JP4593332B2 - 平版印刷版用アルミニウム合金板の製造方法 - Google Patents
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Description
この発明は、粗面化処理したアルミニウム合金板表面に陽極酸化処理を施し、さらに感光性物質を塗布して形成される平版印刷版に使用されるアルミニウム合金板とその製造方法に関わるものであって、より詳しくは、粗面化処理後の外観の均一性、さらには耐熱軟化性に優れ安価な平版印刷版用アルミニウム合金板の製造方法である。
従来から平版印刷版として粗面化処理、陽極酸化皮膜処理などの表面処理を施したアルミニウム板上に感光性物質を塗布したものが用いられている。この中で最も広く用いられているのは、あらかじめ感光性物質を塗布してすぐ焼き付けられる状態になっているいわゆるＰＳ版である。このような平版印刷版に画像露光、現像、水洗、ラッカー盛り等の製版処理を施して印刷版が得られるが、この現像処理による未溶解の感光層は画像部を形成し、感光層が除去されてその下のアルマイト表面が露出した部分は親水性のため水受容部となり、非画像部を形成する。これを、印刷機の回転する円筒形版胴に巻付け、湿し水の存在のもとにインキを画像部上に付着させゴムブランケットに転写し、紙面に印刷している。
従来このような用途のアルミニウムおよびアルミニウム合金（以下総称してアルミニウム合金とする）板には、ＪＩＳ１０５０、ＪＩＳ１１００、ＪＩＳ３００３等のアルミニウム合金が主として用いられている。通常これらのアルミニウム合金板は表面を機械的方法、化学的方法および電気化学的方法のいずれか一つ、あるいは二つ以上組み合わされた工程による粗面化方法により粗面化し、その後好ましくは陽極酸化処理を施して使用される。
以上のことから、平版印刷版用アルミニウム合金板には次のような特性が要求されている。
１） 感光剤の被着を均一にして密着性を高め、かつ印刷中の湿し水の管理を容易にするため、粗面化処理により均一な粗面が容易に得られること。
２） 版板は耐刷力を高めるため、画像部形成後２００〜３００℃の範囲で３〜７分間程度の熱処理（バーニング処理）を施す場合があるが、これによっても大きく軟化することなく強度を保持できる優れた耐熱軟化性を有すること。
１） 感光剤の被着を均一にして密着性を高め、かつ印刷中の湿し水の管理を容易にするため、粗面化処理により均一な粗面が容易に得られること。
２） 版板は耐刷力を高めるため、画像部形成後２００〜３００℃の範囲で３〜７分間程度の熱処理（バーニング処理）を施す場合があるが、これによっても大きく軟化することなく強度を保持できる優れた耐熱軟化性を有すること。
しかしながら従来のＪＩＳ１０５０アルミニウム合金板は、粗面化処理により均一な粗面が得られるものの耐熱軟化性が劣る欠点があり、ＪＩＳ１１００、ＪＩＳ３００３アルミニウム合金板は粗面化処理により不均一な粗面となる欠点があった。すなわちＪＩＳ１１００、ＪＩＳ３００３アルミニウム合金板は板の圧延方向に沿って細かい筋状模様、いわゆるストリークが発生し、粗面化処理によってピット形状が不均一となり、部分的にエッチング不足の箇所が点在し、版板としては好ましくはない粗面形状を生ずる。
この問題に対し、熱間圧延後の平均冷却速度を規定することにより、粗面化処理面後の外観均一性、耐焼鈍軟化性を解決した例がある（例えば特許文献１参照）。
また冷間圧延途中に昇温・降温速度を規制した中間焼鈍を行うことにより、ストリークの発生の問題を解決し均一な粗面を得る様にした例がある（例えば特許文献２参照）。
特開平１０−３０６３５５号公報
特開平０８−２０９３１３号公報
また冷間圧延途中に昇温・降温速度を規制した中間焼鈍を行うことにより、ストリークの発生の問題を解決し均一な粗面を得る様にした例がある（例えば特許文献２参照）。
しかし、以上の従来技術についてもそれぞれ次の様な問題があった
特許文献１に開示された平版印刷版用アルミニウム合金支持体とその製造方法では熱間圧延終了後から ２５０℃以下までの平均冷却速度を５℃／ｍｉｎ以下に規制して十分な再結晶組織を得る様にして熱間圧延以降において焼鈍等の熱処理を行うことなく板表面における加工組織を解消して粗面化処理後のストリーク発生を防止している。しかしこの特許文献１に開示された平版印刷版用アルミニウム合金支持体とその製造方法では、平均冷却速度を５℃／ｍｉｎ以下に規制する結果として、熱間圧延以降において焼鈍等の熱処理工程を省略することによる生産性の向上効果は限定的であった。
特許文献１に開示された平版印刷版用アルミニウム合金支持体とその製造方法では熱間圧延終了後から ２５０℃以下までの平均冷却速度を５℃／ｍｉｎ以下に規制して十分な再結晶組織を得る様にして熱間圧延以降において焼鈍等の熱処理を行うことなく板表面における加工組織を解消して粗面化処理後のストリーク発生を防止している。しかしこの特許文献１に開示された平版印刷版用アルミニウム合金支持体とその製造方法では、平均冷却速度を５℃／ｍｉｎ以下に規制する結果として、熱間圧延以降において焼鈍等の熱処理工程を省略することによる生産性の向上効果は限定的であった。
特許文献２に開示された平版印刷版用アルミニウム合金支持体の製造方法では、処理対象の圧延板に対して、５０℃／ｍｉｎ以上の昇温速度で３５０〜６２０℃の温度域まで加熱され、その温度域に１０分間以内の時間保持され、ついで５０℃／ｍｉｎ以上の降温速度で１５０℃以下の温度域まで冷却するという中間焼鈍を施すことによって圧延板の表層部には、平均粒径が４０μｍ以下である微細な再結晶粒を均一に析出させることができ、そのことにより、支持体（圧延板）に電気化学的な粗面化処理を行ったときに、粗化面における面質ざらつきの発生を抑制し、もって外観の良好な支持体を得る様にされる。
しかし、この特許文献２に開示された平版印刷版用アルミニウム合金支持体の製造方法では係る中間焼鈍工程を行う結果として、その点で生産性低下は避けられず、生産性を向上する方策が望まれていた。
しかし、この特許文献２に開示された平版印刷版用アルミニウム合金支持体の製造方法では係る中間焼鈍工程を行う結果として、その点で生産性低下は避けられず、生産性を向上する方策が望まれていた。
この発明は以上の従来技術における問題に鑑み、粗面化処理により均一な粗面が得られ、かつ耐熱軟化性に優れ生産性が良好で安価な平版印刷版用アルミニウム合金板の製造方法を提供することを目的とする。
この発明の発明者らは、上記従来のアルミニウム合金板及びその製造方法の欠点を克服するために鋭意研究を重ねた結果、特定元素の含有量及びＡｌマトリックスへのＦｅ固溶量を調整し、熱間圧延にて特定の製造条件にて製造したアルミニウム合金板が上記目的を達成し得ることを見い出し、この知見に基づきこの発明を完成するに至った。
すなわちこの発明の平版印刷版用アルミニウム合金板の製造方法は、Ｆｅ：０．１〜０．５ｍａｓｓ％、Ｓｉ：０．０５〜０．２０ｍａｓｓ％、Ｃｕ：０．００５〜０．０７ｍａｓｓ％、Ｔｉ：０．００５〜０．０３ｍａｓｓ％を含有し、かつＺｒ：０．０１ｍａｓｓ％以下、Ｖ：０．０１ｍａｓｓ％以下、Ｃｒ：０．０１ｍａｓｓ％以下、Ｍｎ：０．０１ｍａｓｓ％以下、Ｎｉ：０．０１ｍａｓｓ％以下、Ｓｃ：０．０１ｍａｓｓ％以下にそれぞれ抑制し、かつＺｒ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｓｃからなる群を構成する成分元素の総含有量が０．０３ｍａｓｓ％以下であり残部がＡｌ及び不可避的不純物からなるアルミニウム合金板であって、熱間圧延板断面組織の再結晶率が６０％以上であり、製品板表面での圧延方向に対し垂直方向の平均結晶粒径が４０μｍ未満であり、ＡｌマトリックスへのＦｅ固溶量を１５〜３０ｐｐｍに調整してなるアルミニウム合金板の製造方法において、熱間仕上げ圧延の圧下量が「（熱間粗圧延上り板厚）／（熱間仕上げ圧延上り板厚）＞１０」の関係を満足し、かつ熱間圧延上り板厚を１．２〜４．０ｍｍ、熱間圧延上り温度を３００〜３６０℃とする熱間圧延を施した後、中間焼鈍を行わず、冷間圧延にて所定の最終板厚まで圧延することを特徴とする。
［作用］
この発明の平版印刷版用アルミニウム合金板の製造方法によって製造される平版印刷版用アルミニウム合金板は、Ｆｅ：０．１〜０．５ｍａｓｓ％、Ｓｉ：０．０５〜０．２０ｍａｓｓ％、Ｃｕ：０．００５〜０．０７ｍａｓｓ％、Ｔｉ：０．００５〜０．０３ｍａｓｓ％を含有し、かつＺｒ：０．０１ｍａｓｓ％以下、Ｖ：０．０１ｍａｓｓ％以下、Ｃｒ：０．０１ｍａｓｓ％以下、Ｍｎ：０．０１ｍａｓｓ％以下、Ｎｉ：０．０１ｍａｓｓ％以下、Ｓｃ：０．０１ｍａｓｓ％以下にそれぞれ抑制し、かつＺｒ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｓｃからなる群を構成する成分元素の総含有量が０．０３ｍａｓｓ％以下であり、ＡｌマトリックスへのＦｅ固溶量を１５〜３０ｐｐｍに調整してなり、熱間圧延板断面組織の再結晶率が６０％以上で製品板表面での圧延方向に対し垂直方向の平均結晶粒径が４０μｍ未満である結果、十分な耐熱軟化性を付与することができると共に素板強度が過大となることを防ぐことができる。
この発明の平版印刷版用アルミニウム合金板の製造方法によって製造される平版印刷版用アルミニウム合金板は、Ｆｅ：０．１〜０．５ｍａｓｓ％、Ｓｉ：０．０５〜０．２０ｍａｓｓ％、Ｃｕ：０．００５〜０．０７ｍａｓｓ％、Ｔｉ：０．００５〜０．０３ｍａｓｓ％を含有し、かつＺｒ：０．０１ｍａｓｓ％以下、Ｖ：０．０１ｍａｓｓ％以下、Ｃｒ：０．０１ｍａｓｓ％以下、Ｍｎ：０．０１ｍａｓｓ％以下、Ｎｉ：０．０１ｍａｓｓ％以下、Ｓｃ：０．０１ｍａｓｓ％以下にそれぞれ抑制し、かつＺｒ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｓｃからなる群を構成する成分元素の総含有量が０．０３ｍａｓｓ％以下であり、ＡｌマトリックスへのＦｅ固溶量を１５〜３０ｐｐｍに調整してなり、熱間圧延板断面組織の再結晶率が６０％以上で製品板表面での圧延方向に対し垂直方向の平均結晶粒径が４０μｍ未満である結果、十分な耐熱軟化性を付与することができると共に素板強度が過大となることを防ぐことができる。
また熱間圧延仕上げ圧延の圧下量が
「（熱間粗圧延上り板厚ｍｍ）／（熱間仕上げ圧延上り板厚ｍｍ）＞１０」
の関係を満足し、かつ熱間圧延上り板厚を１．２〜４．０ｍｍ、熱間圧延上り温度を３００〜３６０℃とする熱間圧延を施して製造するので、熱間仕上げ圧延過程で再結晶粒径を微細化するための駆動力となる残留歪みを十分に蓄積することができ、確実に再結晶を進行させることができると共に再結晶によって得られるＡｌマトリックスの結晶粒が粗大化することを防止して、結晶粒が十分に微細化された再結晶組織を得ることができる。したがって、特には中間焼鈍を行わなくても効率良く耐熱軟化性を向上させたアルミニウム合金板を製造することができ、またその際に特にはその製造過程で冷却速度を規制する等して実質的な中間焼鈍を行う手段を採用する必要もない。
「（熱間粗圧延上り板厚ｍｍ）／（熱間仕上げ圧延上り板厚ｍｍ）＞１０」
の関係を満足し、かつ熱間圧延上り板厚を１．２〜４．０ｍｍ、熱間圧延上り温度を３００〜３６０℃とする熱間圧延を施して製造するので、熱間仕上げ圧延過程で再結晶粒径を微細化するための駆動力となる残留歪みを十分に蓄積することができ、確実に再結晶を進行させることができると共に再結晶によって得られるＡｌマトリックスの結晶粒が粗大化することを防止して、結晶粒が十分に微細化された再結晶組織を得ることができる。したがって、特には中間焼鈍を行わなくても効率良く耐熱軟化性を向上させたアルミニウム合金板を製造することができ、またその際に特にはその製造過程で冷却速度を規制する等して実質的な中間焼鈍を行う手段を採用する必要もない。
この発明の平版印刷版用アルミニウム合金板及びその製造方法によれば粗面化処理後の外観均一性に優れ、かつ熱軟化特性に優れ安価な平版印刷版用アルミニウム合金板を生産性良く製造することができる。
以下にこの発明の平版印刷版用アルミニウム合金板の製造方法及び係る方法によって製造される平版印刷版用アルミニウム合金板について、詳細に説明する。
１) 合金板の組成中のＦｅ量は、０．１〜０．５ｍａｓｓ％の範囲とする。
Ｆｅは、Ａｌ−Ｆｅ系およびＡｌ−Ｆｅ−Ｓｉ系の金属間化合物を生成し、鋳造時の結晶粒を微細化して電気化学的粗面化処理により得られる電解粗面化ピットを均一化するために必要な元素である。また、それと共に、強度を確保する効果がある。
Ｆｅ含有量が０．１ｍａｓｓ%未満では、再結晶時の結晶粒径が粗大となり粗面化処理後のピットが不均一となって、外観が不均一（面質ムラ）となる。一方、Ｆｅ含有量が０．５ｍａｓｓ%を超えると、Ａｌ−ＦｅおよびＡｌ−Ｆｅ−Ｓｉ系の粗大な化合物が多くなり化学的性質の局在的不均一が顕著になり、化学的粗面化面または電気化学的粗面化面のピット形状が不均一となり保水性が低下する。なお、Ｆｅは通常Ａｌ合金中に不純物元素として含有される元素でもあるため、Ｆｅ含有量を０．１ｍａｓｓ%未満に低減するには純度の高いＡｌ合金を原料とする必要があるためコスト上昇にもつながる。
１) 合金板の組成中のＦｅ量は、０．１〜０．５ｍａｓｓ％の範囲とする。
Ｆｅは、Ａｌ−Ｆｅ系およびＡｌ−Ｆｅ−Ｓｉ系の金属間化合物を生成し、鋳造時の結晶粒を微細化して電気化学的粗面化処理により得られる電解粗面化ピットを均一化するために必要な元素である。また、それと共に、強度を確保する効果がある。
Ｆｅ含有量が０．１ｍａｓｓ%未満では、再結晶時の結晶粒径が粗大となり粗面化処理後のピットが不均一となって、外観が不均一（面質ムラ）となる。一方、Ｆｅ含有量が０．５ｍａｓｓ%を超えると、Ａｌ−ＦｅおよびＡｌ−Ｆｅ−Ｓｉ系の粗大な化合物が多くなり化学的性質の局在的不均一が顕著になり、化学的粗面化面または電気化学的粗面化面のピット形状が不均一となり保水性が低下する。なお、Ｆｅは通常Ａｌ合金中に不純物元素として含有される元素でもあるため、Ｆｅ含有量を０．１ｍａｓｓ%未満に低減するには純度の高いＡｌ合金を原料とする必要があるためコスト上昇にもつながる。
２) 合金板の組成中のＳｉ量は、０．０５〜０．２０ｍａｓｓ%の範囲とする。
ＳｉはＦｅと共にＡｌ−Ｆｅ−Ｓｉ系の微細な金属間化合物を形成して電解粗面化ピットを均一化するために必要な元素である。
Ｓｉ含有量が０．０５ｍａｓｓ%未満では電解粗面化ピットを均一化する効果が不足して、粗面化処理後のピットが不均一となることから、外観が不均一（面質ムラ）となる。一方、Ｓｉ含有量が０．２０ｍａｓｓ%を超えると、Ａｌ−Ｆｅ−Ｓｉ系の粗大な化合物が多くなって化学的性質の局部的不均一が顕著になり、化学的粗面化面または電気化学的粗面化面のピット形状が不均一となり保水性が低下する。また耐熱軟化性が低下して、かつ過酷インキ汚れ性が低下する。また、ＳｉはＦｅと同様にアルミニウム合金に不純物として含まれている元素でもあり、Ｓｉを０．０５ｍａｓｓ%以下に低減することは、Ｆｅの低減と同様にコスト上昇につながる。
ＳｉはＦｅと共にＡｌ−Ｆｅ−Ｓｉ系の微細な金属間化合物を形成して電解粗面化ピットを均一化するために必要な元素である。
Ｓｉ含有量が０．０５ｍａｓｓ%未満では電解粗面化ピットを均一化する効果が不足して、粗面化処理後のピットが不均一となることから、外観が不均一（面質ムラ）となる。一方、Ｓｉ含有量が０．２０ｍａｓｓ%を超えると、Ａｌ−Ｆｅ−Ｓｉ系の粗大な化合物が多くなって化学的性質の局部的不均一が顕著になり、化学的粗面化面または電気化学的粗面化面のピット形状が不均一となり保水性が低下する。また耐熱軟化性が低下して、かつ過酷インキ汚れ性が低下する。また、ＳｉはＦｅと同様にアルミニウム合金に不純物として含まれている元素でもあり、Ｓｉを０．０５ｍａｓｓ%以下に低減することは、Ｆｅの低減と同様にコスト上昇につながる。
３) 合金板の組成中のＣｕ量は、０．００５〜０．０７ｍａｓｓ%の範囲とする。
Ｃｕは電解グレーニング性に大きな影響を及ぼす元素である。Ｃｕ含有量が０．００５ｍａｓｓ％未満では、粗面化処理後のピットが不均一になる。一方、０．０７ｍａｓｓ％を超えても粗面化処理後のピットが不均一となり、また粗面化処理後の色調が黒味を帯びすぎて商品価値を損なう。そのためＣｕは０．００５〜０．０７ｍａｓｓ％の範囲とする。
Ｃｕは電解グレーニング性に大きな影響を及ぼす元素である。Ｃｕ含有量が０．００５ｍａｓｓ％未満では、粗面化処理後のピットが不均一になる。一方、０．０７ｍａｓｓ％を超えても粗面化処理後のピットが不均一となり、また粗面化処理後の色調が黒味を帯びすぎて商品価値を損なう。そのためＣｕは０．００５〜０．０７ｍａｓｓ％の範囲とする。
４) Ｔｉは０．００５〜０．０３ｍａｓｓ％の範囲とする。
Ｔｉも電解グレーニング性に大きな影響を及ぼし、またアルミニウム合金鋳塊の組織状態にも大きな影響を及ぼす元素である。０．００５ｍａｓｓ％未満では、粗面化処理後のピットが不均一になり、また鋳塊の結晶粒が微細化されずに粗大な結晶粒組織になるため、マクロ組織に圧延方向に沿う帯状の筋が発生して、粗面化処理後にも帯状の筋が残存し、平版印刷版用支持体として好ましくなくなる。そのためＴｉは０．００５〜０．０３ｍａｓｓ％の範囲とする。
Ｔｉも電解グレーニング性に大きな影響を及ぼし、またアルミニウム合金鋳塊の組織状態にも大きな影響を及ぼす元素である。０．００５ｍａｓｓ％未満では、粗面化処理後のピットが不均一になり、また鋳塊の結晶粒が微細化されずに粗大な結晶粒組織になるため、マクロ組織に圧延方向に沿う帯状の筋が発生して、粗面化処理後にも帯状の筋が残存し、平版印刷版用支持体として好ましくなくなる。そのためＴｉは０．００５〜０．０３ｍａｓｓ％の範囲とする。
なお一般にアルミニウム合金板においては、鋳塊結晶組織を微細化して圧延板のキメ、ストリークを防止するため、少量のＴｉを単独で、または微量のＢと組合せて添加することがあり、この発明の平版印刷版支持体用アルミニウム合金においても、Ｔｉとともに微量のＢを添加することは許容される。但しＢ量が１ｐｐｍ未満では、上記の効果が得られず、一方Ｂ量が５０ｐｐｍを超えればＢの添加効果が飽和するばかりでなく、粗大なＴｉＢ２粒子による線状欠陥が生じやすくなるから、Ｂを添加する場合Ｂ添加量は１〜５０ｐｐｍの範囲内とすることが好ましい。
５) Ｚｒ：０．０１ｍａｓｓ％以下、Ｖ：０．０１ｍａｓｓ％以下、Ｃｒ：０．０１ｍａｓｓ％以下、Ｍｎ：０．０１ｍａｓｓ％以下、Ｎｉ：０．０１ｍａｓｓ％以下、Ｓｃ：０．０１ｍａｓｓ％以下にそれぞれ抑制し、かつＺｒ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｓｃからなる群を構成する成分元素の総含有量が０．０３ｍａｓｓ％以下の範囲とする。
これらの元素は熱間圧延後の再結晶の進行を妨げる作用があり、それぞれの規定値を超えたり、総含有量が０．０３ｍａｓｓ％を超えたりすると、上流工程で発生した粗大結晶粒を微細化させるために熱間仕上げ圧延の圧下量を規定しても、結晶粒を微細化することができず、粗大結晶粒のまま残存してしまう。また再結晶の進行を妨げることから、再結晶させるためには熱間圧延上り温度を更なる高温にしなければならない。更なる高温にて熱間圧延板を再結晶させることから、再結晶時の結晶粒が粗大化する。そのため、印刷版として粗面化処理した時に外観が不均一（面質ムラ）となる。従って、Ｚｒ：０．０１ｍａｓｓ％以下、Ｖ：０．０１ｍａｓｓ％以下、Ｃｒ：０．０１ｍａｓｓ％以下、Ｍｎ：０．０１ｍａｓｓ％以下、Ｎｉ：０．０１ｍａｓｓ％以下、Ｓｃ：０．０１ｍａｓｓ％以下にそれぞれ抑制し、かつＺｒ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｓｃからなる群を構成する成分元素の総含有量を０．０３ｍａｓｓ％以下の範囲にする必要がある。望ましくは総含有量を０．０２５ｍａｓｓ％以下の範囲とする。
これらの元素は熱間圧延後の再結晶の進行を妨げる作用があり、それぞれの規定値を超えたり、総含有量が０．０３ｍａｓｓ％を超えたりすると、上流工程で発生した粗大結晶粒を微細化させるために熱間仕上げ圧延の圧下量を規定しても、結晶粒を微細化することができず、粗大結晶粒のまま残存してしまう。また再結晶の進行を妨げることから、再結晶させるためには熱間圧延上り温度を更なる高温にしなければならない。更なる高温にて熱間圧延板を再結晶させることから、再結晶時の結晶粒が粗大化する。そのため、印刷版として粗面化処理した時に外観が不均一（面質ムラ）となる。従って、Ｚｒ：０．０１ｍａｓｓ％以下、Ｖ：０．０１ｍａｓｓ％以下、Ｃｒ：０．０１ｍａｓｓ％以下、Ｍｎ：０．０１ｍａｓｓ％以下、Ｎｉ：０．０１ｍａｓｓ％以下、Ｓｃ：０．０１ｍａｓｓ％以下にそれぞれ抑制し、かつＺｒ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｓｃからなる群を構成する成分元素の総含有量を０．０３ｍａｓｓ％以下の範囲にする必要がある。望ましくは総含有量を０．０２５ｍａｓｓ％以下の範囲とする。
この発明の平版印刷版用アルミニウム合金板では、以上の各元素のほかは、基本的にはＡｌおよび不可避的不純物とされる。
６) ＡｌマトリックスへのＦｅ固溶量は、１５〜３０ｐｐｍの範囲とする。好ましくは１５〜２５ｐｐｍである。Ｆｅ固溶量は耐熱軟化性向上および強度を高くする性質を有する。これにより３００℃付近の高いバーニング温度においても軟化が最小限に抑えられ、高い耐熱軟化性を得ることができる。
このためＦｅ固溶量は１５ｐｐｍより少ないと耐熱軟化性に劣り、３０ｐｐｍを超えると素板強度が高くなり過ぎる。円筒形版胴に巻つける際溝に差し込むように巻付けるため、折り曲げる事になり強度が高いと切れてしまう。このＦｅ固溶量は、熱間圧延上り温度をこの発明の範囲とすることにより得ることができる。
熱間圧延板断面組織の再結晶率は６０％以上の範囲とする。好ましくは８０％以上である。再結晶率は、粗面化処理した際の外観均一性に影響しており、未再結晶部分が板表面に存在するとストリークが発生する。
熱間圧延板断面組織の再結晶率は６０％以上の範囲とする。好ましくは８０％以上である。再結晶率は、粗面化処理した際の外観均一性に影響しており、未再結晶部分が板表面に存在するとストリークが発生する。
このため再結晶率が６０％未満だと未再結晶部が残存するため粗面化処理面の均一性が劣り、素板強度が高くなり過ぎる。素板強度が高いと円筒形版胴に巻きつける際アルミニウム合金板が切れてしまう。この再結晶率は熱間圧延上り温度をこの発明の範囲とすることにより得ることができる。
７) 製品板表面での圧延方向に対し垂直方向の平均結晶粒径は４０μｍ未満の範囲とする。好ましくは３５μｍ未満である。４０μｍより大きいと粗面化処理後の外観が不均一（面質ムラ）となる。この平均粒径サイズはこの発明の熱間圧延条件にて圧延することにより得ることができる。
８) 熱間仕上げ圧延の圧下量は「（熱間粗圧延上り板厚ｍｍ）／（熱間仕上げ圧延上り板厚ｍｍ）＞１０」の関係を満足する範囲とする。これによって熱間圧延板組織を微細にする効果が得られる。
したがってこの関係が崩れると熱間圧延板の再結晶粒が粗大化し粗面化処理後の外観が不均一（面質ムラ）となる。
したがってこの関係が崩れると熱間圧延板の再結晶粒が粗大化し粗面化処理後の外観が不均一（面質ムラ）となる。
９) 熱間圧延上り板厚は１．２〜４．０ｍｍの範囲とする。冷間圧延にて所定の製品板厚にした際、熱間圧延上り板厚が１．２ｍｍより小さくなると、加工硬化による素板強度の上昇が得られず強度不足となり、熱間圧延上り板厚が４．０ｍｍより大きくなると冷間圧延にて所定の製品板厚にした際、加工硬化により素板強度が高くなり過ぎてしまう。素板強度が高いと円筒形版胴に巻きつける際アルミニウム合金板が切れてしまう。
１０) 熱間圧延上り温度は３００〜３６０℃とする。好ましくは３２０〜３５０℃である。３００℃より低温になると熱間圧延板断面で再結晶せず未再結晶が残存し素板強度が高くなり過ぎる。また熱間圧延板表面に未再結晶部が残存するため、粗面化処理後の外観が不均一になる（ストリーク発生）。逆に３６０℃より高温になると再結晶粒が粗大化し、粗面化処理後の外観が不均一になる。
次にこの発明の平版印刷版用アルミニウム合金板の表面処理方法について詳細に説明する。この発明における砂目立て方法は、塩酸または硝酸電解液中で電気化学的に砂目立てする電気化学的砂目立て方法、およびアルミニウム表面を金属ワイヤーでひっかくワイヤーブラシグレイン法、研磨球と研磨剤でアルミニウム表面を砂目立てするボールグレイン法、ナイロンブラシと研磨剤で表面を砂目立てするブラシグレイン法のような機械的砂目立て法を用いることができ、上記いずれの砂目立て方法も、単独あるいは組み合わせて用いることもできる。
このように砂目立て処理したアルミニウム合金板は、酸またはアルカリにより化学的にエッチングされる。酸をエッチング剤として用いる場合は、微細構造を破棄するのに時間がかかり、工業的にこの発明を適用するには不利であるが、アルカリをエッチング剤として用いることにより改善できる。この発明において好適に用いられるアルカリ剤は、苛性ソーダ、炭酸ソーダ、アルミン酸ソーダ、メタケイ酸ソーダ、リン酸ソーダ、水酸化カリウム、水酸化リチウム等を用い、濃度と温度の好ましい範囲はそれぞれ１〜５０％、２０〜１００℃であり、エッチング時のＡｌの溶解量が５〜２０ｇ／ｍ２となるような条件が好ましい。
エッチング後表面に残留する汚れ（スマット）を除去するために酸洗浄が行われる。用いられる酸は硝酸、硫酸、リン酸、クロム酸、フッ酸およびホウフッ化水素酸などが用いられる。特に電気化学的粗面化処理後のスマット除去には、好ましくは特開昭５３−１２７３９号公報に記載されているような５０〜９０℃の温度の１５〜６５ｍａｓｓ％の硝酸と接触させる方法、及び特公昭４８−２８１２３号公報に記載されているアルカリエッチングする方法がある。
以上のようにして処理されたアルミニウム合金板は、平版印刷版用支持体として使用することができるが、必要に応じてさらに陽極酸化処理、苛性処理等の処理を施すことが望ましい。陽極酸化処理は、この分野で従来より行われている方法で行うことができる。具体的には、硫酸、リン酸、クロム酸、シュウ酸、スルファミン酸、ベンゼンスルフォン酸等あるいはこれらの２種以上を組み合わせて水溶液または非水溶液中でアルミニウムに直流または交流を流すとアルミニウム支持体表面に陽極酸化皮膜を形成することができる。陽極酸化の条件は、使用される電解液によって種々変化するので一概に決定され得ないが、一般液には濃度が電解液１〜８０％、液温５〜７０℃、電流密度０．５〜６０Ａ／ｄｍ２、電圧１〜１００Ｖ 、電解時間１０〜１００秒の範囲が適当である。
以上のようにして得られた平版印刷版用アルミニウム合金板をＰＳ版に仕上げるにあたっては常法に従って感光層、または中間層と感光層を塗布して乾燥させればよい。
以上のようにして得られた平版印刷版用アルミニウム合金板をＰＳ版に仕上げるにあたっては常法に従って感光層、または中間層と感光層を塗布して乾燥させればよい。
以下にこの発明の実施例につき説明する。
Ｆｅ、Ｓｉ、Ｃｕ、Ｔｉの各組成とＺｒ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｓｃの各組成と総含有量を表１のように、その他元素はＪＩＳ１０５０の合金組成に調整したアルミニウム合金溶湯を、常法に従い厚さ６００ｍｍの鋳塊とし、均質化処理を５６０℃にて３時間保持した後、表２に示された熱間圧延方法により圧延し、その後中間焼鈍を行わず冷間圧延にて最終板厚まで圧延した。
Ｆｅ、Ｓｉ、Ｃｕ、Ｔｉの各組成とＺｒ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｓｃの各組成と総含有量を表１のように、その他元素はＪＩＳ１０５０の合金組成に調整したアルミニウム合金溶湯を、常法に従い厚さ６００ｍｍの鋳塊とし、均質化処理を５６０℃にて３時間保持した後、表２に示された熱間圧延方法により圧延し、その後中間焼鈍を行わず冷間圧延にて最終板厚まで圧延した。
熱間圧延終了後室温まで冷却されたサンプルについて、板表面と断面の再結晶状態をバーカー法によりエッチング後偏光下で顕微鏡観察して表面の未再結晶残存の有無と断面の再結晶率を求めた。製品板においても同様の方法にて圧延方向に対し垂直方向の平均結晶粒径を交線法にて求めた。また、最終冷間圧延板において特公平７−６９３２２号記載のフェノール溶解方法にてＦｅ固溶量を測定した。
これらの結果を表３に示す。
これらの結果を表３に示す。
さらに最終冷間圧延板について、以下の方法により機械的性質を調査した。
１）引張強さ（強度）
圧延方向が引張方向となるように、ＪＩＳ５号サイズにサンプルを切り出し引張強さを測定した。
２）耐熱軟化性
２６０℃で１０分間の加熱後常温まで冷却したものを１）と同様の方法で引張試験を行い、この時の０．２％耐力値により耐熱軟化性を判断した。
次にアルミニウム合金板にアルカリエッチング及びデスマット処理を施した後、極性が交互に交換する電解波形を持つ電源を用いて、１％硝酸中で陽極時電気量が１５０Ｃ／ｄｍ２となる電解エッチングにより電解粗面化を行った。これを硫酸浴中にて洗浄した後、以下の要領でストリーク発生の有無、外観の均一性を評価した。
３）ストリーク発生の有無
粗面化処理後の外観について目視で観察し、ストリークの発生が見られないものを○、発生が確認されるものを×とした。
４）外観の均一性
粗面化処理後の外観について目視で観察し、均一性が良好なものを○、劣っているものを×とした。
以上の結果を表４に示す。
１）引張強さ（強度）
圧延方向が引張方向となるように、ＪＩＳ５号サイズにサンプルを切り出し引張強さを測定した。
２）耐熱軟化性
２６０℃で１０分間の加熱後常温まで冷却したものを１）と同様の方法で引張試験を行い、この時の０．２％耐力値により耐熱軟化性を判断した。
次にアルミニウム合金板にアルカリエッチング及びデスマット処理を施した後、極性が交互に交換する電解波形を持つ電源を用いて、１％硝酸中で陽極時電気量が１５０Ｃ／ｄｍ２となる電解エッチングにより電解粗面化を行った。これを硫酸浴中にて洗浄した後、以下の要領でストリーク発生の有無、外観の均一性を評価した。
３）ストリーク発生の有無
粗面化処理後の外観について目視で観察し、ストリークの発生が見られないものを○、発生が確認されるものを×とした。
４）外観の均一性
粗面化処理後の外観について目視で観察し、均一性が良好なものを○、劣っているものを×とした。
以上の結果を表４に示す。
表４から明らかなように、この発明の条件で製造したＮｏ．１、Ｎｏ．２、Ｎｏ．３、Ｎｏ．４、Ｎｏ．５、Ｎｏ．６の実施例のアルミニウム合金板は、ストリークの発生が見られず粗面化処理後の外観の均一性に優れ、耐熱軟化性もいずれも１００Ｎ／ｍｍ２ を超えた０．２％耐力値を示し、優れた平版印刷版用アルミニウム合金板であることが確認された。
以上の各実施例のアルミニウム合金板とは異なり比較例のＮｏ．７のものは、Ｆｅが０．５ｍａｓｓ%を超えて０．８ｍａｓｓ%であり過剰である結果、Ａｌ−ＦｅおよびＡｌ−Ｆｅ−Ｓｉ系の粗大な化合物が多くなり化学的性質の局在的不均一が顕著になり、化学的粗面化面または電気化学的粗面化面のピット形状が不均一となり保水性が低下している。
さらにＳｉが０．２０ｍａｓｓ%を超えて０．５ｍａｓｓ%であって過剰である結果、Ａｌ−Ｆｅ−Ｓｉ系の粗大な化合物が多くなって化学的性質の局部的不均一が顕著になり、化学的粗面化面または電気化学的粗面化面のピット形状が不均一となり保水性が低下している。
またこのＮｏ．７の比較例では熱間仕上げ圧延の圧下量である（熱間粗圧延上り板厚ｍｍ）／（熱間仕上げ圧延上り板厚ｍｍ）が８であって、この発明の条件である１０に達していないため熱間圧延板の再結晶粒が４６μmに達して粗大化しており、粗面化処理後の外観が不均一となって面質ムラが発生している。
またこのＮｏ．７の比較例では熱間仕上げ圧延の圧下量である（熱間粗圧延上り板厚ｍｍ）／（熱間仕上げ圧延上り板厚ｍｍ）が８であって、この発明の条件である１０に達していないため熱間圧延板の再結晶粒が４６μmに達して粗大化しており、粗面化処理後の外観が不均一となって面質ムラが発生している。
なお、このNo.７の比較例ではＡｌマトリックスへのＦｅ固溶量は、３０ｐｐｍを超えて４０ｐｐｍに達して過剰である結果、素板強度が過大になっている。また、Ｆｅ、Ｓｉが規定量を超え過剰に添加されていることから、Ａｌ−ＦｅおよびＡｌ−Ｆｅ−Ｓｉ系の粗大な化合物が多くなり化学的性質の局在的不均一が顕著になっており、化学的粗面化面または電気化学的粗面化面のピット形状が不均一となって、外観の均一性が得られない。
さらに、比較例のＮｏ．８のものは、Ｃｕが０．０７ｍａｓｓ%を超えて０．１ｍａｓｓ%で過剰である結果、粗面化処理後のピットが不均一となり、また粗面化処理後の色調が黒味を帯びすぎて商品価値が損なわれた。さらにＴｉが０．０３ｍａｓｓ％を超えて０．０６ｍａｓｓ％であって、また熱間圧延上り温度が２７１℃であって３００℃未満であることから熱間圧延板断面の再結晶率が１０％程度であり、再結晶せず未再結晶が残存し、その結果素板強度が引張強さ１９５Ｎ／ｍｍ２と過剰であった。また、ストリークの発生が認められて外観の均一性が損なわれた。
また比較例のＮｏ．９のものは、Ｆｅが０．１ｍａｓｓ%未満の０．０１ｍａｓｓ%で、不充分であって、さらに、Ｓｉが０．０５ｍａｓｓ%未満の０．０１ｍａｓｓ%であり不足した結果、電解粗面化ピットの反応起点数が不足し、微細なＡｌ−Ｆｅ−Ｓｉ系の金属間化合物を形成して電解粗面化ピットを均一化する効果が不足して、ピット形状が不均一となって、外観の均一性が得られなかった。
また、この比較例のＮｏ．９のものは、熱間圧延上りの温度が３６０℃を超えて４０２℃であり、その結果、再結晶粒の平均結晶粒径が４０μｍを超えて５２μｍと粗大化し、これによっても外観が不均一になっている。さらに熱間圧延上りの温度が４０２℃と高いことからＡｌマトリックスへのＦｅ固溶量も３０ｐｐｍを超えて３８ｐｐｍと過剰になっており、素板強度が１９３Ｎ／ｍｍ２ と高くなり過ぎこの発明各実施例と比較して過大な引張強さを示している。
さらに、比較例のＮｏ．１０のものは、熱間圧延上がりの温度が３６０℃を超えて３６４℃であった結果、再結晶粒の平均結晶粒径が４３μmと粗大化し、外観が不均一になっており、また熱間圧延上り板厚が４ｍｍより大きく６ｍｍである結果、加工硬化により素板強度が２１０Ｎ／ｍｍ２と高くなりこの発明各実施例と比較して過大な引張強さを示している。
さらにＮｏ．１１の比較例では、Ｚｒ及びＶがそれぞれ０．０１ｍａｓｓ％を超えて０．０３ｍａｓｓ％であって、さらにその総含有量が０．０３ｍａｓｓ％を超えて０．０７４２ｍａｓｓ％である結果、粗大結晶粒を微細化させるために(熱間粗圧延上り板厚ｍｍ)／ (熱間仕上げ圧延上り板厚ｍｍ)を１０を超えて１２となる様に熱間仕上げ圧延の圧下量を規定しても、結晶粒を微細化することができず、再結晶時の結晶粒が粗大結晶粒のまま残存して再結晶粒の平均結晶粒径が４０μｍを超えて４４μｍとなっている。そのため、印刷版として粗面化処理した時の外観の均一性が得られていない。また再結晶の進行自体が妨げられるため、熱間圧延板断面の再結晶率は６０％以上ではあるが６７％と必ずしも十分ではなく熱間圧延板表面に未再結晶部分が残存した。
この再結晶率を更に向上するためには熱間圧延上り温度を更なる高温にしなければならない。更なる高温にて熱間圧延板を再結晶させる場合にはそれによっても、外観の不均一性が助長されることになる。
さらにＡｌマトリックスへのＦｅ固溶量は１５ｐｐｍより少ない１０ｐｐｍであり、熱軟化特性が８７Ｎ／ｍｍ２とこの発明各実施例の平版印刷版用アルミニウム合金板の製造方法によって製造される平版印刷版用アルミニウム合金板と比較して極端に低くなっている。
この再結晶率を更に向上するためには熱間圧延上り温度を更なる高温にしなければならない。更なる高温にて熱間圧延板を再結晶させる場合にはそれによっても、外観の不均一性が助長されることになる。
さらにＡｌマトリックスへのＦｅ固溶量は１５ｐｐｍより少ない１０ｐｐｍであり、熱軟化特性が８７Ｎ／ｍｍ２とこの発明各実施例の平版印刷版用アルミニウム合金板の製造方法によって製造される平版印刷版用アルミニウム合金板と比較して極端に低くなっている。
さらにＮｏ．１２の比較例では、Ｃｕが０．０７ｍａｓｓ%を超えて０．０９８ｍａｓｓ%と過剰であり、しかもＭｎ及びＮｉがそれぞれ０．０１ｍａｓｓ％を超えて０．０３ｍａｓｓ％であり、またＳｃが０．０１ｍａｓｓ％を超えて０．０２１ｍａｓｓ％でさらにそれらの総含有量が０．０３ｍａｓｓ％を超えて０．０８９４ｍａｓｓ％である結果、粗大結晶粒を微細化させるために(熱間粗圧延上り板厚ｍｍ)／ (熱間仕上げ圧延上り板厚ｍｍ)を１０を超えて１３となる様に熱間仕上げ圧延の圧下量を規定しても、結晶粒を微細化することができず、再結晶時の結晶粒が粗大結晶粒のまま残存して再結晶粒の平均結晶粒径が４０μｍを超えて５４μｍと顕著に過大になっている。そのため、印刷版として粗面化処理した時の外観の均一性が得られていない。また再結晶の進行自体が妨げられるため、熱間圧延板断面の再結晶率は６０％以上ではあるが６３％と必ずしも十分ではなく熱間圧延板表面に未再結晶部分が残存し、その結果素板強度が引張強さ１９１Ｎ／ｍｍ２と過大であった。
この再結晶率を更に向上するためには熱間圧延上り温度を更なる高温にしなければならない。更なる高温にて熱間圧延板を再結晶させる場合にはそれによっても、外観の不均一性が助長されることになる。
さらにＡｌマトリックスへのＦｅ固溶量は１５ｐｐｍより少ない１２ｐｐｍであり、熱軟化特性が８０Ｎ／ｍｍ２とこの発明各実施例の平版印刷版用アルミニウム合金板の製造方法によって製造される平版印刷版用アルミニウム合金板と比較して極端に低くなっている。
この再結晶率を更に向上するためには熱間圧延上り温度を更なる高温にしなければならない。更なる高温にて熱間圧延板を再結晶させる場合にはそれによっても、外観の不均一性が助長されることになる。
さらにＡｌマトリックスへのＦｅ固溶量は１５ｐｐｍより少ない１２ｐｐｍであり、熱軟化特性が８０Ｎ／ｍｍ２とこの発明各実施例の平版印刷版用アルミニウム合金板の製造方法によって製造される平版印刷版用アルミニウム合金板と比較して極端に低くなっている。
さらにＮｏ．１３の比較例では、Ｍｎ及びＮｉがそれぞれ０．０１ｍａｓｓ％を超えて０．０１５ｍａｓｓ％であり、それらの総含有量が０．０３ｍａｓｓ％を超えて０．０４１４ｍａｓｓ％である結果、粗大結晶粒を微細化させるために(熱間粗圧延上り板厚ｍｍ)／ (熱間仕上げ圧延上り板厚ｍｍ)を１０を超えて１３となる様に熱間仕上げ圧延の圧下量を規定しても、結晶粒を微細化することができず、再結晶時の結晶粒が粗大結晶粒のまま残存して再結晶粒の平均結晶粒径が４０μｍを超えて４２μｍと粗大になっている。そのため、印刷版として粗面化処理した時の外観の均一性が得られていない。また再結晶の進行自体が妨げられるため、熱間圧延板断面の再結晶率は６０％以上ではあるが７０％と必ずしも十分ではなく、その結果素板強度が引張強さ１８１Ｎ／ｍｍ２と必要以上の強度であった。
この再結晶率を更に向上するためには熱間圧延上り温度を更なる高温にしなければならない。更なる高温にて熱間圧延板を再結晶させる場合にはそれによっても、外観の不均一性が助長されることになる。
さらにＡｌマトリックスへのＦｅ固溶量は１５ｐｐｍより少ない１１ｐｐｍであり、熱軟化特性が８４Ｎ／ｍｍ２とこの発明各実施例の平版印刷版用アルミニウム合金板の製造方法によって製造される平版印刷版用アルミニウム合金板と比較して極端に低くなっている。
この再結晶率を更に向上するためには熱間圧延上り温度を更なる高温にしなければならない。更なる高温にて熱間圧延板を再結晶させる場合にはそれによっても、外観の不均一性が助長されることになる。
さらにＡｌマトリックスへのＦｅ固溶量は１５ｐｐｍより少ない１１ｐｐｍであり、熱軟化特性が８４Ｎ／ｍｍ２とこの発明各実施例の平版印刷版用アルミニウム合金板の製造方法によって製造される平版印刷版用アルミニウム合金板と比較して極端に低くなっている。
この発明の平版印刷版用アルミニウム合金板及びその製造方法は、オフセット印刷で用いられるＰＳ版として適用することができる。
Claims (1)
- Ｆｅ：０．１〜０．５ｍａｓｓ％、Ｓｉ：０．０５〜０．２０ｍａｓｓ％、Ｃｕ：０．００５〜０．０７ｍａｓｓ％、Ｔｉ：０．００５〜０．０３ｍａｓｓ％を含有し、かつＺｒ：０．０１ｍａｓｓ％以下、Ｖ：０．０１ｍａｓｓ％以下、Ｃｒ：０．０１ｍａｓｓ％以下、Ｍｎ：０．０１ｍａｓｓ％以下、Ｎｉ：０．０１ｍａｓｓ％以下、Ｓｃ：０．０１ｍａｓｓ％以下にそれぞれ抑制し、かつＺｒ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｓｃからなる群を構成する成分元素の総含有量が０．０３ｍａｓｓ％以下であり残部がＡｌ及び不可避的不純物からなるアルミニウム合金板であって、熱間圧延板断面組織の再結晶率が６０％以上であり、製品板表面での圧延方向に対し垂直方向の平均結晶粒径が４０μｍ未満であり、ＡｌマトリックスへのＦｅ固溶量を１５〜３０ｐｐｍに調整してなるアルミニウム合金板の製造方法において、熱間仕上げ圧延の圧下量が「（熱間粗圧延上り板厚）／（熱間仕上げ圧延上り板厚）＞１０」の関係を満足し、かつ熱間圧延上り板厚を１．２〜４．０ｍｍ、熱間圧延上り温度を３００〜３６０℃とする熱間圧延を施した後、中間焼鈍を行わず、冷間圧延にて所定の最終板厚まで圧延することを特徴とする平版印刷版用アルミニウム合金板の製造方法。
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