • the litho tapes with strip thicknesses of 0.3 mm to 0.1 mm clearly benefit from the process according to the invention, since they have relatively large S p values of more than 1.5 ⁇ m directly after the last cold rolling pass and are thus susceptible to the aforementioned printing defects are.
  • the maximum peak height Sp can be reduced substantially to the same value for all measured strip thicknesses. Consequently, the surface quality of thin lithographic ribbons can be improved particularly well with the method according to the present invention.
  • Tables 1 and 2 also show that high rolling webs occur, in particular at the strip edges. Therefore, for example, the degreasing treatment with pickling step can also be carried out selectively in the edge region of the litho tapes.
  • Table 3 ⁇ / b> Time of measurement S a S vk S pk P before degreasing 0.22 0.23 0.43 1.51 after degreasing 0.21 0.24 0.37 1.13
  • Table 3 shows the roughness characteristics S a , S vk , S pk and Sp averaged over litho tapes of different thicknesses. The results clearly show that the average roughness S a previously used for the characterization of litho tapes is not suitable for improving the quality of a litho strip surface with regard to the disturbing high roll webs.
  • the values of the maximum peak height Rp and / or Sp and the reduced peak height R pk and / or S pk show a significant reduction after the degreasing treatment with pickling step, so that the lithoband or the method for its production is optimized by an optimization with respect to the parameter Rp and / or Sp, possibly in combination with R pk and / or S pk , can be significantly improved.
  • the method according to the invention can be used for the production of the litho strip according to the invention.
  • the lithoband of the present invention is not limited to this production method.
  • the person skilled in the art can also develop further methods in order to arrive at a lithoband according to the invention.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Lithoband für die elektrochemische Aufrauung, bestehend aus einer gewalzten Aluminiumlegierung. Weiterhin betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Lithobandes, bei dem ein aus einer Aluminiumlegierung bestehendes Lithoband kaltgewalzt wird und bei dem das Lithoband nach dem letzten Kaltwalzstich einer Entfettungsbehandlung mit gleichzeitigem Beizschritt mit einem wässrigen Beizmedium unterzogen wird, wobei das wässrige Beizmedium mindestens 1,5 bis 3 Gew.-% eines Gemisches aus 5 - 40 % Natriumtripolyphosphat, 3 - 10 % Natriumgluconat, 3 - 8 % nicht-ionischen und anionischen Tensiden und optional 0,5 bis 70% Soda enthält und die Natriumhydroxid-Konzentration im wässrigen Beizmedium zwischen 0,1 Gew.-% und 5 Gew.-% beträgt. Schließlich betrifft die Erfindung noch ein Verfahren zur Herstellung eines Druckplattenträgers sowie die vorteilhafte Verwendung des Lithobandes.
  • An die Oberflächenbeschaffenheit von Lithobändern, d.h. von Aluminiumbändern zur Herstellung lithografischer Druckplattenträger, werden sehr hohe Anforderungen gestellt. Lithobänder werden üblicherweise einem elektrochemischen Aufrauschritt unterzogen, welcher eine flächendeckende Aufrauung und ein strukturloses Aussehen zur Folge haben sollte. Die aufgeraute Struktur ist wichtig für das Aufbringen einer photosensitiven Schicht auf die aus den Lithobändern hergestellten Druckplattenträger. Um gleichmäßig aufgeraute Oberflächen herstellen zu können, ist daher eine besonders ebene Oberfläche der Lithobänder erforderlich. Die Topografie der Lithobandoberfläche ist im Wesentlichen ein Abdruck der Walzentopografie des letzten Kaltwalzstichs. Erhebungen und Vertiefungen in der Walzenoberfläche führen zu Riefen bzw. Stegen in der Lithobandoberfläche, welche bei den weiteren Fertigungsschritten zur Herstellung der Druckplattenträger teilweise erhalten bleiben können. Die Qualität der Lithobandoberfläche und damit der Druckplattenträger wird damit durch die Qualität der Walzenoberfläche und somit einerseits durch die Schleifpraxis bei der Oberflächenbehandlung der Walzen und andererseits durch den laufenden Verschleiß der Walzen bestimmt.
  • Ein Maß zur Bestimmung der Oberflächenqualität des Lithobandes stellt die mittlere Rauheit Ra nach DIN EN ISO 4287 und DIN EN ISO 4288 dar. Bei den derzeitigen Verfahren zur Herstellung von Lithobändern werden im letzten Kaltwalzstich bereits Oberflächen mit einem üblichen mittleren Rauheitswert Ra von ca. 0,15 µm bis 0,25 µm erzeugt. Diese Rauheitswerte sind für viele Anwendungsbereiche ausreichend.
  • So ist es beispielsweise aus dem Stand der Technik der EP 0 470 529 A1 , der US 5,998,044 oder der DE 198 23 790 A1 bekannt, die Oberfläche von Aluminiumblechen zur Herstellung von Druckplattenträgern bzw. von Aluminium-Lithoband mittels des mittleren Rauheitswertes Ra zu spezifizieren.
  • Es ist aus dem Stand der Technik der EP 1 172 228 A1 , der EP 0 778 158 A1 oder der EP 1 232 878 A2 weiterhin bekannt, die maximale Peakhöhe Rp zur Spezifikation der Topographie von Druckplattenträgern zu verwenden.
  • In den letzten Jahren werden jedoch immer mehr Druckplatten mit sehr flachen Aufraustrukturen und/oder einer relativ dünnen photosensitiven Beschichtung nachgefragt. Diese werden beispielsweise in der immer weiter verbreiteten CtP-Technik eingesetzt, bei der die Druckerplatten direkt digital über einen Computer belichtet werden können. Weiterhin nimmt auch die Dicke der verwendeten Beschichtungen ab und deren Komplexität zu. Bei den derzeitig verfügbaren Druckplattenträgern kommt es bei diesen Anwendungen immer wieder zu Druckfehlern. Eine flache Topografie des Lithobandes nach dem Walzen stellt daher ein immer wichtiger werdendes Qualitätskriterium für Lithobänder dar.
  • Es wurde versucht, das Schleifen der Walzen zu optimieren, um flachere Walzstrukturen zu erhalten. Die Schleifpraxen sind jedoch bereits weitgehend optimiert, so dass sich weitere Qualitätssteigerungen auf diese Weise nur sehr schwer erreichen lassen. Weiterhin nimmt die Oberflächenqualität der Walzen nach dem Schleifen durch den Verschleiß beim Walzen wieder ab, so dass ein häufiges Nachschleifen der Walzen erforderlich ist. Schließlich können sehr glatte Walzenoberflächen nur eine geringe Reibkraft auf die Lithobandoberfläche ausüben, so dass es zum Schlupf zwischen der Walze und dem Lithoband und dadurch zu einer Störung des Walzprozesses oder einer Beschädigung des Lithobands kommen kann.
  • Bei anderen, aus dem Stand der Technik der WO 2006/122852 A1 und der WO 2007/141300 A1 bekannten Verfahren, werden die Lithobänder nach dem Walzen gebeizt, um störende Oxidinseln auf der Oberfläche der Bänder zu entfernen und dadurch die nachfolgende elektrochemische Aufrauung zu verbessern. Auf diese Weise kann die Oberflächengüte der Druckplattenträger zwar grundsätzlich verbessert werden, das Problem der zuvor genannten Druckfehler bleibt jedoch weiterhin bestehen.
  • Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein Lithoband und ein Verfahren zu dessen Herstellung zur Verfügung zu stellen, mit denen die zuvor genannten Nachteile aus dem Stand der Technik vermieden oder zumindest reduziert werden können.
  • Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Lithoband erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Bandoberfläche eine Topografie aufweist, deren maximale Peakhöhe Rp und/oder Sp maximal 1,4 µm, bevorzugt maximal 1,2 µm, insbesondere maximal 1,0 µm, beträgt.
  • Unter der Topografie einer Bandoberfläche wird deren Abweichung von einer idealen Ebene verstanden. Sie kann über eine Funktion Z(x,y) beschrieben werden, welche jedem Punkt der Bandoberfläche (x,y) die lokale Abweichung von der mittleren Höhe der Oberfläche zuweist. Der Mittelwert der Funktion Z(x,y), d.h. die Position der mittleren Oberfläche, ist demnach auf 0 gesetzt, wie sich aus folgender Formel ergibt: 〈 Z x ⁢ y 〉 = 1 F ∫ ∫ Z x ⁢ y ⁢ dxdy = 0
    Figure imgb0001
  • F ist die Größe der Integrationsfläche. Lokale Erhebungen entsprechen positiven Werten und lokale Senkungen entsprechen negativen Werte von Z(x,y).
  • Die Eigenschaften einer solchen Topografie lassen sich durch verschiedene Kennwerte bestimmen. Ein üblicher Kennwert ist die mittlere Rauheit Ra bzw. die mittlere quadratische Rauheit Rq nach DIN EN ISO 4287 und DIN EN ISO 4288. Diese Kennwerte sind über die folgenden Gleichungen definiert: R a = 1 L ∫ Z x ⁢ dx R q = 1 L ∫ Z ⁢ x 2 ⁢ dx
    Figure imgb0002
  • Z (x) ist ein Profil der Oberfläche, d.h. ein eindimensionaler Schnitt durch die Funktion Z (x,y). L ist die Länge des Integrationsintervalls. Zur Bestimmung der Oberflächengüte einer Fläche werden in der Praxis an verschiedenen Stellen der Oberfläche eindimensionale Profile Z (x) durch lineare Abtastung gemessen und die entsprechenden Werte Ra und Rq ermittelt.
  • Die Werte für Sa und Sq ergeben sich aus einer zweidimensionalen Vermessung der Oberfläche, also der Topographie Z (x,y). Die Berechnung der Werte Sa und Sq erfolgt anhand der nachfolgenden Gleichung, wobei A die Größe der Integrationsfläche ist: S a = 1 A ∫ ∫ Z x ⁢ y ⁢ dxdy S q = 1 A ∫ ∫ Z ⁢ x ⁢ y 2 ⁢ dxdy
    Figure imgb0003
  • Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist erkannt worden, dass die im Stand der Technik auftretenden Druckfehler häufig durch einzelne, besonders hohe Walzstege hervorgerufen werden, welche bei der Fertigung zu Druckplattenträgern teilweise erhalten bleiben können. Bei der Beschichtung der Druckplattenträger kann es dann im Bereich dieser Walzstege zu Unterbrechungen in der photosensitiven Schicht kommen, was beim Einsatz der fertigen Druckplatten zu Druckfehlern führt. Die hohen Walzstege haben sich bei Druckplattenträgern mit einer flachen Aufraustruktur und/oder einer relativ dünnen photosensitiven Beschichtung als besonders problematisch herausgestellt.
  • Das Vorliegen einzelner hoher Walzstege wird durch den bisher verwendeten Kennwert Ra bzw. Sa zur Charakterisierung der Lithobandoberfläche jedoch nur unzureichend erfasst. Demgegenüber kann die Wahrscheinlichkeit hoher Walzstege und damit das Auftreten der genannten Druckfehler dadurch reduziert werden, dass das Lithoband bzw. das Verfahren zu dessen Herstellung hinsichtlich eines anderen, bisher nicht beachteten Rauheitskennwerts optimiert wird. Durch die Beschränkung der maximalen Peakhöhe Rp und/oder Sp auf maximal 1,4 µm, bevorzugt maximal 1,2 µm, insbesondere maximal 1,0 µm, können Lithobänder zur Verfügung gestellt werden, welche den heutigen hohen Anforderungen an die Oberflächenqualität, beispielsweise beim Einsatz der CtP-Technik, genügen.
  • Zur Bestimmung der maximalen Peakhöhe Rp eines Lithobandes können in der Praxis an drei Stellen des Lithobandes quer zur Walzrichtung Profile Z(x) über eine Länge von beispielsweise jeweils 4,8 mm vermessen werden, um einen Wert für Rp zu bestimmen. Für jedes dieser Profile gilt R p = max Z x ,
    Figure imgb0004
     wobei die Funktion max(Z) den Maximalwert von Z(x) liefert. Sp wird über eine Flächenmessung mit der Gleichung S p = max Z x ⁢ y ,
    Figure imgb0005
     ermittelt, wobei die Funktion max(Z) den Maximalwert von Z(x,y) liefert. Die zu vermessende Fläche kann in der Praxis beispielsweise quadratisch sein und eine Kantenlänge von 800µm aufweisen.
  • Bevorzugt wird zur Ermittlung der maximalen Peakhöhe Rp jeweils ein Profil Z(x) in der Mitte und an den Seiten des Lithobandes gemessen.
  • Es versteht sich, dass für die Messung der Profile Z(x) bzw. der Topographie Z(x,y) nur die Bereiche des Lithobandes in Frage kommen, welche später zu Druckplattenträgern weiterverarbeitet werden sollen. Beschädigte Bereiche oder Bereiche mit Walzfehlern kommen beispielsweise nicht in Betracht.
  • In einer ersten Ausführungsform des Lithobands weist die Bandoberfläche eine Topografie auf, deren reduzierte Peakhöhe Rpk und/oder Spk maximal 0,4 µm, bevorzugt maximal 0,37 µm, beträgt. Es hat sich herausgestellt, dass die Qualität der Bandoberfläche im Hinblick auf die Druckfehlerfreiheit durch eine zusätzliche Kontrolle der reduzierten Peakhöhe Rpk und/oder Spk weiter verbessert werden kann.
  • Die reduzierte Peakhöhe Rpk wird nach DIN EN ISO 13 565 bestimmt. Die reduzierte Peakhöhe Spk wird ebenfalls nach DIN EN ISO 13 565 durch eine Flächenmessung ermittelt. In der Praxis können die Profile Z (x) bzw. die Topographie Z (x,y) wie zuvor für Rp bzw. Sp beschrieben gemessen werden.
  • In einer weiteren Ausführungsform beträgt die Dicke des Lithobandes 0,5 mm bis 0,1 mm. Es hat sich herausgestellt, dass gerade konventionelle Lithobänder mit geringen Dicken hohe Walzstege aufweisen können. Daher kann die Oberflächenqualität dünner Lithobänder durch die Beschränkung der maximalen Peakhöhe Rp und/oder Sp bzw. der reduzierten Peakhöhe Rpk und/oder Spk besonders verbessert werden.
  • Gute Materialeigenschaften der Lithobänder werden in einer weiteren Ausführungsform des Lithobandes dadurch erreicht, dass das Lithoband aus einer AA1050, AA1100, AA3103 oder AlMg0.5 Legierung besteht.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das Lithoband folgende Legierungszusammensetzungen in Gew.-% auf:
    0,3 % ≤ Fe ≤ 1,0 %,
    0,05 % ≤ Mg ≤ 0,6 %,
    0,05 % ≤ Si ≤ 0,25 %,
    Mn ≤ 0,05 %,
    Cu ≤ 0,04 %,
    Rest Al sowie unvermeidbare Verunreinigungen, einzeln max. 0,05 %, in Summe max. 0,15 %.
  • Dadurch kann das Lithoband besonders hinsichtlich seiner Festigkeits- bzw. Warmfestigkeitseigenschaften anwendungsbezogen verbessert werden.
  • Hohe Biegewechselbeständigkeiten und gleichzeitig eine sehr gute thermische Stabilität des Lithobandes können in einer weiteren Ausführungsform dadurch erreicht werden, dass das Lithoband folgende Legierungsgehalte in Gew.-% aufweist:
    0,3 % ≤ Fe ≤ 0,4 %,
    0,2 % ≤ Mg ≤ 0,6 %,
    0, 05 % ≤ Si ≤ 0,25 %,
    Mn ≤ 0,05 %,
    Cu ≤ 0,04 %
  • In einer weiteren Ausführungsform weist das Lithoband folgende Legierungsgehalte in Gew.-% auf:
    0,3 % ≤ Fe ≤ 0,4 %,
    0,1 % ≤ Mg ≤ 0,3 %,
    0,05 % ≤ Si ≤ 0,25 %,
    Mn ≤ 0,05 %,
    Cu ≤ 0,04 %.
  • Auf diese Weise können die Aufraueigenschaften und die Warmfestigkeit des Lithobandes verbessert werden.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform weisen die Verunreinigungen der Legierung des Lithobandes folgende Grenzwerte in Gew.-% auf:
    Cr ≤ 0,01 %,
    Zn ≤ 0,02 %,
    Ti ≤ 0,04 %,
    B ≤ 50 ppm.
  • Titan kann zur Kornfeinung bis zu einer Konzentration von 0,04 Gew.-% auch bewusst hinzulegiert werden.
  • Die oben genannte Aufgabe wird in einer weiteren Lehre der Erfindung bei einem gattungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Lithobandes erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Flächenabtrag durch die Entfettungsbehandlung mit gleichzeitigem Beizschritt mindestens 0,25 g/m2, bevorzugt mindestens 0,4 g/m2 beträgt.
  • Es wurde erkannt, dass die störenden hohen Walzstege auf der Lithobandoberfläche nach dem letzten Kaltwalzstich durch eine spezifische Entfettungsbehandlung mit gleichzeitigem Beizschritt reduziert werden können. Bekannt sind Beizbehandlungen zur Entfernung von Oxidinseln, die gezielte Entfernung von Walzstegen war bisher nicht bekannt. Durch die spezielle Wahl des Beiz- bzw. Entfettungsmediums und der Prozessparameter ist es nun jedoch möglich, stattdessen oder zusätzlich eine Topografie der Lithobandoberfläche zu erreichen, welche gegenüber den bisher bekannten Lithobändern eine deutlich geringere Druckfehleranfälligkeit wegen hoher Walzstege aufweist. Da die Entfettungsbehandlung mit Beizschritt von Lithobandoberflächen ein sehr kritischer Prozess ist, erfordert das Verfahren eine sehr enge Auswahl der Prozessparameter. Insbesondere sind die Zusammensetzung des Beizmediums sowie die Beiztemperatur und die Beizdauer so einzustellen, dass bei der Lithobandoberfläche während der Entfettungsbehandlung mit Beizschritt ein Flächenabtrag von mindestens 0,25 g/m2 erreicht wird. Dadurch kann eine Topografie der Lithobandoberfläche erreicht werden, deren maximale Peakhöhe Rp und/oder Sp max. 1,4 µm, bevorzugt max. 1,2 µm, insbesondere max. 1,0 µm, beträgt
  • Unter dem Flächenabtrag wird das während der Entfettungsbehandlung mit Beizschritt abgetragene Gewicht des Lithobandes pro Fläche verstanden. Zur Bestimmung des Flächenabtrags wird das Lithoband vor und nach der Entfettungsbehandlung mit Beizschritt gewogen. Der daraus berechnete Gewichtsverlust dividiert durch die Größe der behandelten Fläche ergibt den Flächenabtrag. Bei einer beidseitigen Entfettungsbehandlung mit Beizschritt des Lithobandes ist demnach die Fläche der Vorderseite und der Rückseite zu addieren.
  • Als besonders vorteilhaft hat sich ein eingestellter Flächenabtrag zwischen 0,25 g/m2 und 0,6 g/m2, bevorzugt zwischen 0,4 g/m2 und 0,6 g/m2 herausgestellt. Auf diese Weise ist der Abtrag einerseits groß genug, um die hohen Stege zu reduzieren, anderseits wird die Dicke des Lithobandes nicht zu stark reduziert. Grundsätzlich sollte der Abtrag aber auch so gering wie möglich gehalten werden, so dass ein möglichst geringer Materialverlust bei der Entfettungsbehandlung mit Beizschritt entsteht.
  • Die Topografie der Lithobandoberfläche kann bei einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens dadurch verbessert werden, dass die Natriumhydroxid-Konzentration im wässrigen Beizmedium zwischen 2 und 3,5 Gew.-% beträgt und optional die Entfettungsbehandlung mit Beizschritt bei Temperaturen zwischen 70 und 85 °C für eine Dauer zwischen 1 und 3,5 s erfolgt. Bei diesen Konzentrationen, Temperaturen und Behandlungsdauern kann besonders prozesssicher die erfindungsgemäße Topographie erreicht werden.
  • Eine weitere Verbesserung wird dadurch erreicht, dass die Natriumhydroxid-Konzentration im wässrigen Beizmedium zwischen 2,6 und 3,5 Gew.-% beträgt und/oder die Beiztemperatur zwischen 76 und 84 °C beträgt. Hierdurch wird eine kürzere Behandlungsdauer bei dennoch homogener Entfernung hoher Walzstege ermöglicht. Eine weitere Verbesserung in der Geschwindigkeit der Entfettungsbehandlung mit Beizschritt des Lithobandes kann dadurch erreicht werden, dass die Beizdauer zwischen 1 und 2 s, bevorzugt zwischen 1.1 und 1.9 s beträgt.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird das Lithoband im letzten Kaltwalzstich auf eine Enddicke von 0,5 mm bis 0,1 mm gewalzt. Bei diesen bevorzugt eingesetzten Walzdicken tretenden besonders hohe Walzstege auf, welche durch die Entfettungsbehandlung mit Beizschritt stark reduziert werden können.
  • Als Aluminiumlegierung wird gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens AA1050, AA1100, AA3103 oder AlMg0.5 verwendet. Diese Aluminiumlegierungen haben sich für die Eigenschaften der Lithobänder als besonders vorteilhaft erwiesen.
  • In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens weist die Aluminiumlegierung folgende Legierungszusammensetzung in Gew.-% auf:
    0,3 % ≤ Fe ≤ 1,0 %,
    0,1 % ≤ Mg ≤ 0,6 %,
    0,05 % ≤ Si ≤ 0,25 %,
    Mn ≤ 0,05 %,
    Cu ≤ 0,04 %,
    Rest Al sowie unvermeidbare Verunreinigungen, einzeln max. 0,05 %, in Summe max. 0,15 %.
  • Die Wirkung der Entfettungsbehandlung mit Beizschritt wird durch die Legierung des Lithobands beeinflusst. Es wurde festgestellt, dass bei dieser Legierungszusammensetzung mit den ausgewählten Prozessparametern für die Entfettungsbehandlung mit Beizschritt sehr gute Ergebnisse bezüglich der Oberflächentopografie und gleichzeitig gute Materialeigenschaften der Lithobänder erreicht werden können.
  • In weiteren Ausführungsformen des Verfahrens weist die Aluminiumlegierung folgende Legierungsgehalte in Gew.-% auf:
    0,3 % ≤ Fe ≤ 0,4 %,
    0,1 % ≤ Mg ≤ 0,3 %,
    0,05 % ≤ Si ≤ 0,25 %,
    Mn ≤ 0, 05 %,
    Cu ≤ 0,04 %.
  • Die Verunreinigungen der Legierung des Lithobandes weisen gemäß einer weiteren Ausführungsform folgende Grenzwerte auf:
    Cr ≤ 0,01 %,
    Zn ≤ 0,02 %,
    Ti ≤ 0,04 %,
    B ≤ 50 ppm,
    wobei Titan zur Kornfeinung bis zu einem Wert von 0,04 Gew.-% auch bewusst hinzulegiert werden kann.
  • Für die Vorteile der bevorzugten Legierungszusammensetzungen wird auf die entsprechenden Ausführungen bezüglich des Lithobands verwiesen.
  • Die Gefügeeigenschaften des Lithobands können in einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens dadurch verbessert werden, dass das Lithoband vor dem Kaltwalzen warmgewalzt wird und optional vor dem Warmwalzen eine Homogenisierungsbehandlung und/oder während des Kaltwalzens eine Zwischenglühung durchgeführt wird.
  • Die oben genannte Aufgabe wird gemäß einer weiteren Lehre der vorliegenden Erfindung auch durch ein Verfahren zur Herstellung eines Druckplattenträgers gelöst, welcher eine Topografie aufweist, deren maximale Peakhöhe Rp und/oder Sp maximal 1,4 µm beträgt und welcher aus einem erfindungsgemäßen Lithoband hergestellt wird. Der Druckplattenträger weist bevorzugt eine Topografie auf, deren maximale Peakhöhe Rp und/oder Sp maximal 1,2 µm, insbesondere maximal 1,0 µm, beträgt.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung eines Druckplattenträgers weist dieser eine photosensitive Beschichtung mit einer Dicke von weniger als 2 µm, vorzugsweise von weniger als 1 µm auf. Die hohen Walzstege bisheriger Lithobleche führten besonders bei dünnen photosensitiven Beschichtungen zu Druckfehlern, so dass sich in diesem Fall eine besondere Verbesserung der Druckplattenqualität ergibt. Bevorzugt weist der Druckplattenträger eine transparente photosensitive Schicht auf, welche Vorteile bei der Belichtung bietet. Bei diesen Schichten kann die vollständige Bedeckung des Druckplattenträgers erst spät nach dem Druck festgestellt werden, so dass fehlerhafte Druckplattenträger höhere Kosten verursachen. Durch die Verbesserung der Topografie und die damit verbundenen Reduzierung der Druckfehler können die Kosten durch Druckfehler daher stark reduziert werden.
  • Der Druckplattenträger kann bevorzugt eine Breite von 200 mm bis 2800 mm, weiter bevorzugt von 800 mm bis 1900 mm, insbesondere von 1700 mm bis 1900 mm, und eine Länge von 300 bis 1200 mm, insbesondere 800 mm bis 1200 mm, aufweisen.
  • Der Druckplattenträger kann bevorzugt in der CtP-Technik, d.h. für eine CtP-Druckplatte verwendet werden. Bei der CtP-Technik ist die Oberflächenstruktur des Druckplattenträgers besonders kritisch, da die flachen Aufraustrukturen bzw. die relativ dünne photosensitive Beschichtung bei hohen Walzstegen vermehrt zu Druckfehlern führen können. Zudem werden in der CtP-Technik häufig transparente photosensitive Schichten mit den zuvor genannten Problemen eingesetzt. Durch die im Vergleich zu Druckplattenträgern aus dem Stand der Technik flache Topografie des erfindungsgemäßen Druckplattenträgers können die Druckqualität damit verbessert und die Kosten reduziert werden.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Lithobands und des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei auf die beigefügte Zeichnung Bezug genommen wird. In der Zeichnung zeigen
    • Fig. 1
    eine schematische Darstellung der Bestimmung der maximalen Peakhöhe Rp und der reduzierten Peakhöhe Rpk nach DIN EN ISO 13 565,
    Fig. 2
    ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens,
    Fig. 3
    die Ergebnisse einer Topografiemessung einer Lithobandoberfläche nach dem letzten Kaltwalzstich,
    Fig. 4
    ein Profil aus der in Fig. 3 dargestellten Topografiemessung,
    Fig. 5
    die Ergebnisse einer Topografiemessung der Lithobandoberfläche aus Fig. 3 nach Durchführung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens,
    Fig. 6
    ein Profil aus der in Fig. 5 dargestellten Topografiemessung,
    Fig. 7
    die Ergebnisse einer Topografiemessung einer Lithobandoberfläche nach dem letzten Kaltwalzstich und
    Fig. 8
    die Ergebnisse einer Topografiemessung der Lithobandoberfläche aus Fig. 7 nach Durchführung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung der Bestimmung der maximalen Peakhöhe Rp sowie der reduzierten Peakhöhe Rpk nach DIN EN ISO 13 565.
  • Im linken Bereich 2 der Fig. 1 ist eine eindimensionale Profilfunktion Z(x) in einem Intervall mit den Grenzen 0 und L aufgetragen. Die Funktion Z(x) liefert zu jedem Punkt x einen Wert Z(x), welcher der lokalen Position der tatsächlichen Oberfläche, d.h. der Höhenabweichung der Oberfläche von der mittleren Oberfläche bei <Z (x) > = 0 µm entspricht.
  • Im rechten Bereich 4 der Fig. 1 ist die sogenannte Abbott-Firestone-Kurve ZAF (Q) 6 aufgetragen. Bei dieser Kurve handelt es sich um die kumulative Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion des Oberflächenprofils Z (x). Sie liefert zu einem prozentualen Wert Q zwischen 0 und 100 % (aufgetragen auf der Abszisse) denjenigen Höhenwert ZAF, über dem sich der entsprechende prozentuale Anteil der Oberfläche befindet. Die Abbott-Firestone-Kurve ZAF (Q) kann damit implizit durch folgende Gleichung definiert werden: Q = 1 L ⁢ ∫ Z x ≥ Z AF Q ⅆ x
    Figure imgb0006
  • L ist die Länge des gemessenen Profils Z(x), d.h. die Größe des Definitionsbereichs von Z(x). Der Integrationsbereich ist der Teil der Gesamtlänge, für den die Ungleichung Z(x) ≥ ZAF(Q) erfüllt ist.
  • Indem eine Tangente 8 durch den Wendepunkt der Abbott-Firestone-Kurve 6 gelegt wird, kann durch die Schnittpunkte dieser Tangente 8 mit der 0%-Linie 10 und der 100%-Linie 12 ein Kernbereich der Oberfläche definiert werden, dessen Ausdehnung als Kernrauheitstiefe Rk bezeichnet wird. Die gemittelte Höhe der aus dem Kernbereich herausragenden Spitzen wird als reduzierte Peakhöhe Rpk und die gemittelte Tiefe der aus dem Kernbereich herausragenden Riefen als reduzierte Riefentiefe Rvk bezeichnet. Weiterhin ist in Fig. 1 auch die maximale Peakhöhe Rp eingezeichnet, welche dem Abstand der höchsten Spitze zum Mittelwert bei 0 µm entspricht.
  • Die maximale Peakhöhe Rp bzw. die reduzierte Peakhöhe Rpk kann in der Praxis beispielsweise aus an verschiedenen Positionen des Lithobandes quer zur Walzrichtung gemessenen Profilen Z(x) bestimmt werden.
  • Die reduzierte Peakhöhe Spk kann in der Praxis entsprechend aus einer Flächenmessung bestimmt werden. Die Berechnung erfolgt analog zur reduzierten Peakhöhe Rpk, wobei die Abbott-Firestone-Kurve ZAF (Q) für Spk implizit durch folgende Gleichung definiert werden kann: Q = 1 A ⁢ ∫ ∫ Z x ⁢ y ≥ Z AF Q ⁢ dxdy
    Figure imgb0007
  • A ist die Größe der gemessenen Fläche, d.h. die Größe des Definitionsbereichs von Z (x,y). Der Integrationsbereich ist der Teil der Gesamtfläche, für den die Ungleichung Z (x,y) ≥ ZAF(Q) erfüllt ist.
  • Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Lithobandes. Bei dem Verfahren 20 wird in einem ersten Schritt 22 zunächst eine Aluminiumlegierung, beispielsweise eine AA1050, AA1100, AA3103 oder AlMg0.5 Legierung, bevorzugt eine Legierung mit der folgenden Zusammensetzung in Gew.-%:
    0,3 % ≤ Fe ≤ 1,0 %,
    0,05 % ≤ Mg ≤ 0,6 %,
    0,05 % ≤ Si ≤ 0,25 %,
    Mn ≤ 0,05 %,
    Cu ≤ 0,04 %,
    Rest Al sowie unvermeidbare Verunreinigungen, einzeln max. 0,05 %, in Summe max. 0,15 %,
    gegossen. Das Gießen kann generell kontinuierlich oder diskontinuierlich erfolgen, insbesondere in einem kontinuierlichen, halbkontinuierlichen oder diskontinuierlichen Stranggussverfahren. In einem optionalen Schritt 24 kann das Gießprodukt, d.h. insbesondere der Gussbarren oder das Gussband, vor einer weiteren Bearbeitung einer Homogenisierungsbehandlung unterzogen werden, beispielsweise im Temperaturbereich zwischen 480 und 620 °C für mindestens zwei Stunden. Im nachfolgenden Schritt 26 wird das Gießprodukt optional warmgewalzt, vorzugsweise auf eine Dicke zwischen 7 mm und 2 mm. Auf das Warmwalzen kann beispielsweise bei einem im Doppelbandguss-Verfahren hergestellten Lithoband verzichtet werden. Anschließend wird das Warmband dann im Schritt 28 kaltgewalzt, insbesondere auf eine Dicke zwischen 0,5 und 0,1 mm. Während des Kaltwalzens kann optional eine Zwischenglühung erfolgen. Nach dem letzten Kaltwalzstich wird das Lithoband in Schritt 30 einer Entfettungsbehandlung mit Beizschritt mit einem wässrigen Beizmedium unterzogen, wobei das wässrige Beizmedium mindestens 1,5 bis 3 Gew.-% eines Gemisches aus 5 - 40 % Natriumtripolyphosphat, 3 - 10 % Natriumgluconat, 3 - 8 % nicht-ionischen und anionischen Tensiden und optional 0,5 - 70 % Soda enthält, wobei die Natriumhydroxid-Konzentration im wässrigen Beizmedium zwischen 0,1 und 5 Gew.-%, insbesondere zwischen 2 und 3,5 Gew.-%, beträgt, die Entfettungsbehandlung mit Beizschritt bei Temperaturen zwischen 70 und 85 °C für eine Dauer zwischen 1 und 3,5 s erfolgt und ein Flächenabtrag durch die Entfettungsbehandlung mit Beizschritt von mindestens 0,25 g/m2 eingestellt wird.
  • Durch den gewählten Flächenabtrag können hohe Walzstege in der Bandoberfläche so weit reduziert werden, dass das Lithoband nach der Entfettungsbehandlung mit Beizschritt eine Topografie aufweist, deren maximale Peakhöhe Rp und/oder Sp maximal 1,4 µm, bevorzugt maximal 1,2 µm, insbesondere maximal 1,0 µm, beträgt und sich besonders für CtP-Druckplattenträger eignet.
  • In Fig. 3 sind die Ergebnisse einer 3D-Topografiemessung einer Lithobandoberfläche nach dem letzten Kaltwalzstich dargestellt. Die Figur zeigt eine dreidimensionale Ansicht der Oberflächenfunktion Z(x,y) auf einem quadratischen Bereich mit der Seitenlänge 800 µm. Die Höheninformation kann zusätzlich der Skala rechts in Fig. 3 entnommen werden. Die y-Achse liegt parallel zur Walzrichtung des Lithobandes. Es zeigt sich, dass das Lithoband längs zur Walzrichtung, d.h. entlang der y-Achse, hohe Walzstege aufweist, die deutlich als helle Erhebungen zu erkennen sind. Diese Walzstege können den Auftrag einer photosensitiven Schicht stören oder sogar lokal verhindern, so dass sich beim Einsatz der aus diesen Lithobändern hergestellten Druckplattenträger Druckfehler ergeben können.
  • Fig. 4 zeigt ein Profil Z(x) aus der in Fig. 3 dargestellten Topografiemessung, d.h. einen Schnitt aus der Topografiemessung parallel zur x-Achse. Es ist deutlich zu erkennen, dass die Walzstege in dem Lithoband nach dem Kaltwalzen eine Höhe von mehr als 1,6 µm aufweisen können. Diese hohen Walzstege haben auf den Wert der mittleren Rauheit Ra des Lithobandes jedoch nur einen geringen Einfluss.
  • In Fig. 5 sind die Ergebnisse einer Topografiemessung an der Lithobandoberfläche aus Fig. 3 nach Durchführung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens, d.h. nach der Entfettungsbehandlung mit Beizschritt gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren dargestellt. In Fig. 5 ist im Wesentlichen der gleiche Bereich des Lithobandes gezeigt wie in Fig. 3. Fig. 6 zeigt analog zu Fig. 4 ein zugehöriges Profil Z(x) aus der in Fig. 5 gezeigten Topografiemessung.
  • Die Figuren 5 und 6 zeigen, dass durch die Entfettungsbehandlung mit Beizschritt insbesondere die hohen Walzstege deutlich reduziert werden können. Die maximale Peakhöhe Rp liegt in Fig. 6 nun nur noch bei 1,3 µm und damit deutlich unterhalb der maximalen Peakhöhe Rp des unbehandelten Lithobands entsprechend Fig. 4.
  • Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist es demnach möglich, eine Bandoberfläche herzustellen, deren maximale Peakhöhe Rp und/oder Sp max. 1,4 µm, bevorzugt max. 1,2 µm, insbesondere max. 1,0 µm, beträgt.
  • Um praktisch sicherzustellen, dass bei der Produktion der Lithobänder die maximalen Peakhöhen Rp eingehalten werden, können beispielsweise drei Messungen eines Profils quer zur Walzrichtung jeweils außen und in der Mitte des Bandes erfolgen, wobei die Länge des Profils beispielsweise 4,8 mm betragen kann. Der Wert für Sp kann anhand einer quadratischen Flächenmessung mit der Seitenlänge von 800 µm bestimmt werden.
  • Wie ein Vergleich der Fig. 4 und 6 zeigt, wurde die mittlere Rauheit Ra durch die Entfettungsbehandlung mit Beizschritt kaum beeinflusst. Dieser Parameter, auf den bei der konventionellen Herstellung und Charakterisierung von Lithobändern abgestellt wurde, ist demnach nicht geeignet, das Vorliegen störender Walzstege im Lithoband anzuzeigen. Demgegenüber ist die Qualität der Lithobandoberfläche über die Rauheitskennwerte der maximalen Peakhöhe Rp und/oder Sp besser einstellbar.
  • In den Figs. 7 und 8 sind ebenfalls 3D-Topografiemessungen einer Lithobandoberfläche mit der Länge 2146,9 µm und der Breite 2071,7 µm dargestellt, und zwar unmittelbar nach dem letzten Kaltwalzstich (Fig. 7) und nach Durchführung einer Entfettungsbehandlung mit Beizschritt gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren (Fig. 8). Die y-Achse liegt wiederum parallel zur Walzrichtung des Lithobandes. Aus dem Vergleich der Fig. 8 mit der Fig. 7 wird ersichtlich, dass die in Fig. 7 vorhandenen hohen Walzstege längs zur Walzrichtung durch die Entfettungsbehandlung mit Beizschritt stark reduziert werden können, so dass sich eine verbesserte Lithobandoberfläche ergibt.
  • Ein Lithoband mit einer wie in den Figuren 5, 6 bzw. 8 gezeigten Oberflächentopografie kann insbesondere vorteilhaft als Druckplattenträger mit sehr flachen Aufraustrukturen und/oder bei sehr dünnen photosensitiven Beschichtungen, wie beispielsweise in der CtP-Technik, eingesetzt werden. Weitere Merkmale und Eigenschaften der Erfindung können auch den im Folgenden dargestellten Ergebnissen von Rauheitsmessungen an Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Lithobands entnommen werden.
  • Lithobänder, deren Aluminiumlegierung neben herstellungsbedingten Verunreinigungen die folgenden Legierungsgehalte in Gew.-% aufweisen:
    0,30 % ≤ Fe ≤ 0,40 %,
    0,10 % ≤ Mg ≤ 0,30 %,
    0,05 % ≤ Si ≤ 0,25 %,
    Mn ≤ 0,05 %,
    Cu ≤ 0,04 %,
    Rest Al,
    wurden auf eine Enddicke von 0,14 mm, 0,28 mm bzw. 0,38 mm kaltgewalzt. Bei der Entfettungsbehandlung mit gleichzeitigem Beizschritt wurden identische Parameter eingestellt wie im Ausführungsbeispiel aus Fig. 2.
  • Vor und nach der Entfettungsbehandlung wurden Rauheitsmessungen an den Oberseiten der Lithobänder durchgeführt, und zwar sowohl in den Randbereichen als auch in der Mitte der Lithobänder. Bei den Rauheitsmessungen wurden jeweils die mittlere Rauheit Sa, die reduzierte Riefentiefe Svk, die reduzierte Peakhöhe Spk und die maximale Peakhöhe Sp ermittelt. Die Ergebnisse für das Lithoband mit 0,14 mm Dicke sind in Tabelle 1 dargestellt. Tabelle 1
    Messposition Zeitpunkt der Messung Sa Svk Spk Sp
    Randbereich vor der Entfettung 0,22 0,23 0,35 1, 9
    nach der Entfettung 0,21 0,27 0,33 1,0
    Mitte vor der Entfettung 0,21 0,26 0,35 1,6
    nach der Entfettung 0,21 0,26 0,32 1,0
  • Im Stand der Technik wird zur Charakterisierung der Lithobänder bisher die mittlere Flächenrauheit Sa verwendet. Tabelle 1 zeigt, dass dieser Rauheitskennwert nicht geeignet ist, die Wirkung der erfindungsgemäßen Entfettungsbehandlung mit Beizschritt bzw. die Oberflächenqualität der Lithobänder hinsichtlich einzelner hoher Walzstege darzustellen. Sein Wert ist nach der Entfettungsbehandlung mit Beizschritt im Wesentlichen unverändert. Auch die reduzierte Riefentiefe Svk ist als Indikator für hohe Walzstege ersichtlich ungeeignet. Demgegenüber werden die Werte für die maximale Peakhöhe Sp deutlich reduziert und zeigen damit die Verbesserung der Lithobandoberfläche im Hinblick auf die störenden hohen Walzstege an. Eine Optimierung der Lithobänder bzw. des Verfahrens zu deren Herstellung anhand des Rauheitskennwerts Sp führt demnach zu einer besonders geringen Anfälligkeit für die zuvor genannten Druckfehler. Auch die reduzierte Peakhöhe Spk wird durch die Entfettungsbehandlung mit Beizschritt verringert und kann als zusätzlicher Rauheitskennwert verwendet werden. Tabelle 2
    Sp (Rand) Sp (Mitte)
    Banddicke vor der Entfettung nach der Entfettung vor der Entfettung nach der Entfettung
    0,14 mm 1,9 1,0 1,67 1,1
    0,28 mm 1, 61 1,2 1,38 1,1
    0,38 mm 1,3 1,0 1,3 1, 1
  • In Tabelle 2 sind die Ergebnisse für die maximale Peakhöhe Sp aus den Rauheitsmessungen an Lithobändern verschiedener Dicke gegenübergestellt. Insbesondere die Lithobänder mit Banddicken 0,3 mm bis 0,1 mm profitieren deutlich von dem erfindungsgemäßen Verfahren, da diese direkt nach dem letzten Kaltwalzstich relativ große Sp-Werte von mehr als 1,5 µm aufweisen und damit anfällig für die zuvor genannten Druckfehler sind. Durch die Entfettungsbehandlung mit Beizschritt kann die maximale Peakhöhe Sp für alle gemessenen Banddicken im Wesentlichen auf denselben Wert reduziert werden. Folglich kann die Oberflächenqualität dünner Lithobänder mit dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung besonders gut verbessert werden.
  • Die Ergebnisse in den Tabellen 1 und 2 zeigen weiterhin, dass insbesondere an den Bandrändern hohe Walzstege auftreten. Daher kann die Entfettungsbehandlung mit Beizschritt beispielsweise auch selektiv im Randbereich der Lithobänder erfolgen. Tabelle 3
    Zeitpunkt der Messung Sa Svk Spk Sp
    vor der Entfettung 0,22 0,23 0,43 1,51
    nach der Entfettung 0,21 0,24 0,37 1,13
  • In Tabelle 3 sind die Rauheitskennwerte Sa, Svk, Spk und Sp gemittelt über Lithobänder verschiedener Dicke wiedergegeben. Die Ergebnisse zeigen deutlich, dass die bisher zur Charakterisierung von Lithobändern herangezogene mittlere Rauheit Sa nicht geeignet ist, die Güte einer Lithobandoberfäche hinsichtlich der störenden hohen Walzstege zu verbessern. Demgegenüber zeigen die Werte der maximalen Peakhöhe Rp und/oder Sp und der reduzierten Peakhöhe Rpk und/oder Spk nach der Entfettungsbehandlung mit Beizschritt eine deutliche Reduzierung, so dass das Lithoband bzw. das Verfahren zu dessen Herstellung durch eine Optimierung hinsichtlich des Parameters Rp und/oder Sp, ggf. in Kombination mit Rpk und/oder Spk, deutlich verbessert werden kann.
  • Zur Herstellung des erfindungsgemäßen Lithobands kann beispielsweise das erfindungsgemäße Verfahren verwendet werden. Jedoch ist das erfindungsgemäße Lithoband nicht auf dieses Herstellungsverfahren beschränkt. Auf Grundlage der vorliegenden Erfindung kann der Fachmann durch eine Optimierung auf den Rauheitskennwert Rp und/oder Sp auch weitere Verfahren entwickeln, um zu einem erfindungsgemäßen Lithoband zu gelangen.

Claims (17)

  1. Lithoband für die elektrochemische Aufrauung, bestehend aus einer gewalzten Aluminiumlegierung,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Bandoberfläche eine Topografie aufweist, deren maximale Peakhöhe Rp und/oder Sp maximal 1,4 µm beträgt.
  2. Lithoband nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Bandoberfläche eine Topografie aufweist, deren reduzierte Peakhöhe Rpk und/oder Spk maximal 0,4 pm beträgt.
  3. Lithoband nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke des Lithobandes 0,5 mm bis 0,1 mm beträgt.
  4. Lithoband nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Lithoband aus einer AA1050, AA1100, AA3103 oder AlMg0.5 Legierung besteht.
  5. Lithoband nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Lithoband folgende Legierungszusammensetzung in Gew.-% aufweist: 0,3 % ≤ Fe ≤ 1,0 %, 0,05 % ≤ Mg ≤ 0,6 %, 0,05 % ≤ Si ≤ 0,25 %, Mn ≤ 0,05 %, Cu ≤ 0,04 %,
    Rest Al sowie unvermeidbare Verunreinigungen, einzeln max. 0,05 %, in Summe max. 0,15 %.
  6. Lithoband nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Lithoband folgende Legierungsgehalte in Gew.-% aufweist: 0,3 % ≤ Fe ≤ 0,4 %, 0,1 % ≤ Mg ≤ 0,3 %, 0,05 % ≤ Si ≤ 0,25 %, Mn ≤ 0,05 %, Cu ≤ 0,04 %.
  7. Lithoband nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Verunreinigungen der Legierung des Lithobandes folgende Grenzwerte in Gew.-% aufweisen: Cr ≤ 0,01 %, Zn ≤ 0,02 %, Ti ≤ 0,04 %, B ≤ 50 ppm.
  8. Verfahren zur Herstellung eines Lithobandes nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
    bei dem ein aus einer Aluminiumlegierung bestehendes Lithoband kaltgewalzt wird und bei dem das Lithoband nach dem letzten Kaltwalzstich einer Entfettungsbehandlung mit gleichzeitigem Beizschritt mit einem wässrigen Beizmedium unterzogen wird, wobei das wässrige Beizmedium mindestens 1,5 bis 3 Gew.-% eines Gemisches aus 5 - 40 % Natriumtripolyphosphat, 3 - 10 % Natriumgluconat, 3 - 8 % nicht-ionischen und anionischen Tensiden und optional 0,5 - 70 % Soda enthält und die Natriumhydroxid-Konzentration im wässrigen Beizmedium zwischen 0,1 und 5 Gew.-% beträgt,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Flächenabtrag durch die Entfettungsbehandlung mit gleichzeitigem Beizschritt mindestens 0,25 g/m2 beträgt.
  9. Verfahren nach Anspruch 8,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Natriumhydroxid-Konzentration im wässrigen Beizmedium zwischen 2 und 3,5 Gew.-% beträgt.
  10. Verfahren nach Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Entfettungsbehandlung mit Beizschritt bei Temperaturen zwischen 70 und 85 °C für eine Dauer zwischen 1 und 3,5 s erfolgt.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Beiztemperatur zwischen 76 und 84°C beträgt und/oder die Natriumhydroxid-Konzentration im wässrigen Beizmedium zwischen 2,6 und 3,5 Gew.-% beträgt.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Beizdauer zwischen 1 und 2 s beträgt.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 12,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Lithoband im letzten Kaltwalzstich auf eine Enddicke von 0,5 mm bis 0,1 mm gewalzt wird.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 13,
    dadurch gekennzeichnet, dass als Aluminiumlegierung AA1050, AA1100, AA3103 oder AlMg0.5 verwendet wird.
  15. Verfahren zur Herstellung eines Druckplattenträgers, welcher eine Topografie aufweist, deren maximale Peakhöhe Rp und/oder Sp maximal 1,4 µm beträgt,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Druckplattenträger aus einem Lithoband nach einem der Ansprüche 1 bis 7 hergestellt wird.
  16. Verfahren nach Anspruch 15,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Druckplattenträger eine photosensitive Beschichtung mit einer Dicke von weniger als 2 µm aufweist.
  17. Verwendung eines Lithobandes nach einem der Ansprüche 1 bis 7 für einen Druckplattenträger für eine CtP-Druckplatte.
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