專利名稱：平版印刷版用鋁合金板的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種平版印刷版用鋁合金板，特別是涉及一種適合用電化學蝕刻處理 來進行表面粗糙化的，且制造時生產效率優(yōu)良的平版印刷版用鋁合金板。
背景技術：
作為平版印刷版(包括膠版印刷版)的支承體，通常使用鋁合金板，從提高感光膜 的附著性以及提高非圖像部的保水性的觀點考慮，對支承體進行表面粗糙化處理，但近年 來，因制版適應性及印刷性能優(yōu)良，且因卷材中可進行連續(xù)處理，因此，采用電化學蝕刻處 理來對支承體用鋁合金板表面進行表面粗糙化的方法得到了快速的發(fā)展。作為通過電化學蝕刻處理可以得到較均勻的電解表面粗糙化的鋁合金板，適合采 用相當于41050(鋁純度99.5% )的材料或將相當于A1050的材料作為基材并添加了少量 的合金成分而成的材料，關于合金成分，已提出了幾種方案(例如，參照專利文獻1)。另外，為了提高印刷版的耐印刷性，采用通過通常的方法對以鋁合金板作為支承 體的印刷版進行曝光、顯影處理后，于高溫下進行加熱處理(燃燒處理)，由此對圖像部進 行強化的處理。通常，燃燒處理于加熱溫度為200 290°C、加熱時間為3 9分鐘的條件 下進行，因此，要求支承體具有在燃燒處理時不會降低支承體強度的耐熱性(耐燃燒性)。進而，近年來伴隨著印刷技術的進步印刷速度加快，針對機械地固定于印刷機的 印版滾筒兩側的印刷版所承受的應力增大的現(xiàn)象，對支承體的強度要求加大，當支承體強 度不足時，其固定部分發(fā)生變形或破損，由此產生印刷偏移等缺陷，因此在提高上述耐燃燒 性的同時，提高支承體強度是必不可少的。為了滿足上述要求，進行了將相當于A1050的材料作為基材而調整添加成分的試 驗(例如，參照專利文獻2)，也進行了以相當于A1050的材料作為基材而調整添加成分的同 時，對板表面的油坑(才O C 7卜)深度進行調整的試驗(例如，參照專利文獻3)。以往，這些平版印刷版用鋁合金材料，通過對鑄錠進行均質化處理、熱軋后進行冷 軋，在冷軋的中途實施中間退火處理，從而使壓延板表面形成重結晶組織后，進行二次冷 軋，由此使電化學蝕刻處理時的凹坑的產生均勻，在進行作為印刷版的處理時防止條紋的 發(fā)生，但是，進行中間退火不可避免地帶來生產效率的降低與制造成本的加大，希望得以改口 。作為熱軋后不進行退火處理而進行冷軋，從而制成平版印刷版用鋁合金板的方 法，已提出了如下所述的方法，即，在由粗熱軋與精熱軋組成的熱軋中，進行將粗熱軋的開 始溫度設定為450°C以上、壓延速度從開始道次為50m/分鐘以上、壓下量滿足30mm以上或 第一道次壓下率30%中的任何一個的軋制，將粗熱軋的終止溫度設定為300 370°C，將接 著進行的精熱軋的終止溫度設定為280°C以上，并作為卷材進行卷繞，從而對板表面的重結 晶進行控制(參照專利文獻4)。此時，為了省略中間退火，精熱軋終止后，必需在作為卷材卷繞的階段進行重結 晶，但為了得到均勻的電解粗糙化表面特性，重要的是所形成的重結晶粒徑不發(fā)生粗大化，具有與實施中間退火的材料同樣的細微、均勻程度，而且，板表層部的重結晶程度達到均 勻。專利文獻1 JP特開2000-1085:34號公報專利文獻2 JP特開2005-15912號公報專利文獻3 JP特開2004-35936號公報專利文獻4 JP特開平11-335761號公報

發(fā)明內容
本發(fā)明人等，以在電解處理中能夠得到可形成更均勻、細微的凹坑的平版印刷版 用鋁合金材料為目的，以以往提出的材料作為基體，對其成分組成和組織性狀重新進行探 討的結果發(fā)現(xiàn)，含有Mg、Ga，且表層部的Mgja濃度比表層部深的區(qū)域的Mgja濃度更高的 材料有效。而且，為了不實施中間退火來制造具有該組織性狀的鋁合金板，特別重要的是對 粗熱軋的開始溫度、從粗熱軋終止至精熱軋開始之前材料的保持時間、精熱軋的終止溫度 的控制。本發(fā)明是基于上述發(fā)現(xiàn)，并進一步進行試驗、探討的結果提出的，其目的在于提供 一種平版印刷版用鋁合金板，該平版印刷版用鋁合金板，在精熱軋終止后作為卷材卷繞的 階段，板表層部的重結晶程度均勻，重結晶粒子細微、均勻，且熱軋后能夠不進行中間退火 而冷軋至最終厚度，可在表層部得到合適的Mg和( 濃縮度，電化學蝕刻處理時凹坑的發(fā)生 均勻且細微，在進行作為印刷版的處理時沒有條紋的產生，具有優(yōu)異的強度特性。本發(fā)明的上述目的可通過以下方式實現(xiàn)。(1) 一種平版印刷版用鋁合金板，所述平版印刷版用鋁合金板含有Si :0. 03 0. 15% (質量％，以下相同)、Fe :0. 2 0. 7%,Mg 0. 05 0. 5%,Ti 0. 003 0. 05%,Ga 30 300ppm，其余由鋁及不可避免的雜質構成，其特征在于，在與表層部的壓延方向相垂直 的方向上的平均重結晶粒徑為50 μ m以下，從表面至0. 2 μ m深的表層部的Mg濃度為平均Mg 濃度的5 50倍，從表面至0. 2 μ m深的表層部的Ga濃度為平均Ga濃度的2 20倍。(2)如(1)所述的平版印刷版用鋁合金板，其特征在于，所述鋁合金板含有0. 05% 以下的Cu。(3)如⑴或⑵所述的平版印刷版用鋁合金板，其特征在于，所述鋁合金板的基 體(matrix)中析出的Mg量為平均Mg濃度的50%以下。(4)如(1) (3)中任一項所述的平版印刷用鋁合金板，其特征在于，具有190Mpa 以上的抗拉強度。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明，能夠提供在精熱軋結束后作為卷材卷繞的階段，板表層部的重結晶 程度均勻，重結晶粒子細微、均勻，且在熱軋后能夠不進行中間退火而冷軋至最終厚度，可 在表層部得到合適的Mg和( 的濃縮度，并且電化學蝕刻處理時凹坑的發(fā)生均勻而細微，在 進行作為印刷版的處理時不會產生條紋，具有優(yōu)異的強度特性的平版印刷版用鋁合金板。


圖1是表示測定Mg析出率的測定方法的流程圖。
具體實施例方式對本發(fā)明平版印刷版用鋁合金板中所含成分的意義及限定理由進行說明。Si與 Fe共存而生成Al-Fe-Si類金屬間化合物，通過該化合物的分散，使重結晶組織細微化，這 些化合物成為凹坑產生的起點，從而使電解處理時的凹坑的形成均勻，且使凹坑的分布細 微。Si的優(yōu)選含量為0.03 0. 15%的范圍，當小于0.03%時，化合物的分布不均勻，從而 在電解處理時產生未蝕刻部，使凹坑的形成不均勻。當大于0. 15%時，生成粗大的化合物， 且易發(fā)生單體Si的析出，從而降低表面粗糙化結構的均勻性。Fe生成Al-i^e類金屬間化合物，并且與Si共存而生成Al-Fe-Si類金屬間化合物， 通過這些化合物的分散使重結晶組織細微化，這些化合物成為凹坑產生的起點，從而在電 解處理時使凹坑的形成均勻，且使凹坑的分布細微。！^e的優(yōu)選含量為0. 2 0. 7%的范圍， 當小于0. 2%時，化合物的分布不均勻，從而在電解處理時產生未蝕刻部，使凹坑的形成不 均勻。當大于0.7%時，生成粗大的化合物，降低表面粗糙化結構的均勻性。Mg的大部分固溶在鋁中，具有提高強度及耐熱軟化性的功能。另外，Mg形成Mg-Si 類化合物(Mg2Si),從而起到抑制使粗糙化表面結構的均勻性降低的單體Si的析出。所謂 強度，是指作為印刷版用支承體在常溫下的抗拉強度。耐熱軟化性又稱作耐燃燒性，是指 280°C水平的溫度下加熱后的0. 2%耐力，從實用上考慮，優(yōu)選90MPa以上的范圍。Mg的優(yōu) 選含量為0. 05 0. 5%的范圍，當?shù)陀?. 05%時，其效果不充分，當大于0. 5%時，Mg2Si的 析出增多，降低表面質量。Mg更優(yōu)選的含量范圍為0.06%以上且低于0. 10%。在含Mg的鋁合金中，特別是通過均質化處理、熱軋時的加熱等熱處理，容易形成 以Mg氧化物(MgO類氧化物)作為主體的氧化覆膜，由于該氧化覆膜具有活性且具有多孔 性，因此在電解表面粗糙化處理中與處理液的潤濕性良好，促進表面粗糙化。為了得到該效 果，優(yōu)選從鋁合金板表面至0. 2 μ m深的表層部的Mg濃度為平均Mg濃度的5 50倍。當 超過50倍時，表面粗糙化過度進行，從而容易出現(xiàn)凹坑的不均勻。另外，固溶的Mg促進表面粗糙化，Mg-Si類化合物(Ife2Si)的析出抑制使表面粗糙 化結構的均勻性降低的單體Si的析出。優(yōu)選鋁合金板的基體中析出的Mg量為平均Mg濃 度的50%以下，當Mg的固溶和析出為該比率時，能夠實現(xiàn)理想的表面粗糙化。Ti能夠使鑄錠組織細微，并使結晶粒子細微化，其結果，能夠使電解處理時的凹 坑的形成均勻，可防止進行作為印刷版的處理時條紋的產生。Ti的優(yōu)選含量為0.003 0. 05%的范圍，當小于0. 003%時，其效果小，當大于0. 05%時，生成粗大的Al-Ti類化合 物，從而易使表面粗糙化結構不均勻。還有，為使鑄錠組織細微化而同時添加Ti與B時，Ti 的含量優(yōu)選為0. 01%以下的范圍。通過使( 濃縮在表層部，起到使電解處理時的凹坑細微化，且提高凹坑形成的均 勻性的作用，能夠得到所希望的凹坑圖案。( 的優(yōu)選含量為30 300ppm的范圍，當?shù)陀?30ppm時，其效果小，當超過300ppm時，容易使表面粗糙化結構不均勻。作為濃縮度，優(yōu)選從 表面至0. 2 μ m深的表層部的( 濃度為平均( 濃度的2 20倍。Cu容易固溶在鋁中，當其含量為0.05%以下時，具有使凹坑細微化的效果。當含 量大于0. 05%時，容易使電解處理時的凹坑粗大且不均勻，容易產生未蝕刻部。還有，在本 發(fā)明中，為得到上述狗及Si的含量，從所采用的基材混入的Cu量為5 IOOppm (0. 0005 0. 01% )的水平。關于不可避免的雜質，只要是市售的鋁基材中含有的不可避免的雜質的范圍，則 不會損害本發(fā)明的效果。例如，允許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。本發(fā)明的平版印刷版用鋁合金板的制造，可通過采用連續(xù)鑄造等對具有上述成分 組成的鋁合金鑄塊進行鑄錠，對所得到的鑄錠進行均質化處理后，實施熱軋、冷軋來進行， 特征在于，在由粗熱軋與精熱軋組成的熱軋工序中，確定粗熱軋中的壓延開始溫度、壓延終 止溫度、從粗熱軋轉移至精熱軋的保持時間，精熱軋的終止溫度，并在精熱軋后，通過控制 作為卷材卷繞時的重結晶粒子，在精熱軋后無需進行中間退火而僅用冷軋，可制成規(guī)定厚 度的板材。首先，對具有上述組成的鋁合金鑄錠的壓延面表層進行切削，除去成為條紋原因 的不均勻組織后，在500 610°C的溫度區(qū)域進行1小時以上的均質化處理。通過該均質化 處理，使固溶為過飽和狀態(tài)的Fe、Si均勻析出，電解處理時形成的蝕刻凹坑形成為細微的 圓形，從而提高耐印刷性。當均質化處理溫度低于500°C時，F(xiàn)e、Si的析出不充分，凹坑圖案 易變得不均勻。當在大于610°C的溫度下進行均質化處理時，由于狗的固溶量增大，其結果 作為凹坑產生起點的細微析出物減少。當均質化處理的保持時間小于1小時時，F(xiàn)e、Si的 析出不充分，容易使凹坑圖案不均勻。熱軋，通常是在熱軋生產線中，在粗壓延臺進行粗熱軋后，將壓延材料移至精壓延 臺而在精壓延臺進行精熱軋，并將其作為熱軋材料卷繞成卷材而進行，但在本發(fā)明中，將粗 熱軋于400 520°C的溫度下開始，于400°C以上的溫度下結束，粗熱軋結束后，移至精加 工臺，并在開始精熱軋之前，將粗熱軋材料保持60 300秒，以使粗熱軋材料表面重結晶。 另外，通過該粗熱軋終止后到精熱軋開始之前的保持，能夠得到上述Mg、Ga的所述濃縮度。 即，能夠將從板表面至0. 2 μ m深的表層部的Mg及( 濃度分別調整為平均Mg及( 濃度的 5 50倍及2 20倍。當粗熱軋的開始溫度低于400°C時，材料的變形阻力加大，壓延道次的次數(shù)增加， 從而降低生產效率。當溫度高于520°C時，壓延中生成粗大的重結晶粒子，易生成筋狀的不 均勻組織。當粗熱軋的終止溫度低于400°C時，通過粗熱軋終止后的保持帶來的重結晶不充 分，難以得到均勻的表層組織，同時難以得到上述Mg及( 的濃縮度。另外，當粗熱軋終止后 到精熱軋開始之前的保持時間低于60秒時，重結晶不充分，難以得到均勻的表層組織。另 外，表層部的Mg和( 濃度與平均Mg和( 濃度之差小，難以得到規(guī)定的濃縮度。當保持時 間大于300秒時，重結晶粒子生長從而生成部分粗大的重結晶粒子，在熱軋終止階段難以 得到細微的重結晶粒子的同時，難以得到上述Mg及( 的濃縮度。接著，進行精熱軋，并在330°C以上的溫度下終止精熱軋，作為卷材進行卷繞。當精 熱軋的終止溫度低于330°C時，重結晶只是部分生成，成為生成條紋的原因。優(yōu)選精熱軋的 終止溫度為370°C以下，當精熱軋的終止溫度高于370°C時，重結晶粒子變得粗大，容易生 成條紋。在進行上述熱軋后，通過作為卷材進行卷繞，能夠使與精熱軋壓延材料表層部的 壓延方向相垂直的方向上的平均重結晶粒徑設定為50μπι以下，在精熱軋后能夠不實施中 間退火僅用冷軋來制成規(guī)定厚度的板材，從而可實現(xiàn)生產效率的提高及隨之而來的制造成本的降低，并且，在冷軋后的最終壓延材料中，使與表層部的壓延材料的壓延方向垂直的方 向上的平均重結晶粒徑設定為50 μ m以下，從而防止印刷版的面質不勻。平版印刷版必須具有適宜的強度特性，以耐于運輸時的變形、安裝于印刷機時的 張力以及印刷中的印版破裂。為了賦予這種強度特性，除了合金組成以外，重要的是熱軋后 的冷軋壓下率，優(yōu)選使冷軋時的加工度設定為80%以上。當冷軋時的加工度低于80%時， 無法向印刷版(印刷版用支承體)賦予充分的強度，容易產生變形或印版破裂。為了向印 刷版賦予必要的強度特性，優(yōu)選在冷軋后的印刷版中，將抗拉強度設定為190MPa以上。另外，在冷軋后的最終壓延材料中，通過使與板面的壓延方向相垂直的方向上的 算術平均粗糙度Ra設定為0. 03 0. 5 μ m,能夠得到提高耐油墨污染性的效果。若Ra低 于0. 03 μ m，當作為印刷版使用時，有潤濕液的保水量急劇減少之慮，而且圖像部的油墨 容易移動至非圖像部，由此降低耐油墨污染性。當Ra超過0. 5 μ m時，存在著橡皮布滾筒 (blanket cylinder)受污染之慮。為了提高耐油墨污染性，必須具有能夠保持充分的保水 量的表面粗糙度，為此，優(yōu)選粗糙化加工面的算術平均粗糙度為0. 03 0. 5 μ m的范圍，更 優(yōu)選0. 2 0. 4 μ m。為了使與板面的壓延方向相垂直的方向上的算術平均粗糙度Ra達到0.03 0. 5 μ m，必須采用外徑為250 700mm且與壓延方向相垂直方向上的表面粗糙度Ra為 0. 03 0.6μπι的工作輥(WR)來實施最終冷軋，并根據(jù)合金組成，調整最終冷軋加工度、壓 延速度、壓延油的性狀、壓延油的供給量。在本發(fā)明的鋁合金板中，優(yōu)選使最終冷軋后的壓延板表面的鋁粉量調整為0. 1 3. Omg/m2。鋁粉是最終冷軋中從鋁合金壓延材料產生的壓延后殘留于板表面上的鋁合金的 粉體，當為含有Mg的本發(fā)明鋁合金的情況下，若鋁粉量低于0. lmg/m2，則在最終冷軋后作為 卷材卷繞時，防止卷材內擦傷的效果不充分，若超過3. Omg/m2,則在脫脂過程中無法充分去 除鋁粉而殘留于板表面，在進行電解粗糙化處理時，殘留鋁粉的部分的凹坑形成變得不充 分或不均勻，成為電解造粒后因未蝕刻部或不均勻形狀產生外觀不良的原因。另外，過剩的 鋁粉還成為生產線污染的原因。為了使最終冷軋后板表面的鋁粉量調整于上述范圍，在對上述成分進行調整的同 時，還根據(jù)組成必須對最終冷軋加工度、壓延油的性狀、壓延油的供給量進行調整。特別是， 最終冷軋的壓延油的粘度很重要，優(yōu)選使用粘度為1 的壓延油。若粘度低于lcSt， 則導入壓延輥和壓延材料之間的壓延油量減少，從而產生潤滑不良，且容易產生過剩的鋁 粉。若粘度大于6dt，則導入壓延輥和壓延材料之間的壓延油量過多，有鋁粉的產生變少的 傾向。另外，鋁粉量作為板表面的殘留磨損粉的定量分析，可通過用溶劑浸漬的脫脂棉擦拭 板表面的規(guī)定面積，測定脫脂棉中的鋁含量的方法來測定。另外，作為最終冷軋中的壓延油，優(yōu)選使用鋁合金中的Mg含量(Mg% )與最終冷 軋中使用的壓延油的粘度P之間的關系能夠滿足P彡2XMg%+4的壓延油。當P > (2XMg% +4)時，變形阻力小，且導入壓延輥和壓延材料之間的壓延油量增多，因此，容易 形成過多的粗大凹坑。在本發(fā)明的最終冷軋后的鋁合金板表面中，通過將直徑(相當于圓的直徑)為 30 μ m以上的油坑數(shù)調整在50個/mm2以下，能夠使電解粗糙化處理中所形成的蝕刻凹坑更 加均勻。由于本發(fā)明的鋁合金含有Mg，因此，直徑30 μ m以上的大油坑在電解造粒后也容易作為粗大的凹坑而殘留，若這樣的粗大凹坑超過50個/mm2，則容易使電解粗糙化處理中所 形成的蝕刻凹坑不均勻。為了使直徑(相當于圓的直徑)30 μ m以上的油坑數(shù)調整為50個/mm2以下，有必 要調整最終冷軋加工度、壓延輥表面的形態(tài)、壓延油的性狀、壓延油的供給量。如本發(fā)明，當 為含有Mg，且變形阻力比較大的鋁合金的情況下，優(yōu)選在最終冷軋中，采用輥表面粗糙度以 算術平均粗糙度Ra表示為0. 2 0. 5 μ m的壓延輥、粘度為1 的壓延油來實施冷軋。當輥表面粗糙度以算術平均粗糙度Ra表示超過0. 5 μ m時，則在接觸弧長內的 局部面壓增高，油膜破裂從而加大金屬接觸區(qū)域，因此，容易產生潤滑不良。若Ra低于 0. 2μπι，則導入壓延輥和壓延材料之間的壓延油量過多，增加大的油坑的數(shù)量。若壓延油的 粘度低于ldt，則導入壓延輥和壓延材料之間的壓延油量減少，容易產生潤滑不良，若超過 6dt，則導入壓延輥和壓延材料之間的壓延油量過多，從而大的油坑數(shù)量增多。另外，關于 油坑，可通過對鋁合金板的表面進行脫脂洗凈后，利用掃描電子顯微鏡(SEM)，以500倍的 倍率進行觀察，并通過切斷法來測定油坑數(shù)量及分布量。實施例下面，通過與比較例進行對比而說明本發(fā)明的實施例，驗證本發(fā)明的效果。這些實 施例表示本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，本發(fā)明并不限定于這些實施例。實施例1、比較例1對具有表1所示組成的鋁合金進行溶解、鑄造，對所得到的鑄錠的壓延面各切削 5mm/單面，以使厚度達到500mm，對各鑄錠用表2所示的條件進行均質化處理、熱軋，并通過 精熱軋使板厚達到規(guī)定的厚度，卷繞成卷材。熱軋后不實施中間退火而進行冷軋，得到板厚 為0. 3mm的冷軋材料。另外，在表1 2中，對脫離本發(fā)明的條件者加下劃線。表權利要求
1.一種平版印刷版用鋁合金板，所述平版印刷版用鋁合金板含有Si 0. 03 0. 15質 量％、Fe 0. 2 0. 7 質量％、Mg :0. 05 0. 5 質量％、Ti :0. 003 0. 05 質量％、Ga 30 300ppm,其余由鋁及不可避免的雜質構成，其特征在于，在與表層部的壓延方向相垂直的方向上的平均重結晶粒徑為50μπι以下，從表面至 0. 2 μ m深的表層部的Mg濃度為平均Mg濃度的5 50倍，從表面至0. 2 μ m深的表層部的 Ga濃度為平均( 濃度的2 20倍。
2.如權利要求1所述的平版印刷版用鋁合金板，其特征在于，含有0.05質量％以下的 Cu，其中不包括0質量％。
3.如權利要求1或2所述的平版印刷版用鋁合金板，其特征在于，基體中析出的Mg量 為平均Mg濃度的50%以下。
4.如權利要求1或2所述的平版印刷用鋁合金板，其特征在于，具有190Mpa以上的抗 拉強度。
5.如權利要求3所述的平版印刷用鋁合金板，其特征在于，具有190Mpa以上的抗拉強度。
全文摘要
本發(fā)明提供一種平版印刷版用鋁合金板，其在熱軋后無需進行中間退火而冷軋至最終厚度，且Ga和Ma濃縮在表層部從而使電解處理時的凹坑的產生均勻，當實施作為印刷版的處理時沒有條紋的產生。所述平版印刷版用鋁合金板含有Si0.03～0.15％、Fe0.2～0.7％、Mg0.05～0.5％、Ti0.003～0.05％、Ga30～300ppm，其余由鋁及不可避免的雜質構成，其特征在于，在與表層部的壓延方向相垂直的方向上的平均重結晶粒徑為50μm以下，從表面至0.2μm深的表層部的Mg濃度為平均Mg濃度的5～50倍，從表面至0.2μm深的表層部的Ga濃度為平均Ga濃度的2～20倍。
文檔編號B41N1/08GK102049915SQ200910174458
公開日2011年5月11日 申請日期2009年11月3日 優(yōu)先權日2009年11月3日
發(fā)明者上杉彰男, 扇博史, 日比野淳, 松浦睦 申請人:住友輕金屬工業(yè)株式會社, 富士膠片株式會社