用于石版印刷板支持体的铝带

摘要

本发明涉及一种由铝合金组成的用于石版印刷板支持体的铝带，生产用于石版印刷板支持体的铝带的方法，以及印刷板支持体。本发明的目的是提供一种用于石版印刷板支持体的铝带，由这种铝带可以生产(特别是在退火处理后)具有改善的粗糙化能力、同时具有改善的机械性能的印刷板支持体。为此，由铝合金制成的用于石版印刷板支持体的铝带具有如下的合金组分比例(wt％)：0.05％≤Mg≤0.3％，0.008％≤Mn≤0.3％，0.4％≤Fe≤1％，0.05％≤Si≤0.5％，Cu≤0.04％，Ti≤0.04％，不可避免的杂质单种不超过0.01％、总计不超过0.05％，其余为Al。

权利要求

1.由铝合金组成的用于石版印刷板支持体的铝带，其特征在于，所述铝合金具有以下以wt.％计的合金组分比例：

0.05％≤Mg≤0.3％，

0.008％≤Mn≤0.3％，

0.43％≤Fe≤1％，

0.05％≤Si≤0.5％，

Cu≤0.04％，

Ti≤0.04％，

不可避免的杂质单种最多为0.01％、总计最多为0.05％，其余为Al，且其中合金组分Fe/Mn的比例为2至15。

2.根据权利要求1的铝带，其特征在于，合金组分Fe/Mn的比例为3至8。

3.根据权利要求1或2的铝带，其特征在于，所述铝合金的Mn含量以wt.％计为

0.008％≤Mn≤0.2％。

4.根据权利要求3的铝带，其特征在于所述铝合金的Mn含量以wt.％计为0.008％≤Mn≤0.1％。

5.根据权利要求1或2的铝带，其特征在于，所述铝合金的Ti含量以wt.％计最多为

0.01％。

6.根据权利要求1或2的铝带，其特征在于，合金组分Fe/Si的比例至少为2。

7.根据权利要求1或2的铝带，其特征在于，所述铝带在室温下在轧制方向上的屈服点Rp0.2至少为180MPa且抗拉强度Rm至少为190MPa，和/或在室温下在轧制方向的横向上的屈服点Rp0.2至少为190MPa且抗拉强度Rm至少为200MPa。

8.根据权利要求1或2的铝带，其特征在于，所述铝带在240℃热处理10分钟后在轧制方向上或在轧制方向的横向上的屈服点Rp0.2至少为140MPa且抗拉强度至少为150MPa。

9.根据权利要求1或2的铝带，其特征在于，所述铝带在轧制方向上的抗弯强度超过

3000次轧制方向上半径为30mm的弯曲。

10.根据权利要求9的铝带，其特征在于，所述铝带在轧制方向上的抗弯强度超过3200次轧制方向上半径为30mm的弯曲。

11.根据权利要求1或2的铝带，其特征在于，所述铝带在240℃热处理10分钟后在轧制方向上的抗弯强度超过3300次轧制方向上半径为30mm的弯曲。

12.根据权利要求11的铝带，其特征在于，所述铝带在240℃热处理10分钟后在轧制方向上的抗弯强度超过3400次轧制方向上半径为30mm的弯曲。

2

13.根据权利要求1或2的铝带，其特征在于，所述铝带的表面具有每mm250粒以上的细球雏晶粒。

2

14.根据权利要求13的铝带，其特征在于，所述铝带的表面具有每mm350粒以上的细球雏晶粒。

15.根据权利要求1-14中任一项的铝带在生产石版印刷板支持体中的用途。

16.生产用于石版印刷板支持体的铝带的方法，其特征在于，连续或分批铸造具有以下以wt.％计的合金组分的铝合金的轧制用铸锭：

0.05％≤Mg≤0.3％，

0.008％≤Mn≤0.3％，

0.43％≤Fe≤1％，

0.05％≤Si≤0.5％，

Cu≤0.04％，

Ti≤0.04％，

不可避免的杂质单种最多为0.01％，总计最多为0.05％，其余为Al，且其中合金组分Fe/Mn的比例为2至15，任选地在热轧之前将轧制用铸锭预加热或者均匀化，将轧制用铸锭热轧形成热轧带，随后在进行或不进行中间退火的情况下将热轧带冷轧到最终厚度。

17.根据权利要求16的方法，其特征在于，所述用于石版印刷板支持体的铝带是根据权利要求1-14中任一项所述的铝带。

18.根据权利要求16的方法，其特征在于，在冷轧过程中至少进行一次中间退火，并且在中间退火后相对于最终厚度的轧制系数为65％至85％。

19.根据权利要求16-18中任一项的方法，其特征在于，所述铝带的最终厚度为0.15mm至0.5mm。

20.根据权利要求19的方法，其特征在于，所述铝带的最终厚度为0.15mm至0.35mm。

21.由根据权利要求1-14中任一项的铝带生产的印刷板支持体。

22.根据权利要求21的印刷板支持体，其特征在于，所述铝带是利用根据权利要求

16-20中任一项的方法生产的。

说明书

用于石版印刷板支持体的铝带

[0001] 本发明涉及一种由铝合金组成的用于石版印刷板支持体的铝带，生产用于石版印刷板支持体的铝带的方法，以及印刷板支持体。

[0002] 为了适用现代印刷技术，由铝合金制成的用于石版印刷的印刷板支持体必须满足非常严格的条件。一方面，必须能够使用机械、化学和电化学粗糙法以及所述粗糙法的组合使由铝带生产的印刷板支持体均匀粗糙化。另一方面，在曝光和显影后常常在220-300℃下对印刷板进行加热时间为3-10分钟的老化处理(burn-in process)，以使涂覆的光学层固化。印刷板支持体在该老化处理过程中应当尽可能少地丧失强度，以使印刷板支持体能够继续容易处理。印刷板支持体的耐疲劳或抗弯强度(bending cycle endurance)在印刷板支持体的操作过程中起作用，以便能够保证印刷板支持体具有长使用寿命。 [0003] 尽管以前使用的AA3003、AA3103型AlMn合金较同样使用的由AA1050型铝合金制成的印刷板支持体具有更好的耐疲劳强度，但是在优选使用的电化学粗糙化过程中的粗糙化性能较差，因此优选使用AA1050型铝合金。

[0004] 现在从本申请人的德国公开说明书DE 199 56 692 A1中得知了AA1050型铝合金的进一步进展，所述铝合金除了铝以外还含有以下合金组分(wt.％)：

[0005] 0.3-0.4％Fe，

[0006] 0.1-0.3％Mg，

[0007] 0.05-0.25％Si，

[0008] 最多0.05％Mn，

[0009] 最多0.04％Cu。

[0010] 当由具有上述组成的铝带生产石版印刷板支持体时，现在发现在实现均匀的粗糙化之前需要相对较高的电荷载体输入，特别是对于优 选使用的铝带的电化学粗糙化来说，这使得粗糙化处理成本极高。而且还发现需要改善以前用来生产用于石版印刷板支持体的铝带的铝合金的机械性能。这尤其涉及印刷板支持体在老化处理后的热稳定性。 [0011] 最近的发展针对于在保持铁含量不变的情况下提高铝合金的锰含量，以在老化处理后达到较高的强度。由国际专利申请WO 02/48415 A1可知相应的铝合金。然而，提高铝合金的镁和锰值也带来了电化学可粗糙性相关的问题。

[0012] 基于此，本发明的一个目的是提供一种用于石版印刷板支持体的铝带，由这种铝带可以生产(特别是在老化处理后)具有改善的可粗糙性、同时具有改善的机械性能的印刷板支持体。另外的目的是提供一种生产用于石版印刷板支持体的铝带的方法，以及相应的印刷板支持体。

[0013] 根据本发明第一方面的教导，利用由一种铝合金组成的铝带实现了上述目的，其中所述铝合金具有如下合金组分比例(wt.％)：

[0014] 0.05％≤Mg≤0.3％，

[0015] 0.008％≤Mn≤0.3％，

[0016] 0.4％≤Fe≤1％，

[0017] 0.05％≤Si≤0.5％，

[0018] Cu≤0.04％，

[0019] Ti≤0.04％，

[0020] 不可避免的杂质单种最多为0.01％、总计最多为0.05％，其余为Al。 [0021] 令人惊讶地发现，尽管具有高Fe含量，但是本发明的铝带一方面在铝带的电化学粗糙化方面具有极好的性能，另一方面具有改善的机械性能，特别是在进行老化处理后。这更加令人惊讶，因为以前的专家观点是，用于石版印刷板支持体的铝带的Fe含量最多只能为0.4wt.％，以避免由于铸造中的粗糙沉淀相而导致铝带的不均匀粗糙化，这些粗糙沉淀相在电化学粗糙化过程中被优先攻击。本发明的铝带在铸造中可能不发生粗相沉淀，因为电化学粗糙化获得了均匀粗糙化的结构。本发明的铝带中0.05wt.％至0.3wt.％的Mg含量确保了已存在于 热轧带中的铝合金的再结晶，这产生了具有小晶粒直径的球雏晶粒(globulitic grain)结构。这导致电化学粗糙化过程中的条纹效应(striation effect)减小。同时，铝合金中的Mg含量提高了电化学粗糙化方法中的粗糙率，尽管在0.3wt.％以上的Mg含量的情况下，加速的蚀刻攻击可能产生不均匀粗糙化的结构，而且粗糙化过程也存在问题。

[0022] 特别是与0.4-1.0wt.％的相对较高的Fe含量结合起来，0.008wt.％至0.3wt.％的Mn含量导致铝合金的热稳定性改善，使得由本发明铝合金生产的印刷板支持体在老化处理后的强度提高。与高Fe含量结合起来，同时添加锰导致在电化学粗糙化处理中的反应性提高，而且导致在通常于电化学粗糙化之前进行的酸洗处理中的反应性提高。总体上，例如，为了实现本发明的铝带的完全粗糙化，需要较低的电荷载体输入，因此电化学粗糙化的加工时间可以缩短，印刷板支持体的生产成本可以降低。

[0023] 本发明的0.05wt.％至0.5wt.％的Si含量还影响到电化学粗糙化的印刷板支持体的外观。如果Si含量太低，则在铝带中形成太多的不够小的凹陷。如果Si含量太高，则在粗糙化的铝带中的凹陷数目太少，并且分布不均匀。

[0024] 为了避免在粗糙化过程中的极其不均匀的结构，本发明的铝合金的Cu含量必须限制在最多0.04wt.％。该比例也适用于通常通过晶粒细化材料进入铝合金熔料的钛的比例。因此，必须将Ti含量限制在最多0.04wt.％。将铝合金的杂质限制在单种最多0.01wt.％并且总共最多0.05wt.％导致用于石版印刷板支持体的铝带的性质进一步稳定化，特别是在铝合金组合物的制造公差和其加工性能方面。本发明的铝带因此非常适合于生产石版印刷板支持体，因为除了非常好的粗糙化性能外，同时还提供了非常好的机械性能，特别是在进行老化处理后。

[0025] 根据本发明铝合金的第一种有利的构造，当合金组分Fe/Mn的比例为2-15，优选为3-8时，实现了获得均匀粗糙化表面所需的电荷载体输入的进一步减少。原因在于特定含Fe和含Mn的沉淀物的数量增加，除了机械和热性能以外，这还正面影响粗糙化铝合金时的反应性。

[0026] 如果本发明铝带的Mn含量(wt.％)为0.008％≤Mn≤0.2％，优选为0.008％≤Mn≤0.1％，则在老化处理后其热稳定性显著改善的同时，在电化学粗糙化后产生不均匀性的可能性同时进一步降低。

[0027] 同样地，当铝合金的Ti含量(wt.％)最多为0.01％时，也能够改善本发明的铝带的粗糙化性能。

[0028] 最后，现发现，当合金组分Fe/Si的比例至少为2时，对于老化处理后的强度值来说，铝带的热稳定性可以进一步改善。

[0029] 为了改善由本发明铝带生产的印刷板支持体的可处理性，根据下一个有利的实施方案，本发明的铝带在室温下在轧制方向的屈服点Rp0.2至少为180MPa且抗拉强度Rm至少为190MPa，和/或在轧制方向的横向上的屈服点Rp0.2至少为190MPa且抗拉强度Rm至少为200MPa。

[0030] 如果本发明的铝带在240℃热处理10分钟后在轧制方向的横向上的屈服点Rp0.2至少为140MPa且抗拉强度Rm至少为150MPa，则本发明的铝带特别适合用于在特别大的印刷过程中使用的石版印刷板支持体，因为预期在老化处理后丧失尽可能少的强度。 [0031] 根据另一种构造，当铝带在轧制方向的抗弯强度超过3000次轧制方向的弯曲，优选超过3200次弯曲时，本发明的铝带进一步改善。本发明的铝带特别是在轧制淬硬(mill-hard)状态下在轧制方向上达到所述弯曲次数，因此显著优于轧制淬硬状态的传统铝带。抗弯强度的测量是如下进行的：从铝带上取长度为100mm、宽度为20mm的样品，样品的纵轴对应于轧制方向。然后用机器使样品经受交替的、半径为30mm的弯曲，确定直到折断的弯曲次数。弯曲次数是由铝带制成的印刷板支持体在印刷过程中的稳定性的量度。在本申请的情况下，由12个样品以统计学方法确定弯曲次数。因此本发明的铝带能够制造具有特别长使用寿命的印刷板支持体。

[0032] 当铝带在240℃热处理10分钟后在轧制方向上的抗弯强度超过3300次轧制方向的弯曲、优选超过3400次弯曲时，由本发明铝带生产的印刷板支持体的使用寿命进一步延长。弯曲次数提高的原因一方面在于铝带在老化处理过程中的软化，另一方面在于本发明的铝带的热稳定性。

[0033] 最后，当铝带的表面具有每mm2超过250粒、优选每mm2超过350粒的细球雏晶粒时，通常为了生产印刷板支持体而进行的铝带的电化学粗糙化处理得到改善。具有所述晶粒密度的细晶粒结构导致粗糙化或涂覆状态的外观更均匀。这在总体上加速了粗糙化过程。例如，利用本发明的生产方法，利用在冷轧到最终厚度的过程中在中间退火后特别调节的轧制系数，可以获得所述晶粒结构。

[0034] 根据本发明第二方面的教导，利用用于生产印刷板支持体的本发明铝带实现了所述目的。关于铝带的本发明用途的优点，参见以上关于本发明铝带的论述。 [0035] 根据本发明第三方面的教导，利用一种生产铝带的方法实现了上述目的，该方法包括连续或分批铸造具有以下合金组分(wt.％)的铝合金的轧制用铸锭： [0036] 0.05％≤Mg≤0.3％，

[0037] 0.008％≤Mn≤0.3％，

[0038] 0.4％≤Fe≤1％，

[0039] 0.05％≤Si≤0.5％，

[0040] Cu≤0.04％，

[0041] Ti≤0.04％，

[0042] 不可避免的杂质单种最多为0.01％、总共最多为0.05％，其余为Al，任选地在热轧之前将轧制用铸锭预加热或者均匀化，将轧制用铸锭热轧形成热轧带，随后在进行或不进行中间退火的情况下将热轧带冷轧到最终厚度。在这种情况下，在铸造后，通常铣掉轧制用铸锭的铸皮，以在热成型和冷成型之前改善铝带的纯度和均一性，并且用细磨钢辊进行最终的轧制。优选地，在热轧前可以在380℃至600℃的温度下进行热预处理或均匀化。而且，热轧带的最终温度优选地为280-370℃。

[0043] 根据本发明方法的另外一种设置，当在冷轧过程中至少进行一次中间退火，并且在中间退火后相对于最终厚度的轧制系数为65％至85％ 时，实现了为加工铝带形成印刷板支持体而优化的状态以及它们的用途。这在软退火和轧制淬硬之间建立了优化的状态，使得铝带一方面具有足够的强度值，特别是在老化处理后。另一方面，可以提供细晶粒表面，使得在粗糙化后确保更均匀的外观。

[0044] 铝带的最终厚度优选地为0.15mm至0.5mm，特别是0.15mm至0.35mm。特别是在厚度较小的情况下，利用通过本发明方法生产的铝带，可以提供为生产印刷板支持体而优化的铝带，因为它具有改善的粗糙化性能以及改善的热稳定性和改善的强度值。 [0045] 为了生产用于石版印刷板支持体的铝带，在轧制后用碱性或酸性介质对最终轧制的铝带进行脱脂，并将脱脂后的铝带进行电化学粗糙化。铝带的粗糙化优选地在硝酸HNO3或盐酸HCl浴中进行。此外，电化学粗糙化也可以在混合酸溶液中进行。 [0046] 为了给随后的电化学粗糙化处理最好地准备最终轧制的铝带，彻底的脱脂是特别必要的。为此，优选地用脱脂介质将铝带脱脂，该脱脂介质含有至少1.5-3wt.％的以下组合物：5-40wt.％的多磷酸钠，3-10wt.％的葡萄糖酸钠，30-70％的碳酸钠，和3-8wt.％的非离子型表面活性剂和离子型表面活性剂的混合物。该脱脂介质一方面确保了可能存在的轧辊油残余物的实际完全清除，另一方面，该脱脂介质的轻微酸洗性质溶解了铝带的轧制氧化层。

[0047] 最后，根据本发明第四方面的教导，利用由本发明铝带生产的印刷板支持体实现了上述目的，所述铝带优选地利用本发明的方法生产。如上所述，本发明的印刷板支持体与传统印刷板支持体相比具有延长的使用寿命和改善的粗糙化性能。

[0048] 对于微调和设置本发明的铝合金、本发明的铝带和生产用于石版印刷板支持体的铝带的本发明方法存在许多可能性。对此，一方面参考权利要求1和11的从属权利要求，另一方面参考以下示例性实施方案的描述。

[0049] 表1显示了所研究的铝合金和它们的合金组分Fe、Mn和Mg的组成。铝合金V402和V404的组成对应于现有技术，因此用作对比合金。将由表1所述各种铝合金组成的轧制用铸锭在除去铸皮和预加热后热轧到4.0mm的厚度，然后冷轧到0.3mm的最终厚度，任选地在两次冷轧操作之间进行中间退火。分别在2.2mm处进行中间退火生产H18状态的铝带和不进行中间退火生产H19状态的铝带。

[0050] 表1

[0051]熔料 Fe Mn Mg Si
V402 0.36 0.008 0.22 0.10 现有技术
V403 0.48 0.008 0.22 0.10 本发明
V404 0.35 0.010 0.22 0.10 现有技术
V405 0.52 0.010 0.22 0.10 本发明
V407 0.4 0.050 0.21 0.10 本发明
V408 0.54 0.050 0.2 0.10 本发明
V409 0.43 0.095 0.22 0.10 本发明
V410 0.59 0.095 0.2 0.10 本发明

[0052] 进行中间退火生产的铝带和不进行中间退火生产的铝带都按照DIN EN 10002进行拉伸试验，拉伸试验在室温下以及在240℃老化处理10分钟后进行。一方面在表2中示出了进行中间退火的铝带的拉伸试验结果(试验号1-8)，另一方面在表3中示出了不进行中间退火的铝带的结果(试验号9-16)。对于进行中间退火生产的铝带，通过比较试验号1和3的对比铝带发现铝带的屈服点Rp0.2和抗拉强度随着铁和锰含量的提高而提高。但是在老化处理后的热稳定性，即屈服点Rp0.2，和抗拉强度Rm没有改变。与之相反，本发明的铝带与试验号9和11的对比合金带相比一方面显示出屈服点Rp0.2和抗拉强度Rm提高，另一方面在240℃老化处理10分钟后同样显示出屈服点Rp0.2和抗拉强度Rm值提高。 [0053] 在试验号13-16中，可以特别清楚地看到由于本发明的高Fe含量和提高的Mn含量的组合引起的热稳定性提高。尽管在Fe含量基本上相同的情况下，试验号13和14已经显示在加热老化处理后的屈服点Rp0.2比传统铝带提高，但是如试验15和16所示，随着Mn含量提高，屈服点Rp0.2 进一步升高。

[0054] 令人惊讶的是，在H19状态下，特别是对于高Fe和Mn值来说(参见试验号16)，在老化处理后热稳定性的提高特别显著。屈服点Rp0.2的值从140MPa以下提高到大约150MPa，抗拉强度的值从140MPa提高到大约160MPa。

[0055]

[0056]

[0057] 表4显示了本发明的铝合金与试验号17和19的以前使用的铝合金相比的粗糙化性能。进行和不进行中间退火生产的铝带的粗糙化试验结果定性地总结在该表中。粗糙化在HNO3浴中进行，特别是对可能发生的条纹化或不纯一性更灵敏地反应。来自试验号17和19的过去优选使用的熔料的粗糙化性能用作电荷载体输入水平的参照，被评价为令人满意的″o″。实现表面宽粗糙化的电荷载体输入减少被评价为″+″。因此″+″表示电荷载体输入的减少，″++″表示更大的减少，″+++″表示电荷载体输入的显著减少。此外还评价了粗糙化的均匀性。另外，试验号17和19的铝合金用作参照，被评价为令人满意的″o″。特别是在分别为2-15和3-8的Fe/Mn比的范围内，用于铝带均匀粗糙化的电荷载体输入值降低。在实验室条件下的测试中，使用本发明的铝合金可以使电荷载体输入减少到低于正常电荷载体输入达25％。同时，发现粗糙化的均匀性进一步改善，特别是在试验号22和24中。

[0058] 表4

[0059]编号 熔料 Fe Mn Mg 可粗糙性 粗糙化的均匀性
17 V402 0.36 0.008 0.22 o o
18 V403 0.48 0.008 0.22 o/+ o/+
19 V404 0.35 0.01 0.22 o o
20 V405 0.52 0.01 0.22 + o/+
21 V407 0.4 0.05 0.21 o/+ +
22 V408 0.54 0.05 0.2 ++ ++
23 V409 0.43 0.095 0.22 ++ o/+
24 V410 0.59 0.095 0.2 +++ +++

[0060] 结果，使用本发明的铝合金，粗糙化性能和粗糙化均匀性都可以显著提高。由于本发明的铝合金同时具有良好的或者甚至更好的机械性能，特别是在老化处理后，当生产印刷板支持体时，可以生产出不仅更经济而且改良的产品，即改良的印刷板支持体，而加工时间缩短。

[0061] 对本发明铝带的另外一个示例性实施方案进行了进一步的研究，与用于石版印刷板支持体的传统铝带进行比较。所使用的铝合金的合金组分报告在表5中。 [0062] 表5

[0063]熔料 Fe Mn Mg Si Cu Zn Ti B
V486 0.36 0.05 0.2 0.08 0.004 0.02 47ppm 8ppm 现有技术 V488 0.64 0.1 0.19 0.10 0.001 0.02 44ppm 8ppm 本发明

[0064] 同样用V486和V488熔料生产H18状态的铝带，因此在冷轧过程中进行中间退火。与以前的示例性实施方案不同，在中间退火后相对于最终厚度的轧制系数限制为65％-85％。

[0065] 作为老化处理温度的函数，测量轧制方向(1)和轧制方向的横向(t)上的屈服点Rp0.2和抗拉强度。结果报告在表6中。

[0066] 表6

[0067]