[0001] Die Erfindung betrifft ein Band zur Herstellung eines Trägers für lithografische
Druckplatten bestehend aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, wobei das Band
aufgrund von Warm- und/oder Kaltwalzstichen zumindest teilweise eine mikrokristalline
Oberflächenschicht aufweist. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zur
Charakterisierung einer Oberfläche eines Bandes zur Herstellung von lithografischen
Druckplattenträgern.
[0002] Bänder zur Herstellung von Trägern für lithografische Druckplatten werden nach dem
Gießen einer entsprechenden Aluminiumlegierung durch Walzen hergestellt. Üblicherweise
wird das Band durch Warmwalzen eines Walzbarrens mit anschließendem Kaltwalzen hergestellt.
Nach der Herstellung des Bandes wird dieses entfettet und auf ein Coil aufgehaspelt.
Das Coil wird beim Hersteller des Trägers für lithografische Druckplatten einer Vorbehandlung
unterzogen und anschließend elektrochemisch aufgeraut. Bisher wurde die durch das
Walzen eingebrachte mikrokristalline Oberflächenschicht des Aluminiumbandes durch
die Vorbehandlung zu einem großen Teil entfernt, so dass die mikrokristalline Oberflächenschicht
im Hinblick auf das anschließende elektrochemische Aufrauen keine Rolle mehr spielte.
Mit zunehmenden Produktionsgeschwindigkeiten und daher abnehmender Beiztiefe in den
vorgelagerten Reinigungsschritten sowie während des elektrochemischen Aufrauens kommt
es aufgrund der nunmehr relevant werdenden mikrokristallinen Oberflächenschicht der
Aluminiumbänder zu häufigeren Produktionsfehlern aufgrund von schlechten Aufrauergebnissen.
[0003] Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Band
zur Herstellung lithografischer Druckplattenträger zur Verfügung zu stellen, welches
eine verbesserte mikrokristalline Oberflächenschicht aufweist, so dass höhere Produktionsgeschwindigkeiten
bei der Herstellung von lithografischen Druckplattenträgern ermöglicht werden. Darüber
hinaus liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Charakterisierung
der Oberflächengüte der mikrokristallinen Oberflächenschicht von Bändern aus Aluminium
oder einer Aluminiumlegierung vorzuschlagen.
[0004] Gemäß einer ersten Lehre der vorliegenden Erfindung wird die zuvor hergeleitete Aufgabe
dadurch gelöst, dass bei einer flächigen Mikrosondenanalyse nach dem Mapping-Verfahren
eines Oberflächenbereichs der mikrokristallinen Oberfläche des Bandes der Flächenanteil
mit einem Intensitätsverhältnis I/I
bulk(avg) von größer als 3 im Spektralbereich der K
α1-Linie des Röntgenemissionsspektrums von Sauerstoff der gemessenen mikrokristallinen
Oberflächenschicht weniger als 10 %, vorzugsweise weniger als 7 % beträgt, wobei bei
der flächigen Mikrosondenanalyse eine Anregungsspannung von 15 kV, ein Strahlstrom
von 50 nA und ein Strahlquerschnitt von 1 µm, bei einer Schrittweite von 16,75 µm
für den Elektronenstrahl verwendet wird.
[0005] Es hat sich überraschenderweise gezeigt, dass ein Band zur Herstellung eines Trägers
für lithografische Druckplatten mit einer bestimmten Häufigkeit und Größe von Oxidpartikel
in der mikrokristallinen Oberflächenschicht sehr gute Aufraueigenschaften im nachgelagerten
Herstellprozess für lithografische Druckplattenträger erreicht und die Produktionsgeschwindigkeiten
insgesamt erhöht werden können. Die üblicherweise das elektrochemische Aufrauen störenden
Oxidpartikel sind in einer so geringen Anzahl und Größe in der mikrokristallinen Oberflächenschicht
des erfindungsgemäßen Bandes vorhanden, so dass die mikrokristalline Oberflächenschicht
sehr gut aufgeraut werden kann und damit auch bei geringem Materialabtrag beim elektrochemischen
Aufrauen aufgrund hoher Produktionsgeschwindigkeiten sehr gute Aufrauergebnisse bei
der Herstellung von Druckplattenträgern erzielt werden können. Bei der flächigen Mikrosondenanalyse
wird ein Oberflächenabschnitt des Bandes über einen Elektronenstrahl mit einer Anregungsspannung
von 15 kV, einem Strahlstrom von 50 nA und einem Strahlquerschnitt von 1 µm mit einer
Schrittweite von 16,75 µm untersucht. Die auf die Oberfläche des Bandes auftreffenden
Elektronen erzeugen Röntgenbremsstrahlungen und charakteristische Röntgenemissionsspektren,
deren Wellenlänge das in der Probe vorhandene Element identifizieren und dessen Intensität
Auskunft über die Konzentration oder Häufigkeit des entsprechenden Elements im Messbereich
des auf die zu vermessende Oberfläche auftreffenden Elektronenstrahlquerschnitts gibt.
Die höchsten Intensitäten weisen die K
α1-Linien der Röntgenemissionsspektren auf. Aufgrund der Anregungsspannung von 15 kV
ist die Eindringtiefe der Elektronen auf 1 bis 2 µm begrenzt, so dass nur oberflächennahe
Schichten des Bandes zur Emission der charakteristischen Röntgenemissionsspektren
angeregt werden. Insbesondere deckt sich die Eindringtiefe der Elektronen mit den
aus der Literatur bekannten Werten für die Dicke der mikrokristallinen Oberflächenschicht,
die beim Warmwalzen des Walzbarrens entsteht und nach dem Kaltwalzen bei Endbanddicken
von 0,15 bis 0,5 mm typischerweise 1 - 2 µm beträgt (siehe hierzu:
Lindseth I., "Optical total reflectance, near surface microstructure, and topography
of rolled Aluminium materials", PhD thesis, NTNO, Trontheim, Norway, 1999). Die K
α1-Linie des Röntgenemissionsspektrums von Sauerstoff gibt nun den Gehalt an Sauerstoff
von oxidischen Verbindungen in der mikrokristallinen Oberflächenschicht am entsprechenden
Messpunkt an. Durch die Bildung des Verhältnisses aus dem gemessenen Mikrosondensignal
einer mikrokristallinen Oberflächenschicht und dem gemittelten Oberflächensignal einer
auf das Bulk-Material abgebeizten Oberflächenschicht eines Bandes werden die im Wesentlichen
gleichen Beiträge des relativ dünnen Aluminiumoxidfilms auf den gemessenen Aluminiumoberflächen,
welche ebenfalls zur Intensität des charakteristischen Sauerstoffspektrums beitragen,
herausgemittelt, so dass das Verhältnis I/I
bulk(avg) im Wesentlichen ein Maß für den Anteil der Sauerstoffatome durch eingewalzte Oxidpartikel
im Bereich des auftreffenden Elektronenstrahls der mikrokristallinen Oberflächenschicht
des Bandes ist. Die Intensität des Mikrosondensignals kann damit als Maß für die Größe
der Oxidpartikel verwendet werden. Aufgrund der Eindringtiefe der Elektronen von etwa
1 bis 2 µm werden insbesondere auch durch das Walzen unter die Oberfläche eingewalzte
Oxidpartikel detektiert, welche als problematisch in Bezug auf das elektrochemische
Aufrauen identifiziert worden sind. Durch die Begrenzung der Flächenanteile mit I/I
bulk(avg) > 3 auf unter 10%, vorzugsweise unter 7% weist das erfindungsgemäße Band zur Herstellung
von lithografischen Druckplattenträgern daher eine Verteilung von relativ kleinen
Oxidpartikeln auf, so dass das erfindungsgemäße Band sehr gute Aufraueigenschaften
aufweist.
[0006] Vorzugsweise beträgt die Dicke des Bandes 0,15 bis 0,5 mm und die Dicke der mikrokristallinen
Oberflächenschicht des Bandes etwa 0,5 bis 2,5 µm.
[0007] Eine weitere Erhöhung der Prozessgeschwindigkeiten bei der elektrochemischen Aufrauung
des Bandes für lithografische Druckplattenträger kann durch das erfindungsgemäße Band
dadurch gewährleistet werden, dass bei der flächigen Mikrosondenanalyse nach dem Mapping-Verfahren
eines Oberflächenabschnittes des Bandes der Flächenanteil mit einem Intensitätsverhältnis
I/I
bulk(avg) von größer als 4 im Spektralbereich der K
α1-Linie des Röntgenemissionsspektrums von Sauerstoff der gemessenen mikrokristallinen
Oberflächenschicht weniger als 3 %, vorzugsweise weniger als 2 % beträgt. Die mikrokristalline
Oberflächenschicht des erfindungsgemäßen Bandes weist in diesem Fall eine noch geringere
Anzahl an größeren Oxidpartikeln auf, welche das elektrochemische Aufrauen bzw. die
vorgelagerten Vorbehandlungen stören können.
[0008] Vorzugsweise besteht das Band aus einer Aluminiumlegierung vom Typ AA1050, AA1100
oder AA3103. Diese Aluminiumlegierungen haben im Hinblick auf ihre Eignung für die
Herstellung von lithografischen Druckplattenträgern bereits große Anwendung gefunden.
[0009] Eine im Hinblick auf die Festigkeit und Aufraubarkeit weiterverbessertes Band zur
Herstellung von lithografischen Druckplattenträgern kann dadurch zur Verfügung gestellt
werden, dass das Aluminiumband aus einer Aluminiumlegierung mit folgenden Anteilen
an Legierungsbestandteilen in Gewichtsprozent besteht:
0,05 % ≤ |
Si |
≤ 0,1 %, |
0,4 % ≤ |
Fe |
≤ 1 %, |
|
Cu |
≤ 0,04 %, |
|
Mn |
≤ 0,3 %, |
0,05 % ≤ |
Mg |
≤ 0,3 %, |
|
Ti |
≤ 0,04 %, |
[0010] Rest Al mit unvermeidlichen Verunreinigungen einzeln maximal 0,005 % in Summe maximal
0,15 %.
[0011] Gemäß einer zweiten Lehre der vorliegenden Erfindung wird die oben aufgezeigte Aufgabe
durch ein Verfahren zur Charakterisierung einer Oberfläche eines Bandes, insbesondere
eines Bandes zur Herstellung von lithografischen Druckplattenträgern dadurch gelöst,
dass eine flächige Mikrosondenanalyse der mikrokristallinen Oberflächenschicht nach
dem Mapping-Verfahren durchgeführt wird und die Qualität der Oberfläche des Bandes
anhand der gemessenen Intensitätsverteilung im Spektralbereich der K
α1-Linie des Röntgenemissionsspektrums von Sauerstoff bewertet wird. Wie bereits ausgeführt,
bietet die flächige Mikrosondenanalyse die Möglichkeit, die mikrokristalline Oberflächenschicht
auf deren Zusammensetzung hin zu untersuchen und insbesondere durch die flächige Auswertung
der Intensitätsverteilung der K
α1-Linie des Röntgenemissionsspektrums von Sauerstoff die Verteilung von Oxidpartikel
in der mikrokristallinen Oberflächenschicht zu bestimmen. Zwar ist eine flächige Mikrosondenanalyse
nach dem Mapping-Verfahren von Oberflächen bereits bekannt. Eine Qualitätsbewertung
der Oberfläche eines Bandes aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung anhand der
Intensitätsverteilung im Spektralbereich der K
α1-Linie des Röntgenemissionsspektrums von Sauerstoff im Hinblick auf die Eignung zur
Herstellung lithografischer Druckplattenträger wurde allerdings bisher nicht durchgeführt.
Wie oben bereits ausgeführt, kann über das erfindungsgemäße Charakterisierungsverfahren
die Eignung des Bandes insbesondere in nachgelagerten elektrochemischen Aufrauverfahren
sicher überprüft werden.
[0012] Der Einfluss des Aluminiumoxidfilms auf der mikrokristallinen Oberflächenschicht
kann gemäß einer ersten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens dadurch in
dem Messergebnis reduziert werden, dass aus der gemessenen Intensitätsverteilung der
Oberflächenschicht ein Flächenanteil mit einem bestimmten Wert für das Intensitätsverhältnis
I/I
bulk(avg) ermittelt wird. Zusätzlich wird durch das Intensitätsverhältnis I/I
bulk(avg) ein Maß für die Größe der Oxidpartikel in der mikrokristallinen Oberflächenschicht
und über die Flächenanteile mit einem bestimmten Wert für das Intensitätsverhältnis
I/I
bulk(avg) ein Maß für die Häufigkeit der Oxidpartikel zur Verfügung gestellt. Aus dem genannten
Intensitätsverhältnis ergibt sich damit ein kombiniertes Maß für die Größe und die
Flächenbelegung der mikrokristallinen Oberflächenschicht mit Oxidpartikeln einer bestimmten
Größe. Es hat sich herausgestellt, dass insbesondere die Kombination aus Größe und
Anzahl der Oxidpartikel in der mikrokristallinen Oberflächenschicht den nachfolgenden
elektrochemischen Aufrauprozess negativ beeinflussen kann, sofern vorgelagerte Beizschritte
die mikrokristalline Oberflächenschicht nicht vollständig beseitigen bzw. eine aus
Bulk-Material bestehende Oberfläche aufgeraut wird.
[0013] Wird eine Anregungsspannung von 5 bis 20 kV, vorzugsweise 15 kV, ein Strahlstrom
von 10 bis 100 nA, vorzugsweise 50 nA und ein Strahlquerschnitt von 0,2 bis 1,5 µm,
vorzugsweise 1 µm für den Elektronenstrahl verwendet, kann nicht nur die Eindringtiefe
der Elektronen beschränkt werden, sondern über den Strahlstrom und den Strahlquerschnitt
Anregungsdichten und Röntgenemissionsintensitäten erzielt werden, welche Messfehler
bei der Bestimmung der Flächenanteile reduzieren.
[0014] Hierzu trägt auch eine Messdauer pro Messpunkt von 0,3 bis 1 s, vorzugsweise von
0,6 s bei. Darüber hinaus gewährleistet die Messzeit pro Messpunkt, dass ein ausreichend
großer Bandoberflächenabschnitt in adäquater Zeit vermessen werden kann.
[0015] Schließlich wird vorzugsweise ein linear fokussierendes Spektrometer mit einem Kristall
mit einem Netzebenenabstand 2d von 6 nm, vorzugsweise ein LDE1H-Kristall verwendet.
Üblicherweise ist der Kristall bei linear fokussierenden Spektrometern auf einem Rowlandkreis
mit geringem Durchmesser, beispielsweise 100 mm, angeordnet. Das Spektrometer ermöglicht
einerseits durch die lineare Fokussierung, dass das Röntgenemissionsspektrum, welches
vom Probenfleck emittiert wird, mit ausreichender Intensität in den Detektor, vorzugsweise
ein als Zählrohr ausgebildeter Detektor für Röntgenstrahlung, gebündelt wird. Der
Kristall mit einem Netzebenenabstand 2d von 6 nm gewährleistet, dass über eine Bragg-Reflektion
die K
α1-Linie des Röntgenemissionsspektrums von Sauerstoff mit hoher Intensität wellenlängenselektiv
in Richtung des optischen Detektors gebeugt wird. Durch diese Anordnung wird insbesondere
ermöglicht, dass auch sehr geringe Mengen an Oxidpartikeln messbare K
α1-Linien des Röntgenemissionsspektrums von Sauerstoff liefern.
[0016] Es gibt nun eine Vielzahl von Möglichkeiten das erfindungsgemäße Band zur Herstellung
von lithografischen Druckplattenträgern sowie das erfindungsgemäße Verfahren zur Charakterisierung
eines Bandes aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung weiterzubilden und auszugestalten.
Hierzu wird einerseits verwiesen auf die den Patentansprüchen 1 und 5 nachgeordneten
Patentansprüche, andererseits auf die nachfolgende Beschreibung von Ausführungsbeispielen
in Verbindung mit der Zeichnung. Die Zeichnung zeigt in
- Fig. 1
- in einer schematischen Darstellung das linear fokussierende Spektrometer des gemäß
einem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Charakterisierungsverfahrens und
- Fig. 2
- ein Messergebnis eines Oberflächenabschnitts eines Bandes.
[0017] Fig. 1 zeigt den typischen Aufbau des Spektrometers einer Mikrosondenanalyse, vorliegend
wurde eine Mikrosonde vom Typ JEOL JXA 8200 verwendet, bei welcher ein Elektronenstrahl
1 auf eine Probe 2 abgelenkt wird. Die Elektronen werden mit einer Anregungsspannung
von 15 kV, einem Strahlstrom von 50 nA und einem Strahlquerschnitt von 1 µm auf die
Probe 2 gelenkt. In der Probe 2 wird dann das charakteristische Röntgenemissionsspektrum
3 erzeugt, welches durch Elektronenübergänge auf den inneren Schalen der angeregten
Atome erzeugt wird. Die Wellenlänge des emittierten Spektrums ist daher charakteristisch
für jedes Atom. Das in Fig. 1 dargestellte linear fokussierenden Spektrometer weist
zur Wellenlängenanalyse einen gebogenen Kristall 4 auf, welcher die von der Probe
2 emittierte Röntgenstrahlung wellenlängenselektiv in den Spalt eines Detektors 5
gebündelt reflektiert. Der Abnahmewinkel der charakteristischen Röntgenstrahlung α
beträgt 40°. Die Position des Kristalls 4 auf dem Rowlandkreis 6, welcher hier einen
Durchmesser von 100 mm aufweist, wird so eingestellt, dass nur die K
α1-Linie des charakteristischen Röntgenspektrums von Sauerstoff in den Detektor durch
Bragg-Reflektion gebeugt wird. Nachdem im Detektor über eine Messzeit von 0,6 s die
Anzahl der Röntgenimpulse gezählt wurde, wird die Probe um die Schrittweite 16,75
µm weiter transportiert und ein nächster Messpunkt vermessen.
[0018] Das Spektrometer weist einen speziell zur Messung der K
α1-Linie des Röntgenemissionsspektrums von Sauerstoff angepassten und auf maximale Intensität
des Sauerstoffspektrums ausgerichteten Kristall, einen Kristall vom Typ LDE1H, auf,
welcher einen Netzebenenabstand 2d von 6 nm aufweist. Die Eindringtiefe der Elektronen
in die Probe 2 beträgt bei einer Anregungsspannung von 15 kV etwa 1 bis 2 µm. Vermessen
wurde auf jeder Probe eine quadratische Fläche mit einer Kantenlänge von 5,025 mm,
wobei eine Schrittweite von 16,75 µm gewählt wurde, so dass insgesamt 900 Messpunkte
in der quadratischen Oberfläche vermessen wurden. Fig. 2 zeigt das Messergebnisse
der flächigen Mikrosondenanalyse nach dem Mapping-Verfahren an einer Probe, wobei
jedem Messpunkt einerseits eine quadratische Fläche mit einer Kantenlänge von 16,
75 µm und andererseits das gemessene Intensitätsverhältnis I/I
bulk(avg) zugeordnet wird. Zu erkennen ist in Fig. 2 die in Farbwerte umgesetzten gemessenen
Intensitätswerte der vermessenen Probenfläche, welche die bei den untersuchten, gewalzten
Bandoberflächen typische mikroskopische Streifigkeit in Walzrichtung zeigen. Diese
Streifigkeit wird auf ein Verteilen von eingewalzten Oberflächenpartikeln in Walzrichtung
beim Walzen zurückgeführt. Entsprechende Mappings wurden dann bezüglich deren Flächenbelegung
mit bestimmten Intensitätsverhältnissen I/I
bulk(avg) ausgewertet.
[0019] Es wurden insgesamt acht Bandproben untersucht, wobei die Bandproben jeweils aus
einer Aluminiumlegierung vom Typ AA1050 bestanden. Der Versuchsaufbau zur Bestimmung
der Größe und Häufigkeit der Oxidpartikel in der mikrokristallinen Oberflächenschicht
wurde wie oben beschrieben gewählt. Um den Einfluss der mikrokristallinen Oberflächenschicht
in dem gemessenen Intensitätssignal zu bestimmen, wurde zusätzlich an einer neunten
Probe, welche aus einer identischen Legierung bestand, die mikrokristalline Oberflächenschicht
durch Abtragen von größer 2 µm in einem Beizschritt entfernt, die Probe zur Bildung
einer typischen Aluminiumoxidschicht etwa 1 Woche gelagert, ebenfalls eine flächige
Mikrosondenanalyse durchgeführt und ein mittleres Intensitätssignal für das Bulk-Material
I
bulk(avg) ermittelt. Als gemitteltes Intensitätssignal wurden 125 Impulse in 0,6 s bei den
oben genannten Anregungs- und Detektionsbedingungen gemessen. Die an den Proben gemessenen
Intensitätswerte der K
α1-Linie des Röntgenemissionsspektrums von Sauerstoff wurden durch den mittleren Intensitätswert
des Bulk-Materials dividiert und in einem entsprechenden Mapping einer quadratischen
Messfläche mit einer Kantenlänge von 16,75 µm zugewiesen. Anschließend wurden die
Flächeninhalte in der 5,025 mm x 5,025 mm großen Gesamtmessfläche aufsummiert, welche
ein Intensitätsverhältnis von I/I
bulk(avg) größer als 3 bzw. größer als 4 aufweisen. Die in den Proben Nr. 1 bis 9 gemessenen
Flächenanteile mit einem Intensitätsverhältnis von I/I
bulk(avg) größer 3 bzw. 4 sind in der Tabelle 1 zusammen mit den an den Proben gemessenen,
gemittelten Intensitätswerten I
avg dargestellt.
Tabelle 1
Proben Nr. |
Probe |
Iavg |
Flächenanteil in % mit I/Ibulk(avg) > 3 |
Flächenanteil in % mit I/Ibulk(avg) > 4 |
Bewertung |
1 |
Vergleich |
577 |
84 |
52 |
-- |
2 |
Vergleich |
358 |
23,9 |
6,8 |
-- |
3 |
Vergleich |
325 |
12,8 |
3,3 |
- |
4 |
Erfindung |
306 |
9,1 |
3,1 |
○ |
5 |
Erfindung |
293 |
6,0 |
2,0 |
○ |
6 |
Erfindung |
296 |
6,3 |
1,8 |
+ |
7 |
Erfindung |
223 |
0,2 |
0 |
++ |
8 |
Erfindung |
161 |
0,4 |
0,1 |
++ |
9 |
Bulk |
125 |
0 |
0 |
++ |
[0020] Anschließend wurden die Proben 1 - 9 bzw. die zugehörigen Bänder einer elektrochemischen
Aufrauung unterzogen und ihr Verhalten bei der elektrochemischen Aufrauung bewertet.
[0021] Es zeigte sich, dass die Proben Nr. 1, 2 und 3 Fehler beim elektrochemischen Aufrauen
hervorriefen und keine Erhöhung der Prozessgeschwindigkeit während des elektrochemischen
Aufrauens zuließen. Während die Proben Nr. 1 und Nr. 2 im Hinblick auf das elektrochemische
Aufrauen als sehr schlecht (--) bewertet wurden, so dass eine homogene Aufrauung erst
bei sehr hohem Ladungsträgereintrag erreicht werden konnte, verbesserte sich die Aufraubarkeit
bei Probe Nr. 3. Allerdings zeigte die Probe Nr. 3 keine zufriedenstellende Aufraubarkeit.
Alle Proben wurden vor der Messung einer konventionellen Entfettung unterzogen.
[0022] Weniger oxidische Verunreinigungen auf der Oberfläche und damit ein zufriedenstellende
Aufraueigenschaften zeigte Probe 4, auf welcher ein Flächenanteil mit einem Intensitätsverhältnis
von I/I
bulk(avg) größer als 3 bzw. größer 4 von 9,1 % respektive 3,1 % ermittelt wurde. Auch die weiteren
Proben 5 bis 8 zeigten zufriedenstellende (o), gute (+) oder sehr gute (++) Aufraueigenschaften.
Insgesamt ergibt sich eine deutliche Korrelation zwischen den Flächenanteilen der
bei einem Mikrosonden Mapping gemessenen Bereiche mit einem bestimmten Intensitätsverhältnis
I/I
bulk(avg) und den Aufraueigenschaften der mikrokristallinen Oberfläche des Bandes.
[0023] Die Ergebnisse der Untersuchungen wurden dahingehend gewertet, dass das Intensitätsverhältnis
I/I
bulk(avg) ein Maß für die Größe der Oxidpartikel in der mikrokristallinen Oberflächenschicht
und deren Flächenanteile die Häufigkeit von Oxidpartikeln ab einer bestimmten Größe
entspricht. Bei einer sehr geringen Flächenbelegung mit größeren Oxidpartikeln verbessern
sich die Aufraueigenschaften der mikrokristallinen Oberflächenschicht des Aluminiumbandes
deutlich.
[0024] Das die Oxidpartikel den wesentlichen Beitrag zu der gemessenen Verteilung des Intensitätsverhältnisses
I/I
bulk(avg) darstellen, konnte durch die Proben Nr. 5 nachgewiesen werden. Die Probe Nr. 5 entspricht
der vormals untersuchten Probe Nr. 2, welche zusätzlich einer selektiv auf die eingewalzten
Partikel wirkende Oberflächenbeize unterzogen worden ist. Die Oberfläche der Proben
Nr. 5 wurde mit einer 10 % H
3PO
4-Lösung bei 80 °C etwa 10 s lang gebeizt. Da die Phosphorsäure die Aluminiummatrix
nahezu nicht angreift und lediglich die Oxidpartikel selektiv entfernt, konnte der
Flächenanteil mit einem Intensitätsverhältnis I/I
bulk(avg) größer als 4 von 23,9 % auf 6,0 % verringert werden. Der Flächenanteil bei der Mikrosondenmessung
mit einem Intensitätsverhältnis I/I
bulk(avg) größer als 4 konnte durch Anwendung der Phosphorsäurebeize von 6,8 % auf 2, 0 % gesenkt
werden. Gleichzeitig gelang es damit, die Eigenschaften im Hinblick auf ein elektrochemisches
Aufrauen von schlecht auf zufriedenstellend zu verbessern.
[0025] Zum Vergleich sind in der Tabelle 1 die Messwerte der Bulkprobe 9 dargestellt. Durch
die Entfernung der mikrokristallinen Oberflächenschicht lassen sich keine größeren
oxidischen Einschlüsse auf der Oberfläche der Bulkprobe 9 nachweisen. Die Messwerte
für die Flächenanteile von I/I
bulk(avg) liegen durchweg bei null und die Aufraubarkeit war sehr gut. Die dennoch gemessene
Intensität der charakteristischen Röntgenemissionsspektrums des Sauerstoffs wird auf
die Ausbildung einer natürlichen Aluminiumoxidschicht auf der Oberfläche zurückgeführt.
Um eine möglichst praxisnahe Korrektur des Einflusses der Aluminiumoxidschicht auf
das Messergebnis der Mikrosondenmessung zu erzielen, wurde die Probe 9 nach Abtragen
der mikrokristallinen Oberflächenschicht etwa 1 Woche gelagert, so dass sich eine
ausreichend dicke Aluminiumoxidschicht bilden konnte. In der im vorliegenden Ausführungsbeispiel
gewählten Messzeit von 0,6 s wurde über die Probenfläche ein mittleres Intensitätssignal
I
bulk(avg) von 125 Impulse gemessen.
[0026] Die verbesserten elektrochemischen Aufraueigenschaften der erfindungsgemäßen Proben
Nr. 4 bis 8 machen sich insbesondere in einem reduzierten Ladungsträgereintrag zur
vollständigen Aufrauung beim elektrochemischen Aufrauen der Oberfläche der Proben
bemerkbar. Insofern kann ein Band für lithografische Druckplattenträger zur Verfügung
gestellt werden, welches höhere Prozessgeschwindigkeiten bei der elektrochemischen
Aufrauung bzw. bei der Fertigung von lithografischen Druckplattenträgern zulässt.
1. Verfahren zur Herstellung eines Trägers für lithografische Druckplatten bestehend
aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung aus einem Band, wobei das Band aufgrund
von Warm- und/oder Kaltwalzstichen zumindest teilweise eine mikrokristalline Oberflächenschicht
aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein Band zur Herstellung des Druckplattenträgers verwendet wird, bei welchem bei einer
flächigen Mikrosondenanalyse nach dem Mapping-Verfahren eines Oberflächenbereichs
der mikrokristallinen Oberfläche des Bandes der Flächenanteil mit einem Intensitätsverhältnis
I/Ibulk(avg) von größer als 3 im Spektralbereich der Kα1-Linie des Röntgenemissionsspektrums von Sauerstoff der gemessenen mikrokristallinen
Oberflächenschicht weniger als 10 %, vorzugsweise weniger als 7 % beträgt, wobei bei
der flächigen Mikrosondenanalyse eine Anregungsspannung von 15 kV, ein Strahlstrom
von 50 nA und ein Strahlquerschnitt von 1 µm, bei einer Schrittweite von 16,75 µm
für den Elektronenstrahl verwendet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
bei der flächigen Mikrosondenanalyse nach dem Mapping-Verfahren eines Oberflächenabschnittes
des Bandes der Flächenanteil mit einem Intensitätsverhältnis I/Ibulk(avg) von größer als 4 im Spektralbereich der Kα1-Linie des Röntgenemissionsspektrums von Sauerstoff der gemessenen mikrokristallinen
Oberflächenschicht weniger als 3 %, vorzugsweise weniger als 2 % beträgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Band aus einer Aluminiumlegierung vom Typ AA1050, AA1100 oder AA3103 besteht.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Aluminiumband aus einer Aluminiumlegierung mit folgenden Anteilen an Legierungsbestandteilen
in Gewichtsprozent besteht:
0,05 % ≤ |
Si |
≤ 0,1 %, |
0,4 % ≤ |
Fe |
≤ 1 %, |
|
Cu |
≤ 0,04 %, |
|
Mn |
≤ 0,3 %, |
0,05 % ≤ |
Mg |
≤ 0,3 %, |
|
Ti |
≤ 0,04 %, |
Rest Al mit unvermeidlichen Verunreinigungen einzeln maximal 0,005 % in Summe maximal
0,15 %.
5. Verfahren zur Charakterisierung einer Oberfläche eines Bandes aus Aluminium oder einer
Aluminiumlegierung, welches in einem Verfahren nach Anspruch 1 bis 4 verwendet wird,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine flächige Mikrosondenanalyse der mikrokristallinen Oberflächenschicht nach dem
Mapping-Verfahren durchgeführt wird und die Qualität der Oberfläche des Bandes anhand
der gemessenen Intensitätsverteilung im Spektralbereich der Kα1-Linie des Röntgenemissionsspektrums von Sauerstoff bewertet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
aus der gemessenen Intensitätsverteilung der Oberflächenschicht ein Flächenanteil
mit einem bestimmten Wert für das Intensitätsverhältnis I/Ibulk(avg) ermittelt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine Anregungsspannung von 5 bis 20kV, vorzugsweise 15 kV, ein Strahlstrom von 10
bis 100 nA, vorzugsweise 50 nA und ein Strahlquerschnitt von 0, 2 bis 1,5 µm, vorzugsweise
1 µm des Elektronenstrahls verwendet wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine Messdauer pro Messpunkt von 0,3 bis 1s, vorzugsweise 0,6 s gewählt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein linear fokussierendes Spektrometer mit einem Kristall mit einem Netzebenenabstand
2d von 6 nm, vorzugsweise ein LDE1H-Kristall verwendet wird.