JP2007270225A - 印刷版用アルミニウム合金板及びその製造方法並びに感光性平版印刷版 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】Si:0.03〜0.10質量%、Fe:0.25〜0.40質量%、Cu:0.015〜0.05質量%及びTi:0.05質量%以下を含み、残部がAlと不可避的不純物からなる印刷版用アルミニウム合金板であって、前記アルミニウム合金板の引張強さが165〜190MPa、かつ、引張試験の際の公称応力−公称歪み曲線における一様伸びが0.5%以上である印刷版用アルミニウム合金板として構成した。
【選択図】なし
Description
(1)アルミニウム合金板
本発明に係るアルミニウム合金板は、所定量のSi、Fe、Cu及びTiを含み、残部がAlと不可避的不純物からなる。以下に、各化学成分の数値範囲の限定理由について説明する。
Siは、アルミニウム合金板の表面にAl−Fe−Si系金属間化合物を析出させ、電解粗面化処理の際に、アルミニウム合金板表面の初期ピットの形成を促進させる。その結果、アルミニウム合金板の電解粗面化面(以下、粗面と称す)の均一性を向上させる。Si含有量が0.03質量%未満では、アルミニウム合金板表面での金属間化合物の個数密度が少ないため、初期ピットの形成が不足し、粗面が不均一となる。また、Si含有量が0.10質量%を超えると、粗大な金属間化合物が形成され、粗大なピットが多くなり粗面が不均一となる。
Feは、アルミニウム合金板の表面にAl−Fe系金属間化合物を析出させ、電解粗面化の際に、アルミニウム合金板表面の初期ピットの形成を促進させる。その結果、アルミニウム合金板の粗面の均一性を向上させる。Fe含有量が0.25質量%未満では、アルミニウム合金板表面での金属間化合物の個数密度が少ないため、初期ピットの形成が不足し、粗面が不均一となる。それと共に、アルミニウム合金板の引張強さが小さくなり、曲げ疲労強度が低下し、印刷版の支持体として使用した際にくわえ切れが発生する。また、Fe含有量が0.40質量%を超えると、粗大な金属間化合物が形成され、粗大なピットが多くなり、粗面が不均一となる。
Cuは、アルミニウムに固溶状態で存在し、アルミマトリックスの強度を向上させると共に、アルミマトリックスと金属間化合物の電位を調整する作用を有する。Cu含有量が0.015質量%未満では、アルミニウム合金板の電解粗面化の際に、初期ピットの形成が不足し、粗面が不均一となる。それと共に、アルミニウム合金板の引張強さ、一様伸びが小さくなり、曲げ疲労強度が低下し、印刷版の支持体として使用した際にくわえ切れが発生する。また、Cu含有量が0.05質量%を越えると、粗大なピットが多くなり、粗面が不均一となる。
Tiは、鋳塊組織を微細化する作用を有する。Ti含有量が0.05質量%を超えると、微細化効果が飽和すると共に、粗大な金属間化合物が形成される。その結果、アルミニウム合金板の電解粗面化の際に、粗大なピットが多くなり、粗面が不均一となる。さらに、Tiは、Ti−B合金としてアルミニウム合金中に添加することもできる。この際、アルミニウム合金中のBの含有量は、1〜20ppmが好ましい。
不可避的不純物は、通常市販されているアルミニウム地金に含まれる不可避的不純物であれば、本発明の目的を損なうものではない。すなわち、Mn:0.05質量%以下、Mg:0.05質量%以下、Zn:0.05質量%以下であれば特に問題はない。また、アルミニウム純度が99.5質量%以上であることが好ましい。純度が99.5質量%以上であれば、粗大な金属間化合物の形成が抑制され、粗面が均一となる。
引張強さが165MPa未満であると、アルミニウム合金板の曲げ疲労強度が低下し、印刷版の支持体として使用した際に、くわえ切れが発生する。また、引張強度が190MPaを越えると、アルミニウム合金板の強度が高すぎるために、曲げ加工性が低下する。また、引張強さの制御は、前記したアルミニウム合金中のFe及びCu含有量を制御すると共に、後記するアルミニウム合金板の製造方法における焼鈍(中間焼鈍)条件、冷間圧延率を制御することによって行われる。
一様伸びは、引張試験において、試験片平行部がほぼ一様に変形する間の永久伸びの限界値で定義され、材料(試験片)が降伏して塑性変形を開始してから最大引張荷重に到達するまでの伸び量(最大引張荷重に対応する永久伸び)として求められる。そして、局部伸びは、一様伸びに達した後、試験片の一部が局部的な断面収縮によってくびれを生じて破断に至るまでの永久伸びで定義され、全伸び(破断伸び)は、一様伸びと局部伸びの和となる。
本発明に係るアルミニウム合金板の第1の製造方法は、鋳塊を製造する第1工程(溶解、鋳造工程)と、鋳塊から圧延板を製造する第2工程(熱間圧延工程)と、圧延板を焼鈍する第3工程((粗)焼鈍工程)と、焼鈍された圧延板を冷間圧延する第4工程(冷間圧延工程)を含むものである。以下、各工程について説明する。
化学成分(Si、Fe、Cu及びTi)の含有量を所定範囲に限定したアルミニウム合金を溶解、鋳造して鋳塊を作製する。各成分の含有量を数値限定した理由については、前記と同様である。また、溶解、鋳造は常法で行う。
前記第1工程で製造された鋳塊を所定温度の圧延終了温度で熱間圧延して圧延板を製造する。なお、熱間圧延は常法で行う。以下、熱間圧延の圧延終了温度の数値範囲の限定理由について説明する。
第1の製造方法において、圧延終了温度が300℃を超えると、熱間圧延の各パス間において結晶粒が過剰に成長してしまい、アルミニウム合金板の電解粗面化の際に、粗面が不均一となる。
第1の製造方法において、均質化熱処理温度が400℃未満であると、均質化熱処理が不十分であることに加えて、金属間化合物の析出量が少なく、アルミニウム合金板の表面に存在する金属間化合物の個数密度が不足するため、電解粗面化の際に初期ピットの形成が促進されず、粗面が不均一になり易い。そして、均質化熱処理温度が600℃を越えると、金属間化合物が固溶し、アルミニウム合金板の表面に存在する金属間化合物の個数密度が少なくなるため、電解粗面化の際に初期ピットの形成が不足し、粗面が不均一になり易い。
前記第2工程で製造された圧延板を所定条件で焼鈍する。これによって、アルミニウム合金板の一様伸びを0.5%以上にすることが可能となる。なお、焼鈍は常法に従って行い、バッチ式焼鈍が好ましい。以下、焼鈍条件の数値範囲の限定理由について説明する。
第1の製造方法において、焼鈍条件が前記範囲外であると、アルミニウム合金板の一様伸びが0.5%未満となり、曲げ疲労強度が低下する。その結果、印刷版の支持体として使用した際に、印刷版にくわえ切れが発生する。
前記第3工程で焼鈍された圧延板を所定の圧延率で冷間圧延する。これによって、アルミニウム合金板の引張強さを所定範囲(165〜190MPa)にすることが可能となる。なお、冷間圧延は常法に従って行う。以下、冷間圧延率の数値範囲の限定理由について説明する。
第1の製造方法において、冷間圧延率が85%未満であると、アルミニウム合金板の引張強さが165MPa未満となり、曲げ疲労強度が低下する。その結果、印刷版の支持体として使用した際に、印刷版にくわえ切れが発生する。また、圧延率の上限値は圧延可能領域で設定し、95%以下が好ましい。さらに、必要に応じて、冷間圧延を複数回繰り返し行い、各冷間圧延の間に中間焼鈍を行なってもよい。冷間圧延を複数回行う場合には、各冷間圧延のトータル圧延率が85〜95%であることが好ましい。
前記第1工程で製造された鋳塊を圧延終了温度300℃以下で熱間圧延し、さらに冷間圧延して圧延板を製造する。なお、熱間圧延、冷間圧延方法については、常法で行う。そして、熱間圧延の圧延終了温度の数値範囲の限定理由については前記と同様であり、冷間圧延はアルミニウム合金板の引張強さを考慮して設定し、例えば、冷間圧延率40〜70%で行うことが好ましい。
前記第2工程で製造された圧延板を所定条件で焼鈍する。これによって、アルミニウム合金板の引張強さを165〜190MPa、一様伸びを0.5%以上とすることが可能となる。なお、焼鈍は常法に従って行い、連続式焼鈍が好ましい。以下、焼鈍条件の数値範囲の限定理由について説明する。
第2の製造方法において、焼鈍条件が前記範囲外であると、アルミニウム合金板の引張強さが165MPa未満、一様伸びが0.5%未満となり、曲げ疲労強度が低下する。その結果、印刷版の支持体として使用した際に、印刷版にくわえ切れが発生する。
本発明に係る感光性平版印刷版は、前記アルミニウム合金板の表面を電気化学的に粗面化処理し、粗面化処理された表面を陽極酸化処理して酸化皮膜を形成し、その酸化皮膜の上に感光層を設けたものである。
電気化学的な粗面化方法としては、電解液中にアルミニウム合金板を浸漬して、アルミニウム合金板に好ましくは交流電流を通電することにより、アルミニウム合金板の表面を電気分解により粗面化する方法が一般的であるが、ボール研磨法若しくはブラシ研磨法等の機械的粗面化法と組み合わせて行ってもよい。
陽極酸化処理は、硫酸、燐酸等の水溶液からなる電解浴に、粗面化されたアルミニウム合金板を浸漬し、アルミニウム合金板を陽極として電解処理を行なうことによって、粗面化面に酸化皮膜を形成させる。
感光層は、アルミニウム合金板の粗面化面に形成された酸化皮膜の上に感光剤を塗布し、乾燥することによって形成される。感光剤は感光性組成物を有機溶剤に溶解または分散させたものが使用される。
また、有機溶剤としては、例えば、アルコール類、ケトン類、炭化水素類、酢酸エステル類、エーテル類、多価アルコールとその誘導体、ジメチルスルホキシド、N,N−ジメチルホルムアミド、乳酸メチル、乳酸エチル等が利用できる。
<実施例(No.1〜7)、比較例(No.8〜14)>
表1に示す化学成分を有するアルミニウム合金を溶解、鋳造して鋳塊を作製し、面削して470mm厚さとした。この鋳塊を600℃×4hで均質化熱処理し、圧延終了温度280℃で熱間圧延して厚さ3mmの圧延板を製造した。この圧延板を450℃×4hの粗焼鈍を行い、さらに冷間圧延率90%で冷間圧延して厚さ0.3mmのアルミニウム合金板を製造した。
アルミニウム合金板からJIS5号試験片(JISZ2201)を切り出しにより作製した。この試験片を用いて、JISZ2241に準じて引張試験を行い、引張強さを測定した。また、引張試験における公称応力−公称歪み曲線から、一様伸びを算出した。
アルミニウム合金板から試験片(長さ10mm×幅80mm)を切り出しにより作製した。この試験片を用いて、JISZ2273に準じた平面曲げ疲労試験を、試験片の厚み方向に与える片振り幅5mmで行った。そして、繰返し曲げ104回での破断応力を算出し、この破断応力を曲げ疲労強度とした。ここで、破断応力350MPa以上のものが○(曲げ疲労強度が良好なレベル)、350MPa未満のものが×(曲げ疲労強度が不良なレベル)である。この曲げ疲労強度が良好なアルミニウム合金板を用いた印刷版は、くわえ切れ性が良好である。
電解粗面化処理されたアルミニウム合金板の粗面を、SEMを用いて2000倍で表面観察を行い、これを写真撮影した。この写真を並べて全長100cmの線を平行に3本引き、この線の下にある最大のピットと最小のピットの大きさ(最大長さ)の差で均一性を確認した。ここで、ピットの大きさの差が2μm以下のものが○(粗面の均一性が良好なレベル)、ピットの大きさの差が2μmを超えるものが×(粗面の均一性が不良なレベル)である。この粗面の均一性が良好なアルミニウム合金板を用いた印刷版は、感光層の密着不良の発生がなく、耐刷性(耐摩耗性)が良好である。
<実施例(No.15、16)、比較例(No.17〜21)>
表2に示すように、実施例(No.15、16)、比較例(No.17〜21)は、アルミニウム合金の化学成分は実施例(No.1)と同様のものを使用し、粗焼鈍条件又は冷間圧延率を実施例(No.1)と異なる条件で実施し、厚さ0.3mmのアルミニウム合金板を製造したこと以外は実施例1と同様とした。
実施例(No.1)と同様な化学成分を有するアルミニウム合金を溶解、鋳造して鋳塊を作製し、面削して470mm厚さとした。この鋳塊を600℃×4hで均質化熱処理し、圧延終了温度280℃で熱間圧延して厚さ5mmの圧延板を製造した。この圧延板を種々の条件で冷間圧延し、さらに、表3に示す種々の条件で中間焼鈍、冷間圧延して厚さ0.3mmのアルミニウム合金板を製造した。
Claims (4)
- Si:0.03〜0.10質量%、Fe:0.25〜0.40質量%、Cu:0.015〜0.05質量%及びTi:0.05質量%以下を含み、残部がAlと不可避的不純物からなる印刷版用アルミニウム合金板であって、
前記アルミニウム合金板の引張強さが165〜190MPa、かつ、引張試験の際の公称応力−公称歪み曲線における一様伸びが0.5%以上であることを特徴とする印刷版用アルミニウム合金板。 - Si:0.03〜0.10質量%、Fe:0.25〜0.40質量%、Cu:0.015〜0.05質量%及びTi:0.05質量%以下を含み、残部がAlと不可避的不純物からなるアルミニウム合金を溶解、鋳造する第1工程と、
前記第1工程で製造された鋳塊を、圧延終了温度300℃以下で熱間圧延する第2工程と、
前記第2工程で製造された圧延板を、400〜480℃×1〜10時間で焼鈍する第3工程と、
前記第3工程で焼鈍された圧延板を、圧延率85%以上で冷間圧延する第4工程とを含む印刷版用アルミニウム合金板の製造方法。 - Si:0.03〜0.10質量%、Fe:0.25〜0.40質量%、Cu:0.015〜0.05質量%及びTi:0.05質量%以下を含み、残部がAlと不可避的不純物からなるアルミニウム合金を溶解、鋳造する第1工程と、
前記第1工程で製造された鋳塊を、圧延終了温度300℃以下で熱間圧延し、さらに冷間圧延する第2工程と、
前記第2工程で製造された圧延板を、430〜550℃×1〜30秒間で焼鈍する第3工程と、
前記第3工程で焼鈍された圧延板を、圧延率85%以上で冷間圧延する第4工程とを含む印刷版用アルミニウム合金板の製造方法。 - 請求項1に記載の印刷版用アルミニウ合金板の表面を電気化学的に粗面化処理し、粗面化処理された表面を陽極酸化処理して酸化皮膜を形成し、その酸化皮膜の上に感光層を設けたことを特徴とする感光性平版印刷版。
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