CN101343707A - 平版印刷版用铝合金板及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种精热轧后不进行中间退火而冷轧到最终厚度而制造的，Pb浓缩至表层部，电解处理时凹坑的发生均匀，且进行作为印刷版的处理时不产生条纹的平版印刷版用铝合金板，其特征在于，所述平版印刷版用铝合金板含有Si：0.03～0.15％、Fe：0.2～0.6％、Ti：0.005～0.05％、Pb：2～30ppm，其余由铝及不可避免的杂质构成，且在与表层部的压延方向垂直的方向上的平均重结晶粒径为50μm以下、从表面至0.2μm深的表层部的Pb浓度为平均Pb浓度的100～400倍。

Description

平版印刷版用铝合金板及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种平版印刷版用铝合金板，特别是涉及一种适合用于电化学蚀刻处理进行的表面粗糙化，且制造时生产效率优良的平版印刷版用铝合金板及其制造方法。
背景技术
作为平版印刷版(包括胶版印刷版)的支撑体，一般采用铝合金板，从提高感光膜的附着性与提高非图像部的保水性观点考虑，对该支撑体进行表面粗糙化处理，但近年来，因制版适应性或印刷性能优良，且因卷材中连续处理成为可能等，因此，采用电化学蚀刻处理来对支撑体用铝合金板表面进行表面粗糙化的办法得到了快速的发展。
作为通过电化学蚀刻处理可以得到较均匀的电解表面粗糙化的铝合金板，适合采用相当于A1050(铝纯度99.5％)的材料或将相当于A1050的材料作为基材并添加了少量的合金成分的材料，例如，含少量Pb的材料(日本特许公开8-337835号公报)，以及含少量Cu、表层部的Cu浓度与较表层部深的区域的Cu浓度相比高的材料(日本特许公开2000-108534号公报)已有人提出。
以往，这些平版印刷版用铝合金材料，通过对铸锭进行均质化处理、热轧后进行冷轧，在冷轧的中途实施中间退火处理，从而使压延板表面形成重结晶组织后，进行二次冷轧，由此使电化学蚀刻处理时的凹坑的产生均匀，在进行作为印刷版的处理时防止条纹的发生，但是，进行中间退火不可避免带来生产效率的降低与制造成本的加大，希望得以改善。
作为热轧后不进行退火处理而进行冷轧，从而制成平版印刷版用铝合金板的方法，已提出了如下所述的方法，即，在由粗热轧与精热轧构成的热轧中，进行将粗热轧的开始温度设定为450℃以上、压延速度从开始道次为50m/分以上、压下量为30mm以上或第一道次压下率为30％中的任何一个轧制，将粗热轧的终止温度设定为300～370℃，将接着进行的精热轧的终止温度设定为280℃以上，通过作为卷材进行卷绕，从而控制板表面的重结晶的方法(日本特许公开11-335761号公报)。
发明内容
为了省略中间退火，精热轧终止后，必需在作为卷材卷绕的阶段进行重结晶，但为了得到均匀的电解粗糙化表面特性，重要的是所形成的重结晶粒径不发生粗大化，与实施中间退火的材料同样达到细微、均匀，而且，板表层部的重结晶程度达到均匀。
本发明人等，以通过提高电解特性，在电解处理中能够得到可形成均匀、细微的凹坑的平版印刷版用铝合金材料为目的，以以往提出的材料作为基体，对其成分组成重新进行探讨的同时，对省略中间退火的制造方法进行了试验和研究，其结果发现，含有Pb、且表层部的Pb浓度与较比表层部深的区域的Pb浓度相比高的材料有效，而且，为了不实施中间退火来制造具有该组织形状的铝合金板，重要的是对粗热轧的开始温度、从粗热轧终止至精热轧开始之前的材料的保持、精热轧的终止温度的控制。
本发明是基于上述发现，进一步进行了试验、探讨的结果提出的，其目的在于提供一种平版印刷版用铝合金板，根据该平版印刷版用铝合金板，在精热轧终止后作为卷材卷绕的阶段，板表层部的重结晶程度均匀，重结晶粒子达到细微、均匀，且热轧后能够不进行中间退火而冷轧至最终厚度，可在表层部得到合适的Pb浓缩度，并且电化学蚀刻处理时凹坑的发生均匀，在进行作为印刷版的处理时，不会产生条纹。本发明的另一个目的在于，提供一种能够提高生产效率与降低制造成本的平版印刷版用铝合金板的制造方法。
本发明的上述目的的可通过以下方式实现。
(1).一种平版印刷版用铝合金板，其特征在于，所述铝合金板含有Si：0.03～0.15％(质量％，以下相同)、Fe：0.2～0.6％、Ti：0.005～0.05％、Pb：2～30ppm，其余由铝及不可避免的杂质构成，且在与表层部的压延方向相垂直的方向上的平均重结晶粒径为50μm以下、从表面至0.2μm深的表层部的Pb浓度为平均Pb浓度的100～400倍。
(2).如(1)所述的平版印刷版用铝合金板，其特征在于，含0.05％以下的Cu。
(3).如(1)或(2)所述的平版印刷版用铝合金板，其特征在于，含有低于0.05％的Mg。
(4).如(1)～(3)中任一项所述的平版印刷版用铝合金板，其特征在于，在基体中，粒径1～10μm的析出物分布为4000～10000个/mm2、粒径大于10μm的析出物分布为100个/mm2以下。
(5).一种平版印刷版用铝合金板的制造方法，其特征在于，在500～610℃的温度区域对上述(1)～(3)中任一项所述的铝合金铸锭进行1小时以上的均质化处理后，将开始温度设定为430～500℃、终止温度设定为400℃以上而进行粗热轧，在粗热轧结束后至精热轧开始之前，将粗热轧材料保持60～300秒，从而使粗热轧材料表面进行重结晶，接着，进行精热轧，并在330℃以上的温度下终止精热轧，进行加工度为80％以上的冷轧。
按照本发明，可提供在精热轧终止后作为卷材卷绕的阶段，板表层部的重结晶程度均匀，重结晶粒子细微、均匀，且在热轧后能够不进行中间退火而冷轧至最终厚度，可在表层部得到合适的Pb浓缩度，并且电化学蚀刻处理时凹坑的发生均匀，在进行作为印刷版的处理时不会产生条纹的平版印刷版用铝合金板，以及提供更构提高生产效率与降低制造成本的平版印刷版用铝合金板的制造方法。
具体实施方式
对本发明的平版印刷版用铝合金板中所含成分的意义及限定理由加以说明。Fe生成Al-Fe类金属间化合物，并且与Si共存而生成Al-Fe-Si类金属间化合物，通过这些化合物的分散使重结晶组织细微化，这些化合物成为凹坑产生的起点，从而在电解处理时凹坑的形成均匀，且使凹坑的分布细微。Fe的优选含量为0.2～0.6％的范围，当小于0.2％时，化合物的分布不均匀，从而使电解处理时凹坑的形成不均匀。当大于0.6％时，生成粗大的化合物，降低表面粗糙化结构的均匀性。
Si与Fe共存而生成Al-Fe-Si类金属间化合物，通过该化合物的分散使重结晶组织细微化，这些化合物成为坑产生的起点，从而在电解处理时坑的形成均匀，且使凹坑的分布细微。Si的优选含量为0.03～0.15％的范围，当小于0.03％时，化合物的分布不均匀，从而使电解处理时凹坑的形成不均匀。当大于0.15％时，生成粗大的化合物，且易发生单体Si的析出，从而降低表面粗糙化结构的均匀性。
Ti能够使铸锭组织细微，并使结晶粒子细微化，其结果，能够使电解处理时凹坑的形成均匀，作为印刷版进行处理时可防止条纹的发生。Ti的优选含量为0.005～0.05％的范围，当小于0.005％时，其效果小，当大于0.05％时，生成Al-Ti类粗大的化合物，易使表面粗糙化结构不均匀。还有，为使铸锭组织细微化而同时添加Ti与B时，Ti的含量优选为0.01％以下的范围。
Pb通过浓缩在表层部，起到电解处理时使凹坑细微化，提高凹坑形成的均匀性的功能，由此可以得到所希望的凹坑图案。Pb的优选含量为2～30ppm的范围，当小于2ppm时，其效果小，当大于30ppm时，容易使表面粗糙化结构不均匀。关于Pb的浓缩度，优选从表面至0.2μm深的表层部的Pb浓度为平均Pb浓度的100～400倍。
Cu易固溶于铝中，在0.05％以下的含量范围内，具有使凹坑细微化的效果。当含量大于0.05％时，容易使电解处理时的凹坑粗大而不均匀。
Mg与Si形成化合物，抑制作为单体Si的析出。当其含量大于0.05％时，容易使电解处理时的凹坑不均匀。Mg更优选的含量为0.01～0.03％的范围。
本发明的平版印刷版用铝合金板的制造，可通过采用连续铸造等对具有上述成分组成的铝合金进行铸锭，对所得到的铸锭进行均质化处理后，实施热轧、冷轧来进行，但最大的特征是，在由粗热轧与精热轧构成的热轧工序中，特定压延开始温度、压延终止温度、从粗压延移动至精压延的保持时间，并精压延后，通过控制作为卷材卷绕时的重结晶粒子，在精热轧后无需进行中间退火而仅用冷轧，可制成规定厚度的板材。
首先，对具有上述组成的铝合金的铸锭的压延面表层进行切削，除去成为条纹原因的不均匀组织后，在500～610℃的温度区域进行1小时以上的均质化处理。通过该均质化处理，使固溶为过饱和状态的Fe、Si均匀析出，电解处理时形成的蚀刻坑形成细微的圆形，从而提高耐印刷性。当均质化处理温度低于500℃时，Fe、Si的析出不充分，凹坑图案易变得不均匀。当在大于610℃的温度下进行均质化处理时，由于Fe的固溶量增大，其结果作为凹坑产生起点的细微析出物减少。当均质化处理的保持时间小于1小时时，Fe、Si的析出不充分，容易使凹坑图案不均匀，。
热轧，通常在热轧生产线中，在粗压延台进行粗热轧后，将压延材料移至精压延台，在精压延台进行精热轧，并将其作为热轧材料卷绕成卷材而进行，此时，在本发明中，将粗热轧于430～500℃的温度下开始，于400℃以上的温度下结束，粗热轧结束后，移至精加工台，并在开始精热轧之前，将粗热轧材料保持60～300秒，以使粗热轧材料表面重结晶。另外，通过该粗热轧终止后到精热轧开始之前的保持，可以得到从表面至0.2μm深的表层部的Pb浓度达到平均Pb浓度的100～400倍的上述Pb浓缩度。
当粗热轧的开始温度低于430℃时，材料的变形阻力加大，压延道次的次数增加，从而降低生产效率。当温度高于500℃时，压延中生成粗大的重结晶粒子，易生成筋状的不均匀组织。当粗热轧的终止温度低于400℃时，通过粗热轧终止后的保持带来的重结晶不充分，难以得到均匀的表层组织，同时难以得到上述Pb的浓缩度。另外，当粗热轧终止后到精热轧开始之前的保持时间低于60秒时，重结晶不充分，难以得到均匀的表层组织。另外，表层部的Pb浓度与平均Pb浓度之差小，难以得到上述Pb的浓缩度。当保持时间大于300秒时，重结晶粒子成长，从而生成部分粗大的重结晶粒子，在热轧终止阶段难以得到细微的重结晶粒子的同时，难以得到上述Pb的浓缩度。
接着，进行精热轧，并在320～370℃的温度下终止精热轧，作为卷材进行卷绕。当精热轧的开始温度低于400℃时，该精热轧的终止温度变低，重结晶不充分，成为生成条纹的原因。当精热轧的终止温度低于320℃时，仅部分产生重结晶，成为生成条纹的原因。当精热轧的终止温度高于370℃时，重结晶粒子变得粗大，成为生成条纹的原因。
在进行上述热轧后，通过作为卷材进行卷绕，能够使与精热轧材料表层部的压延方向的垂直的方向上的平均重结晶粒径达到50μm以下，在精热轧后能够不实施中间退火仅用冷轧来制成规定厚度的板材，从而可实现生产效率的提高及随之而来的制造成本的降低，并且，在冷轧后的最终压延材料中，使与表层部的压延材料的压延方向垂直的方向上的平均重结晶粒径达到50μm以下，从而防止印刷版的面质不匀。
而且，在本发明中，优选在基体中粒径1～10μm的析出物分布为4000～10000个/mm2、粒径大于10μm的析出物分布为100个/mm2以下，通过该析出物分布，能够提高电解处理时所形成的凹坑的均匀分散性。
上述析出物分布，可通过将在上述500～610℃的温度区域下1小时以上的均质化处理条件、将开始温度设定为430～500℃且将终止温度设定为400℃以上的粗热轧条件、将精热轧终止后到精热轧开始前保持60～300秒的粗热轧材料的保持条件进行组合而得到。
实施例
下面，将本发明的实施例与比较例进行对比加以说明，从而验证本发明的效果。这些实施例是说明本发明的优选实施方式，但本发明并不限于此。
实施例1、比较例1
对具有表1所示组成的铝合金进行熔解、铸造，对所得到的铸锭的压延面各切削5mm/单面，以使厚度达到500mm，对各铸锭用表2所示的条件进行均质化处理、热轧，并通过精热轧使板厚达到3mm，卷绕成卷材。热轧后不实施中间退火而进行冷轧，得到板厚为0.3mm的冷轧板材。还有，在表1～2中，对脱离本发明的条件者加下划线。
表1
Figure A20081012932300081
《备注》只有Pb单位采用ppm、其他采用质量％
表2
Figure A20081012932300091
《备注》保持时间：粗热轧终止后至精热轧开始前的保持时间
以冷轧材料作为试验材料，采用下列方法，测定在与压延材料的表层部的压延方向垂直方向上的平均重结晶粒径，评价表层部的Pb浓缩度、析出物分布。将结果示于表3中。
平均重结晶粒径的测定：对试验材料的表面进行脱脂洗涤，并研磨成镜面后，用派克氏液(パ一カ一氏液)进行阳极氧化，用光学显微镜的偏光模式进行结晶粒观察，用切断法求出与压延方向的垂直方向上的结晶粒径。
表层部的Pb浓缩度：表层部的Pb浓度与内部的Pb浓度的比较，可用二次离子质量分析(SIMS)进行Pb的深度分析(深度剖面测定)，通过表面的最高的Pb浓度的计数与内部铝基底中的计数之比求出。
析出物分布：通过扫描型电子显微镜(SEM)，用放大倍数500倍观察各铝合金板表面的反射电子线图像。以一个视野的面积为0.04mm2，拍摄25个视野，对该照片进行图像解析，测定金属间化合物的个数及粒径。
表3
Figure A20081012932300101
《备注》平均结晶粒径：在与表层部的压延方向垂直的方向上的平均结晶粒径
另外，对冷轧材料进行脱脂(溶液：5％氢氧化钠，温度60℃，时间10秒)-中和处理(溶液：10％硝酸，温度20℃，时间30秒)-交流电解表面粗糙化处理(溶液：2.0％盐酸，温度25℃，频率：50Hz，电流密度：60A/dm2，时间：20秒)-剥黑膜(desmut)处理(溶液：5％氢氧化钠，温度：60℃，时间：5秒)-阳极氧化处理(溶液：30％硫酸，温度：20℃，时间60秒)，并进行水洗、干燥后，切成一定大小作为试片。
对各试片，观察不匀状态、有无条纹。另外，用扫描型电子显微镜(SEM)，用放大倍数500倍观察表面，以视野面积为0.04mm2而进行拍照，从所得到的照片评价未蚀刻部的发生、蚀刻坑的均匀性。将结果示于表4。
有无不匀状态的观察：用肉眼观察试片的表面时，将观察到不匀状态者评价为不良(×)，未观察到不匀状态者评价为良好(○)。
有无条纹的观察：用肉眼观察试片时，将观察到条纹者评价为不良(×)，未观察到条纹者评价为良好(○)。
对未蚀刻部发生的评价：将未蚀刻部超过20％者评价为不良(×)，将未蚀刻部为20％以下者评价为良好(○)。
蚀刻坑(凹坑)的均匀性评价：相当于圆的直径大于10μm的大坑对全部凹坑的面积比大于10％者评价为不良(×)，10％以下者评价为良好(○)。
表4
  试验材料   未蚀刻部的有无   凹坑的均匀性   不匀状态的有无   条纹的有无
  1   ○   ○   ○   ○
  2   ○   ○   ○   ○
  3   ○   ○   ○   ○
  4   ○   ○   ○   ○
  5   ×   ×   ○   ○
  6   ×   ×   ○   ○
  7   ○   ○   ×   ×
  8   ○   ○   ×   ×
  9   ○   ×   ×   ×
  10   ×   ×   ○   ○
如表4所示，根据本发明的试验材料1～4的任何一种中，均未发生不匀状态、条纹，且电解处理后的蚀刻性优良，形成了全面均匀的蚀刻坑。
与此相比，试验材料5由于Pb量少，在电解处理中得不到充分的粗糙化表面，而试验材料6由于Pb量多，降低了粗糙化表面处理中凹坑的均匀性。
试验材料7由于粗热轧终止后至精热轧开始前的保持时间长，因此重结晶粒子生长而产生了部分粗大的重结晶粒子，在热轧终止阶段得不到细微的重结晶粒子的同时，得不到规定的Pb浓缩度，另外，试验材料8由于粗热轧终止后至精热轧开始前的保持时间短，因此重结晶不充分，在板材的表层部得不到均匀的重结晶组织的同时，得不到规定的Pb浓缩度，而且产生不匀状态、条纹，且蚀刻坑的均匀性也均差。
试验材料9由于精热轧的终止温度低，不能充分进行重结晶，生成了非重结晶部，因此产生了不匀状态、条纹，且电解处理时凹坑的均匀性也差。试验材料10由于均质化处理温度低，因此Fe、Si的析出不充分，从而电解处理时的凹坑图案不均匀，还产生了未蚀刻部。

Claims (5)

1.一种平版印刷版用铝合金板，其特征在于，所述平版印刷版用铝合金板含有Si：0.03～0.15质量％、Fe：0.2～0.6质量％、Ti：0.005～0.05质量％、Pb：2～30ppm，其余由铝及不可避免的杂质构成，且在与表层部的压延方向相垂直的方向上的平均重结晶粒径为50μm以下、从表面至0.2μm深的表层部的Pb浓度为平均Pb浓度的100～400倍。
2.按照权利要求1所述的平版印刷版用铝合金板，其特征在于，含有0.05质量％以下的Cu。
3.按照权利要求1或2所述的平版印刷版用铝合金板，其特征在于，含有低于0.05质量％的Mg。
4.按照权利要求1～3中任何一项所述的平版印刷版用铝合金板，其特征在于，在基体中，粒径1～10μm的析出物分布为4000～10000个/mm2、粒径大于10μm的析出物分布为100个/mm2以下。
5.一种平版印刷版用铝合金板的制造方法，其特征在于，在500～610℃的温度区域对权利要求1～3中任何一项所述的铝合金的铸锭进行1小时以上的均质化处理后，将开始温度设定为430～500℃、终止温度设定为400℃以上而进行粗热轧，在粗热轧终止后至精热轧开始之前，将粗热轧材料保持60～300秒，从而使粗热轧材料表面进行重结晶，接着，进行精热轧，并在330℃以上的温度下终止精热轧，进行加工度为80％以上的冷轧。
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