JP2005231159A - 平版印刷版用アルミニウム合金板 - Google Patents

Abstract

【目的】電気化学的粗面化処理により表面に微細均一なピットが形成されて一層優れた感光膜との密着性および保水性が得られるとともに、さらに改善された画像鮮明性および耐刷性を達成することを可能とする平版印刷版用アルミニウム合金板を提供する。
【構成】Ｆｅ：０．２〜０．６％、Ｓｉ：０．０３〜０．１５％、Ｃｕ：０．０５％以下、Ｔｉ：０．００５〜０．０５％を含有し、残部Ａｌおよび不純物からなる組成を有するアルミニウム合金板であって、板面表層部の任意の個所から抽出した３０μｍ×３０μｍの面積のセルＳ１を１０μｍ×１０μｍの面積の９個のセルＳ２に分割したとき、Ｓ１中には直径０．１〜２μｍの金属間化合物が５０〜６００個分布し、Ｓ２中には該金属間化合物が０〜８０個分布し、分布する前記金属間化合物の数が０個のセルＳ２の数が２個以下であることを特徴とする。
【選択図】 なし

Description

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り表面を均一に粗面を形成することができる平版印刷版用アルミニウム合金板に関する。

平版印刷版の支持体としては、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、非画像部の保水性の観点から粗面化処理が行われる。粗面化処理法としては、製版適正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塩酸系電解液や硝酸系電解液を用いて電気化学的エッチング処理により粗面化する方法が行われている。

近年、電解粗面化処理の多様化や感光膜形成技術の向上により、電解エッチング処理によって従来よりさらに均一に分散したより細かいピットを形成することができる支持体用アルミニウム合金板が求められており、そのためのアルミニウム合金板の製造技術として、添加元素を調整することにより電解粗面の均一化を図る手法、マトリックス中の金属間化合物の分布を調整することにより電解粗面の均一化を図る手法が試みられている。

例えば、Ｆｅ：０．２〜０．５％、Ｓｉ：０．０３〜０．１％、Ｔｉ：０．００５〜００５％、Ｎｉ：０．００５〜０．１０％を含有し、ＦｅとＮｉとの総量を０．２７〜０．６０％とし、残部Ａｌおよび不純物からなる組成を有する印刷版支持体用アルミニウム合金板（特許文献１参照）、Ｆｅ：０．２０〜０．６％、Ｓｉ：０．０３〜０．１５％、Ｔｉ：０．００５〜０．０５％を含有し、必要に応じてＮｉ：０．００５〜０．２０％を含有し、残部Ａｌおよび不純物からなる組成を有するアルミニウム合金板であって、前記元素の一部または全部により金属間化合物が形成され、該金属間化合物のうち板表面に存在する粒子径１〜１０μｍの金属間化合物が１０００〜８０００個／ｍｍ² であり、且つ該金属間化合物の個数に対して、板表面に存在する粒子径１〜５μｍの金属間化合物の個数の割合が８０％以上である印刷版用アルミニウム合金板（特許文献２参照）が提案されている。

しかしながら、これら従来のアルミニウム合金板は、多様化された電解粗面化処理において、十分な反応性、微細なピット形成、粗面の均一性が得られない場合があり、感光膜の密着性向上、非画像部の保水性に対するさらに厳しい要求に応えるためには必ずしも十分なものではない。
特開平９−１４３６０３号公報 特開平１１−１１５３３３号公報

本発明は、印刷版への感光膜の密着性および非画像部の保水性に対する厳しい要求に対応し得るよう粗面化ピットの均一性をさらに高めた印刷版支持体用アルミニウム合金板を得るために、含有成分、金属間化合物の分布と電解粗面化性との関係について、さらに多角的な試験、検討を加えた結果としてなされたものであり、その目的は、電気化学的粗面化処理により表面に微細均一なピットが形成されて一層優れた感光膜との密着性および保水性が得られるとともに、さらに改善された画像鮮明性および耐刷性を達成することを可能とする平版印刷版用アルミニウム合金板を提供することにある。

上記の目的を達成するための本発明の請求項１による平版印刷版用アルミニウム合金板は、Ｆｅ：０．２〜０．６％、Ｓｉ：０．０３〜０．１５％、Ｃｕ：０．０５％以下、Ｔｉ：０．００５〜０．０５％を含有し、残部Ａｌおよび不純物からなる組成を有するアルミニウム合金板であって、板面表層部の任意の個所から抽出した３０μｍ×３０μｍの面積のセルＳ１を１０μｍ×１０μｍの面積の９個のセルＳ２に分割したとき、Ｓ１中には直径０．１〜２μｍの金属間化合物が５０〜６００個分布し、Ｓ２中には該金属間化合物が０〜８０個分布し、分布する前記金属間化合物の数が０個のセルＳ２の数が２個以下であることを特徴とする。

また、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記載の組成を有するアルミニウム合金板であって、板面表層部の任意の個所から抽出した３０μｍ×３０μｍの面積のセルＳ１を５μｍ×５μｍの面積の３６個のセルＳ３に分割したとき、Ｓ１中には直径０．１〜２μｍの金属間化合物が５０〜６００個分布し、Ｓ３中には該金属間化合物が０〜３０個分布し、分布する前記金属間化合物の数が０個のセルＳ３の数が７個以下であり、且つ３６個のセルＳ３において、セルＳ３に隣接する８個のセルＳ３のうち、分布する前記金属間化合物の数が０個のセルＳ３の数が２個以下であるセルＳ３の総数が３６個中６個以下であることを特徴とする。

本発明によれば、電気化学的粗面化処理により表面に微細均一なピットが形成されて一層優れた感光膜との密着性および保水性が得られるとともに、さらに改善された画像鮮明性および耐刷性を達成することを可能とし、また、粗面化処理後の板表面に不規則な荒れや圧延方向に沿う筋状のムラ（ストリーク）を生じることがない平版印刷版用アルミニウム合金板が提供される。

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且つ微細に分布させる。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。

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且つ微細に分布させる。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。

Ｃｕは、０．０５％以下（０％を含まない）の範囲の含有で電解エッチング処理時に形成されるピットの深さを大きくして耐刷性を向上させる効果を有する。０．０５％を越えて含有すると、ピットが粗大な独立ピットとなり易く、耐刷性を低下させる。

Ｔｉは、鋳塊組織を微細にし、結晶粒を微細化して、その結果、電解処理時のピット形成を均一にし、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の好ましい含有範囲は０．００５〜０．０５％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。

本発明において、板表面の分布する金属間化合物のうち、直径０．１〜２μｍの金属間化合物は、電解粗面化処理時に微細なピットを生成し、エッチング面の均一性に大きく影響するものであり、微細でより均一なピットを形成するためには、まず、アルミニウム合金板の板面表層部の任意の個所から抽出した３０μｍ×３０μｍの面積のセルＳ１中に、直径０．１〜２μｍの金属間化合物が５０〜６００個分布していることが好ましい。５０個未満ではピットの反応起点が十分に形成されず、６００個を越えて分布すると、粗大なピットの集合体が形成され易く粗面の均一性が損なわれる。

さらに、セルＳ１を、図１に示すように、１０μｍ×１０μｍの面積の９個のセルＳ２に分割したとき、Ｓ２中に前記金属間化合物が０〜８０個分布し、分布する前記金属間化合物の数が０個のセルＳ２の数が２個以下であることが望ましい。Ｓ２中にこの金属間化合物が８０個を越えて存在すると、粗大なピットの集合体が形成され易く粗面の均一性が損なわれる。分布する前記金属間化合物の数が０個のセルＳ２の数が２個を越えると、未エッチング部が多くなり、また、個々の粗面化ピットの径が大きくなって粗面化面のピットが不均一となる。

さらに好ましい実施形態は、前記の組成を有するアルミニウム合金板であって、板面表層部の任意の個所から抽出した３０μｍ×３０μｍの面積のセルＳ１中に直径０．１〜２μｍの金属間化合物が５０〜６００個分布し、セルＳ１を、図２に示すように、５μｍ×５μｍの面積の３６個のセルＳ３に分割したとき、Ｓ３中に前記金属間化合物が０〜３０個分布し、分布する前記金属間化合物の数が０個のセルＳ３の数が７個以下であり、且つ３６個のセルＳ３において、セルＳ３に隣接する８個のセルＳ３（図３に示す）のうち、分布する前記金属間化合物の数が０個のセルＳ３の数が２個以下であるセルＳ３の総数が３６個中６個以下の形態である。

セルＳ３中の金属間化合物が３０個を越えて存在すると、粗大なピットの集合体が形成され易く粗面の均一性が損なわれる。分布する前記金属間化合物の数が０個のセルＳ３の数が７個を越えると、未エッチング部が多くなり、また、個々の粗面化ピットの径が大きくなって粗面化面のピットが不均一となる。また、前記３６個のセルＳ３において、セルＳ３に隣接する８個のセルＳ３のうち、分布する前記金属間化合物の数が０個のセルＳ３の数が２個以下であるセルＳ３の総数が３６個中６個を越えて存在すると、ピットの反応起点となる金属間化合物が少ない領域が局部的に増加してピットの均一性が損なわれる。

金属間化合物の分布密度の測定は、アルミニウム合金板の表面を脱脂洗浄後、硝酸、フッ酸および塩酸を混合した水溶液（ケラー氏液）中で１０秒間エッチングし、光学顕微鏡で、１０００倍に拡大した写真を撮影して、金属間化合物の粒径分布を画像解析装置（株式会社ニレコ製ルーゼックス５００、またはこれと同等の機能をそなえた装置）を用いて測定する。この場合、金属間化合物の直径は、円相当直径、すなわち、写真における金属間化合物の面積と同じ面積を有する円の直径として換算する。

本発明のアルミニウム合金板は、例えば、前記組成のアルミニウム合金を半連続鋳造により造塊し、得られた鋳塊を面削、均質化処理した後、熱間圧延、必要に応じて冷間圧延し、ついで連続焼鈍炉を用いて中間焼鈍処理し、その後、冷間仕上げ圧延を行うことにより製造されるが、前記本発明の金属間化合物の分布は、均質化処理温度、熱間圧延開始温度、終了温度、中間焼鈍温度の組み合わせを調整することにより得ることができる。

以下、本発明の実施例を比較例と対比して説明するとともに、それに基づいてその効果を実証する。なお、これらの実施例は、本発明の好ましい一実施態様を説明するためのものであって、これにより本発明が制限されるものではない。

表１に示す組成のアルミニウム合金を溶解、鋳造し、得られた鋳塊の両面を片面５ｍｍづつ面削して、厚さ５００ｍｍ、幅１０００ｍｍ、長さ３５００ｍｍに成形し、５５０℃の温度で均質化処理を施した後、４００℃の温度に加熱して熱間圧延を開始し、熱間圧延後冷間圧延を行い、ついで、連続焼鈍炉において５００℃の温度に加熱する中間焼鈍（５００℃での保持無し）を行った。その後、板厚減少率８０％の仕上げ冷間圧延を行い、厚さ０．３０ｍｍの板材（試験材）を得た。

試験材の数個所から試料を採取して、前記の金属間化合物の分布密度の測定方法に従って直径０．１〜２μｍの金属間化合物（以下、単に金属間化合物）の分布を測定した。表２に測定されたセルＳ１中の金属間化合物の数（Ｎ１）を示し、表３にセルＳ２中の金属間化合物の数（Ｎ２）を測定値の最大値、平均値で示し、分布する金属間化合物の数が０個のセルＳ２の数（Ｎ２Ａ）を測定値の最大値で示す。

また、試験材を、表４に示す処理条件で、脱脂、中和洗浄、交流電解粗面化処理、および電解により形成された酸化物を除去するためのデスマット処理し、水洗、乾燥して、一定のサイズに切り取り試験片とし、各試験材について、表面を走査電子顕微鏡（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 となるように写真を撮影し、得られた写真から以下の評価を行った。評価結果を表５に示す。

未エッチング部の発生：面積率で、未エッチング部が２０％を越えるものは不良（×）、１５〜２０％のものを良好（○）、１５％未満のものを優良（◎）として評価した。
エッチングピットの均一性：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２０％を越えるものは不良（×）、１０〜２０％のものは良好（○）、１０％未満のものは優良（◎）として評価した。
ストリークの発生：粗面化面に目視でストリークが観察されるものは不良（×）、ストリークが観察されないものは良好（○）として評価した。

表５にみられるように、本発明に従う試験材Ｎｏ．１〜４はいずれも、未エッチング部の発生は少なく、ピットの均一性に優れ、ストリークの発生も観察されず、印刷版用アルミニウム合金板として優れた粗面化特性をそなえていた。

比較例１

表６に示す組成のアルミニウム合金を溶解、鋳造し、実施例１と同一の工程に従って処理して、厚さ０．３０ｍｍの板材（試験材）を得た。得られた試験材の数個所から試料を採取して、実施例１と同じく、前記の金属間化合物の分布密度の測定方法に従って金属間化合物の分布を測定した。表７にセルＳ１中の金属間化合物の数（Ｎ１）を示し、表８にセルＳ２中の金属間化合物の数（Ｎ２）を測定値の最大値、平均値で示し、分布する金属間化合物の数が０個のセルＳ２の数（Ｎ２Ａ）を測定値の最大値で示す。なお、表６〜８において、本発明の条件を外れたものには下線を付した。

また、試験材を、実施例１と同様、表３に示す処理条件で、脱脂、中和洗浄、交流電解粗面化処理、および電解により形成された酸化物を除去するためのデスマット処理し、水洗、乾燥して、一定のサイズに切り取り試験片とし、各試験材について、表面を走査電子顕微鏡（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 となるように写真を撮影し、得られた写真から実施例１と同様、未エッチング部の発生、エッチピットの均一性およびストリークの発生について評価した。評価結果を表９に示す。

表９に示すように、試験材Ｎｏ．５はＳｉ量が少ないため、ピットの均一性が劣り、試験材Ｎｏ．６はＳｉ量が多いため、粗大な金属間化合物が生成してピットの大きさにバラツキが生じた。試験材Ｎｏ．７はＦｅ量が少ないため、粗大なピットが生じるとともに未エッチング部が多い。試験材Ｎｏ．８はＦｅ量が多いため、ピットの大きさが不均一となった。試験材Ｎｏ．９はＣｕ量が多いため、粗大なピットが生じるとともに未エッチング部が多くなった。試験材Ｎｏ．１０はＴｉ量が少ないためストリークが発生し、試験材Ｎｏ．１１はＴｉ量が多いため、粗大なピットが生じピットの均一性が劣っている。

表１の合金ＡおよびＤの組成を有するアルミニウム合金の鋳塊を表１０に示す量面削して、厚さ５００ｍｍ、幅１０００ｍｍ、長さ３５００ｍｍに成形し、表１０に示す温度で均質化処理を施した後、熱間圧延を行い、熱間圧延後冷間圧延し、ついで連続焼鈍炉を用いて中間焼鈍（保持時間無し）し、板厚減少率８０％の仕上げ冷間圧延を行って、厚さ０．３０ｍｍのアルミニウム合金板（試験材）を得た。

得られた試験材の数個所から試料を採取して、実施例１と同じく、前記の金属間化合物の分布密度の測定方法に従って金属間化合物の分布を測定した。表１１にセルＳ１中の金属間化合物の数（Ｎ１）を示し、表１２〜１３にセルＳ２中の金属間化合物の数（Ｎ２）、セルＳ３中の金属間化合物の数（Ｎ３）を測定値の最大値、平均値で示し、分布する金属間化合物の数が０個のセルＳ２の数（Ｎ２Ａ）、分布する金属間化合物の数が０個のセルＳ３の数（Ｎ３Ａ）、セルＳ３に隣接する８個のセルＳ３のうち、分布する前記金属間化合物の数が０個のセルＳ３の数（Ｎ３Ｂ）を測定値の最大値で示す。なお、表１１〜１３において、本発明の条件を外れたものには下線を付した。

また、試験材を、実施例１と同様、表３に示す処理条件で、電解粗面化処理、水洗、乾燥して、一定のサイズに切り取り試験片とし、各試験材について、表面を走査電子顕微鏡（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 となるように写真を撮影し、得られた写真から実施例１と同様、未エッチング部の発生、エッチピットの均一性およびストリークの発生について評価した。評価結果を表１４に示す。

表１４に示すように、試験材Ｎｏ．１２〜１４はいずれも、未エッチング部が少なく、ピットの均一性にも優れ、ストリークの発生も認められず、印刷版用アルミニウム合金板として優れた粗面化特性を示した。これに対して、試験材Ｎｏ．１５はＳ１中の金属間化合物が多いためピットの均一性が劣っており、試験材Ｎｏ．１６〜１９はＮ３ＡまたはＮ３Ｂが多いため、ピットの大きさが不均一となった。

セルＳ１を９個に分割して形成されたセルＳ２を示す図である。 セルＳ１を３６個に分割して形成されたセルＳ３を示す図である。 図２のＡ部拡大図で、セルＳ３に隣接する８個のセルＳ３を示す図である。

Claims (2)

1. Ｆｅ：０．２〜０．６％（質量％、以下同じ）、Ｓｉ：０．０３〜０．１５％、Ｃｕ：０．０５％以下（０％を含まず、以下同じ）、Ｔｉ：０．００５〜０．０５％を含有し、残部Ａｌおよび不純物からなる組成を有するアルミニウム合金板であって、板面表層部の任意の個所から抽出した３０μｍ×３０μｍの面積のセルＳ１を１０μｍ×１０μｍの面積の９個のセルＳ２に分割したとき、Ｓ１中には直径（円相当直径、以下同じ）０．１〜２μｍの金属間化合物が５０〜６００個分布し、Ｓ２中には該金属間化合物が０〜８０個分布し、分布する前記金属間化合物の数が０個のセルＳ２の数が２個以下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。
2. 請求項１記載の組成を有するアルミニウム合金板であって、板面表層部の任意の個所から抽出した３０μｍ×３０μｍの面積のセルＳ１を５μｍ×５μｍの面積の３６個のセルＳ３に分割したとき、Ｓ１中には直径０．１〜２μｍの金属間化合物が５０〜６００個分布し、Ｓ３中には該金属間化合物が０〜３０個分布し、分布する前記金属間化合物の数が０個のセルＳ３の数が７個以下であり、且つ３６個のセルＳ３において、セルＳ３に隣接する８個のセルＳ３のうち、分布する前記金属間化合物の数が０個のセルＳ３の数が２個以下であるセルＳ３の総数が３６個中６個以下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。
   

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