(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｆｅ：０.２５乃至０.４５質量％、Ｓｉ：０.０２乃至０.０８質量％、Ｃｕ：０.０４質量％以下を含有し、残部がＡｌ及び不可避的不純物からなり、不可避的不純物におけるＮｉを０.００５質量％以下に規制した組成を有し、粒径が１μｍ以下のＦｅ金属間化合物が０.０２質量％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。
【請求項２】
Ｆｅ：０.２５乃至０.４５質量％、Ｓｉ：０.０２乃至０.０８質量％、Ｃｕ：０.０４質量％以下を含有し、残部がＡｌ及び不可避的不純物からなり、不可避的不純物におけるＮｉを０.００５質量％以下に規制した組成を有するアルミニウム合金鋳塊を、５５０℃以上の温度で均質化処理する工程と、開始温度を４００乃至４５０℃として熱間圧延する工程と、その後、少なくとも１回、平均昇温速度１０乃至６０℃／時で昇温させて４５０乃至５００℃に１乃至２０時間保持する焼鈍処理を行う工程とを有し、粒径が１μｍ以下のＦｅ金属間化合物が０.０２質量％以上であるアルミニウム合金板を製造することを特徴とする印刷版用アルミニウム合金板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は平版印刷版用アルミニウム合金板及びその製造方法に関し、より少ない電気量で均一な電解粗面化面を形成することができる印刷版用アルミニウム合金板及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
印刷用アルミニウム合金板は、一般的に塩酸又は硝酸の希釈液中で通電を行うことにより、表面を粗面化して使用される。このとき、少ない電気量でかつ均一な粗面を形成するアルミニウム合金が求められる。
【０００３】
電解粗面化時に、反応性が高く且つ均一な粗面が得られるアルミニウム合金板の製造技術として、２種類の技術が提案されている。先ず、添加元素を調整することにより電解粗面の均一化を図った方法として、例えば、特開平１１−９９７６０号公報に記載されたものが挙げられる。また、アルミニウム合金中の添加元素の金属間化合物を調整することにより電解粗面の均一化を図った方法として、例えば、特開平１１−１１５３３３号公報に記載されたものが挙げられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、近時、高生産性の要求のもとに、特開平１１−１８８９７３号公報に記載されているように、電解処理条件が１２０Ａ／ｄｍ２にて３秒間、８５Ａ／ｄｍ２にて６秒間のように、高電流密度及び短時間での電解粗面化が提案されるようになった。
【０００５】
また、感光膜の技術の向上により、より細かいピットを形成すること、換言すれば、均一に分散したピットを形成することができるアルミニウム合金板が求められている。
【０００６】
しかし、前述の従来の電解粗面の均一化技術では、高電流密度及び短時間での電解処理において、反応性、ピットの細かさ、及び粗面の均一性がいずれも不十分なものであり、近時の印刷版及びその製造方法に要求される特性を満足するアルミニウム合金板の開発が要望されている。
【０００７】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、高電流密度及び短時間での電解粗面化処理において、電解効率が高く、反応性、ピットの細かさ及び粗面の均一性を向上させることができる印刷版用アルミニウム合金板及びその製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る印刷版用アルミニウム合金板は、Ｆｅ：０.２５乃至０.４５質量％、Ｓｉ：０.０２乃至０.０８質量％、Ｃｕ：０.０４質量％以下を含有し、残部がＡｌ及び不可避的不純物からなり、不可避的不純物におけるＮｉを０.００５質量％以下に規制した組成を有し、粒径が１μｍ以下のＦｅ金属間化合物が０.０２質量％以上であることを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る印刷版用アルミニウム合金板の製造方法は、Ｆｅ：０.２５乃至０.４５質量％、Ｓｉ：０.０２乃至０.０８質量％、Ｃｕ：０.０４質量％以下を含有し、残部がＡｌ及び不可避的不純物からなり、不可避的不純物におけるＮｉを０.００５質量％以下に規制した組成を有するアルミニウム合金鋳塊を、５５０℃以上の温度で均質化処理する工程と、開始温度を４００乃至４５０℃として熱間圧延する工程と、その後、少なくとも１回、平均昇温速度１０乃至６０℃／時で昇温させて４５０乃至５００℃に１乃至２０時間保持する焼鈍処理を行う工程とを有し、粒径が１μｍ以下のＦｅ金属間化合物が０.０２質量％以上であるアルミニウム合金板を製造することを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について更に詳細に説明する。本願発明者等は、アルミニウム合金板中のＦｅ金属間化合物の影響について鋭意研究した。即ち、従来技術では、Ｆｅ含有量の殆どが、主に鋳造工程で発生する粒径１μｍ超の晶出物となり、僅かの残部Ｆｅがアルミニウム合金中に固溶しており、粒径１μｍ以下の析出物（Ｆｅ金属間化合物）の存在量は極めて少ない状態であった。上述した粒径１μｍ超の晶出物である金属間化合物だけでは適度の存在密度（面密度）とならない。そこで、本発明では粒径１μｍ以下のＦｅ金属間化合物に注目し、均質化処理及び焼鈍処理で粒径１μｍ以下の金属間化合物を析出させることにより、その分布を調整して、反応性と粗面の均一性について試験を行った。
【００１１】
その結果、粒径１μｍ以下のＦｅ金属間化合物がピット形成核となり、ピットが多数発生することによって、少ない電気量でかつ均一な粗面を形成できることを見出した。本発明はこの知見に基づき完成されたものである。
【００１２】
即ち、アルミニウム合金板中の粒径が１μｍ以下の微細なＦｅ金属間化合物のアルミニウム合金中の含有量を０.０２質量％以上に調整することにより、ピット発生のための起点が多数となり、少ない電気量で均一に分散した細かいピットを形成することができる。
【００１３】
この場合に、このような微細なＦｅ金属間化合物を所定量以上生成するためには、Ｆｅの固溶度が可能な限り高い値を示す条件で鋳造を行うことが望ましい。また、鋳造工程で生成した粒径が１μｍを超えるＦｅ金属間化合物は、均質化処理により、アルミニウム合金中に一旦固溶させた後、中間焼鈍で粒径が１μｍ以下のＦｅ金属間化合物として析出させることが可能である。即ち、均質化処理では、アルミニウム合金板をＦｅ金属間化合物が固溶する５５０℃以上の温度に加熱して、Ｆｅ系晶出物を微細化させ、アルミニウム合金中のＦｅ固溶量を増加させる。そして、熱間圧延終了後に、焼鈍を行うことにより、固溶しているＦｅを析出させ、粒径が１μｍ以下のＦｅ金属間化合物に変化させる。
【００１４】
熱間圧延を行い、その後、少なくとも１回、焼鈍処理する。この焼鈍処理条件は、平均昇温速度が１０乃至６０℃／時で昇温させ、４５０乃至５００℃に１乃至２０時間保持して加熱するものである。これにより、粒径が１μｍ以下のＦｅ金属間化合物のアルミニウム合金中の含有量を０.０２質量％以上とすることができる。
【００１５】
次に、本発明の製造方法における数値限定理由について説明する。
【００１６】
［均質化処理温度：５５０℃以上］
均質化処理温度が５５０℃未満であると、鋳造工程で発生した晶出物を充分に微細化することができず、Ｆｅ固溶量を増加させることができない。従って、粒径が１μｍ未満のＦｅ金属間化合物が少なくなる。
【００１７】
［熱間圧延開始温度：４００乃至５５０℃］
熱間圧延の開始温度が５５０℃を超えると、結晶粒が過剰に成長する。これにより、粗面が不均一となるので、熱間圧延の開始温度は５５０℃以下とする。また、熱間圧延の開始温度が４００℃未満では、圧延中の動的再結晶が不十分であり、同様に粗面の均一性が損なわれる。このため、熱間圧延開始温度は４００乃至５５０℃とする。
【００１８】
［平均昇温速度：１０乃至６０℃／時］
平均昇温速度が１０℃／時未満であると、スループットが長くなりすぎ、製造コストが上昇する。一方、昇温速度が６０℃／時を超えると、昇温速度が速すぎて充分に析出が進行せず、所望の微細なＦｅ金属間化合物を生成できない。
【００１９】
［加熱保持温度：４５０乃至５００℃］
加熱保持温度が４５０℃未満であると、析出の進行速度が遅く、析出が不十分である。また、加熱保持温度が５００℃を超えると、逆に固溶が進行して析出物が減少する。
【００２０】
次に、本発明の印刷版用アルミニウム合金板の成分添加理由及び組成限定理由について説明する。
【００２１】
［Ｆｅ：０．２５乃至０．４５質量％］
ＦｅはＡｌ−Ｆｅ系金属間化合物を形成し、再結晶粒の微細化及び組織の均一化による機械的強度維持に効果を有する。このＦｅ系金属間化合物は、電解粗面化時のイニシャルピットの開始点として作用する。しかし、Ｆｅ含有量が０.２５質量％未満では、アルミニウム合金中に含有される全てのＦｅを金属間化合物として析出させても、電解処理における反応性が不十分であり、均一なピットを形成することができず、また、強度が低いため、印刷版としての用途に適さない。一方、Ｆｅ含有量が０.４５質量％を超えると、均質化処理の条件に拘わらず、粒径が１μｍを超える金属間化合物、即ち晶出物が十分に減少しない。このため、このような粗大晶出物が、粗大なピットを発生させる起点となる。従って、Ｆｅ含有量は、０．２５乃至０．４５質量％とする。
【００２２】
［Ｓｉ：０．０２乃至０．０８質量％］
ＳｉはＡｌ−Ｆｅ−Ｓｉ系金属間化合物を形成し、熱間圧延時における各パス間での再結晶の核として作用するので、熱間圧延時の再結晶を微細化する効果を有する。更に、イニシャルピットの形成を促進し、ピットの均一性を向上させる効果を奏する。しかし、Ｓｉ含有量が０.０２質量％未満では電解処理における反応性が低く、逆にＳｉ含有量が０.０８質量％を超えると電解処理における反応性が過剰となり、不均一なピットが形成される。
【００２３】
［Ｃｕ：０．０４質量％以下］
Ｃｕは電解粗面化の均一性に影響するが、Ｃｕ含有量が０.０４質量％を超えると、均一に分散したピットを形成できない。このため、Ｃｕ含有量は０．０４質量％以下とする。
【００２４】
積極添加元素については上述のとおりであるが、不可避的不純物であるＮｉの含有量を規制する理由は、以下のとおりである。
【００２５】
［Ｎｉ：０．００５質量％以下］
Ｎｉは電解粗面化のエッチング性を向上させるものの、Ｎｉ含有量が０.００５質量％を超えると、電解粗面化時のエッチング性が過剰となり、腐食されやすくなって印刷汚れを生じる。このため、Ｎｉ含有量は０．００５質量％以下に規制する。
【００２６】
なお、不可避的不純物であるＭｎはアルミニウム合金のエッチング性を低下させて印刷汚れの原因となりうるので、その含有量は０．０５質量％以下に規制することが好ましい。
【００２７】
【実施例】
以下、本発明の実施例について、本発明の範囲から外れる比較例と比較して本発明の効果について説明する。下記表１は使用したアルミニウム合金板の組成と、その製造条件を示す。先ず、この表１に示す組成のアルミニウム合金の溶湯を４００ｍｍ厚さの鋳塊に鋳造した。次に、表１に記載の温度で６時間加熱することによりこのアルミニウム合金板を均質化処理し、開始温度を４５０℃として熱間圧延を開始した。また、アルミニウム合金板の厚さが３ｍｍになったときに熱間圧延を終了した。その後、厚さが１.５ｍｍになるまで冷間圧延し、その後、表１に記載の条件で中間焼鈍した。中間焼鈍後に、アルミニウム合金板を厚さが０.２４ｍｍになるまで冷間圧延した。なお、表１におけるＦｅ金属間化合物の量は粒径１μｍ以下のＦｅ系金属間化合物がアルミニウム合金全体に占める質量割合である。
【００２８】
【表１】
0003893031.tif 000002
【００２９】
次に、上述の条件で製造されたアルミニウム合金板の試験方法について説明する。
【００３０】
［Ｆｅ金属間化合物の析出量の測定方法］
約２ｇのアルミニウム合金板を１８０℃に加熱したフェノールに溶解させた。そして、残渣を１μｍ孔のミクロフィルターで濾過した。この濾液をさらに０.１μｍ孔のミクロフィルターで濾過した。得られた残渣はＡｌ−Ｆｅ系化合物と単体金属Ｓｉである。更に、この残渣を塩酸で溶解し、浴中のＦｅ量をＩＣＰ−ＭＳ（原子吸光分析法）により測定し、この測定値から１μｍ以下のＦｅ金属間化合物量を算出した。
【００３１】
［電解効率の測定方法］
アルミニウム合金板を２質量％−ＨＣｌ水溶液中に浸漬し、このＨＣｌ水溶液の温度を２５℃に調整し、電流密度が８０Ａ/ｄｍ２、通電時間が１１秒間の条件で通電し、電解粗面化を行った。アルミニウム合金板の通電前後の質量を測定し、これらの差を溶解減量とした。この場合に、通電された電気量は８８０Ｃ／ｄｍ２であるから、ファラデーの法則から理論溶解量は０.０８２１ｇ／ｄｍ２と算出される。従って、電解効率は下記数式１により算出できる。
【００３２】
【数１】
電解効率［％］＝溶解減量［ｇ／ｄｍ２］／０.０８２１［ｇ／ｄｍ２］×１００［％］
【００３３】
［粗面の観察］
上述の電解効率の測定で電解粗面化を行ったアルミニウム合金板の表面を走査型電子顕微鏡で観察した。そして、粗面を走査型電子顕微鏡で１０００倍にて観察し、約７乃至１０μｍのピットがほぼ全面に均一に分散して存在する場合を○、３μｍ以下の小さなピット又は１５μｍ以上の粗大なピットが混在する場合を×とした。
【００３４】
表１に、粒径１μｍ未満のＦｅ金属間化合物の割合、電解効率及び粗面の均一性を記載した。その結果、実施例１乃至７は組成及びＦｅ金属間化合物の割合が本発明の請求項１を満足するものであり、電解効率及び粗面の均一性のいずれも優れたものであった。また、実施例１乃至７は本発明の請求項２に記載の製造条件を満足するものであり、Ｆｅ金属間化合物の量が充分に多いものであった。
【００３５】
一方、比較例１は、平均昇温速度が速すぎ、また中間焼鈍の保持時間が短すぎて、微細なＦｅ金属間化合物の生成が不十分であった。比較例２は、中間焼鈍の保持温度が高すぎて、微細なＦｅ金属間化合物の量が少なかった。比較例３は、中間焼鈍の保持温度が低すぎて、微細なＦｅ金属間化合物の量が少なかった。比較例４は、中間焼鈍の保持温度が高すぎ、保持時間が長すぎたため、微細なＦｅ金属間化合物の量が不十分であった。比較例８は均質化温度が低すぎたため、鋳造時に発生した粒径１μｍ以上のＦｅ金属間化合物が充分に固溶せず、このため、後工程で微細なＦｅ金属間化合物が充分に析出しなかった。更に、比較例５はＦｅ含有量が少ないと共に、平均昇温速度が速すぎ、また中間焼鈍時間が短すぎたため、Ｆｅ金属間化合物の割合が少なかった。このため、比較例１乃至５、８はいずれも電解効率が低く、粗面の均一性も劣るものであった。
【００３６】
比較例６はＦｅ含有量が少ないため、電解効率が低く、反応性が不十分で、粗面の均一性が悪いものであった。比較例７はＦｅ含有量が過剰であるため、反応性が過大であり、粗面が不均一であった。比較例９はＣｕ含有量が多すぎたため、均一なピットが形成されず、粗面の均一性が劣るものであった。比較例１０は不可避的不純物のＮｉ含有量が多すぎるため、反応性が過剰となり、粗面の均一性が劣るものであった。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、高電流密度及び短時間での電解粗面化処理において、電解効率が高く、反応性が優れており、ピットが細かく均一に分散されており、粗面の均一性が優れた印刷版用アルミニウム合金板を得ることができる。