(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｓｉ：０．０３〜０．１５％（質量％、以下同じ）、Ｆｅ：０．２〜０．６％、Ｔｉ：０．００５〜０．０５％、Ｐｂ：２〜３０ｐｐｍを含有し、残部アルミニウムおよび不可避的不純物からなる組成を有し、表層部の圧延方向と直交する方向における平均再結晶粒径が５０μｍ以下、表面から０．２μｍ深さまでの表層部のＰｂ濃度が平均Ｐｂ濃度の１００〜４００倍であることを特徴とする平版印刷版用アルミニウム合金板。
【請求項２】
Ｃｕ：０．０５％以下を含有することを特徴とする請求項1記載の平版印刷版用アルミニウム合金板。
【請求項３】
Ｍｇ：０．０５％未満を含有することを特徴とする請求項1または２記載の平版印刷版用アルミニウム合金板。
【請求項４】
マトリックス中に、粒径（円相当直径、以下同じ）１〜１０μｍの析出物が４０００〜１００００個／ｍｍ２、粒径１０μｍを超える析出物が１００個／ｍｍ２以下分布していることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の平版印刷版用アルミニウム合金板。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれかに記載のアルミニウム合金の鋳塊を、５００〜６１０℃の温度域で１時間以上均質化処理した後、開始温度を４３０〜５００℃とし、終了温度を４００℃以上とする熱間粗圧延を行い、熱間粗圧延終了後、熱間仕上げ圧延の開始前に熱間粗圧延材を６０〜３００秒間保持して熱間粗圧延材の表面を再結晶させ、ついで、熱間仕上げ圧延を行い、熱間仕上げ圧延を３３０℃以上の温度で終了し、加工度８０％以上の冷間圧延を行う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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平版印刷版用アルミニウム合金板、とくに電気化学的エッチング処理による粗面化に適し、製造時の生産性に優れた平版印刷版用アルミニウム合金板およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
平版印刷版（オフセット印刷版を含む）の支持体としては、一般にアルミニウム合金板が使用されており、支持体については、感光膜の密着性向上と非画像部の保水性向上の観点から粗面化処理が行われるが、近年は、製版適性や印刷性能が優れていること、コイル材での連続処理が可能なことなどから、支持体用アルミニウム合金板の表面を電気化学的エッチング処理により粗面化する手法が急速に発展している。
【０００３】
電気化学的エッチング処理により比較的均一な電解粗面化が得られるアルミニウム合金板としては、Ａ１０５０（アルミニウム純度９９．５％）相当材あるいはＡ１０５０相当材をベースとして少量の合金成分を添加した材料が適用されており、例えば少量のＰｂを含有させた材料（特許文献１参照）、また、少量のＣｕを含有させ、表層部のＣｕ濃度を表層部よりも深い領域のＣｕ濃度に比べて高くした材料（特許文献２参照）が提案されている。
【０００４】
従来、これらの平版印刷版用アルミニウム合金材は、鋳塊を均質化処理、熱間圧延した後、冷間圧延し、冷間圧延の途中で中間焼鈍処理を施して、圧延板表面を再結晶組織とした後、２次冷間圧延を行うことにより、電気化学的エッチング処理時のピットの発生を均一にし、印刷版としての処理を行った場合におけるストリークの発生を防止しているが、中間焼鈍を行うことによる生産性の低下と製造原価の増大は避けられず、改善が望まれている。
【０００５】
熱間圧延後、焼鈍処理を行うことなしに冷間圧延して平版印刷版用アルミニウム合金板を得る方法として、熱間粗圧延と熱間仕上げ圧延からなる熱間圧延において、熱間粗圧延の開始温度を４５０℃以上とし、開始パスから５０ｍ／分以上の圧延速度、圧下量３０ｍｍ以上または１パス圧下率３０％のどちらかを満足する圧延を行い、熱間粗圧延の終了温度を３００〜３７０℃とし、ついで行う熱間仕上げ圧延の終了温度を２８０℃以上とし、コイルとして巻き取ることにより、板表面の再結晶を制御する方法が提案されている（特許文献３参照）。
【特許文献１】特開平８−３３７８３５号公報
【特許文献２】特開２０００−１０８５３４号公報
【特許文献３】特開平１１−３３５７６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
中間焼鈍を省略するためには、熱間仕上げ圧延終了後、コイルとして巻き取った段階で再結晶していることが必要となるが、均一な電解粗面化特性を得るためには、形成される再結晶粒径が粗大化することなく、中間焼鈍を施した材料と同様に微細、均一であり、また、板表層部の再結晶の度合いが均一であることが重要である。
【０００７】
発明者らは、電解特性の向上により電解処理において均一、微細なピットの形成が達成できる平版印刷板版用アルミニウム合金材を得ることを目的として、従来提案された材料をベースとして、成分組成についてあらためて検討を行うとともに、中間焼鈍を省略した製造方法について試験、検討を行った結果、Ｐｂを含有させ、表層部のＰｂ濃度を表層部よりも深い領域のＰb濃度に比べて高めた材料が有効であること、このような組織性状のアルミニウム合金板を中間焼鈍を省略して製造するためには、熱間粗圧延の開始温度、熱間粗圧延終了から熱間仕上げ圧延までの材料の保持、熱間仕上げ圧延の終了温度の制御が重要であることを見出した。
【０００８】
本発明は、上記の知見に基づいて、さらに試験、検討を重ねた結果としてなされたものであり、その目的は、熱間仕上げ圧延終了後、コイルとして巻き取った段階において、板表層部の再結晶の度合いが均一で、再結晶粒が微細、均一であり、熱間圧延以降に中間焼鈍を行うことなしに最終厚さまで冷間圧延することができ、表層部での適度なＰｂ濃縮度が得られ、電気化学的エッチング処理時のピットの発生が均一で、印刷版としての処理を行った場合におけるストリークの発生がない平版印刷版用アルミニウム合金板、および生産性の向上と製造原価の低減を可能とする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にある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するための請求項１による平版印刷版用アルミニウム合金板は、Ｓｉ：０．０３〜０．１５％、Ｆｅ：０．２〜０．６％、Ｔｉ：０．００５〜０．０５％、Ｐｂ：２〜３０ｐｐｍを含有し、残部アルミニウムおよび不可避的不純物からなる組成を有し、表層部の圧延方向と直交する方向における平均再結晶粒径が５０μｍ以下、表面から０．２μｍ深さまでの表層部のＰｂ濃度が平均Ｐｂ濃度の１００〜４００倍であることを特徴とする。
【００１０】
請求項２による平版印刷版用アルミニウム合金板は、請求項１において、Ｃｕ：０．０５％以下を含有することを特徴とする。
【００１１】
請求項３による平版印刷版用アルミニウム合金板は、請求項1または２において、Ｍｇ：０．０５％未満を含有することを特徴とする。
【００１２】
請求項４による平版印刷版用アルミニウム合金板は、請求項１〜３のいずれかにおいて、マトリックス中に、粒径１〜１０μｍの析出物が４０００〜１００００個／ｍｍ２、粒径１０μｍを超える析出物が１００個／ｍｍ２以下分布していることを特徴とする。
【００１３】
請求項５による平版印刷版用アルミニウム合金板の製造方法は、請求項１〜３のいずれかに記載のアルミニウム合金の鋳塊を、５００〜６１０℃の温度域で１時間以上均質化処理した後、開始温度を４３０〜５００℃とし、終了温度を４００℃以上とする熱間粗圧延を行い、熱間粗圧延終了後、熱間仕上げ圧延の開始前に熱間粗圧延材を６０〜３００秒間保持して熱間粗圧延材の表面を再結晶させ、ついで、熱間仕上げ圧延を行い、熱間仕上げ圧延を３３０℃以上の温度で終了し、加工度８０％以上の冷間圧延を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、熱間仕上げ圧延終了後、コイルとして巻き取った段階において、板表層部の再結晶の度合いが均一で、再結晶粒が微細、均一であり、熱間圧延以降に中間焼鈍を行うことなしに最終厚さまで冷間圧延することができ、表層部での適度なＰｂ濃縮度が得られ、電気化学的エッチング処理時のピットの発生が均一で、印刷版としての処理を行った場合におけるストリークの発生がない平版印刷版用アルミニウム合金板、および生産性の向上と製造原価の低減を可能とする平版印刷版用アルミニウム合金板の製造方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の平版印刷版用アルミニウム合金板における含有成分の意義および限定理由について説明すると、Ｆｅは、Ａｌ−Ｆｅ系金属間化合物を生成し、またＳｉと共存してＡｌ−Ｆｅ−Ｓｉ系金属間化合物を生成し、これらの化合物の分散により、再結晶組織が微細化され、これらの化合物がピット発生の起点となって電解処理時にピットの形成を均一にし且つピットを微細に分布させる。Ｆｅの好ましい含有量は０．２〜０．６％の範囲であり、０．２％未満では化合物の分布が不均一となって、電解処理時のピットの形成を不均一にする。０．６％を越えると、粗大な化合物が生成し、粗面化構造の均一性が低下する。
【００１６】
Ｓｉは、Ｆｅと共存してＡｌ−Ｆｅ−Ｓｉ系金属間化合物を生成し、該化合物の分散により、再結晶組織が微細化され、これらの化合物がピット発生の起点となって電解処理時のピットの形成を均一にし且つピットを微細に分布させる。Ｓｉの好ましい含有量は０．０３〜０．１５％の範囲であり、０．０３％未満では化合物の分布が不均一となって、電解処理時のピットの形成を不均一にする。０．１５％を越えると、粗大化合物が生成し、また単体のＳｉの析出が生じ易くなって粗面化構造の均一性が低下する。
【００１７】
Ｔｉは、鋳塊組織を微細にし、また結晶粒を微細化し、その結果、電解処理時のピット形成を均一にして、印刷版としての処理を行ったときのストリークの発生を防止する。Ｔｉの好ましい含有量は０．００５〜０．０５％の範囲であり、０．００５％未満ではその効果が小さく、０．０５％を越えて含有すると、Ａｌ−Ｔｉ系の粗大な化合物が生成して粗面化構造が不均一となり易い。なお、鋳塊組織の微細化のために、ＴｉとともにＢを添加する場合には、Ｔｉを０．０１％以下の範囲で含有させるのが好ましい。
【００１８】
Ｐｂは、表層部に濃縮させることにより、電解処理時のピットを微細化し、ピット形成の均一性を高めるよう機能し、所望のピットパターンを得ることが可能となる。Ｐｂの好ましい含有量は２〜３０ｐｐｍの範囲であり、２ｐｐｍ未満ではその効果が小さく、３０ｐｐｍを超えて含有すると、粗面化構造が不均一となり易い。濃縮度は、表面から０．２μｍ深さまでの表層部のＰｂ濃度が平均Ｐｂ濃度の１００〜４００倍であることが望ましい。
【００１９】
Ｃｕは、アルミニウムに固溶し易く、０．０５％以下の含有範囲でピットを微細化する効果を有する。０．０５％を越えて含有すると、電解処理時のピットが粗大且つ不均一になり易い。
【００２０】
ＭｇはＳｉと化合物を形成し、単体Ｓｉとしての析出を抑制する。０．０５％以上含有すると、電解処理時のピットが不均一になり易い。Ｍｇのさらに好ましい含有量は０．０１〜０．０３％の範囲である。
【００２１】
本発明による平版印刷版用アルミニウム合金板の製造は、前記の成分組成を有するアルミニウム合金の鋳塊を連続鋳造などにより造塊し、得られた鋳塊を均質化処理後、熱間圧延、冷間圧延することにより行われるが、最も特徴とするところは、熱間粗圧延と熱間仕上げ圧延からなる熱間圧延工程において、圧延開始温度、圧延終了温度、粗圧延から仕上げ圧延に移行するまでの保持時間を特定し、仕上げ圧延後、コイルとして巻き取った時の再結晶粒を制御することにより、熱間仕上げ圧延後、中間焼鈍を行うことなく冷間圧延のみで所定の厚さの板材とする点にある。
【００２２】
まず、前記の組成を有するアルミニウム合金の鋳塊の圧延面表層を面削して、ストリークスの原因となる不均一な組織を除去した後、５００〜６１０℃の温度域で１時間以上の均質化処理を行う。この均質化処理により、過飽和に固溶しているＦｅ、Ｓｉを均一に析出させ、電解処理時に形成されるエッチングピットが微細な円形となり耐刷性が向上する。均質化処理温度が５００℃未満では、Ｆｅ、Ｓｉの析出が十分でなく、ピットパターンが不均一になり易い。６１０℃を越える温度で均質化処理を行うと、Ｆｅの固溶量が増大するため、結果的にピット発生の起点となる微細な析出物が減少する。均質化処理の保持時間が１ｈｒ未満では、Ｆｅ、Ｓｉの析出が不十分となりピットパターンが不均一となり易い。
【００２３】
熱間圧延は、通常、熱間圧延ラインにおいて、粗圧延スタンドで熱間粗圧延を行った後、圧延材を仕上げ圧延スタンドに移行して、仕上げ圧延スタンドで熱間仕上げ圧延を行い、熱間圧延材としてコイルに巻き取ることにより行われるが、この場合、本発明においては、熱間粗圧延を４３０〜５００℃で開始し、４００℃以上の温度で終了して、熱間粗圧延終了後、仕上げスタンドに移行して熱間仕上げ圧延を開始する前に、熱間粗圧延材を６０〜３００秒間保持して熱間粗圧延材の表面を再結晶させる。また、当該熱間粗圧延終了後、熱間仕上げ圧延開始前の保持により、表面から０．２μｍ深さまでの表層部のＰｂ濃度が平均Ｐｂ濃度の１００〜４００倍となる前記Ｐｂの濃縮度を得ることができる。
【００２４】
熱間粗圧延の開始温度が４３０℃未満では、材料の変形抵抗が大きく圧延パス回数が増加して生産性を低下させる。５００℃を超える温度では、圧延中に粗大な再結晶粒が生成して筋状の不均一組織となり易い。熱間粗圧延の終了温度が４００℃未満では、熱間粗圧延終了後の保持による再結晶が不十分となり、均一な表層組織が得難くなるとともに、前記Ｐｂの濃縮度が得難くなる。また、熱間粗圧延終了後熱間仕上げ圧延開始前の保持時間が６０秒未満では、再結晶が不十分となり、均一な表層組織が得難くなる。また、表層部のＰｂ濃度と平均Ｐｂ濃度との差が小さく、前記Ｐｂの濃縮度が得難くなる。３００秒を超える時間保持すると、再結晶粒が成長して部分的に粗大な再結晶粒が生成し、熱間圧延終了段階で微細な再結晶粒が得難くなるとともに、前記Ｐｂの濃縮度が得難くなる。
【００２５】
ついで、熱間仕上げ圧延を行い、熱間仕上げ圧延を３２０〜３７０℃の温度で終了してコイルとして巻き取る。熱間仕上げ圧延の開始温度が４００℃未満ではこの熱間仕上げ圧延の終了温度が低くなり、再結晶が不十分でストリークの原因となる。熱間仕上げ圧延の終了温度が３２０℃未満では、再結晶が部分的にしか生ぜず、ストリークの原因となる。熱間仕上げ圧延の終了温度が３７０℃を超えると、再結晶粒が粗大となり、ストリークの原因となる。
【００２６】
上記の熱間圧延を行った後、コイルとして巻き取ることによって、熱間仕上げ圧延材の表層部の圧延方向と直交する方向における平均再結晶粒径を５０μｍ以下とすることができ、熱間仕上げ圧延後、中間焼鈍を行うことなく冷間圧延のみで所定の厚さの板材とすることが可能となり、生産性の向上とそれに伴って製造コストの低減が達成でき、且つ冷間圧延後の最終圧延材において、表層部の圧延材の圧延方向と直交する方向における平均再結晶粒径を５０μｍ以下として、印刷板の面質ムラを防止することができる。
【００２７】
本発明においてはまた、マトリックス中に、粒径１〜１０μｍの析出物が４０００〜１００００個／ｍｍ２、粒径１０μｍを超える析出物が１００個／ｍｍ２以下分布していることが望ましく、この析出物分布により、電解処理時に形成されるピットの均一分散性を高めることができる。
【００２８】
上記の析出物分布は、前記５００〜６１０℃の温度域で１時間以上の均質化処理条件、開始温度を４３０〜５００℃とし、終了温度を４００℃以上とする熱間粗圧延条件、熱間粗圧延終了後、熱間仕上げ圧延の開始前に６０〜３００秒間保持する熱間粗圧延材の保持条件の組み合わせにより得ることができる。
【実施例】
【００２９】
以下、本発明の実施例を比較例と対比して説明し、本発明の効果を実証する。これらの実施例は、本発明の好ましい一実施態様を示すものであり、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００３０】
実施例１、比較例１
表１に示す組成を有するアルミニウム合金を溶解、鋳造し、得られた鋳塊の圧延面を５ｍｍ／片面づつ面削して厚さ５００ｍｍとし、各鋳塊について、表２に示す条件で均質化処理、熱間圧延を行い、熱間仕上げ圧延で板厚３ｍｍとして、コイルに巻き取った。熱間圧延後、中間焼鈍を施すことなしに冷間圧延を行い、板厚を０．３ｍｍの冷間圧延材とした。なお、表１〜２において、本発明の条件を外れたものには下線を付した。
【００３１】
【表１】
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【００３２】
【表２】
0004939325.tif 000003
【００３３】
冷間圧延材を試験材として、以下の方法で、圧延材の表層部の圧延方向と直交する方向における平均再結晶粒径を測定し、表層部におけるＰｂの濃縮度、析出物分布を評価した。結果を表３に示す。
【００３４】
平均再結晶粒径の測定：試験材の表面を脱脂洗浄後、鏡面研磨した後、パーカー氏液で陽極酸化し、光学顕微鏡の偏光モードで結晶粒観察を行って、圧延方向と直交する方向の結晶粒径を切断法により求めた。
【００３５】
表層部におけるＰｂの濃縮度：表層部のＰｂ濃度と内部のＰｂ濃度の比較は、２次イオン質量分析（ＳＩＭＳ）によりＰｂの深さ分析（デプスプロファイル測定）を行い、表面の最も高いＰｂ濃度のカウント数と、内部のアルミ素地中からのカウント数との比により求めた。
析出物分布：走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を使用し、各アルミニウム合金板の表面の反射電子線像を拡大率５００倍で観察した。１個の視野の面積が０．０４ｍｍ２になるようにして、２５個の視野を写真撮影し、この写真を画像解析して金属間化合物の個数及び粒子径を測定した。
【００３６】
【表３】
0004939325.tif 000004
【００３７】
また、試験材（冷間圧延材）について、以下の方法により、ムラ模様、ストリークスの有無を観察し、未エッチング部の発生についての評価、エッチピットの均一性の評価を行った。結果を表４に示す。
【００３８】
冷間圧延材を、脱脂（溶液：５％水酸化ナトリウム、温度：６０℃、時間：１０秒）−中和処理（溶液：１０％硝酸、温度：２０℃、時間：３０秒）−交流電解粗面化処理（溶液：２．０％塩酸、温度：２５℃、周波数：５０Ｈｚ、電流密度：６０Ａ／ｄｍ２、時間：２０秒）―デスマット処理（溶液：５％水酸化ナトリウム、温度：６０℃、時間：５秒）−陽極酸化処理（溶液：３０％硫酸―温度：２０℃、時間：６０秒）し、水洗、乾燥して、一定の大きさに切り取り試験片とした。
【００３９】
各試験片について、ムラ模様、ストリークスの有無を観察した。また、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて、５００倍の倍率で表面を観察し、視野の面積が０．０４ｍｍ２となるよう写真を撮影し、得られた写真から未エッチング部の発生、エッチングピットの均一性を評価した。
【００４０】
ムラ模様の有無の観察：試験片の表面にムラ模様が目視で観察されるものを不良（×）、ムラ模様が観察されないものを良好（○）として評価した。
ストリークの有無の観察：試験片の表面にストリークが目視で観察されるものを不良（×）、ストリークが観察されないものを良好（○）として評価した。
未エッチング（未エッチ）部の発生についての評価：未エッチング部が２０％を超えるものは不良（×）、２０％以下のものは良好（○）とした。
エッチピット（ピット）の均一性の評価：円相当直径が１０μｍを越える大きなピットが全ピットに対して面積率で１０％を超えるものは不良（×）、１０％以下のものは良好（○）とした。
【００４１】
【表４】
0004939325.tif 000005
【００４２】
表４にみられるように、本発明に従う試験材１〜４はいずれも、ムラ模様、ストリークを生じることがなく、電解処理後のエッチング性に優れ、全面に均一なエッチングピットが形成されている。
【００４３】
これに対して、試験材５はＰｂ量が少ないため、電解処理において十分な粗面化が得られず、また試験材６はＰｂ量が多いため、粗面化処理におけるピットの均一性が低下した。
【００４４】
試験材７は、熱間粗圧延終了後、熱間仕上げ圧延開始までの保持時間が長いため、再結晶粒が成長して部分的に粗大な再結晶粒が生成し、熱間圧延終了段階で微細な再結晶粒が得られないとともに、所定のＰｂの濃縮度が得られず、また、試験材８は、熱間粗圧延終了後、熱間仕上げ圧延開始までの保持時間が短いため、再結晶が不十分となって、板材の表層部に均一な再結晶組織が得られないともに、所定のＰｂの濃縮度が得られず、ともにムラ模様、ストリークが生じ、エッチピットの均一性にも劣っていた。
【００４５】
試験材９は熱間仕上げ圧延の終了温度が低く、再結晶が十分に行われず非再結晶部が生じたため、ムラ模様、ストリークが生じ、電解処理時のピットの均一性も劣るものとなった。試験材１０は均質化処理温度が低いため、Ｆｅ、Ｓｉの析出が十分でなく、電解処理時のピットパターンが不均一となり、未エッチング部も生じた。