JPH04327341A - 平版印刷版用アルミニウム合金材料の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、耐刷性、耐インキ汚れ
性及び強度にすぐれた平版印刷版用アルミニウム合金材
料の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】平版印刷版の支持体用アルミニウム合金
材には、Ａｌ−Ｆｅ−Ｓｉ系合金（例えば特公昭５５−
２８８７４、特開昭５８−４２４９３、特開昭６２−１
４６６９４、特公平１−３５９１０）、さらに上記にＣ
ｕを含む合金（例えば特開昭６２−１４８２９５）ある
いは、さらに上記にＣｕとＴｉを含む合金（例えば、特
開昭６０−２１５７２５、特開昭６１−２７２３５７）
などが用いられている。これらの合金は、電気化学的粗
面化性に優れ、それ故耐刷性に優れているが、一方では
強度が低いために印刷版の変形や切れを生じやすい。強
度が高い平版印刷版用アルミニウム合金材としてＡｌ−
Ｍｇ系合金がある（例えば特開昭６０−６３３４６、特
開昭６０−６３３４７、特開昭５９−１３３３５５、特
開昭５９−１３３３５６、特開昭６２−７４０６０、特
開昭６３−１４３２３４、特開昭６３−１４３２３５、
特開昭６３−４７３４７、特開昭６３−４７３４８、特
開昭６３−１３５２９４、特開昭６２−７４６９３、特
開昭６３−３０２９４）。

【０００３】これらの合金材料は従来、ＤＣ（Ｄｉｒｅ
ｃｔ　　Ｃｈｉｌｌ）鋳型を用いて連続鋳造し、面削、
均質化処理、熱間圧延、冷間圧延、中間焼鈍及び仕上げ
冷間圧延の工程を経て、平版印刷版支持体用とされる。 又、面削と均質化処理の順序を逆にしたり、中間焼鈍を
２回以上行ったり、仕上げ冷間圧延の後で低温焼鈍を行
うなどの方法も実施されている。

【０００４】一方、平版印刷版支持体用アルミニウム合
金材料は、上述のように製造された後、機械的粗面化、
化学的粗面化及び電気化学的粗面化などの方法により粗
面化される。機械的粗面化は、アルミニウム表面を金属
ワイヤでひっかくワイヤーブラシグレイン法、研摩球と
研摩剤でアルミニウム表面を砂目立てするボールグレイ
ン法あるいはナイロンブラシと研摩剤で表面を砂目立て
するブラシグレイン法などによって行われる。化学的粗
面化は、酸又はアルカリ溶液中でエッチングすることに
よって行われる。又、電気化学的粗面化は塩酸系溶液ま
たは硝酸系溶液中で交流電解することによって行われる
。

【０００５】以上のように粗面化されたアルミニウム合
金材の表面は陽極酸化され、必要に応じて親水性処理が
なされ、その上に感光層を設けて平版印刷版とされる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ＤＣ鋳型を用いてＡｌ
−Ｍｇ系合金を連続鋳造の場合、図３に示すように、鋳
型１内に注湯される溶湯２は、鋳型１により冷却され、
凝固殻３を形成する。しかし、凝固収縮によりエアギャ
ップを生じ、凝固殻の成長が抑制され、冷却速度が急激
に下がる。それに伴い鋳塊の表面で発汗が生じＭｇの逆
偏析が生じる。また、図３の点線で示す範囲４内にＡｌ
−Ｆｅ系の粗大晶出物が形成される。この範囲は鋳塊表
面から５〜３０ｍｍ程度に相当する。このような鋳塊を
用いて平版印刷版を製造する場合、まず鋳塊表面の逆偏
析層を削り取らなければならない。引続きアルミニウム
合金材とし、粗面化を行って平版印刷版を製造すると、
鋳塊の面削及びアルミニウム合金材の粗面化によって表
面が削り取られ、合金材の表面にＡｌ−Ｆｅ系の粗大晶
出物層が露出することになる。このような粗大晶出物は
電気化学的粗面化時に粗大なピットを発生させ、ピット
の分布を不均一にさせ、その結果、印刷版の耐刷性を低
下させる。又、粗大晶出物は陽極酸化皮膜の欠陥を生じ
させ、その部分の親水性を低下させることになり、印刷
時に非画像部のインキ汚れを増大させることになる。

【０００７】この問題点に対する対策としては、従来表
層部の冷却速度を上げるために、鋳造速度を上げる方法
あるいは鋳型厚みを薄くする方法などが実施されてきた
。しかし、前述の鋳型内凝固冷却停滞ゾーンがある以上
、いずれも本質的な解決になっていない。又、後者の場
合は、生産性を低下させるという欠点もある。又、他の
対策として鋳塊の面削量を多くし、Ａｌ−Ｆｅ系の粗大
晶出物層を除去する方法もあるが、経済的でない。

【０００８】以上のことから、Ａｌ−Ｍｇ系合金の耐刷
性、耐インキ汚れ性をさらに改良するために、逆偏析層
および粗大晶出物層に対する根本的な対策が必要とされ
てきた。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記問題点を
解決するためのもので、アルミニウム合金溶湯を連続鋳
造後、均質化処理、熱間圧延、冷間圧延、中間焼鈍及び
仕上げ冷間圧延を行って、平版印刷版用アルミニウム合
金材料を製造する方法において、Ｍｇ：２．０〜６．０
％、Ｆｅ：０．１〜１．０％を含有し、あるいはさらに
Ｍｎ：１．０％以下、Ｃｒ：０．２５％以下、Ｔｉ：０
．１０％以下の１種又は２種以上を含有し、残部Ａｌ及
び不可避的不純物からなるアルミニウム合金の溶湯を、
電磁鋳造法を用いて鋳塊を直接水冷することによって鋳
造し、鋳肌から深さ３０ｍｍまでの各位置の冷却速度を
５℃／秒以上とすることを特徴とする方法である。

【００１０】以下、上記限定理由について述べる。Ｍｇ
：Ｍｇは材料の強度を高める。２．０％未満では効果が
十分でなく、６．０％を越えると電気化学的粗面化によ
るピットの形状がくずれ、耐刷性に劣るようになる。

【００１１】Ｆｅ：Ｆｅは微細析出物を生成し、電気化
学的粗面化によるピットを微細にする。その結果、耐刷
性を向上させる。０．１％未満では効果が十分でなく、
１．０％を越えるとＡｌ−Ｆｅ系の粗大晶出物が多くな
り逆にピットが不均一となる。ただし、従来のＤＣ鋳造
ではＦｅ量が本発明範囲内であってもＡｌ−Ｆｅ系の粗
大晶出物が形成される。

【００１２】Ｍｎ：Ｍｎは合金の強度を高める。又、Ａ
ｌ−Ｍｎ−ＳｉあるいはＡｌ−Ｍｎ−Ｆｅ−Ｓｉの微細
化合物として析出し、電気化学的粗面化によるピットを
微細均一にする。１．０％を越えるとその効果が飽和す
るばかりか、熱間加工性、冷間加工性が悪くなる。。

【００１３】Ｃｒ：Ｃｒは結晶粒組織を微細化し、強度
を高める。０．２５％を越えると粗大晶出物が生成し、
電気化学的粗面化によるピットが不均一になり、耐刷性
が悪くなる。

【００１４】Ｔｉ：Ｔｉは鋳塊の結晶粒を微細化する。 ０．１０％を越えると電気化学的粗面化のピットが不均
一になり、耐刷性が悪くなる。

【００１５】その他の元素：その他の元素としては、本
発明の効果を損なわない範囲でＳｉ、Ｃｕ、Ｚｎなどを
含んでもよい。不純物として混入しやすいＳｉは１．０
％を越えるとインキ汚れを生じやすくなるので、１．０
％以下にしなければならない。Ｃｕは０．０５％を越え
ると電気化学的粗面化によるピットが不均一になり、耐
刷性が低下するので、０．０５％以下にする必要がある
。Ｚｎは０．３％を越えると電気化学的粗面化によるピ
ットが大きくなり耐刷性が低下するので、０．３％以下
にしなければならない。

【００１６】本発明では、以上の合金組成を有する溶湯
を、鋳塊表面から３０ｍｍ深さまでの領域における各位
置の冷却速度が５℃／秒以上となるように連続鋳造を行
う。この領域の冷却速度が５℃／秒以上であれば、Ａｌ
−Ｆｅ系の粗大晶出物が少なくなり、鋳塊面削や粗面化
によって表面を削り取っても粗大晶出物が露出すること
なく、耐刷性にすぐれ、インキ汚れの少ない平版印刷版
を得ることが可能である。

【００１７】かかる鋳造方法には、図１に示すような鋳
型冷却を使わない直接水冷のみによる電磁鋳造法が適す
る。すなわち、電磁コイル７を用いた鋳造法で、冷却水
ジャケット５から冷却水を直接鋳塊に吹き付けてこれに
より溶湯２を冷却し、凝固殻３を形成する。図中、６は
磁場遮蔽スクリーンである。

【００１８】このように直接水冷のみとすることによっ
て、鋳塊表面から３０ｍｍの領域で高い冷却速度が得ら
れる。その結果、この領域においてＡｌ−Ｆｅ系の粗大
晶出物が極めて少なくなる。

【００１９】以上のようにして得た鋳塊は、均質化処理
、熱間圧延、冷間圧延、中間焼鈍及び仕上げ冷間圧延の
工程を経て、平版印刷版用アルミニウム合金材とする。 最後に仕上げ焼鈍を行ってもよい。前述のように、電磁
鋳造法で鋳造を行うと、鋳塊と鋳型の接触がないため、
鋳塊表面には有害な欠陥や逆偏析がなく、面削をしなく
ても均質化処理以降の工程に供することができる。 もちろん面削してもなんら支障はない。

【００２０】なお、鋳造条件の詳細は本特許で規制する
ものではないが、例えば鋳造速度４５〜８０ｍｍ／分、
冷却水量４５０〜８００リットル／分、鋳造温度６９０
〜７２０℃、コイル電流６０００〜８０００Å、周波数
２５００〜３０００Ｈｚの条件で、本特許が好適に実現
される。

【００２１】

【実施例】下記表１に示す組成の合金の溶湯から、本発
明例として電磁鋳造法を、比較例としてＤＣ鋳造法を用
いて厚さ５００ｍｍ、幅１０００ｍｍの鋳塊を得た。鋳
造時に冷却速度を測定すると図２のようであり、本発明
例の電磁鋳造法の場合、表面から３０ｍｍまでの冷却速
度が６℃／秒以上と大きく、一方比較例のＤＣ鋳造法の
場合は、表面から約１０ｍｍの位置で冷却速度が小さく
なっている。

【００２２】なお、この時の鋳造条件は電磁鋳造法では
、鋳造速度６０ｍｍ／分、冷却水量７００リットル／分
、鋳造温度７１０℃、コイル電流７０００Å、周波数２
８００Ｈｚであり、ＤＣ鋳造法では鋳造速度５０ｍｍ／
分、冷却水量６００リットル／分、鋳造温度７１０℃で
ある。

【００２３】

【表１】 注：単位％、不可避的不純物は省略。

【００２４】次に、鋳塊に均質化処理を行った後、所定
の合金材のみ面削を行い、熱間圧延、冷間圧延、中間焼
鈍及び仕上げ冷間圧延を行い、必要に応じてさらに仕上
げ焼鈍を行って０．３０ｍｍのアルミニウム合金材（Ｈ
１ｎまたはＨ２ｎ）を得た。得られた合金材の表面程度
を目視観察し、引張試験を行った。次に、合金材の表面
をブラシグレイン法とＮａＯＨ水溶液による化学エッチ
ング法により粗面化した後、硝酸水溶液中で交流電解を
行った。その後、硫酸水溶液中で陽極酸化皮膜を設け、
その上に感光層を塗布した。そして露光、現像を行い、
印刷機にかけて耐刷性（印刷可能枚数）及び非画像部の
汚れ（インキ汚れ）を調べた。結果を表２に示す。

【００２５】

【表２】

【００２６】本発明例のＮｏ．１〜１０の場合の表面程
度は良好であり、引張強さも高く、耐刷性にすぐれ、イ
ンキ汚れも極小〜少のレベルである。面削を実施しなか
ったＮｏ．１１〜１３も同様である。

【００２７】比較例Ｎｏ．１４〜２３の場合、耐刷性が
発明例より劣り、インキ汚れも少〜やや多と発明例より
少し増加している。比較例Ｎｏ．２４の場合、Ａｌ−Ｆ
ｅ系の合金であるため、耐刷性は良好であるが、引張強
さが低い。

【００２８】

【発明の効果】本発明によれば、耐刷性にすぐれ、イン
キ汚れが少なく、高強度平版印刷版用アルミニウム合金
材料を提供することができる。又、鋳塊を無面削のまま
使用することができるので、コストダウンに寄与する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に用いる電磁鋳造法の説明図である。

【図２】鋳造法による鋳肌面の冷却速度の差を示すグラ
フである。

【図３】従来のＤＣ鋳造法の説明図である。

【符号の説明】

１　　鋳型 ２　　溶湯 ３　　凝固殻 ４　　粗大晶出物形成範囲 ５　　冷却水ジャケット ６　　磁場遮蔽スクリーン ７　　電磁コイル

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　アルミニウム合金溶湯を連続鋳造後、
   均質化処理、熱間圧延、冷間圧延、中間焼鈍及び仕上げ
   冷間圧延を行って、平版印刷版用アルミニウム合金材料
   を製造する方法において、Ｍｇ：２．０〜６．０％（重
   量％、以下同様）、Ｆｅ：０．１〜１．０％を含有し、
   残部Ａｌ及び不可避的不純物からなるアルミニウム合金
   の溶湯を、電磁鋳造法を用いて鋳塊を直接水冷すること
   によって鋳造し、鋳肌から深さ３０ｍｍまでの各位置の
   冷却速度が５℃／秒以上とすることを特徴とする平版印
   刷版用アルミニウム合金材料の製造方法。
2. 【請求項２】　　アルミニウム合金溶湯が、Ｍｇ：２．
   ０〜６．０％、Ｆｅ：０．１〜１．０％を含有し、さら
   にＭｎ：１．０％以下、Ｃｒ：０．２５％以下、Ｔｉ：
   ０．１０％以下の１種又は２種以上を含有し、残部Ａｌ
   及び不可避的不純物からなるアルミニウム合金材料より
   なる請求項１記載の平版印刷版用アルミニウム合金材料
   の製造方法。