专利名称：平版印刷版用铝合金板的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种平版印刷版用铝合金板，特别是涉及一种适合用电化学蚀刻处理 来进行表面粗糙化的，且制造时生产效率优良的平版印刷版用铝合金板。
背景技术：
作为平版印刷版(包括胶版印刷版)的支承体，通常使用铝合金板，从提高感光膜 的附着性以及提高非图像部的保水性的观点考虑，对支承体进行表面粗糙化处理，但近年 来，因制版适应性及印刷性能优良，且因卷材中可进行连续处理，因此，采用电化学蚀刻处 理来对支承体用铝合金板表面进行表面粗糙化的方法得到了快速的发展。作为通过电化学蚀刻处理可以得到较均勻的电解表面粗糙化的铝合金板，适合采 用相当于41050(铝纯度99.5% )的材料或将相当于A1050的材料作为基材并添加了少量 的合金成分而成的材料，关于合金成分，已提出了几种方案(例如，参照专利文献1)。另外，为了提高印刷版的耐印刷性，采用通过通常的方法对以铝合金板作为支承 体的印刷版进行曝光、显影处理后，于高温下进行加热处理(燃烧处理)，由此对图像部进 行强化的处理。通常，燃烧处理于加热温度为200 290°C、加热时间为3 9分钟的条件 下进行，因此，要求支承体具有在燃烧处理时不会降低支承体强度的耐热性(耐燃烧性)。进而，近年来伴随着印刷技术的进步印刷速度加快，针对机械地固定于印刷机的 印版滚筒两侧的印刷版所承受的应力增大的现象，对支承体的强度要求加大，当支承体强 度不足时，其固定部分发生变形或破损，由此产生印刷偏移等缺陷，因此在提高上述耐燃烧 性的同时，提高支承体强度是必不可少的。为了满足上述要求，进行了将相当于A1050的材料作为基材而调整添加成分的试 验(例如，参照专利文献2)，也进行了以相当于A1050的材料作为基材而调整添加成分的同 时，对板表面的油坑(才O C 7卜)深度进行调整的试验(例如，参照专利文献3)。以往，这些平版印刷版用铝合金材料，通过对铸锭进行均质化处理、热轧后进行冷 轧，在冷轧的中途实施中间退火处理，从而使压延板表面形成重结晶组织后，进行二次冷 轧，由此使电化学蚀刻处理时的凹坑的产生均勻，在进行作为印刷版的处理时防止条纹的 发生，但是，进行中间退火不可避免地带来生产效率的降低与制造成本的加大，希望得以改口 。作为热轧后不进行退火处理而进行冷轧，从而制成平版印刷版用铝合金板的方 法，已提出了如下所述的方法，即，在由粗热轧与精热轧组成的热轧中，进行将粗热轧的开 始温度设定为450°C以上、压延速度从开始道次为50m/分钟以上、压下量满足30mm以上或 第一道次压下率30%中的任何一个的轧制，将粗热轧的终止温度设定为300 370°C，将接 着进行的精热轧的终止温度设定为280°C以上，并作为卷材进行卷绕，从而对板表面的重结 晶进行控制(参照专利文献4)。此时，为了省略中间退火，精热轧终止后，必需在作为卷材卷绕的阶段进行重结 晶，但为了得到均勻的电解粗糙化表面特性，重要的是所形成的重结晶粒径不发生粗大化，具有与实施中间退火的材料同样的细微、均勻程度，而且，板表层部的重结晶程度达到均 勻。专利文献1 JP特开2000-1085:34号公报专利文献2 JP特开2005-15912号公报专利文献3 JP特开2004-35936号公报专利文献4 JP特开平11-335761号公报
发明内容
本发明人等，以在电解处理中能够得到可形成更均勻、细微的凹坑的平版印刷版 用铝合金材料为目的，以以往提出的材料作为基体，对其成分组成和组织性状重新进行探 讨的结果发现，含有Mg、Ga，且表层部的Mgja浓度比表层部深的区域的Mgja浓度更高的 材料有效。而且，为了不实施中间退火来制造具有该组织性状的铝合金板，特别重要的是对 粗热轧的开始温度、从粗热轧终止至精热轧开始之前材料的保持时间、精热轧的终止温度 的控制。本发明是基于上述发现，并进一步进行试验、探讨的结果提出的，其目的在于提供 一种平版印刷版用铝合金板，该平版印刷版用铝合金板，在精热轧终止后作为卷材卷绕的 阶段，板表层部的重结晶程度均勻，重结晶粒子细微、均勻，且热轧后能够不进行中间退火 而冷轧至最终厚度，可在表层部得到合适的Mg和( 浓缩度，电化学蚀刻处理时凹坑的发生 均勻且细微，在进行作为印刷版的处理时没有条纹的产生，具有优异的强度特性。本发明的上述目的可通过以下方式实现。(1) 一种平版印刷版用铝合金板，所述平版印刷版用铝合金板含有Si :0. 03 0. 15% (质量％，以下相同)、Fe :0. 2 0. 7%,Mg 0. 05 0. 5%,Ti 0. 003 0. 05%,Ga 30 300ppm，其余由铝及不可避免的杂质构成，其特征在于，在与表层部的压延方向相垂直 的方向上的平均重结晶粒径为50 μ m以下，从表面至0. 2 μ m深的表层部的Mg浓度为平均Mg 浓度的5 50倍，从表面至0. 2 μ m深的表层部的Ga浓度为平均Ga浓度的2 20倍。(2)如(1)所述的平版印刷版用铝合金板，其特征在于，所述铝合金板含有0. 05% 以下的Cu。(3)如⑴或⑵所述的平版印刷版用铝合金板，其特征在于，所述铝合金板的基 体(matrix)中析出的Mg量为平均Mg浓度的50%以下。(4)如(1) (3)中任一项所述的平版印刷用铝合金板，其特征在于，具有190Mpa 以上的抗拉强度。发明的效果根据本发明，能够提供在精热轧结束后作为卷材卷绕的阶段，板表层部的重结晶 程度均勻，重结晶粒子细微、均勻，且在热轧后能够不进行中间退火而冷轧至最终厚度，可 在表层部得到合适的Mg和( 的浓缩度，并且电化学蚀刻处理时凹坑的发生均勻而细微，在 进行作为印刷版的处理时不会产生条纹，具有优异的强度特性的平版印刷版用铝合金板。
图1是表示测定Mg析出率的测定方法的流程图。
具体实施例方式对本发明平版印刷版用铝合金板中所含成分的意义及限定理由进行说明。Si与 Fe共存而生成Al-Fe-Si类金属间化合物，通过该化合物的分散，使重结晶组织细微化，这 些化合物成为凹坑产生的起点，从而使电解处理时的凹坑的形成均勻，且使凹坑的分布细 微。Si的优选含量为0.03 0. 15%的范围，当小于0.03%时，化合物的分布不均勻，从而 在电解处理时产生未蚀刻部，使凹坑的形成不均勻。当大于0. 15%时，生成粗大的化合物， 且易发生单体Si的析出，从而降低表面粗糙化结构的均勻性。Fe生成Al-i^e类金属间化合物，并且与Si共存而生成Al-Fe-Si类金属间化合物， 通过这些化合物的分散使重结晶组织细微化，这些化合物成为凹坑产生的起点，从而在电 解处理时使凹坑的形成均勻，且使凹坑的分布细微。！^e的优选含量为0. 2 0. 7%的范围， 当小于0. 2%时，化合物的分布不均勻，从而在电解处理时产生未蚀刻部，使凹坑的形成不 均勻。当大于0.7%时，生成粗大的化合物，降低表面粗糙化结构的均勻性。Mg的大部分固溶在铝中，具有提高强度及耐热软化性的功能。另外，Mg形成Mg-Si 类化合物(Mg2Si),从而起到抑制使粗糙化表面结构的均勻性降低的单体Si的析出。所谓 强度，是指作为印刷版用支承体在常温下的抗拉强度。耐热软化性又称作耐燃烧性，是指 280°C水平的温度下加热后的0. 2%耐力，从实用上考虑，优选90MPa以上的范围。Mg的优 选含量为0. 05 0. 5%的范围，当低于0. 05%时，其效果不充分，当大于0. 5%时，Mg2Si的 析出增多，降低表面质量。Mg更优选的含量范围为0.06%以上且低于0. 10%。在含Mg的铝合金中，特别是通过均质化处理、热轧时的加热等热处理，容易形成 以Mg氧化物(MgO类氧化物)作为主体的氧化覆膜，由于该氧化覆膜具有活性且具有多孔 性，因此在电解表面粗糙化处理中与处理液的润湿性良好，促进表面粗糙化。为了得到该效 果，优选从铝合金板表面至0. 2 μ m深的表层部的Mg浓度为平均Mg浓度的5 50倍。当 超过50倍时，表面粗糙化过度进行，从而容易出现凹坑的不均勻。另外，固溶的Mg促进表面粗糙化，Mg-Si类化合物(Ife2Si)的析出抑制使表面粗糙 化结构的均勻性降低的单体Si的析出。优选铝合金板的基体中析出的Mg量为平均Mg浓 度的50%以下，当Mg的固溶和析出为该比率时，能够实现理想的表面粗糙化。Ti能够使铸锭组织细微，并使结晶粒子细微化，其结果，能够使电解处理时的凹 坑的形成均勻，可防止进行作为印刷版的处理时条纹的产生。Ti的优选含量为0.003 0. 05%的范围，当小于0. 003%时，其效果小，当大于0. 05%时，生成粗大的Al-Ti类化合 物，从而易使表面粗糙化结构不均勻。还有，为使铸锭组织细微化而同时添加Ti与B时，Ti 的含量优选为0. 01%以下的范围。通过使( 浓缩在表层部，起到使电解处理时的凹坑细微化，且提高凹坑形成的均 勻性的作用，能够得到所希望的凹坑图案。( 的优选含量为30 300ppm的范围，当低于 30ppm时，其效果小，当超过300ppm时，容易使表面粗糙化结构不均勻。作为浓缩度，优选从 表面至0. 2 μ m深的表层部的( 浓度为平均( 浓度的2 20倍。Cu容易固溶在铝中，当其含量为0.05%以下时，具有使凹坑细微化的效果。当含 量大于0. 05%时，容易使电解处理时的凹坑粗大且不均勻，容易产生未蚀刻部。还有，在本 发明中，为得到上述狗及Si的含量，从所采用的基材混入的Cu量为5 IOOppm (0. 0005 0. 01% )的水平。关于不可避免的杂质，只要是市售的铝基材中含有的不可避免的杂质的范围，则 不会损害本发明的效果。例如，允许Ni :50ppm的水平、V :200ppm的水平、Cr :50ppm的水 平、Zr :40ppm的水平、Mn :50ppm的水平、B IOppm的水平、Zn :50ppm的水平。本发明的平版印刷版用铝合金板的制造，可通过采用连续铸造等对具有上述成分 组成的铝合金铸块进行铸锭，对所得到的铸锭进行均质化处理后，实施热轧、冷轧来进行， 特征在于，在由粗热轧与精热轧组成的热轧工序中，确定粗热轧中的压延开始温度、压延终 止温度、从粗热轧转移至精热轧的保持时间，精热轧的终止温度，并在精热轧后，通过控制 作为卷材卷绕时的重结晶粒子，在精热轧后无需进行中间退火而仅用冷轧，可制成规定厚 度的板材。首先，对具有上述组成的铝合金铸锭的压延面表层进行切削，除去成为条纹原因 的不均勻组织后，在500 610°C的温度区域进行1小时以上的均质化处理。通过该均质化 处理，使固溶为过饱和状态的Fe、Si均勻析出，电解处理时形成的蚀刻凹坑形成为细微的 圆形，从而提高耐印刷性。当均质化处理温度低于500°C时，Fe、Si的析出不充分，凹坑图案 易变得不均勻。当在大于610°C的温度下进行均质化处理时，由于狗的固溶量增大，其结果 作为凹坑产生起点的细微析出物减少。当均质化处理的保持时间小于1小时时，Fe、Si的 析出不充分，容易使凹坑图案不均勻。热轧，通常是在热轧生产线中，在粗压延台进行粗热轧后，将压延材料移至精压延 台而在精压延台进行精热轧，并将其作为热轧材料卷绕成卷材而进行，但在本发明中，将粗 热轧于400 520°C的温度下开始，于400°C以上的温度下结束，粗热轧结束后，移至精加 工台，并在开始精热轧之前，将粗热轧材料保持60 300秒，以使粗热轧材料表面重结晶。 另外，通过该粗热轧终止后到精热轧开始之前的保持，能够得到上述Mg、Ga的所述浓缩度。 即，能够将从板表面至0. 2 μ m深的表层部的Mg及( 浓度分别调整为平均Mg及( 浓度的 5 50倍及2 20倍。当粗热轧的开始温度低于400°C时，材料的变形阻力加大，压延道次的次数增加， 从而降低生产效率。当温度高于520°C时，压延中生成粗大的重结晶粒子，易生成筋状的不 均勻组织。当粗热轧的终止温度低于400°C时，通过粗热轧终止后的保持带来的重结晶不充 分，难以得到均勻的表层组织，同时难以得到上述Mg及( 的浓缩度。另外，当粗热轧终止后 到精热轧开始之前的保持时间低于60秒时，重结晶不充分，难以得到均勻的表层组织。另 外，表层部的Mg和( 浓度与平均Mg和( 浓度之差小，难以得到规定的浓缩度。当保持时 间大于300秒时，重结晶粒子生长从而生成部分粗大的重结晶粒子，在热轧终止阶段难以 得到细微的重结晶粒子的同时，难以得到上述Mg及( 的浓缩度。接着，进行精热轧，并在330°C以上的温度下终止精热轧，作为卷材进行卷绕。当精 热轧的终止温度低于330°C时，重结晶只是部分生成，成为生成条纹的原因。优选精热轧的 终止温度为370°C以下，当精热轧的终止温度高于370°C时，重结晶粒子变得粗大，容易生 成条纹。在进行上述热轧后，通过作为卷材进行卷绕，能够使与精热轧压延材料表层部的 压延方向相垂直的方向上的平均重结晶粒径设定为50μπι以下，在精热轧后能够不实施中 间退火仅用冷轧来制成规定厚度的板材，从而可实现生产效率的提高及随之而来的制造成本的降低，并且，在冷轧后的最终压延材料中，使与表层部的压延材料的压延方向垂直的方 向上的平均重结晶粒径设定为50 μ m以下，从而防止印刷版的面质不勻。平版印刷版必须具有适宜的强度特性，以耐于运输时的变形、安装于印刷机时的 张力以及印刷中的印版破裂。为了赋予这种强度特性，除了合金组成以外，重要的是热轧后 的冷轧压下率，优选使冷轧时的加工度设定为80%以上。当冷轧时的加工度低于80%时， 无法向印刷版(印刷版用支承体)赋予充分的强度，容易产生变形或印版破裂。为了向印 刷版赋予必要的强度特性，优选在冷轧后的印刷版中，将抗拉强度设定为190MPa以上。另外，在冷轧后的最终压延材料中，通过使与板面的压延方向相垂直的方向上的 算术平均粗糙度Ra设定为0. 03 0. 5 μ m,能够得到提高耐油墨污染性的效果。若Ra低 于0. 03 μ m，当作为印刷版使用时，有润湿液的保水量急剧减少之虑，而且图像部的油墨 容易移动至非图像部，由此降低耐油墨污染性。当Ra超过0. 5 μ m时，存在着橡皮布滚筒 (blanket cylinder)受污染之虑。为了提高耐油墨污染性，必须具有能够保持充分的保水 量的表面粗糙度，为此，优选粗糙化加工面的算术平均粗糙度为0. 03 0. 5 μ m的范围，更 优选0. 2 0. 4 μ m。为了使与板面的压延方向相垂直的方向上的算术平均粗糙度Ra达到0.03 0. 5 μ m，必须采用外径为250 700mm且与压延方向相垂直方向上的表面粗糙度Ra为 0. 03 0.6μπι的工作辊(WR)来实施最终冷轧，并根据合金组成，调整最终冷轧加工度、压 延速度、压延油的性状、压延油的供给量。在本发明的铝合金板中，优选使最终冷轧后的压延板表面的铝粉量调整为0. 1 3. Omg/m2。铝粉是最终冷轧中从铝合金压延材料产生的压延后残留于板表面上的铝合金的 粉体，当为含有Mg的本发明铝合金的情况下，若铝粉量低于0. lmg/m2，则在最终冷轧后作为 卷材卷绕时，防止卷材内擦伤的效果不充分，若超过3. Omg/m2,则在脱脂过程中无法充分去 除铝粉而残留于板表面，在进行电解粗糙化处理时，残留铝粉的部分的凹坑形成变得不充 分或不均勻，成为电解造粒后因未蚀刻部或不均勻形状产生外观不良的原因。另外，过剩的 铝粉还成为生产线污染的原因。为了使最终冷轧后板表面的铝粉量调整于上述范围，在对上述成分进行调整的同 时，还根据组成必须对最终冷轧加工度、压延油的性状、压延油的供给量进行调整。特别是， 最终冷轧的压延油的粘度很重要，优选使用粘度为1 的压延油。若粘度低于lcSt， 则导入压延辊和压延材料之间的压延油量减少，从而产生润滑不良，且容易产生过剩的铝 粉。若粘度大于6dt，则导入压延辊和压延材料之间的压延油量过多，有铝粉的产生变少的 倾向。另外，铝粉量作为板表面的残留磨损粉的定量分析，可通过用溶剂浸渍的脱脂棉擦拭 板表面的规定面积，测定脱脂棉中的铝含量的方法来测定。另外，作为最终冷轧中的压延油，优选使用铝合金中的Mg含量(Mg% )与最终冷 轧中使用的压延油的粘度P之间的关系能够满足P彡2XMg%+4的压延油。当P > (2XMg% +4)时，变形阻力小，且导入压延辊和压延材料之间的压延油量增多，因此，容易 形成过多的粗大凹坑。在本发明的最终冷轧后的铝合金板表面中，通过将直径(相当于圆的直径)为 30 μ m以上的油坑数调整在50个/mm2以下，能够使电解粗糙化处理中所形成的蚀刻凹坑更 加均勻。由于本发明的铝合金含有Mg，因此，直径30 μ m以上的大油坑在电解造粒后也容易作为粗大的凹坑而残留，若这样的粗大凹坑超过50个/mm2，则容易使电解粗糙化处理中所 形成的蚀刻凹坑不均勻。为了使直径(相当于圆的直径)30 μ m以上的油坑数调整为50个/mm2以下，有必 要调整最终冷轧加工度、压延辊表面的形态、压延油的性状、压延油的供给量。如本发明，当 为含有Mg，且变形阻力比较大的铝合金的情况下，优选在最终冷轧中，采用辊表面粗糙度以 算术平均粗糙度Ra表示为0. 2 0. 5 μ m的压延辊、粘度为1 的压延油来实施冷轧。当辊表面粗糙度以算术平均粗糙度Ra表示超过0. 5 μ m时，则在接触弧长内的 局部面压增高，油膜破裂从而加大金属接触区域，因此，容易产生润滑不良。若Ra低于 0. 2μπι，则导入压延辊和压延材料之间的压延油量过多，增加大的油坑的数量。若压延油的 粘度低于ldt，则导入压延辊和压延材料之间的压延油量减少，容易产生润滑不良，若超过 6dt，则导入压延辊和压延材料之间的压延油量过多，从而大的油坑数量增多。另外，关于 油坑，可通过对铝合金板的表面进行脱脂洗净后，利用扫描电子显微镜(SEM)，以500倍的 倍率进行观察，并通过切断法来测定油坑数量及分布量。实施例下面，通过与比较例进行对比而说明本发明的实施例，验证本发明的效果。这些实 施例表示本发明的优选实施方式，本发明并不限定于这些实施例。实施例1、比较例1对具有表1所示组成的铝合金进行溶解、铸造，对所得到的铸锭的压延面各切削 5mm/单面，以使厚度达到500mm，对各铸锭用表2所示的条件进行均质化处理、热轧，并通过 精热轧使板厚达到规定的厚度，卷绕成卷材。热轧后不实施中间退火而进行冷轧，得到板厚 为0. 3mm的冷轧材料。另外，在表1 2中，对脱离本发明的条件者加下划线。表权利要求
1.一种平版印刷版用铝合金板，所述平版印刷版用铝合金板含有Si 0. 03 0. 15质 量％、Fe 0. 2 0. 7 质量％、Mg :0. 05 0. 5 质量％、Ti :0. 003 0. 05 质量％、Ga 30 300ppm,其余由铝及不可避免的杂质构成，其特征在于，在与表层部的压延方向相垂直的方向上的平均重结晶粒径为50μπι以下，从表面至 0. 2 μ m深的表层部的Mg浓度为平均Mg浓度的5 50倍，从表面至0. 2 μ m深的表层部的 Ga浓度为平均( 浓度的2 20倍。
2.如权利要求1所述的平版印刷版用铝合金板，其特征在于，含有0.05质量％以下的 Cu，其中不包括0质量％。
3.如权利要求1或2所述的平版印刷版用铝合金板，其特征在于，基体中析出的Mg量 为平均Mg浓度的50%以下。
4.如权利要求1或2所述的平版印刷用铝合金板，其特征在于，具有190Mpa以上的抗 拉强度。
5.如权利要求3所述的平版印刷用铝合金板，其特征在于，具有190Mpa以上的抗拉强度。
全文摘要
本发明提供一种平版印刷版用铝合金板，其在热轧后无需进行中间退火而冷轧至最终厚度，且Ga和Ma浓缩在表层部从而使电解处理时的凹坑的产生均匀，当实施作为印刷版的处理时没有条纹的产生。所述平版印刷版用铝合金板含有Si0.03～0.15％、Fe0.2～0.7％、Mg0.05～0.5％、Ti0.003～0.05％、Ga30～300ppm，其余由铝及不可避免的杂质构成，其特征在于，在与表层部的压延方向相垂直的方向上的平均重结晶粒径为50μm以下，从表面至0.2μm深的表层部的Mg浓度为平均Mg浓度的5～50倍，从表面至0.2μm深的表层部的Ga浓度为平均Ga浓度的2～20倍。
文档编号B41N1/08GK102049915SQ200910174458
公开日2011年5月11日 申请日期2009年11月3日 优先权日2009年11月3日
发明者上杉彰男, 扇博史, 日比野淳, 松浦睦 申请人:住友轻金属工业株式会社, 富士胶片株式会社