ES2407655T5 - Banda de aluminio para soportes para planchas de impresión litográfica y su producción - Google Patents
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Description
DESCRIPCIÓN
Banda de aluminio para soportes para planchas de impresión litográfica y su producción
Sector de la técnica
La invención se refiere a un procedimiento para la producción de bandas de aluminio para soportes para planchas de impresión litográfica, produciéndose la banda de aluminio a partir de un lingote para laminar, que tras una homogeneización opcional se lamina en caliente hasta un grosor de desde 2 mm hasta 7 mm y se lamina en frío hasta un grosor final de desde 0,15 mm hasta 0,5 mm. A la calidad de las bandas de aluminio para la producción de soportes para planchas de impresión litográfica se le exigen requisitos muy elevados. La banda de aluminio para la producción de soportes para planchas de impresión litográfica se somete habitualmente a una picadura electroquímica, que se pretende que tenga como consecuencia una picadura que cubra toda la superficie y un aspecto desprovisto de estructura sin efectos de rayado. La estructura picada es importante para la aplicación de una capa fotosensible, que a continuación se expone a la luz. La capa fotosensible se seca en horno a temperaturas de desde 220 °C hasta 300 °C y tiempos de recocido de desde 3 hasta 10 minutos, representando combinaciones típicas de tiempos de secado en horno por ejemplo 240 °C a 10 minutos, 260 °C a 6 minutos y 260 °C durante 4 minutos. El soporte para planchas de impresión debe perder tras el secado en horno la menor solidez posible, de modo que éste sea todavía fácilmente manipulable y pueda sujetarse fácilmente en un dispositivo de presión. Al mismo tiempo el soporte para planchas de impresión y por consiguiente también la banda de aluminio que debe producirse de manera correspondiente deben tener una resistencia a la flexión inversa lo más alta posible, de modo que prácticamente puedan descartarse roturas de las planchas debido a cargas mecánicas de la plancha de impresión. Hasta el momento estos requisitos han podido cumplirse bien con las bandas de aluminio convencionales. Pero para aumentar la productividad se utilizan cada vez más máquinas impresoras, que requieren que los soportes para planchas de impresión se sujeten de tal manera que se flexionen en perpendicular a la dirección de laminación y por tanto también se carguen mecánicamente en perpendicular a la dirección de laminación. Al mismo tiempo la manipulación de soportes para planchas de impresión litográfica grandes se vuelve más difícil con un tamaño creciente y valores de solidez que se mantienen igual.
Estado de la técnica
Por ejemplo, por la patente europea EP 1 065 071 B1 originaria del solicitante se conoce una banda para la producción de soportes para planchas de impresión litográfica, que se caracteriza por una buena capacidad de picadura combinada con una alta resistencia a la flexión inversa y una suficiente estabilidad térmica tras una operación de secado en horno. Sin embargo, debido al tamaño creciente de las máquinas impresoras y el aumento resultante de ello de los soportes para planchas de impresión necesario ha surgido la necesidad de mejorar adicionalmente las propiedades de la aleación de aluminio conocida y de los soportes para planchas de impresión litográfica producidos a partir de la misma. Un simple aumento de las resistencias a la tracción, que es posible por ejemplo mediante una variación de la aleación de aluminio, no condujo al éxito deseado, dado que a una elevada resistencia a la tracción la corrección de la curvatura longitudinal residual (coilset) de la banda de aluminio se volvía más difícil. Ésta se realiza habitualmente en estado laminado duro antes de la operación de secado en horno.
Objeto de la invención
Partiendo de esto, la presente invención se basa en el objetivo de poner a disposición un procedimiento para la producción de una banda de aluminio para soportes para planchas de impresión litográfica, cuya curvatura longitudinal residual pueda corregirse fácilmente en estado laminado duro, y a partir del cual puedan producirse también soportes para planchas de impresión de gran tamaño, que puedan manipularse fácilmente y solo muestren una ligera tendencia a roturas de plancha.
Según la presente invención el objetivo indicado anteriormente se soluciona según el procedimiento, porque la banda de aluminio está compuesta por una aleación de aluminio con los siguientes componentes de aleación en porcentaje en peso:
0,3 % < Fe < 0,4 %,
0,3 % < Mg < 0,4 %,
0,05 % < Si < 0,25 %,
Mn < 0,05 %,
Cu < 0,04 %,
el resto Al así como impurezas inevitables, individualmente como máximo el 0,05 %, en total como máximo el 0,15 %; la laminación en caliente tiene lugar a una temperatura de 250 °C a 550 °C, siendo la temperatura de las bandas calientes de 280 °C a 350 °C, durante la laminación en frío se realiza un recocido intermedio a un grosor de desde 1,5 mm hasta 0,5 mm, durante el recocido intermedio la temperatura del metal es de 200 °C a 450 °C y la banda de aluminio se mantiene durante al menos de uno a dos horas a dicha temperatura del metal, a continuación se lamina la banda de aluminio mediante laminación en frío hasta un grosor final de desde 0,15 mm hasta 0,5 mm y
para su procesamiento adicional se arrolla en estado laminado duro para dar un soporte para planchas de impresión litográfica.
La banda de aluminio producida según el procedimiento según la invención proporciona un aumento de la solidez moderado junto con una resistencia a la flexión inversa muy elevada y al mismo tiempo una estabilidad térmica muy buena. Las correcciones de la curvatura longitudinal residual son posibles sin dificultades debido al aumento de la solidez moderado. Pero al mismo tiempo también es sencilla la manipulación de la plancha de impresión también en estado secado en horno, por ejemplo al sujetarla en la máquina impresora, dado que con el procedimiento según la invención se obtiene una buena estabilidad térmica de la banda de aluminio. Si la banda de aluminio se utiliza para la producción de soportes para planchas de impresión litográfica muy grandes, preferiblemente la banda de aluminio se lamina en frío hasta un grosor final de desde 0,25 hasta 0,5 mm tras el recocido intermedio. La idoneidad especial de las bandas de aluminio producidas según el procedimiento según la invención para soportes para planchas de impresión litográfica de gran tamaño resulta de que por un lado debido al grado de nivelado reducido tras el recocido intermedio se pone a disposición un elevado alargamiento y por otro lado por la proporción de magnesio aumentada se pone a disposición una mayor solidez por compactación, que simplifica la manipulación.
Según una configuración de la presente invención las propiedades según la invención pueden alcanzarse con un procedimiento especialmente seguro, porque la aleación de aluminio presenta adicionalmente un contenido en titanio (Ti) de como máximo el 0,05 % en peso, preferiblemente como máximo el 0,015 % en peso, un contenido en cinc (Zn) de como máximo el 0,05 % en peso y un contenido en cromo (Cr) inferior a 100 ppm, preferiblemente un contenido en Cr de como máximo 50 ppm. El titanio se utiliza habitualmente para el afino de grano durante la colada. Sin embargo, un contenido en Ti aumentado conduce a problemas de colada. El cinc influye en la capacidad de picadura, de modo que su contenido debería ascender como máximo al 0,05 % en peso. Los problemas típicos surgen en caso de un contenido en Zn aumentado debido a faltas de homogeneidad durante la picadura de los soportes para planchas de impresión litográfica. El cromo inhibe la cristalización y por tanto solo debería estar contenido en proporciones muy reducidas inferiores a 100 ppm, preferiblemente de como máximo 50 ppm en la aleación de aluminio.
La aleación de aluminio para usar en el procedimiento según la presente invención presenta un contenido en Mg de desde el 0,3 al 0,4 % en peso. De este modo puede ponerse a disposición una solidez máxima con una resistencia a la flexión inversa elevada. Mayores contenidos en Mg posibilitan una reducción adicional de los grados de nivelado tras el recocido intermedio manteniendo o aumentando al mismo tiempo los valores de resistencia a la tracción, en particular también en perpendicular a la dirección de laminación.
Mediante el ajuste de las temperaturas de laminación en caliente en el intervalo de desde 250 °C hasta 550 °C, ascendiendo la temperatura final de la banda laminada en caliente a de 280 °C a 350 °C, se consigue una recristalización continua de la superficie durante la laminación en caliente, lo que garantiza por ejemplo una buena capacidad de picadura de la superficie de pared durante la producción de los soportes para planchas de impresión litográfica.
Según la invención, durante el recocido intermedio la temperatura del metal de la banda de aluminio asciende a de 200 °C a 450 °C. La banda de aluminio se mantiene entonces durante al menos de una a dos horas a la temperatura del metal. Esto tiene lugar habitualmente en hornos discontinuos. Mediante el recocido intermedio en dicho intervalo de temperaturas puede tener lugar el procesamiento adicional de la banda de aluminio o bien en estado recuperado o recristalizado o bien en una combinación de ambos. La recristalización comienza aproximadamente a partir de temperaturas de desde 300 hasta 350 °C, dependiendo ésta de los parámetros de fabricación, en particular las compactaciones introducidas. Por el contrario, mediante un recocido de recuperación a temperaturas reducidas puede conseguirse únicamente una degradación de las compactaciones, de modo que tras el recocido de recuperación son posibles grados de nivelado muy reducidos. Sin embargo, en función de los respectivos grados de nivelado tras el recocido intermedio y de la composición de la aleación puede ser también necesario llevar a cabo un recocido de recristalización como recocido intermedio.
Una banda de aluminio producida según el procedimiento según la invención está compuesta por una aleación de aluminio con los siguientes componentes de aleación en % en peso:
0,3 % < Fe < 0,4 %,
0,3 % < Mg < 0,4 %,
0,05 % < Si < 0,25 %,
Mn < 0,05 %,
Cu < 0,04 %,
el resto Al así como impurezas inevitables, individualmente como máximo el 0,05 %, en total como máximo el 0,15 %; presentando además la banda de aluminio una resistencia a la tracción de hasta 200 MPa en estado laminado duro a lo largo de la dirección de laminación y tras una operación de secado en horno con una temperatura de 240 °C y una duración de 10 minutos de al menos 145 MPa así como una resistencia a la flexión inversa en perpendicular a la dirección de laminación de al menos 1850 ciclos en el ensayo de flexión inversa.
En el ensayo de flexión inversa se recorta una tira de la banda de aluminio y se flexiona en un sentido y otro entre dos segmentos cilindricos con un radio de 30 mm. A diferencia de las bandas de aluminio producidas hasta la fecha para soportes para planchas de impresión litográfica, las bandas de aluminio según la invención alcanzan tras una operación de secado en horno ciclos de flexión inversa de más de 1850 también en perpendicular a la dirección de laminación, lo que significa un aumento con respecto a las aleaciones convencionales usadas hasta la fecha de más del 70 %. Debido al aumento moderado de la resistencia a la tracción hasta valores de hasta 200 MPa en estado laminado duro medidos a lo largo de la dirección de laminación, la curvatura longitudinal residual de la banda de aluminio según la invención puede seguir corrigiéndose de manera sencilla. Debido a la buena estabilidad térmica, que se muestra por una resistencia a la tracción de al menos 145 MPa tras una operación de secado en horno a lo largo de o en perpendicular a la dirección de laminación, la manipulación de los soportes para planchas de impresión litográfica producidos a partir de la banda de aluminio es buena también tras una operación de secado en horno. Incluso en el caso de soportes para planchas de impresión litográfica muy grandes, mediante la solidez aumentada tras el secado en horno puede facilitase la manipulación de las planchas de impresión. Además, el elevado número de posibles ciclos de flexión inversa superior a 1850 tanto en estado laminado duro como en estado secado en horno de la banda de aluminio según la invención, muestra que la tendencia a las roturas de plancha debido a cargas mecánicas en el caso de soportes para planchas de impresión litográficas sujetos en perpendicular o a lo largo de la dirección de laminación está poco marcada.
La banda de aluminio producida según el procedimiento según la invención con un contenido en Mg de desde el 0,3 % en peso al 0,4 % en peso posibilita además en el caso de valores de resistencia a la tracción suficientemente elevados, valores de alargamiento especialmente elevados en estado laminado duro, dado que ya con grados de nivelado reducidos tras el recocido intermedio pueden alcanzarse los valores de solidez necesarios.
Las propiedades de la banda de aluminio completamente producida se consiguen con un procedimiento seguro porque la aleación de aluminio presenta un contenido en Ti de como máximo el 0,05 % en peso, preferiblemente como máximo el 0,015 % en peso, un contenido en Zn de como máximo el 0,05 % en peso y un contenido en Cr inferior a 100 ppm, preferiblemente de como máximo 10 ppm.
A partir de bandas de aluminio producidas según la invención con un grosor de desde 0,25 hasta 0,5 mm pueden producirse soportes para planchas de impresión de gran tamaño especialmente buenos y procesarse y manipularse de manera sencilla.
Existe por tanto un gran número de posibilidades para perfeccionar y configurar el procedimiento según la invención para la producción de bandas de aluminio para soportes para planchas de impresión litográfica. Para ello se remite por un lado a las reivindicaciones dependientes de la reivindicación 1 así como a la descripción de ejemplos de realización en relación con el dibujo.
Descripción de las figuras
En el dibujo, la única figura muestra una representación esquemática del ensayo de flexión inversa para comprobar la resistencia a la flexión inversa.
Descripción detallada de la invención
A continuación se expone una comparación entre una banda de aluminio convencional para la producción de soportes para planchas de impresión litográfica así como una banda de aluminio producida según la invención y dos bandas de aluminio comparativas, que también son adecuadas para la producción de soportes para planchas de impresión litográfica. Los componentes de la aleación de las diferentes bandas de aluminio sometidas a ensayo se exponen en la tabla 1.
Tab. 1
La tabla 1 muestra solo los componentes de aleación esenciales de las bandas de aluminio estudiadas. Además, las diferentes aleaciones de ensayo presentaban un contenido en Ti inferior al 0,015 % en peso, un contenido en Zn inferior al 0,05 % en peso así como un contenido en Cr inferior a 100 ppm. Los lingotes para laminar colados a partir de las diferentes aleaciones de aluminio se sometieron antes de la laminación a una homogeneización, recociéndose los lingotes para laminar a una temperatura de aproximadamente 580 °C durante más de cuatro horas. A continuación tuvo lugar la laminación en caliente a temperaturas de desde 250 °C hasta 550 °C, ascendiendo la temperatura final de la banda laminada en caliente a entre 280 °C y 350 °C. La banda laminada en caliente de
aluminio a partir de la aleación Vref se sometió durante la laminación en frío a un grosor de desde 2 hasta 2,4 mm a un recocido intermedio, exponiéndose la banda laminada en frío a una temperatura de desde 300 hasta 450 °C durante de una a dos horas. A las mismas temperaturas de recocido intermedio el grosor de recocido intermedio para las otras bandas de aluminio ascendía a solo de 0,9 a 1,2 mm, tal como puede verse también en la tabla 2. Dado que las bandas sometidas a recocido intermedio se laminaron en frío adicionalmente hasta el grosor final, sin que tuviera lugar un recocido final, éstas se arrollaron en el estado laminado duro.
Las bandas de aluminio producidas de manera correspondiente para soportes para planchas de impresión litográfica o bandas litográficas se sometieron a ensayos adicionales. Las cuatro bandas de aluminio se caracterizan por un comportamiento de picadura muy bueno. Además se estudió la resistencia a la tracción en estado laminado duro. Para comprobar la manipulación práctica de las planchas de impresión, en particular en planchas de impresión litográficas de gran tamaño, se midieron las resistencias a la tracción también tras una operación de secado en horno de 240 °C durante 10 minutos. Adicionalmente se realizó un ensayo de flexión inversa, en el que se usó la disposición de ensayo representada esquemáticamente en la figura 1.
La figura 1a) muestra en una vista en corte esquemática la construcción del dispositivo 1 de ensayo de flexión inversa usado, que se utilizó para estudiar la resistencia a la flexión inversa de las bandas de aluminio según la invención. Las muestras 2 de las bandas de aluminio producidas para soportes para planchas de impresión litográfica se sujetan en el dispositivo 1 de ensayo de flexión sobre un segmento 3 así como en un segmento 4 fijo. El segmento se mueve en el ensayo de flexión inversa sobre el segmento 4 fijo mediante un movimiento de desenrollamiento en un sentido y otro, de modo que la muestra 2 se expone a flexiones en perpendicular a la extensión de la muestra 2. La figura 1b) muestra esquemáticamente los diferentes estados de flexión. Las muestras 2 se cortaron o bien a lo largo o bien en perpendicular a la dirección de laminación a partir de las bandas de aluminio producidas para soportes para planchas de impresión litográfica. El radio de los segmentos 3, 4 ascendía a 30 mm.
Las resistencias a la tracción se midieron según la norma DIN. Los resultados de las mediciones de resistencia a la tracción en estado laminado duro o tras una operación de secado en horno así como los resultados del ensayo de flexión inversa se exponen en las tablas 3a y 3b.
Tab. 3a
Tab. 3b
Se demostró que si bien la banda de aluminio convencional presentaba una resistencia a la flexión inversa a lo largo de la dirección de laminación así como una resistencia a la tracción suficiente para la corrección de la curvatura longitudinal residual antes de la operación de secado en horno y para la manipulación del soporte para planchas de impresión litográfica tras la operación de secado en horno, sin embargo en perpendicular a la dirección de laminación la banda de aluminio producida de manera convencional (Vref) alcanzaba únicamente 1500 ciclos de flexión. Por el contrario, la banda de aluminio según la invención V582 muestra muy buenas resistencias a la tracción con respecto a la corrección de la curvatura longitudinal residual y la manipulación de la plancha de impresión tras una operación de secado en horno así como una resistencia a la flexión inversa muy elevada. Se alcanzó un número hasta un 78 % mayor de ciclos de flexión, aleación V582. En comparación con esto, si bien la
banda de aluminio comparativa V580 mostró también buenos valores con respecto a la resistencia a la flexión inversa, sin embargo las resistencias a la tracción muy elevadas de 218 o 228 MPa a lo largo de o en perpendicular a, respectivamente, la dirección de laminación dificultan la corrección de la curvatura longitudinal residual antes del secado en horno de la capa fotosensible de los soportes para planchas de impresión litográfica.
En estado laminado duro, que se usa para planchas de impresión negativas, se mostró en particular a lo largo de la dirección de laminación una clara mejora de la resistencia a la flexión inversa. En perpendicular a la dirección de laminación también aumentaron los valores.
Se ha demostrado que la elección de una aleación de aluminio adaptada especialmente a las necesidades de soporte para planchas de impresión litográfica grandes en combinación con parámetros de procedimiento seleccionados posibilita la producción de soportes para planchas de impresión litográfica claramente mejorados, que también pueden manipularse de manera sencilla durante el uso de tamaños grandes, es decir cuando éstos se sujetan en perpendicular a la dirección de laminación, y aun así son resistentes frente a las roturas de plancha.
Claims (2)
1. Procedimiento para la producción de bandas de aluminio para soportes para planchas de impresión litográfica, produciéndose la banda de aluminio a partir de un lingote para laminar, que tras una homogeneización opcional se lamina en caliente hasta un grosor de desde 2 hasta 7 mm y mediante laminación en frío de la banda laminada en caliente se lamina en frío la banda de aluminio hasta un grosor final de desde 0,15 hasta 0,5 mm, caracterizado por que la banda de aluminio está compuesta por una aleación de aluminio con los siguientes componentes de aleación en porcentaje en peso:
0,3 % < Fe < 0,4 %,
0,3 % < Mg < 0,4 %,
0,05 % < Si < 0,25 %,
Mn < 0,05 %,
Cu < 0,04 %,
el resto Al así como impurezas inevitables, individualmente como máximo el 0,05 %, en total como máximo el 0,15 %; la laminación en caliente tiene lugar a una temperatura de 250 °C a 550 °C, siendo la temperatura de las bandas calientes de 280 °C a 350 °C, durante la laminación en frío se realiza un recocido intermedio a un grosor de desde 1,5 mm hasta 0,5 mm, durante el recocido intermedio la temperatura del metal es de 200 °C a 450 °C y la banda de aluminio se mantiene durante al menos de uno a dos horas a dicha temperatura del metal, a continuación la banda de aluminio se lamina mediante laminación en frío hasta un grosor final de desde 0,15 mm hasta 0,5 mm y para su procesamiento adicional se arrolla en estado laminado duro para dar un soporte para planchas de impresión litográfica.
2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por que la aleación de aluminio presenta un contenido en Ti de como máximo el 0,05 % en peso, un contenido en Zn de como máximo el 0,05 % en peso y un contenido en Cr inferior a 100 ppm.
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