JP4655826B2 - 感光性樹脂版材用冷延鋼板とその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、感光性樹脂版材の支持体に用いられる冷延鋼板とその製造方法に関するものである。

従来、活版印刷は、鉛、亜鉛、銅などの金属を薬品で腐食して製版した版材を用いていたが、製活に時間とコストがかかり、しかも専門技術が必要であることから、現在では、感光性樹脂版材を用いるのが主流となっている。この感光性樹脂版材は、支持体の表面に、アルコール可溶性あるいは水可溶性のポリアミド、ポリビニルアルコールＳＢＲなどの基体ポリマーに、光重合成分、光増感剤、熱安定剤、可塑剤などを配合した感光性樹脂層を0.2mm以上の厚さで薄く均一に塗布した後、この表面にネガフィルムを真空密着させてから露光させ、未露光部を水等で溶出して、乾燥させたものであり、露光部が版面凸部(画像部)、溶出部が版面凹部(非画像部)となる。

上記支持体には、従来、比較的厚手の鋼板が使用されていた。そのため、重量が重くて作業性が悪い、版胴への装着前に前もってカービング機で巻き癖を付けておく必要があり、作業が煩雑である、サイズ調整のために専用のカッターが必要とされるなどの問題があった。

この問題を解決する技術として、例えば、特許文献１には、引張強度55kgf/mm²以上、伸び率10％以下、厚さ0.03〜0.12mmの鉄板を支持体とした活版印刷用感光性樹脂凸版材が開示されている。また、特許文献２には、抗張力20〜45kg/mm²、伸び率10％以上、厚さ0.05〜0.13mmの鉄板を支持体とする感光性樹脂版材が開示されている。これらの技術によれば、カービング機による巻き癖を付ける必要もなく、裁断も容易かつ軽量で、作業性に優れる版材を得ることができる。

上記支持体となる鉄板には、高強度でかつ平坦度に優れることが要求される。そのため、従来技術では、上記鉄板として、平滑性および厚み精度に優れ、印刷材としての要求特性を満たす薄手の圧延鋼板が使用されおり、また、必要に応じて、その表面に防錆のため、「めっき」あるいは化学処理が施されたものが使用されていた。

ところで、上記支持体に用いられる圧延鋼板は、焼鈍した冷延鋼板をさらに圧延して薄くすることにより製造されている。具体的には、中間厚みで錫めっきあるいは亜鉛めっきを施した鋼板を、さらに冷間圧延して0.03〜0.13mmの極薄鋼板(スチールフォイル)としている。
特開昭６２−０５６９６７号公報 特開平０９−１３８５０７号公報

しかし、上記0.13mm以下の極薄鋼板を支持体とする感光性樹脂版材は、板厚が薄いがために却って、折れが発生しやすく取り扱いが難しいという問題がある。そのため、板厚が0.13mmを超える板厚の冷延鋼板を支持体として使用する感光性樹脂版材も多い。このような、板厚が0.13mm超えの冷延鋼板は、低炭素鋼素材を熱間圧延し、冷間圧延した鋼板を、連続焼鈍等で再結晶焼鈍した後、さらにＤＣＲミル等で２次冷間圧延して基準厚みとし、しかる後、必要に応じて、錫めっきやクロムめっき等の表面処理を施して製造している。

しかしながら、上記製造方法では、板厚が薄いために２次冷間圧延機での形状制御が難しく、耳伸び、腹伸び等の形状不良を起こしやすい。また、２次冷間圧延の素材が焼鈍材で軟質であるために、蛇腹、縦筋等の座屈性の筋状欠陥が発生し易いという問題もある。また、従来の製造方法では、焼鈍後に２次冷間圧延する必要があるため、生産能率の低下や製造コストの上昇を招いていた。加えて、従来の支持体に用いられる冷延鋼板は、強度(降伏応力)が低く、印刷時に破断を起こしやすいという問題も抱えていた。

そこで、本発明の目的は、感光性樹脂版材の支持体に用いて好適な、高強度でかつ平坦度に優れる冷延鋼板を提供すると共に、その安価な製造方法を提案することにある。

発明者らは、従来技術が抱える上記問題点を解決すべく検討を重ねた。その結果、Ｃ：0.01〜0.06mass％の低炭素鋼を用い、未焼鈍のまま製品とすれば、上記問題点をすべて解決できることを見出し、本発明を完成させた。

すなわち、本発明は、Ｃを０．０１〜０．０６ｍａｓｓ％含有する低炭素鋼板であって、降伏応力が７００ＭＰａ以上で、耳伸び、中伸びを測定したときに、下記式；
耳伸びまたは中伸びの急峻度＝（耳伸びまたは中伸びの山高さ）／山ピッチ×１００（％）
で定義される耳伸びの急峻度が１％以下、中伸びの急峻度が１％以下の未焼鈍材であることを特徴とする感光性樹脂版材用冷延鋼板である。

また、上記冷間圧延鋼板は、焼鈍することなくめっき処理を施されためっき層を有することが好ましい。

また、本発明は、Ｃを0.01〜0.06mass％含有する低炭素鋼素材を、Ａr₃変態点未満の温度で仕上圧延を終了する熱間圧延を行った後、冷間圧延することを特徴とする感光性樹脂版材用冷延鋼板の製造方法を提案する。

また、上記冷間圧延鋼板は、焼鈍することなくめっき処理を施されためっき層を有することが好ましい。

本発明によれば、従来技術と比較して、高強度でかつ平坦度に優れる冷延鋼板を安価に製造することができるので、感光性樹脂版材の支持体に好適に用いることができる。

本発明に係る感光性樹脂版材用冷延鋼板について説明する。
本発明の冷延鋼板は、Ｃ：0.01〜0.06mass％の低炭素鋼を冷間圧延ままの未焼鈍材であり、高強度でかつ平坦度に優れるところに特徴がある。
ここで、上記高強度とは、降伏応力にして700MPa以上であることを意味する。降伏応力が、700MPa未満では、疲労強度が低いため、感光性樹脂版材として長時間使用した時に、破断を起こすおそれがあるからである。なお、降伏応力の上限については、特に規定はしないが、降伏応力が高くなりすぎると冷間圧延時の圧延荷重が大きくなり過ぎ、製造ラインへの負荷が大きくなるので、1000MPa以下であることが好ましい。

本発明の冷延鋼板は、上記高い降伏応力を、加工硬化現象を利用して得ている。すなわち、低炭素鋼熱延鋼板から製品板厚までを、高圧下率の１回の冷間圧延で仕上げて、未焼鈍のまま製品とすることにより高強度を得ており、従来技術のように１次冷間圧延と２次冷間圧延の間に焼鈍を行うものではない。

また、本発明の冷延鋼板は、その平坦度が、定盤上に置いた状態で、耳伸び、中伸び(腹のびとも言う)を測定したときに、下記式；
耳伸びまたは中伸びの急峻度＝(耳伸びまたは中伸びの山高さ)／山ピッチ×100(％)
で定義される急峻度がそれぞれ１％以下のものであることが必要である。耳伸びまたは中伸びの急峻度が１％を超えると、耳伸び、中伸びが大きいため、版胴に巻き付けたときに版胴に完全に密着せず、印刷不良を起こす可能性があるからである。

なお、本発明の冷延鋼板は、板厚が0.13mm超えのものであることが好ましい。というのは、板厚が0.13mm以下では、製品の腰が弱く、腰折れが入り易いため、製版時や印刷時の取り扱いが難しくなるからである。より好ましくは、製品板厚は0.15mm以上である。

次に、本発明の感光性樹脂版材用冷延鋼板の製造方法について説明する。
本発明の冷延鋼板の鋼素材は、Ｃ：0.01〜0.06mass％の低炭素鋼であることが必要である。Ｃが0.01mass％未満では、感光性樹脂版材の支持体として必要な強度(降伏応力≧700MPa)を確保することができない。一方、Ｃが0.06mass％を超えると、圧延負荷が増大し、１回の冷間圧延で、製品板厚まで圧延することが不可能となる他、耳伸び等の形状不良を起こしやすくなる。また、Ｃが多いと、炭化物の析出量が増加するため、印刷時の破断原因となる虞がある。よって、Ｃ含有量は0.01〜0.06mass％の範囲とする。

本発明の鋼板は、上記Ｃ以外の成分組成については、特に規定する必要はないが、例えば、ＡＳＴＭ Ａ ６２３「Electrolytic Tinplate」のTable １に規定されている鋼種Type Ｄ，Type Ｌ，Type ＭＲの成分基準を満たすものであれば好適に用いることができる。因みに、Ｃ以外の上記成分基準(max％)は、Type ＤおよびType ＭＲは、Mn：0.60、Ｐ：0.020、Ｓ：0.03、Si：0.020、Cu：0.20、Ni：0.15、Cr：0.10、Mo：0.05、Al：0.02、その他元素：各々0.02であり、また、Type Ｌは、Mn：0.60、Ｐ：0.015、Ｓ：0.03、Si：0.020、Cu：0.06、Ni：0.04、Cr：0.06、Mo：0.05、Al：0.10、その他元素：各々0.02である。

熱間圧延工程は、本発明においては、優れた平坦度を得る上で極めて重要な工程である。通常、低炭素鋼を素材とした冷延鋼板の場合、優れた深絞り性を確保するために、熱延仕上終了温度(ＦＤＴ)をＡr₃変態点以上の温度としている。しかし、この温度条件では、熱延鋼板のエッジ部は、温度低下し易いため、仕上圧延終了温度がＡr₃変態点を下回り易い。その結果、エッジ部の熱延組織が粗大化して軟質化し、冷間圧延時に耳伸び不良を起こし易いという問題がある。

そこで、本発明は、熱延仕上終了温度(ＦＤＴ)をＡr₃変態点未満として熱間圧延を行う。これにより、熱延鋼板の板幅エッジ部を除く中央部分の結晶粒が粗大化して、熱延鋼板全体が軟質化し、冷間圧延における圧延負荷の軽減を図ることが可能となる。また、圧延負荷の軽減により、圧延鋼板の形状制御も容易になる。また、鋼板の板幅エッジ部は、ＦＤＴがＡr₃変態点より大幅に下回る温度となるため加工組織が残存して硬質化する結果、耳伸びの発生が抑制される。すなわち、ＦＤＴをＡr₃変態点未満に制御して熱間圧延することにより、冷間圧延における平坦度(耳伸び、中伸び)を、大幅に改善することができる。なお、熱間圧延における圧延板厚は、冷間圧延における圧延性を考慮して、通常材と比較して、薄めとするのが好ましい。熱間圧延後の冷却条件および巻取温度は、通常公知の条件で構わない。

熱間圧延後の熱延鋼板は、酸洗後、１回の冷間圧延で、所望の製品板厚まで圧延する。この際の冷延圧下率は、80〜95％の範囲が好ましい。80％未満では、圧延素材となる熱延鋼板の板厚を過度に薄くする必要があり、熱間圧延の圧延負荷が増大して好ましくない。一方、95％を超えると、冷延の圧下率が大きくなり圧延負荷が増大し、場合によっては、ヒートストリーク等の表面欠陥や耳伸び等の形状不良を引き起こす。なお、本発明の冷延鋼板は、１回の冷間圧延により製品とされるため、冷間圧延をタンデムで行う場合には、最終スタンドのワークロールの表面粗度を、所望の粗度が得られるよう調整しておくことが好ましい。また、冷間圧延後、通常行われている形状矯正を行うことが好ましく、例えば、テンションレベラー等の形状矯正設備にて、伸び率が0.1〜３％程度の形状矯正を行うことが好ましい。

冷間圧延後の鋼板は、要求に応じて、そのまま製品としたり、あるいは、洗浄ラインで圧延油を洗浄除去してから製品としたり、あるいはさらにその後、クロムめっきや錫めっきラインでめっき処理を施してから製品する。

Ｃ：0.04mass％、Si：0.01mass％、Mn：0.25mass％、Ｐ：0.016mass％、Ｓ：0.01mass％、Al：0.04mass％、Ｎ：0.002mass％の鋼スラブを素材とし、これを、表１に示したように、仕上圧延終了温度を800℃(＜Ａr₃変態点)，890℃(≧Ａr₃変態点)の２水準に変化させて熱間圧延して熱延鋼板とした。続いて、これらの熱延鋼板を、酸洗し、１次冷間圧延のみで最終板厚まで圧延する本発明の方法と、１次冷間圧延で中間厚まで圧延し、連続焼鈍による680℃の再結晶焼鈍を施した後、さらに２次冷間圧延して最終板厚とする従来の方法で、最終板厚0.168mm、0.140mmの冷延鋼板を製造した。

上記のようにして製造した各種冷延鋼板を、テンションレベラーにて、伸び率が0.3％の形状矯正を行った後、精整ラインに通板して形状測定を行うと共に、供試材を採取して、引張試験に供した。形状測定では、精整ラインの定盤上で、耳伸び、中伸びおよびそれらの発生ピッチを測定し、前述した急峻度を測定した。また、引張試験は、上記供試材から、圧延方向に平行にＪＩＳ ５号引張試験片を採取し、降伏応力ＹＳを測定した。上記測定の結果を、表１中に併記して示した。この表１の結果から、本発明に従い製造した冷延鋼板は、従来の方法で製造された冷延鋼板と比較して、降伏強度がと高く、平坦度にも優れていることがわかる。

また、テンションレベラーで形状矯正した冷延鋼板にクロムめっきを施し、ＪＩＳ Ｇ ３３１５−２００２に規定されためっき付着量を満たすティンフリースチール(ＴＦＳ)を製造した。そして、このＴＦＳについても、上記冷延鋼板と同様に、形状測定、引張試験を行ったが、結果は表２に示した結果と同じ平坦度、降伏応力となった。これから、本発明に従い製造しためっき層を有する冷延鋼板は、従来の方法で製造したものと比べ、降伏強度が高く平坦度にも優れていることがわかった。

Claims (4)

1. Ｃを０．０１〜０．０６ｍａｓｓ％含有する低炭素鋼板であって、降伏応力が７００ＭＰａ以上で、耳伸び、中伸びを測定したときに、下記式で定義される耳伸びの急峻度が１％以下、中伸びの急峻度が１％以下の未焼鈍材であることを特徴とする感光性樹脂版材用冷延鋼板。
   記
   耳伸びまたは中伸びの急峻度＝（耳伸びまたは中伸びの山高さ）／山ピッチ×１００（％）
2. 上記冷間圧延鋼板は、焼鈍することなくめっき処理を施されためっき層を有することを特徴とする請求項１に記載の感光性樹脂版材用冷延鋼板。
3. Ｃを０．０１〜０．０６ｍａｓｓ％含有する低炭素鋼素材を、Ａｒ_３変態点未満の温度で仕上圧延を終了する熱間圧延を行った後、冷間圧延することを特徴とする感光性樹脂版材用冷延鋼板の製造方法。
4. 上記冷間圧延鋼板に、焼鈍することなくめっき処理を施すことを特徴とする請求項３に記載の感光性樹脂版材用冷延鋼板の製造方法。