(57)【要約】本発明は、リソグラフ印刷プレート支持体の製造用アルミニウム合金並びに該アルミニウム合金から製造されたアルミニウムストリップ、該アルミニウムストリップの製造方法及びそのリソグラフ印刷プレート支持体の製造のための使用に関する。焼きなましプロセス前後の引張強度値に悪影響を与えることなく、圧延方向に対して横断方向の曲げ疲労強度が改善され、かつさらに粗面化特性を維持する印刷プレート支持体の製造を可能にするアルミニウム合金並びに該アルミニウム合金から製造されたアルミニウムストリップを提供するという目的は、アルミニウム合金が以下の合金成分（重量％で）：０．４％＜Ｆｅ≦１．０％、０．３％＜Ｍｇ≦１．０％、０．０５％≦Ｓｉ≦０．２５％、Ｍｎ≦０．２５％、Ｃｕ≦０．０４％、Ｔｉ＜０．１％、残余のＡｌ及び不可避不純物（個々には最大０．０５％、合計で最大０．１５％）を含むという事実によって達成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
リソグラフ印刷プレート支持体の製造用アルミニウム合金であって、
以下の合金成分（重量％で）：
０．４％＜Ｆｅ≦１．０％、
０．３％＜Ｍｇ≦１．０％、
０．０５％≦Ｓｉ≦０．２５％、
Ｍｎ≦０．２５％、
Ｃｕ≦０．０４％、
Ｔｉ＜０．１％、
残余のＡｌ及び不可避不純物（個々には最大０．０５％、合計で最大０．１５％）
を含むことを特徴とするアルミニウム合金。
【請求項２】
前記アルミニウム合金が、以下のＦｅ含量（重量％で）：
０．４％＜Ｆｅ≦０．６５％
を有することを特徴とする請求項１に記載のアルミニウム合金。
【請求項３】
前記アルミニウム合金が、以下のＭｇ含量（重量％で）：
０．４％＜Ｍｇ≦１％、好ましくは
０．４％＜Ｍｇ≦０．６５％
を有することを特徴とする請求項１に記載のアルミニウム合金。
【請求項４】
前記アルミニウム合金が、以下の合金成分（重量％で）：
Ｔｉ≦０．０５％、
Ｚｎ≦０．０５％、
Ｃｒ＜０．０１％
を含むことを特徴とする請求項１に記載のアルミニウム合金。
【請求項５】
前記アルミニウム合金が、最大０．１重量％、好ましくは最大０．０８重量％のＭｎ含量を有することを特徴とする請求項１に記載のアルミニウム合金。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載のアルミニウム合金からリソグラフ印刷プレート支持体を製造するための、厚さが０．１５ｍｍ〜０．５ｍｍのアルミニウムストリップ。
【請求項７】
圧延されたままの状態の前記アルミニウムストリップが、圧延方向に沿って２００ＭＰａ未満の引張強度Ｒｍを有し、かつ２８０℃の温度で４分間の焼きなましプロセス後に、１４０ＭＰａを超える引張強度Ｒｍ並びに交互曲げ疲労試験において少なくとも２０００サイクルの、圧延方向に対して横断方向の曲げ疲労強度を有することを特徴とする請求項６に記載のアルミニウムストリップ。
【請求項８】
印刷プレート支持体を製造するための、請求項６又は７に記載のアルミニウムストリップの使用。
【請求項９】
請求項１〜５のいずれか１項に記載のアルミニウム合金から成る、リソグラフ印刷プレート支持体用アルミニウムストリップの製造方法であって、圧延スラブを鋳造し、この圧延スラブを必要に応じて４５０℃〜６１０℃の温度で均質化し、前記圧延スラブを２ｍｍ〜９ｍｍの厚さまで熱間圧延し、このホットストリップを中間焼きなましを行なうか又は行なわずに、０．１５ｍｍ〜０．５ｍｍの最終厚さまで冷間圧延する、前記方法。
【請求項１０】
中間焼きなましを０．５ｍｍ〜２．８ｍｍの中間厚さで行ない、この中間焼きなましがコイル内又はストレートスルー炉内で２３０℃〜４７０℃の温度にて行なわれることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リソグラフ印刷プレート支持体の製造用アルミニウム合金並びに該アルミニウム合金から製造されたアルミニウムストリップ、該アルミニウムストリップの製造方法及びそのリソグラフ印刷プレート支持体の製造のための使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
リソグラフ印刷プレート支持体は主にアルミニウム合金から製造され、印刷プレート支持体の典型的な厚さは０．１５ｍｍ〜０．５ｍｍである。リソグラフ印刷プレート支持体は、ますます厳しくなる技術的要件を満たさなければならない。これらの要件は、印刷機によって従来より多数の印刷が達成できなければならないという事実に起因する。さらに、印刷プレート支持体は、印刷ごとの印刷領域を最大にするため、できる限り大きくなければならない。印刷プレート支持体はアルミニウムストリップから製作されるので、印刷プレート支持体の幅は必然的にアルミニウムストリップの幅よりいくらか狭い幅に制限される。従って、印刷プレート支持体は、ますます印刷機において圧延方向に対して横断方向に取り付けられるようになっている。これは、印刷プレート支持体の特に圧延方向に対して横断方向の曲げ疲労強度が重要になっていることを意味する。圧延方向に対して横断方向の曲げ疲労強度が良いことに加えて、良い粗面化挙動のみならず可能な限り高い耐熱性が必要である。これらの要件は、リソグラフ印刷プレート支持体の製造のために使用されるアルミニウムストリップが、表面全体にわたってできる限り均質な粗面化を達成することを目的とする電気化学的粗面化を前もって受けるという事実に起因する。表面に適用される感光層は、普通は３〜１０分の焼きなまし時間および２２０℃〜３００℃の温度で焼きなまされる。それでも印刷プレート支持体を難なく取り扱うことができ、かつ印刷装置に容易に取り付けられるように、感光層の焼きなましプロセスは、印刷プレート支持体の強度の如何なる過度の損失をももたらすべきでない。同時に、印刷プレート支持体は、可能な限り多数の印刷ができるように、印刷装置内で非常に安定していなければならない。従って、印刷プレート支持体は、印刷プレート支持体の機械的過負荷が理由でプレートのクラックが生じ得ないように、十分な曲げ疲労強度を持たなければならない。しかしながら、多くの印刷プレート支持体は圧延方向に垂直に取り付けられ、圧延方向に沿ってではなく、圧延方向に対して横断方向にたわみが生じるので、とりわけ、圧延方向に対して横断方向の曲げ疲労強度がますます重要になる。
【０００３】
リソグラフ印刷プレート支持体の製造用ストリップは、本出願人が所有する特許文献１から既知であり、この特許は、良い粗面化される能力と、焼きなましプロセス後の高い曲げ疲労強度及び十分な熱安定性とを併せ持つことを特徴とする。しかしながら、ますます大きくなる印刷機のサイズと、その結果必要とされる印刷プレート支持体の拡大化のため、アルミニウムストリップの粗面化される能力に悪影響を与えることなく、このアルミニウム合金の特性及び該アルミニウム合金から製造される印刷プレート支持体の特性をさらに改善する必要性が生じてきた。
【０００４】
本出願人が所有するさらなる国際特許出願から、０．４重量％〜１重量％という相対的に高い鉄含量及び０．３重量％までの相対的に高いマンガン含量を許容する、リソグラフ印刷プレート支持体の製造用アルミニウム合金が知られている。このアルミニウム合金は、特に焼きなましプロセス後のその強度特性については改善されている。しかしながら、以前は０．３重量％を超えるＭｇ含量はアルミニウムストリップの電気化学的粗面化で問題を引き起こすと考えられていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】欧州特許第１  ０６５  ０７１（Ｂ１）号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この背景を発端として、本発明の目的は、粗面化特性を維持しながら、焼きなましプロセス前後の引張強度値に影響を与えることなく、圧延方向に対して横断方向の曲げ疲労強度が改善された印刷プレート支持体の製造を可能にするアルミニウム合金並びに該アルミニウム合金から製造されたアルミニウムストリップを提供することである。同時に、本発明の目的は、リソグラフ印刷プレート支持体の製造に特に適しているアルミニウムストリップの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第一の教示によれば、上記目的は、リソグラフ印刷プレート支持体の製造用アルミニウム合金であって、以下の合金成分（重量％で）：
０．４％＜Ｆｅ≦１．０％、
０．３％＜Ｍｇ≦１．０％、
０．０５％≦Ｓｉ≦０．２５％、
Ｍｎ≦０．２５％、
Ｃｕ≦０．０４％、
Ｔｉ＜０．１％、
残余のＡｌ及び不可避不純物（個々には最大０．０５％、合計で最大０．１５％）
を含む、アルミニウム合金によって達成される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】模式的断面図において、交互曲げ疲労試験のために使用した装置を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
全体的に鉄とマグネシウムの割合が非常に低い、リソグラフ印刷プレート支持体の製造のために以前使用されたアルミニウム合金とは対照的に、本発明のアルミニウム合金は、特に焼きなましプロセス後に一定の引張強度値を有しながら、圧延方向に対して横断方向の曲げ疲労強度を改善できることが分かった。特に２８０℃で４分間の焼きなましプロセス後に、本発明のアルミニウム合金では、以前使用されたアルミニウム合金に比べて、圧延方向に対して横断方向の曲げ疲労強度を４０％より多く高めることができる。本発明のアルミニウム合金中の相対的に高いマグネシウム含量と鉄含量の組合せが、曲げ疲労強度の改善に関与していると考えられる。規定のアルミニウム合金から製造されたアルミニウムストリップの特に粗面化能力に関して問題が予想されたが、驚くべきことに問題は生じなかった。０．３重量％〜１重量％という高いＭｇ含量にもかかわらず、粗面化能力の問題、特に縞になる（streaking、Streifigkeiten（英、独訳））という問題に遭遇しなかった。圧延方向に対して横断方向の曲げ疲労強度の改善は、０．４重量％より高く１重量％までの鉄含量と、０．３重量％より高く１重量％までのマグネシウム含量との組合せに起因する。マグネシウム又は鉄が１重量％を超えると、リソグラフ印刷プレート支持体の粗面化される能力に関して重大な問題が予想される。
【００１０】
０．０５重量％〜０．２５重量％の量のケイ素は、電気化学的エッチングで多数の十分に深いくぼみを生じさせるので、感光性ラッカーの最適な吸収を確実にする。
【００１１】
銅は、粗面化中の不均質な構造を回避するため、最大０．０４重量％に制限されるべきである。チタンは、細粒化の目的のためだけに組み込まれ、０．１重量％より高量のチタンは、粗面化中に問題を引き起こす。しかし、鉄と組み合わせたマンガンは、マンガンの割合が０．２５重量％を超えない限り、焼きなましプロセス後に、アルミニウム合金から製造されるアルミニウムストリップの特性を改善することができる。０．２５重量％を超えると、粗大沈殿物が粗面化特性に悪影響を与えると予想される。
【００１２】
本発明のアルミニウム合金の第一の構成によれば、アルミニウム合金は、以下のＦｅ含量（重量％で）を有する：
０．４％＜Ｆｅ≦０．６５％。
【００１３】
上記鉄含量を有するアルミニウム合金は、焼きなましプロセス後に、圧延されたままの状態の、圧延方向に対して横断方向の曲げ疲労強度の増加とは別に、非常に一貫した粗面化される能力を示した。
【００１４】
本発明のアルミニウム合金のさらなる構成によれば、アルミニウム合金は、好ましくは以下のＭｇ含量（重量％で）を有する：
０．４％≦Ｍｇ≦１％、好ましくは
０．４％≦Ｍｇ≦０．６５％。
【００１５】
Ｍｇ含量が高いと、特に焼きなましプロセス後の機械的特性の改善につながる。この効果は、少なくとも０．４重量％のＭｇ含量で有意になる。上限０．６５重量％は、圧延方向に対して横断方向のアルミニウム合金の高い曲げ疲労強度による強度の増加と、一貫した粗面化される能力との間の最適な妥協案を与える。１重量％を超えるＭｇ含量は、アルミニウムストリップを粗面化するときに縞（streak、Streifen（英、独訳））の形成を促進する。しかしながら、実験では、０．４重量％〜０．６５重量％のＭｇ含量では、問題のある粗面化特性の兆候がないことが分かった。さらに０．６５重量％〜１重量％のマグネシウム含量は、縞形成の傾向が増加するため粗面化プロセスの実施が困難になる可能性があるが、圧延方向に対して横断方向の曲げ疲労強度について優れた特性をもたらした。
【００１６】
さらに、本発明のアルミニウム合金の改善された実施形態によれば、アルミニウム合金が以下の合金成分（重量％で）を含む場合、アルミニウム合金の微細構造をなおさらに改善することができる：
Ｔｉ≦０．０５％、
Ｚｎ≦０．０５％及び
Ｃｒ＜０．０１％。
【００１７】
この規定含量の合金成分によって、特に圧延スラブの鋳造について、また細粒化についてもアルミニウム合金の生産性が改善される。亜鉛は、その電気化学的反応性のため、粗面化特性に特に顕著な影響を及ぼすので、最大０．０５重量％に制限すべきである。少なくとも０．０１重量％のクロム含量は沈殿物の形成につながり、粗面化される能力にも同様にネガティブな影響を与える。
【００１８】
アルミニウム合金は、好ましくは最大０．１重量％、好ましくは最大０．０５重量％のＭｎ含量を有する。アルミニウム合金の高いＭｇ及びＦｅ含量のため、本発明のアルミニウム合金中のマンガンは、焼きなましプロセス後の引張強度値の改善にわずかに寄与するだけなので、最小限に減らすことができる。
【００１９】
本発明の第二の教示によれば、上記目的は、本発明のアルミニウム合金から成る、リソグラフ印刷プレート支持体の製造用アルミニウムストリップであって、厚さが０．１５ｍｍ〜０．５ｍｍのアルミニウムストリップによって達成される。本発明のアルミニウムストリップは、既に述べたように、特に焼きなましプロセス後でも、圧延方向に対して横断方向の顕著な曲げ疲労強度によって特徴づけられる。
【００２０】
圧延されたままの状態のアルミニウムストリップが、圧延方向に沿って２００ＭＰａ未満の引張強度Ｒｍを有し、かつ２８０℃の温度で４分間の焼きなましプロセス後に１４０ＭＰａを超える引張強度Ｒｍ並びに交互曲げ疲労試験において少なくとも２０００サイクルの、圧延方向に対して横断方向の曲げ疲労強度を有する場合、そのアルミニウムストリップは特大サイズのリソグラフ印刷プレート支持体の製造のために特に有利に使用することができる。その結果、圧延されたままの状態で、かつ焼きなましプロセス後にも特に容易に印刷プレート支持体を取り扱うことができる。特にこのアルミニウムストリップから製造された印刷プレート支持体は、耐用年数が向上する。
【００２１】
本発明のアルミニウムストリップを印刷プレート支持体の製造のために使用することによって、一貫した方法で大きいサイズに印刷プレート支持体を製作し、かつ大型印刷装置に取り付けることができるので、本発明の第三の教示により上記目的が達成される。さらにこれらの印刷プレート支持体は、圧延方向に対して横断方向の高い曲げ疲労強度のため耐用年数が向上し、かつクラックを発達させる傾向がない。
【００２２】
最後に、本発明の第四の教示によれば、上記目的は、本発明のアルミニウム合金から成る、リソグラフ印刷プレート支持体用アルミニウムストリップの製造方法であって、圧延スラブを鋳造し、この圧延スラブを必要に応じて４５０℃〜６１０℃の温度で均質化し、該圧延スラブを２ｍｍ〜９ｍｍの厚さまで熱間圧延し、このホットストリップを中間焼きなましを行なうか又は行なわずに、０．１５ｍｍ〜０．５ｍｍの最終厚さまで冷間圧延する方法によって達成される。中間焼きなましを行なう場合は、その後の最終厚さへの冷間圧延プロセスによって、圧延されたままの状態のアルミニウムストリップの所望の最終強度が確立されるように、中間焼きなましを実施する。既に述べたように、これは好ましくは２００ＭＰａの直下である。
【００２３】
好ましくは中間焼きなましを０．５ｍｍ〜２．８ｍｍの中間厚さで実施し、この中間焼きなましはコイル内又はストレートスルー焼きなまし炉内で２３０℃〜４７０℃の温度にて行なわれる。中間焼きなましを行なうストリップの中間厚さに応じて、アルミニウムストリップの最終強度を調整することができる。さらに、本発明のアルミニウム合金を用いてリソグラフ印刷プレート支持体用ストリップを製造することによって、今までに知られているアルミニウム合金及びそれから製造されたアルミニウムストリップに比べて、圧延方向に対して横断方向の曲げ疲労強度を有意に改善することができる。交互曲げ疲労試験で全体的に４０％超えの増加が達成される。
【００２４】
現在、本発明のアルミニウム合金、本発明のアルミニウムストリップ、その使用、及びアルミニウムストリップの製造方法をも修正及び改善するのに可能な多数の手段が存在する。これに関連して、請求項１、６及び９に従属する下位請求項、並びに図面と併せて典型的実施形態の説明を参照されたい。
【００２５】
表１は、比較例として印刷プレート支持体用に以前使用されていたアルミニウム合金の組成を示す２種のアルミニウム合金Ｖ１、Ｖ２の合金組成を示す。これと対照的に、本発明のアルミニウム合金Ｉ１〜Ｉ４は、有意に高いマグネシウム含量及び鉄含量を有する。合金Ｖ１〜Ｉ４から圧延スラブを鋳造した。次に圧延スラブを４５０℃〜６１０℃の温度で均質化し、かつ４ｍｍの厚さまで熱間圧延した。次に０．２８ｍｍの最終厚さまで冷間圧延を行なった。比較合金Ｖ２は、冷間圧延中に如何なる中間焼きなましをも受けなかったが、比較合金Ｖ１及びアルミニウム合金Ｉ１〜Ｉ４は中間焼きなましを受けた。比較合金Ｖ１のストリップの中間焼きなましは、２．２ｍｍの中間厚さで行なわれた。本発明のアルミニウム合金Ｉ１〜Ｉ４の場合、中間焼きなましは１．１ｍｍの厚さで行なわれた。アルミニウム合金Ｖ１〜Ｉ４の合金成分を表１に重量％で示す。
【００２６】
【表１】
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【００２７】
一方で、アルミニウム合金Ｖ１〜Ｉ４から製造されたストリップをそれらの粗面化される能力について調べた。製造された全てのアルミニウムストリップは、良い粗面化される能力を有することが分かった。表２は、アルミニウム合金Ｖ１〜Ｉ４の粗面化される能力のみならず、種々のアルミニウム合金のサンプルが交互曲げ疲労試験で受けた曲げサイクルの数をも示す。図１に概略的に示す実験装置で交互曲げ疲労試験を行なった。これに関連して、圧延されたままの状態のアルミニウムストリップについて及び２８０℃で４分間の焼きなましプロセス後のアルミニウムストリップについても、交互曲げ疲労試験を圧延方向に沿って及び圧延方向に対して横断方向で行なった。
【００２８】
図１ａ）は、模式的断面図において、交互曲げ疲労試験のために用いた装置１を示す。曲げ疲労強度を調べるため、交互曲げ疲労試験装置１の可動部３及び固定部４の上にサンプル２を固定する。交互曲げ疲労試験では、可動部３が回転運動によって固定部４の上で前後に動かされるので、サンプル２は、サンプル２の長さに垂直な曲げ運動にさらされる（図１ｂ）。圧延方向に対して横断方向の曲げ疲労強度を試験するため、圧延方向に対して横断方向にサンプルを簡単に切り取って装置に取り付けなければならない。圧延方向に沿って切り取ったサンプルにも同じことが当てはまる。曲げ部３、４の半径は３０ｍｍである。
【００２９】
表２に与えた交互曲げ疲労試験の結果は、本発明のアルミニウム合金Ｉ１〜Ｉ４が、特に焼きなましプロセス後に、比較合金よりも有意に多数の交互曲げサイクルを許容することを示す。比較合金Ｖ１及びＶ２と比較した増加は４０％を超え、合金Ｖ１に比べて最大１４０％超えさえ増加し得る。
【００３０】
この結果は、とりわけ、本発明のアルミニウム合金中の相対的に高い鉄含量及びマグネシウム含量に起因する。本発明のアルミニウム合金の高いマグネシウム含量及び鉄含量にもかかわらず、表２から分かるように、本発明のアルミニウム合金の良い粗面化挙動も観察される。
【００３１】
【表２】
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【００３２】
さらに、本発明のアルミニウム合金Ｉ１〜Ｉ４は、特に圧延方向に対して横断方向に取り付けられた特大サイズの印刷プレート支持体を使用する場合、印刷プレート支持体の取扱いの容易さに必要な引張強度値をも示す。圧延されたままの状態で、アルミニウムストリップＩ１〜Ｉ４は、ＤＩＮに準拠して測定され引張強度Ｒｍが２００ＭＰａ未満であり、そのためコイルセットを容易に除去することができる。焼きなまし手順後、本発明のアルミニウムストリップＩ１〜Ｉ４の引張強度Ｒｍは、まだ１４０ＭＰａより高いので、印刷装置に大きい印刷プレート支持体を取り付けるのを容易にする。このことは、ＤＩＮに準拠して測定された降伏強度Ｒｐ０．２にも当てはまる。すなわち、圧延されたままの状態では１９５ＭＰａ未満であり、かつ２８０℃で４分間の焼きなましプロセス後に１３０ＭＰａより高い。
【００３３】
中間焼きなましを受けなかった比較合金だけが、圧延されたままの状態で引張強度Ｒｍについても降伏強度Ｒｐ０．２についても高すぎる値を示す。
【００３４】
アルミニウムストリップの引張強度及び降伏強度の値は、アルミニウムストリップの製造中のプロセスパラメーターに左右されるが、それにもかかわらず、本発明のアルミニウム合金は、簡単なやり方で、例えば１．１ｍｍでの中間焼きなましによって好ましい値を達成することができ、かつさらに非常に良い強度値と相まって顕著な曲げ疲労強度特性を提供する。
【００３５】
【表３】
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【図１】
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【国際調査報告】
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2012509404.tif 000008
2012509404.tif 000009
2012509404.tif 000010
2012509404.tif 000011
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