JPH0596875A - 平版印刷版用アルミニウム合金材料の製造方法 - Google Patents

平版印刷版用アルミニウム合金材料の製造方法

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JPH0596875A
JPH0596875A JP12181491A JP12181491A JPH0596875A JP H0596875 A JPH0596875 A JP H0596875A JP 12181491 A JP12181491 A JP 12181491A JP 12181491 A JP12181491 A JP 12181491A JP H0596875 A JPH0596875 A JP H0596875A
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aluminum alloy
alloy material
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lithographic printing
casting
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JP12181491A
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Norifumi Hayashi
典史 林
Koji Nagae
光司 長江
Katsu Nagayama
克 永山
Shigenori Yamauchi
重徳 山内
Yuji Suzuki
祐治 鈴木
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Sumitomo Light Metal Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Light Metal Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 耐刷性、耐インキ汚れ性及び強度に優れた平
版印刷版用アルミニウム合金材料を提供する。 【構成】 Mn:0.5〜2.0%、Fe:0.15〜
1.0%、Si:0.05〜1.0%を含有し、あるい
はさらにMg:0.1〜2.0%並びにTi:0.1%
以下の1種又は2種を含有し、残部Al及び不可避的不
純物からなる合金溶湯を電磁鋳造して鋳塊を直接水冷
し、鋳肌から深さ30mmまでの各位置の冷却速度が5
℃/秒以上とする方法である。 【効果】 耐刷性、耐インキ汚れ性及び強度に優れた平
版印刷版用アルミニウム合金材料が得られる。

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。
【0003】これらの合金は、電気化学的粗面化性にす
ぐれ、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−Mn系
合金がある(例えば特開昭51−61304、特開昭6
0−63341)。Al−Mn系合金は、電気化学的粗
面化性に劣るため、機械的粗面化や化学的粗面化を行っ
て用いられている。又、電気化学的粗面化性を改良する
ために、共晶化合物の分布を制御する方法(特開昭60
−63340、特開昭60−63342)、Mgを添加
する方法(特公昭63−60824、特開昭62−86
143)、Mn量を少なく抑える方法(特開昭60−2
30951)、Cu量を微量に抑える方法(特開平1−
306288)あるいはMnの固溶量と析出物の粒子径
を制御する方法(特願平1−114080)などが提唱
されている。これらの改良策をもって、Al−Mn系合
金の電気化学的粗面化性はかなり改良され、電気化学的
に粗面化されたAl−Mn系合金の平板印刷版が実用さ
れるまでに至っている。
【0004】これらの合金材料は、従来、DC(Dir
ect 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。
【0005】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―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―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。
【0006】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。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】DC鋳型を用いてAl
−Mn系合金を連続鋳造する場合、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
急激に下がり、それに伴い点線で示す範囲4内にAl−
Mn−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−Mn−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、Al−Mn−Fe系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。
【0008】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―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−Mn−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。
【0009】以上のことから、Al−Mn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、Al−M
n−Fe系の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。
【0010】
【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、Mn:0.5〜2.0%、F
e:0.15〜1.0%、Si:0.05〜1.0%を
含有し、あるいはさらにMg:0.1〜2.0%並びに
Ti:0.1%以下の1種又は2種を含有し、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平板印刷版用
アルミニウム合金材料の製造方法である。
【0011】以下、上記限定理由について述べる。 Mn:Mnは合金の強度を高める。また、Al−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。0.5%未満では強度向上効果が十分でなく、
2.0%を超えると強度向上効果が飽和するばかりでな
く、Al−Mn−Fe系の粗大晶出物が多くなるため粗
大ピットが増える。
【0012】Si:SiはAl−Mn−Si又はAl−
Mn−Fe−Siの微細析出物として分散すると同時
に、マトリックス中のMn固溶量を少なくし、その結果
電気化学的粗面化によるピットを微細均一にする。0.
05%未満ではその効果が十分でなく、1.0%を超え
ると印刷中の非画像部のインキ汚れを生じやすくする。
【0013】Fe:Feはマトリックス中のMnの固溶
量を少なくし、その結果、電気化学的粗面化によるピッ
トを微細均一にする。0.15%未満ではその効果が十
分でなく、1.0%を超えると粗大な金属間化合物を形
成し、電気化学的粗面化によるピツトが粗大になる。
又、印刷中の非画像部のインキ汚れを生じやすくする。
【0014】Mg:Mgは合金の強度を高める。0.1
%未満では効果が小さく、2.0%を超えると電気化学
的粗面化によるピットの形状が崩れ、耐刷性に劣るよう
になる。
【0015】Ti:Tiは鋳塊の結晶粒を微細化する。
0.01%未満では効果が十分でなく、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。
【0016】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℃/秒以上であればAl−Mn−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Al−Mn−Fe系の粗大晶出物が露出するこ
となく、耐刷性に優れインキ汚れの少ない平版印刷版を
得ることが可能となる。
【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例えば電磁鋳造法
の如き鋳造法が適する。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―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−Mn−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
なっていた。
【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700℃、コイル電流7000Å、周波数
2800Hz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700℃
である。
【0023】
【表1】 Al Mn Si Fe Mg Ti A 残 0.6 0.06 0.36 − B 残 1.2 0.20 0.17 − 0.03 C 残 1.9 0.80 0.79 − − D 残 1.2 0.31 0.50 0.3 − E 残 1.2 0.11 0.41 1.8 0.09 F 残 − 0.07 0.32 − 0.05 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又は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。
【0025】次に合金材の表面をブラシングレイン法と
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。
【0026】
【表2】
【0027】本発明例のNo.1〜5の場合、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.6〜8も同様である。
【0028】比較例No.9〜13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。No.14の場合、Al−Fe−Si
系の合金であるため引張強さが低い。
【0029】
【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、高強度の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―ン 7 電磁コイル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山内 重徳 愛知県名古屋市港区千年3丁目1番12号 住友軽金属工業株式会社技術研究所内 (72)発明者 鈴木 祐治 愛知県名古屋市港区千年3丁目1番12号 住友軽金属工業株式会社技術研究所内

Claims (4)

    【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、Mn:0.5〜2.0%(重量基
    準、以下同じ)、Fe:0.15〜1.0%、Si:
    0.05〜1.0%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Mn:0.5〜
    2.0%、Fe:0.15〜1.0%、Si:0.05
    〜1.0%、Mg:0.1〜2.0%を含有し、残部A
    l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。
  3. 【請求項3】 アルミニウム合金溶湯が、Mn:0.5
    〜2.0%、Fe:0.15〜1.0%、Si:0.0
    5〜1.0%、Ti:0.1%以下を含有し、残部Al
    及び不可避的不純物からなる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。
  4. 【請求項4】 アルミニウム合金溶湯が、Mn:0.5
    〜2.0%、Fe:0.15〜1.0%、Si:0.0
    5〜1.0%、Mg:0.1〜2.0%、Ti:0.1
    %以下を含有し、残部Al及び不可避的不純物からなる
    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。
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