JP2010012779A - Alloy suitable for being processed into lithographic printing sheet - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、平版印刷シートへの加工に適した合金、特にオフセット印刷プレート製造業者によって使用される薄い圧延アルミニウム・ストリップの形態の合金に関し、およびそのような平版印刷シートの加工方法に関する。 The present invention relates to an alloy suitable for processing into a lithographic sheet, in particular an alloy in the form of a thin rolled aluminum strip used by offset printing plate manufacturers, and to a method for processing such a lithographic sheet.
薄い圧延アルミニウム・ストリップの形態のアルミニウム合金はオフセット印刷プレート製造業者によって使用されていることが知られている。 Aluminum alloys in the form of thin rolled aluminum strips are known to be used by offset printing plate manufacturers.
薄い圧延アルミニウム・ストリップを平版印刷シートに加工するためには、プレート製造業者は、最初に、典型的には、アルカリ溶液中でアルミニウム・ストリップの脱脂またはエッチングを行う。この方法によって、アルミニウム表面の砂目立ての準備ができ、軽微な表面欠陥が均される。 To process a thin rolled aluminum strip into a lithographic sheet, a plate manufacturer first typically degreases or etches the aluminum strip in an alkaline solution. By this method, the aluminum surface is ready for graining and minor surface defects are leveled.
次に、電気的砂目立て(electrograining)によって、渦巻き状の半球ピットを有する表面形状が形成される。これは典型的には塩酸を主成分とする電解質、または硝酸を主成分とする電解質中で行われる。 Next, a surface shape having spiral hemispherical pits is formed by electrical graining. This is typically done in an electrolyte based on hydrochloric acid or an electrolyte based on nitric acid.
電気的砂目立ては、アルミニウム・ストリップが入れられた電解槽を通して交流（ＡＣ）を使用することで行われる。半サイクルごとに起こる電気化学反応で、溶解によってアルミニウムが表面から効率的に除去される。 Electrical graining is performed using alternating current (AC) through an electrolytic cell containing an aluminum strip. The electrochemical reaction that occurs every half cycle effectively removes aluminum from the surface by melting.
あるいは、アルミニウム・ストリップの表面は、たとえばブラシ掛けによって機械的に粗面化することもできる。しかし、この方法はあまり一般的ではない。 Alternatively, the surface of the aluminum strip can be mechanically roughened, for example by brushing. However, this method is not very common.
アルミニウム・ストリップ表面に形成されるピットの機能は、アルミニウム・ストリップの表面積を増加させること、および水を保持することである。言い換えると、ピットが存在することによって、アルミニウム・ストリップが親水性になる。 The function of the pits formed on the aluminum strip surface is to increase the surface area of the aluminum strip and to retain water. In other words, the presence of the pits makes the aluminum strip hydrophilic.
次に、電気的砂目立てプロセス中に形成された水酸化アルミニウムのスマットを除去するためにデスマット・ステップを行うことができる。 A desmut step may then be performed to remove aluminum hydroxide smut formed during the electrical graining process.
次に、アルミニウム・ストリップを陽極酸化する。この結果、アルミニウム・ストリップのピットを有する表面上に、多孔質陽極酸化物が成長する。これによって、耐摩耗性コーティングが形成され、それによって、アルミニウム・ストリップから形成された平版印刷シートの印刷品質の寿命が延長される。これによって、感光性コーティングの付着性を良好にすることもでき、それによってプレートが化学的により不活性になり、そのためプレートの貯蔵寿命が改善される。 Next, the aluminum strip is anodized. This results in the growth of porous anodic oxide on the aluminum strip pit surface. This forms an abrasion resistant coating, thereby extending the print quality life of the lithographic sheet formed from the aluminum strip. This can also improve the adhesion of the photosensitive coating, thereby making the plate chemically more inert and thus improving the shelf life of the plate.
通常は、次に感光性ポリマー・コーティングをアルミニウム・ストリップに適用する。このコーティングは、水をはじくが、油を引き寄せる。印刷インクは油性であるので、平版印刷シートが油を引き寄せることが必要となる。 Usually, a photosensitive polymer coating is then applied to the aluminum strip. This coating repels water but attracts oil. Since the printing ink is oily, it is necessary for the lithographic printing sheet to attract the oil.
この段階で、平版印刷プレートは、親油性感光層で覆われた親水性の陽極酸化アルミニウム層を含む。 At this stage, the lithographic plate includes a hydrophilic anodized aluminum layer covered with an oleophilic photosensitive layer.
最も単純な形態では、たとえば露光によって、コーティングの一部を除去することによって画像が形成される。これは、下にある親水性陽極酸化層が現れるようにするため、コーティングが容易に除去できる必要があることを意味する。しかし、印刷実行中に十分に画定された画像が維持されるようにするために、コーティングが耐摩耗性である必要もある。 In its simplest form, an image is formed by removing a portion of the coating, for example by exposure. This means that the coating must be easily removable in order for the underlying hydrophilic anodized layer to appear. However, the coating also needs to be wear resistant so that a well-defined image is maintained during the printing run.
したがって、平版印刷シートの形成に使用されるアルミニウム・ストリップが、十分な強度および適切な表面機能性を有することが重要である。 It is therefore important that the aluminum strip used to form the lithographic sheet has sufficient strength and adequate surface functionality.
用語「表面機能性」は、表面に条痕が全く形成されず方向性も生じることなく、ピットの大きさの均一な分布を得るために十分に電気的砂目立てが行われる材料の性質を表すために使用される。このことは、結果として得られる印刷画像の品質のために重要である。 The term “surface functionality” refers to the property of a material that is sufficiently grained to obtain a uniform distribution of pit sizes without any streaking or directionality on the surface. Used for. This is important for the quality of the resulting printed image.
ほとんどのプレート製造業者は、電気的砂目立てプロセス中に、ＨＣｌを主成分とする溶液を電解質として使用している。しかし、ＨＮＯ3を主成分とする電解質の使用も知られている。砂目立てプロセスの機構は電解質ごとに異なる。両方の電解質で十分に材料の砂目立てが行われると好都合である。 Most plate manufacturers use a solution based on HCl as the electrolyte during the electrical graining process. However, the use of electrolytes based on HNO 3 is also known. The mechanism of the graining process varies from electrolyte to electrolyte. It is advantageous if the material is well grained with both electrolytes.
平版印刷プレートの製造業界においては、特に、２つの合金の種類を使用することが知られている。第１の合金の種類はＡＡ１０５０として知られており、以下の表１に示す組成を有する。ＡＡ１０５０は良好な電気的砂目立て挙動を示す。 In the lithographic printing plate manufacturing industry, it is particularly known to use two alloy types. The first alloy type is known as AA1050 and has the composition shown in Table 1 below. AA1050 shows good electrical graining behavior.
「良好な電気的砂目立て挙動」を有する場合、それはその材料が、広範囲の条件下で均一にピットを有する表面を形成できる性質を有することを意味する。このような材料は、塩酸か硝酸かのどちらかを主成分とする電解質中で電気的砂目立て可能となるべきである。 When having a “good electrical graining behavior” it means that the material has the property of being able to form a uniformly pit surface under a wide range of conditions. Such a material should be capable of electrical graining in an electrolyte based on either hydrochloric acid or nitric acid.
第２の合金の種類はＡＡ３ＸＸＸとして知られており、以下の表２および３に記載の組成を有するＡＡ３１０３またはＡＡ３００３合金を含む。ＡＡ３ＸＸＸは、ＡＡ１０５０の強度と比較すると改善された強度を有する。しかし、ＡＡ３ＸＸＸの電気的砂目立て特性はＡＡ１０５０型合金ほど良好ではない。 The second alloy type is known as AA3XXX and includes AA3103 or AA3003 alloys having the compositions described in Tables 2 and 3 below. AA3XXX has improved strength compared to that of AA1050. However, the electrical graining properties of AA3XXX are not as good as those of the AA1050 type alloy.
ＡＡ１０５０型合金は、従来、欧州、アジア、および南米の市場で使用されている。この型の合金はＨＣｌおよびＨＮＯ3を主成分とする両方の溶液中で十分に電気的砂目立てされるが、他の合金と比較すると強度が低い。このため、より長時間の印刷作業に使用される平版印刷シートの形成に合金が使用される状況では問題となる可能性があると考えられる。 AA1050 type alloys are traditionally used in the European, Asian and South American markets. This type of alloy is sufficiently electrically grained in both HCl and HNO 3 based solutions, but has lower strength compared to other alloys. For this reason, it is thought that there may be a problem in the situation where an alloy is used to form a lithographic printing sheet used for a longer printing operation.
ＡＡ３ＸＸＸ型合金は、従来、北米で使用されている。この型の合金の電気的砂目立てはより困難であり、そのため機械的粗面化プロセスを利用可能な場合により頻繁に使用される。 The AA3XXX type alloy is conventionally used in North America. Electrical graining of this type of alloy is more difficult and is therefore more frequently used when a mechanical roughening process is available.
ＡＡ３ＸＸＸ合金は、ＨＣｌ中で電気的砂目立て可能であるが、この電気的砂目立てプロセスによって、表面に条痕が形成される場合がある。したがって、これらの合金は、電気的砂目立て挙動が比較的不十分であるが、高い未処理強度(raw strength)および高い焼き付け強度(bake strength)を有する。 AA3XXX alloy can be electrically grained in HCl, but this electrical graining process may result in formation of streaks on the surface. Accordingly, these alloys have relatively poor electrical graining behavior, but have high raw strength and high bake strength.
感光性コーティングの耐摩耗性は、多くの場合、平版印刷プレートの焼き付けによって改善される。しかし、この方法はアルミニウム基材の強度に悪影響を及ぼす場合がある。これは北米においてより一般的に実施されており、Ａ３ＸＸＸの使用が多いことの説明となる傾向にある。 The abrasion resistance of the photosensitive coating is often improved by baking a lithographic printing plate. However, this method may adversely affect the strength of the aluminum substrate. This is more commonly practiced in North America and tends to explain the high use of A3XXX.
合金の焼き付け強度は、典型的には標準焼き付け試験を使用して測定される。標準焼き付け試験は、２４０℃で１０分間合金を加熱することを伴う。 The bake strength of the alloy is typically measured using a standard bake test. The standard bake test involves heating the alloy at 240 ° C. for 10 minutes.
平版印刷シートへの加工に使用される合金は、焼き付けによって顕著な軟化が起こらず、それによって合金強度に悪影響が生じないことが重要である。アルミニウム合金基材の顕著な軟化および関連する微細構造の変化は、印刷プレートの寸法特性に対しても悪影響が生じうる。これは、疲労破壊に関して有害となりうる。 It is important that the alloy used for processing into a lithographic printing sheet is not significantly softened by baking and thereby does not adversely affect the alloy strength. Significant softening of the aluminum alloy substrate and associated microstructure changes can also adversely affect the dimensional characteristics of the printing plate. This can be detrimental to fatigue failure.
一般に、良好な電気的砂目立て挙動を示す合金は要求される強度を有さない場合があり、一方、要求される強度を有する合金は電気的砂目立て挙動が不十分となる場合があることが分かった。 In general, alloys that exhibit good electrical graining behavior may not have the required strength, while alloys with the required strength may have insufficient electrical graining behavior. I understood.
本願発明の第１の態様によると、平版印刷シートに加工するのに適したＡｌ合金であって、重量％の単位で：
Ｆｅ ０．１６〜０．４０
Ｓｉ 最高０．２５
Ｃｕ 最高０．０１
Ｍｎ 最高０．０５
Ｔｉ 最高０．０１５
Ｍｇ ０．０２〜０．１０
Ｚｎ 最高０．０６
不特定の他の成分 各最高０．０３
Ａｌ 残分
の組成を有し、Ａｌの最低含有率が９９．３である合金が提供される。
According to a first aspect of the present invention, an Al alloy suitable for processing into a lithographic printing sheet, in weight percent units:
Fe 0.16-0.40
Si maximum 0.25
Cu maximum 0.01
Mn up to 0.05
Ti Max 0.015
Mg 0.02-0.10
Zn max 0.06
Unspecified other ingredients up to 0.03 each
An alloy having a composition of Al residual and a minimum Al content of 99.3 is provided.
合金中のアルミニウムのパーセント値が高いことにより、他の成分の量は対応して少ない。この結果、使用後に再利用する場合に、汎用性のより高い合金となる。 Due to the high percentage of aluminum in the alloy, the amount of other components is correspondingly low. As a result, the alloy becomes more versatile when it is reused after use.
好ましくは、アルミニウムの最低含有率は９９．４５重量％である。より好ましくは、アルミニウムの最低含有率は９９．５０重量％である。 Preferably, the minimum aluminum content is 99.45% by weight. More preferably, the minimum aluminum content is 99.50% by weight.
合金中のアルミニウムの重量パーセント値がより高くなると、使用後に再利用する場合の合金の汎用性がさらに高まる。 Higher weight percentages of aluminum in the alloy further increase the versatility of the alloy when reused after use.
マグネシウムは、合金の砂目立て性能を改善するために使用されるが、合金の強度に対する影響は限定されている。しかし、マグネシウムは未処理および焼き付け後の両方の合金の機械的性質（強度）などを改善するので、合金中にマグネシウムが存在することは重要である。しかし、再利用の目的での合金の汎用性を損なわない範囲で、０．１０重量％までにマグネシウムの範囲を限定することが重要である。 Magnesium is used to improve the graining performance of the alloy, but has a limited impact on the strength of the alloy. However, the presence of magnesium in the alloy is important because magnesium improves the mechanical properties (strength) etc. of both the untreated and the baked alloys. However, it is important to limit the magnesium range to 0.10 wt% within a range that does not impair the versatility of the alloy for reuse purposes.
本願発明による合金は、最高０．０９９重量％のマグネシウムを含有することができる。 The alloy according to the invention can contain up to 0.099% by weight of magnesium.
好ましくは、マグネシウム含有率は０．０２〜０．０５重量％の範囲内である。 Preferably, the magnesium content is in the range of 0.02 to 0.05% by weight.
亜鉛も合金の砂目立て性能を改善するが、これも合金の強度に対する影響は限定されている。アルミニウム合金中最高０．０５重量パーセントの亜鉛が、合金の電気化学的性質に関して有益な硬化を有することができることを本発明者らは発見した。 Zinc also improves the graining performance of the alloy, but this also has a limited effect on the strength of the alloy. We have discovered that up to 0.05 weight percent zinc in an aluminum alloy can have a beneficial hardening with respect to the electrochemical properties of the alloy.
好都合には、亜鉛の最低含有率が０．０２重量％である。 Conveniently, the minimum zinc content is 0.02% by weight.
合金中の亜鉛対マグネシウムの比は、実質的に０．１〜２．３の範囲内とすることができる。 The ratio of zinc to magnesium in the alloy can be substantially in the range of 0.1 to 2.3.
亜鉛およびマグネシウムの含有率を制御することによって、結果として得られるアルミニウム合金が良好な電気的砂目立て挙動を有することができることが分かった。 It has been found that by controlling the zinc and magnesium content, the resulting aluminum alloy can have good electrical graining behavior.
アルミニウム合金中の鉄の存在は２つの目的に役立つ。その第１は、プレート製造プロセスの電気的砂目立て（粗面化）ステップ中に均一なピット構造を形成するために必須である鉄リッチの金属間化合物の形成を確実にすることである。第２は、良好な温度安定性、特にプレートの焼き付け後の強度保持に有益となる、材料中の固溶体中に十分な鉄が存在することを確実にすることである。 The presence of iron in the aluminum alloy serves two purposes. The first is to ensure the formation of iron-rich intermetallic compounds that are essential to form a uniform pit structure during the electrical graining (roughening) step of the plate manufacturing process. The second is to ensure that sufficient iron is present in the solid solution in the material, which is beneficial for good temperature stability, especially strength retention after baking of the plate.
最低限の鉄含有率を有する合金の利点の１つは、それによって合金の構造中に十分な数の第２の相の金属間化合物の存在が確実となることである。そして、これはアルミニウム中への鉄の溶解量が過剰になる場合にのみ実現可能となる。 One advantage of an alloy having a minimum iron content is that it ensures the presence of a sufficient number of second phase intermetallics in the structure of the alloy. This can be realized only when the amount of iron dissolved in aluminum becomes excessive.
合金の鉄含有率が増加すると、鉄がアルミニウム合金に硬化効果を付与し、そのため合金の強度が増加するので好都合である。 Increasing the iron content of the alloy is advantageous because iron imparts a hardening effect to the aluminum alloy, thus increasing the strength of the alloy.
しかし、上限の０．４重量％を超えるまで鉄を増加させることは、このような、さらなる添加によって、合金の構造にさらに好ましい効果が得られるわけでもなく、強度のさらなる増加も最小限であるため好都合ではない。鉄含有率が０．４重量％を超えて増加することのさらなる不利益は、再利用の目的での合金の汎用性が損なわれることである。 However, increasing the iron to exceed the upper limit of 0.4% by weight does not result in a further favorable effect on the structure of the alloy with such additional additions, and further increases in strength are minimal. Therefore, it is not convenient. A further disadvantage of increasing the iron content above 0.4% by weight is that the versatility of the alloy for reuse purposes is impaired.
アルミニウム合金中の銅の存在は、粗面化されたピットの形態に影響を与えうるが、他方で、未処理および焼き付け後の両方の条件での材料強度を改善できることが分かった。本発明者らは、銅の重量パーセント値を０．０１以下に維持すると、合金は銅が存在することによる改善された強度の利益を得ることができ、同時にピット形態に対する銅の悪影響が最小限に維持されることを発見した。 It has been found that the presence of copper in the aluminum alloy can affect the morphology of the roughened pits, while on the other hand it can improve the material strength in both the untreated and post-baked conditions. We maintain the weight percent value of copper below 0.01 and the alloy can benefit from improved strength due to the presence of copper while at the same time minimizing the negative effects of copper on pit morphology. Found to be maintained.
アルミニウム合金中のチタンの存在は、冶金学的結晶粒度を適切に制御するために必要である。しかしチタンが多すぎると、合金の電気化学的性能に対して悪影響を及ぼすことがある。本発明者らは、チタンの重量パーセント値が０．０１５以下であれば、合金は、チタンによって得られる結晶粒度の制御による利益を得ることができ、同時に電気化学的性能に対する悪影響が最小限に維持されることを発見した。 The presence of titanium in the aluminum alloy is necessary to properly control the metallurgical grain size. However, too much titanium can adversely affect the electrochemical performance of the alloy. We can benefit from the control of the grain size obtained by titanium if the weight percent value of titanium is 0.015 or less, while at the same time minimizing adverse effects on electrochemical performance. I found it maintained.
本願発明による合金の１つは最高０．０４９重量％のマンガンを含有することができる。 One of the alloys according to the invention can contain up to 0.049% by weight of manganese.
好ましくは、最低マンガン含有率は０．００５重量％である。 Preferably, the minimum manganese content is 0.005% by weight.
合金中にマンガンが存在することで、合金の未処理強度および焼き付け後強度の両方が増加する。しかし、マンガンは合金電気的砂目立て挙動に対して悪影響を及ぼす場合があり、そのため合金中のマンガン量が多くなりすぎるべきではない。 The presence of manganese in the alloy increases both the raw strength and post-baking strength of the alloy. However, manganese can adversely affect the electrical graining behavior of the alloy, so the amount of manganese in the alloy should not be too high.
好ましくは、マンガン含有率は０．００５〜０．０３０重量％の範囲内となる。 Preferably, the manganese content is in the range of 0.005 to 0.030% by weight.
好都合には、マンガン対マグネシウムの比が実質的に０．０８〜１．６３の範囲内である。 Conveniently, the manganese to magnesium ratio is substantially in the range of 0.08 to 1.63.
本願発明の第２の態様によると、本願発明の第１の態様による合金から形成された平版印刷シートが提供される。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a lithographic printing sheet formed from the alloy according to the first aspect of the present invention.
本願発明の第３の態様によると、本願発明の第１の態様による合金から形成された平版印刷シートの加工方法が提供される。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a method for processing a lithographic printing sheet formed from an alloy according to the first aspect of the present invention.
これより、単なる例として以下に示す実施例を参照しながら本発明を説明する。 The invention will now be described by way of example only with reference to the following examples.
合金を形成する成分の重量パーセント値を示す本発明の好ましい実施形態の４つの実施例の組成の詳細を以下に示す。 Details of the composition of the four examples of preferred embodiments of the present invention showing the weight percent values of the components forming the alloy are given below.
添付の図面を参照しながら単なる非限定的な例によって本発明をさらに説明する。 The invention will be further described by way of non-limiting example only with reference to the accompanying drawings.
引張強度または極限引張強度／応力（ＵＴＳ）は、引張試験の過程で材料に加えられた最大荷重を材料の元の断面積で割ったものである。脆性または強靱な材料では、これは破断点と一致するが、通常は、ＵＴＳを通過した後で応力が減少しながら伸張が持続する。 Tensile strength or ultimate tensile strength / stress (UTS) is the maximum load applied to a material during the course of a tensile test divided by the original cross-sectional area of the material. For brittle or tough materials, this coincides with the break point, but usually stretch continues with decreasing stress after passing through the UTS.
耐力（Ｒp）は、明確な降伏点を示さずに金属中である量の永久ひずみ（塑性変形）を発生させるのに必要な応力である。添付の図２および図４においては、耐力は０．２％のひずみを発生させる応力（Ｒp０．２）である。 Yield strength (R p ) is the stress required to generate a certain amount of permanent strain (plastic deformation) in the metal without exhibiting a clear yield point. In FIGS. 2 and 4, the proof stress is a stress (R p 0.2) that generates a strain of 0.2%.
前述したように、標準焼き付け試験は２４０℃で１０分間である。図１〜図４において、各合金の強度の挙動を示し、異なる焼き付け条件下で強度がどのように低下するかを示すために、別の温度、すなわち２００、２２０、および２６０℃についても試験が行われる。 As described above, the standard baking test is for 10 minutes at 240 ° C. In FIGS. 1-4, the tests were also conducted at different temperatures, namely 200, 220, and 260 ° C., to show the strength behavior of each alloy and how the strength decreases under different baking conditions. Done.
図１に示されるように、実施例１〜４のそれぞれは、未処理の焼き付けされていない状態と、示された温度群との両方で、ＡＡ１０５０のグループの合金と比較した場合に、長手方向でより高い極限引張強度を有する。しかしＡＡ３ＸＸＸのグループの合金は実施例１〜４よりも高い強度を有する。 As shown in FIG. 1, each of Examples 1-4 is longitudinal when compared to an AA1050 group of alloys, both in an untreated baked state and at the indicated temperature group. And higher ultimate tensile strength. However, the AA3XXX group of alloys has higher strength than Examples 1-4.
図２は、実施例１〜４のそれぞれが、未処理の焼き付けされていない状態と、示された温度群との両方で、ＡＡ１０５０のグループの合金よりも長手方向で高い耐力を有することを示している。 FIG. 2 shows that each of Examples 1-4 has a higher yield strength in the longitudinal direction than the AA1050 group of alloys, both in an untreated baked state and at the indicated temperature group. ing.
図３は、実施例１〜４のそれぞれが、未処理の焼き付けされていない状態と、示された温度群との両方で、ＡＡ１０５０のグループの合金よりも横方向で高い極限引張強度を有することを示している。 FIG. 3 shows that each of Examples 1-4 has a higher ultimate tensile strength in the transverse direction than the AA1050 group of alloys, both in the untreated baked state and in the indicated temperature group. Is shown.
図４は、実施例１〜４のそれぞれが、未処理の焼き付けされていない状態と、示された温度群との両方で、ＡＡ１０５０のグループの合金よりも横方向で高い耐力を有することを示している。 FIG. 4 shows that each of Examples 1-4 has a higher yield strength laterally than the AA1050 group of alloys, both in the untreated baked state and in the temperature groups shown. ing.
曲げ特性は、プレス性能に関しては強度よりも重要であると認められるが、測定は簡単ではない。したがって、近似的な基準として強度が多くの場合に使用される。しかし、記載の実施例に対して簡単な曲げ試験を行った。 Although bending properties are perceived as more important than strength in terms of press performance, measurement is not straightforward. Therefore, strength is often used as an approximate reference. However, a simple bending test was performed on the described examples.
使用した曲げ試験は、印刷機上に平版印刷プレートを取り付けるために使用される曲げの形成および検査に基づいた静的試験である。 The bend test used is a static test based on the formation and inspection of bends used to mount lithographic printing plates on a printing press.
材料の性質（たとえば合金の組成、調質、および合金の加工方法）は、初期の曲げに対して顕著な影響を有し、疲労に対する影響は限定されているため、静的試験が最も適切であると考えられる。疲労による破壊は、主として曲げ寸法および材料ゲージによって求められることを理解されたい。 Static testing is most appropriate because material properties (eg, alloy composition, tempering, and alloy processing methods) have a significant effect on initial bending and have limited impact on fatigue. It is believed that there is. It should be understood that failure due to fatigue is primarily determined by bend dimensions and material gauge.
曲げ試験を行うために、特定の合金から形成されたプレートを厳密な１組のパラメーターで曲げた。特定されたゲージを含めて寸法が指定値から大きく変動する場合、それによって試験結果が不十分となりうる。 To perform a bending test, a plate formed from a specific alloy was bent with a strict set of parameters. If the dimensions, including the specified gauge, vary greatly from the specified value, then the test results may be insufficient.
サンプルの厚さ測定値は、０．２７５〜０．２８０ｍｍの間で可能な限り一定に維持した。 Sample thickness measurements were kept as constant as possible between 0.275 and 0.280 mm.
主として内側の曲げ半径およびゲージによって、曲げの外側の表面に対するひずみ量が決定される。設定パラメーターの変化がわずかであっても、これが大きく変化しうる。したがって、内側の曲げ半径は一定に維持される。 The amount of strain on the outer surface of the bend is determined primarily by the inner bend radius and gauge. Even if the setting parameter changes slightly, this can change greatly. Therefore, the inner bending radius is kept constant.
使用する際は、アルミニウム平版印刷プレートをプレート曲げ装置を使用して曲げられる。プレート曲げ装置は印刷機と関連しており、曲げを形成するために使用される設備の一部である。この試験では、設定半径での６０°の単純な曲げを形成して、プレート曲げ装置をシミュレートした。６０°は、典型的に使用される曲げ角度の範囲内である。 In use, an aluminum lithographic printing plate is bent using a plate bending apparatus. A plate bending apparatus is associated with a printing press and is part of the equipment used to form the bend. In this test, a plate bending apparatus was simulated by forming a simple bend of 60 ° at a set radius. 60 ° is within the range of bending angles typically used.
プレートの圧延方向に対して平行および垂直の曲げ軸を有する２つの方向で試験を行った。圧延方向は、圧延中にアルミニウムシートが加工される方向である。 The test was conducted in two directions with bending axes parallel and perpendicular to the rolling direction of the plate. The rolling direction is the direction in which the aluminum sheet is processed during rolling.
これらの試験を、ＡＡ１０５０のグループの合金に対して行った試験と比較した。 These tests were compared to tests performed on the AA1050 group of alloys.
試験を実施した後、合金の曲げを、その断面および外側の表面の外観に関して光学顕微鏡法を使用することで評価した。 After testing, the bending of the alloy was evaluated using optical microscopy for its cross-section and outer surface appearance.
ＡＡ１０５０合金のサンプルおよび前述の実施例１のサンプルの曲げ試験データーを示す顕微鏡写真を図５〜図８に示している。 The micrograph which shows the bending test data of the sample of AA1050 alloy and the sample of above-mentioned Example 1 is shown in FIGS.
図５および図５ａは、前述したように、曲げ試験を実施した後のＡＡ１０５０合金のサンプルの断面を示す顕微鏡写真である。内側の曲げ表面の圧縮変形によって生じる合金の内側表面上に内向きのひずみが存在することをこれらの図面から見ることができる。このひずみは参照番号１によって示される囲まれた領域中に存在する。圧縮変形は、内向きのひずみの量によって評価することができる。 5 and 5a are photomicrographs showing a cross section of a sample of AA1050 alloy after performing a bending test as described above. It can be seen from these figures that there is inward strain on the inner surface of the alloy caused by compressive deformation of the inner bending surface. This strain is present in the enclosed area indicated by reference numeral 1. Compressive deformation can be evaluated by the amount of inward strain.
領域２に示されるように、外側表面上の剪断変形によって合金の外側表面上に形成されたリッジが存在することも見ることができる。剪断変形の量は、形成されたリッジの深さによって評価することができる。 It can also be seen that there are ridges formed on the outer surface of the alloy by shear deformation on the outer surface, as shown in region 2. The amount of shear deformation can be evaluated by the depth of the formed ridge.
材料に変形のリッジが形成されないことが好都合であると考えられる。これは、リッジが応力の集中部分となり、印刷プレートの破壊が始まる弱い点となりうると考えられるからである。 It may be advantageous that the material does not form a deformed ridge. This is because the ridge is considered to be a stress concentration part and can be a weak point where the printing plate starts to break.
図６および図６ａは、同様の曲げ試験を行った後の前述の実施例１のサンプルの断面を示している。図５および図５ａに示されるＡＡ１０５０合金のサンプルの外側表面と比較すると、領域３に示される内部の曲げ変形は減少しており、領域４に示される外側表面はより滑らかになっていることがこれらの図面から分かる。 6 and 6a show a cross section of the sample of Example 1 described above after performing a similar bending test. Compared to the outer surface of the AA1050 alloy sample shown in FIGS. 5 and 5a, the internal bending deformation shown in region 3 is reduced and the outer surface shown in region 4 is smoother. It can be seen from these drawings.
図７および図８は、それぞれＡＡ１０５０合金のサンプルおよび実施例１のサンプルの外側の曲げ表面のさらなる詳細を示している。再び図７から分かるように、参照番号５が付けられた囲まれた領域において、実施例１のサンプルと比較すると、ＡＡ１０５０合金のサンプル中に深いリッジが存在する。 7 and 8 show further details of the outer bending surface of the AA1050 alloy sample and the Example 1 sample, respectively. As can be seen again from FIG. 7, in the enclosed area marked with reference numeral 5, there is a deep ridge in the sample of AA1050 alloy when compared to the sample of Example 1.
図５〜図８に示されるような顕微鏡写真の解析は主として定性的である。それにもかかわらず、観察される剪断変形および亀裂の量が、異なる材料の間で変動するため、異なる合金の間で直接比較することができる。各合金について曲げの外側表面上の粗さ測定も行い、曲げの外側表面上の剪断変形のリッジのピークから谷までの最大距離を測定した。 Analysis of micrographs as shown in FIGS. 5-8 is mainly qualitative. Nevertheless, the amount of shear deformation and cracking observed varies between different materials and can therefore be directly compared between different alloys. For each alloy, the roughness on the outer surface of the bend was also measured, and the maximum distance from the peak to the valley of the shear ridge on the outer surface of the bend was measured.
外側曲げ表面のこれらの形状測定は、白色光干渉計を使用して行った。この用途において、干渉計は表面粗さの非接触測定方法として使用される。 These shape measurements of the outer bend surface were performed using a white light interferometer. In this application, an interferometer is used as a non-contact measurement method for surface roughness.
粗さ測定の結果を以下の表５に示す。 The results of roughness measurement are shown in Table 5 below.
試験結果のまとめを以下の表６に示す。この表から分かるように、ＡＡ１０５０のグループの合金はこのような曲げ試験中に中程度の変形を示す。ＡＡ３ＸＸＸのグループの合金は、曲げにおいて変形をほとんど示さないことが分かる。 A summary of the test results is shown in Table 6 below. As can be seen from this table, the AA1050 group of alloys exhibit moderate deformation during such bending tests. It can be seen that the AA3XXX group of alloys show little deformation in bending.
上述したように、均一なピットを有し条痕のない表面が、塩酸を主成分とする溶液または硝酸を主成分とする溶液のいずれかの中で合金の電気的砂目立てを行うことによって形成され、良好な機能性を有する表面が得られるということが重要である。 As described above, a surface with uniform pits and no streaks is formed by electrical graining of the alloy in either a hydrochloric acid-based solution or a nitric acid-based solution. It is important that a surface with good functionality is obtained.
ＡＡ１０５０のグループの合金およびＡＡ３ＸＸＸのグループの合金の両方と比較した実施例１〜４の電気的砂目立て性能を以下に示す。 The electrical graining performance of Examples 1-4 compared to both the AA1050 group of alloys and the AA3XXX group of alloys is shown below.
以下に示す結果は、ＨＣｌを主成分とする電解質中での合金の実験室試験に基づいている。 The results shown below are based on laboratory testing of alloys in an electrolyte based on HCl.
電気的砂目立て性能の測定に以下の尺度を使用した。 The following scale was used to measure electrical graining performance.
異なる実施例の結果を以下に示す。 The results of different examples are shown below.
すべての条件で１０００Ｃ／ｄｍ2の電荷密度を使用しているが、電気的砂目立ては異なる時間の長さで行われる。 Although all conditions use a charge density of 1000 C / dm 2 , electrical graining is performed for different lengths of time.
「容易な」実験室条件は２４秒間の電気的砂目立てによって行われる。 “Easy” laboratory conditions are performed by 24 seconds of electrical graining.
「中間の」条件は９．５秒間の電気的砂目立てによって行われる。 The “intermediate” condition is performed by electrical graining for 9.5 seconds.
「困難な」条件は６．５秒間の電気的砂目立てによって行われる。 “Difficult” conditions are performed by electric graining for 6.5 seconds.
これらの結果は、実施例１〜４のそれぞれが、ＡＡ１０５０のグループの合金と電気的砂目立て特性が少なくとも同等に良好であり、ある条件下ではＡＡ１０５０のグループの合金よりも優れていることを示している。 These results show that each of Examples 1-4 is at least as good in electrical graining characteristics as the AA1050 group of alloys and is superior to the AA1050 group of alloys under certain conditions. ing.
実施例１〜４のそれぞれの電気的砂目立て挙動は、すべての場合で、ＡＡ３ＸＸＸのグループの合金よりも優れている。 The electrical graining behavior of each of Examples 1-4 is superior to the AA3XXX group of alloys in all cases.
したがって、本願発明によって、ＡＡ１０５０型合金と比較して改善された強度を有し、ＡＡ３ＸＸＸ型合金と比較して改善された電気的砂目立て挙動を有するアルミニウム合金が提供される。 Accordingly, the present invention provides an aluminum alloy that has improved strength compared to AA1050 type alloys and improved electrical graining behavior compared to AA3XXX type alloys.
これより本願発明による平版印刷シートの形成方法を簡単に説明する。この方法は、合金の製造およびスラブの鋳造；薄い圧延アルミニウム・ストリップの製造；ならびに平版印刷シートの製造；の３つのサブプロセスとして見ることができる。これよりこれらのプロセスについて以下に詳細に説明する。 Now, a method for forming a lithographic printing sheet according to the present invention will be briefly described. This method can be viewed as three sub-processes: alloy production and slab casting; thin rolled aluminum strip production; and lithographic sheet production. These processes will now be described in detail below.
合金の製造およびスラブの鋳造
溶融アルミニウムのＤＣ（直接チル）鋳造によって、圧延シートインゴットを作製する。
Alloy sheet manufacture and slab casting Rolled sheet ingots are made by DC (direct chill) casting of molten aluminum.
適切な添加によって金属の元素組成を記載の量に制御する。 The elemental composition of the metal is controlled to the stated amount by appropriate addition.
これらのインゴットは、典型的には、４００〜６５０ｍｍの間の厚さである。 These ingots are typically between 400 and 650 mm thick.
薄い圧延アルミニウム・ストリップの製造
表面の清浄性および均一性を改善するために、鋳肌を除去することによって圧延シートインゴットのスカルピングが行われる。両面から合計で最高２５ｍｍが除去される。
In order to improve the cleanliness and uniformity of the production surface of the thin rolled aluminum strip, the rolled sheet ingot is sculpted by removing the casting surface. A total of up to 25 mm is removed from both sides.
熱間圧延のために、４００〜６００℃の出口金属温度を実現することで予備加熱が行われる。 For hot rolling, preheating is performed by realizing an outlet metal temperature of 400-600 ° C.
１１〜１８ｍｍの間の厚さの板ゲージに複数回通してインゴットの熱間圧延が行われる。 The ingot is hot-rolled a plurality of times through a plate gauge having a thickness between 11 and 18 mm.
インライン急冷によってプレート温度を＜５０℃まで下げる。 Reduce plate temperature to <50 ° C. by in-line quench.
次に、中間ゲージまでプレートを冷間圧延する。 The plate is then cold rolled to an intermediate gauge.
バッチ・インター・アニーリング(batch inter-annealing)を行うことができる。目標金属温度は３５０〜５５０℃の間である。 Batch inter-annealing can be performed. The target metal temperature is between 350-550 ° C.
０．１〜０．５ｍｍの間の最終製品厚さを達成するために、さらなる冷間圧延ステップが使用される。 In order to achieve a final product thickness between 0.1 and 0.5 mm, further cold rolling steps are used.
次に、得られたコイルを平らにし、脱脂した後に、平版印刷シートの製造のために供給することができる。 The resulting coil can then be flattened and degreased before being supplied for the production of a lithographic printing sheet.
平版印刷シートの製造
アルカリ系エッチング・プロセスによって表面の粗面化の準備をする。
Preparation of lithographic printing sheets Prepare for surface roughening by an alkaline etching process.
粗面化は、好ましくは、電気的砂目立てによって行われる。これは、塩酸を主成分とする電解質中または硝酸を主成分とする電解質中で行われる。電気的砂目立て浴にＡＣ電流を流すことで粗面化が行われる。 The roughening is preferably performed by electrical graining. This is done in an electrolyte based on hydrochloric acid or in an electrolyte based on nitric acid. Roughening is performed by passing an AC current through the electric graining bath.
電気的砂目立てした表面を陽極酸化することで耐摩耗性が改善される。 Abrasion resistance is improved by anodizing the electrically grained surface.
前述の基本的なプロセス・ステップの一部またはそれぞれの間に種々の他のインライン処理を行うことでプレート特性を改善することができる。 Various other inline processing can be performed during some or each of the basic process steps described above to improve plate characteristics.
感光性コーティングを適用する。 Apply a photosensitive coating.
プレートに画像を形成した後、感光性コーティングの耐摩耗性を改善するために焼き付けを行うことができる。 After the image is formed on the plate, baking can be performed to improve the abrasion resistance of the photosensitive coating.
Claims (13)
Ｆｅ ０．１６〜０．４０
Ｓｉ 最高０．２５
Ｃｕ 最高０．０１
Ｍｎ 最高０．０５
Ｔｉ 最高０．０１５
Ｍｇ ０．０２〜０．１０
Ｚｎ 最高０．０６
不特定の他の成分 それぞれ最高０．０３
Ａｌ 残分
の組成を有し、Ａｌの最低含有率が、９９．３である、合金。 Al alloy suitable for processing into lithographic printing sheets, in units of% by weight:
Fe 0.16-0.40
Si maximum 0.25
Cu maximum 0.01
Mn up to 0.05
Ti Max 0.015
Mg 0.02-0.10
Zn max 0.06
Other unspecified other components up to 0.03 each
An alloy having a composition of Al residue and a minimum Al content of 99.3.
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