JP3717047B2 - 平版印刷版用アルミニウム支持体及び感光性平版印刷版 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は平版印刷版用アルミニウム支持体、及びこれを用いた感光性平版印刷版に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
アルミニウム支持体上に感光性層を形成してなる感光性平版印刷版が、印刷業界において大量に使用されている。この印刷版の性能は、感光性層の性能のみならず、アルミニウム支持体の性能にも大きく依存しているので、従来から、優れた性能の感光性平版印刷版を与えるアルミニウム支持体を目指して、多くの研究が行われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
感光性平版印刷版に要求される基本的性能の一つに、耐刷性に優れていることが挙げられる。この性能は表面の感光性層に依存することは勿論であるが、同時に支持体の性能、即ち支持体表面の凹凸の状態にも大きく依存する事が知られている。最近では耐刷性に対する要求がますます高くなっているが、この要求を十分に満足するアルミニウム支持体は未だ知られていない。従って本発明は、耐刷性に優れた感光性平版印刷版を与えるアルミニウム支持体を提供しようとするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るアルミニウム支持体は、表面の頂上突起密度が９０００個／ｍｍ² 以上であり、かつ三次元粗度パラメータＳＫｕが４．０以上であることを特徴とするものである。また、本発明に係るアルミニウム支持体は、上記の特徴に加えて、表面の三次元二乗平均平方根偏差が０．７〜０．９μｍであれば更に好ましい。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明に係わるアルミニウム支持体は、表面の頂上突起密度が９０００個／ｍｍ² 以上であり、かつ三次元粗度パラメータＳＫｕが４．０以上であるという２つの条件を同時に満足することが必要である。
なお、本発明において、表面の頂上突起密度及び三次元粗度パラメータＳＫｕは下記により測定する。
表面の頂上突起密度の測定；
▲１▼接触式微細形状測定器を用いて、
触針先端半径 ２μｍ
測定力 ０．７ｍＮ
測定ピッチ（Ｘ軸、Ｙ軸）１μｍ
縦倍率 ５０００倍
送り速さ ０．１ｍｍ／秒
の条件で、２００μｍ×２００μｍの範囲を測定し、各測定点の高さを０．０１μｍ単位で記録する。
▲２▼任意の２μｍ×２μｍの範囲の９個の測定点のうち、中央の測定点の高さが周囲の８個の測定点の高さより高いならば、その中央の測定点を仮頂上突起として記録する。
▲３▼任意の６μｍ×６μｍの範囲の４９個の測定点のうちに仮頂上突起が存在するか否かを調べ、若し存在するならばその個数の如何にかかわらず頂上突起１個と記録する。
▲４▼測定に供した２００μｍ×２００μｍの範囲の頂上突起の個数を合計し、それを２５倍したものを頂上突起密度（個／ｍｍ² ）とする。
【０００６】
三次元粗度パラメータＳＫｕ；
上記の頂上突起密度の測定で得られた２０１×２０１個の測定点の高さのデータに基づき、砥粒加工学会誌（Ｖｏｌ．４１，ＮＯ．９，１９９７ Ｐ３３２〜３３５）に記載の下記式により算出する。
【０００７】
【数１】

【０００８】
ここにＳｑは表面の三次元二乗平方根偏差であり、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の測定長はそれぞれ２００、次式で定義される。
【０００９】
【数２】

【００１０】
なお、Ｓｑ（二乗平均平方根（ＲＭＳ）偏差）とは、二次元のＲＭＳを三次元に拡張したものであり、表面形状曲面と平均面（二次元の場合の平均線に対応する概念で、凸部の体積と凹部の体積が同じとなる面）との距離を二乗した曲面と平均面とにより挟まれる部分の体積を測定領域面積（本明細書の測定条件においては２００μｍ×２００μｍ）で除した後に平方根を求めたものである。即ち平面をＸＹ面、縦軸をＺ軸として測定された表面形状曲線をＺ＝ｆ（ｘ、ｙ）とすることで算出される。
【００１１】
本発明者の検討によれば、従来のアルミニウム支持体のなかには、上記２つの条件のいずれか一方を満足するものはあるが、両方を同時に満足するものは知られていない。そしていずれか一方しか満足しないものに比して両方とも満足するものは、平版印刷版としたときの耐刷性が著しく優れている。その理由は次のように考えられる、すなわち印刷の反復により感光層が摩耗していくと、先ずアルミニウム支持体のうちその突起部が露出する。そしてアルミニウム支持体の表面は感光層よりも硬くて摩耗し難いので、この露出した突起の存在により、その周囲の感光層の摩耗の進行は阻止される。従ってこのような突起が多いほど摩耗が阻止される感光層部分が増加し、印刷版としての耐刷性が向上するものと考えられる。本発明で用いる表面の頂上突起密度はこのような感光層の摩耗に際して先ず露出する突起の密度を示す指標であり、頂上突起密度が９０００個／ｍｍ² 以上であることが、耐刷性に優れた印刷版を与える条件の一つであることは十分に首肯し得るところである。頂上突起密度は９１００個／ｍｍ² 以上、特に９５００個／ｍｍ² 以上であるのが好ましい。その上限は生産性等の見地からして２００００個／ｍｍ² 以下、特に１５０００個／ｍｍ² 以下が好ましい。
【００１２】
また、平版印刷版では感光層の摩耗が進行した際に、感光層の全面に亘ってアルミニウム支持体の突起が多数露出し、かつ各突起の露出面積はできるだけ小さい方が好ましいと考えられる。このような表面状態であれば、平版印刷版の表面の感光層部分に占めるアルミニウム支持体の突起の面積は無視し得るので印刷には全く支障が無く、しかも感光層の摩耗は全面に露出したアルミニウム支持体の突起により阻止されると考えられるからである。三次元粗度パラメータＳＫｕは表面形状曲面の鋭さの尺度であり、ＳＫｕ＝３の場合が、表面形状曲面の高さ分布が前述の平均面高さを中心とした正規分布であることを表している。そしてＳＫｕ＜３であれば表面の高さ分布が広がっていることを示し、ＳＫｕ＞３であれば逆に表面の高さ分布が狭いことを示している。
【００１３】
本発明に係るアルミニウム支持体は三次元粗度パラメータＳＫｕが４．０以上であり、好ましくは４．２以上である。三次元パラメータＳＫｕが４．３以上のものが特に好ましい。このことはアルミニウム支持体の表面の突起が平均面高さの付近に集中していて突起が尖っていることを示しており、上述したところから明らかなように、耐刷性に富む印刷版を与えるアルミニウム支持体に要求される特性を満足している。
本発明に係るアルミニウム支持体は、上述の頂上突起密度が９０００個／ｍｍ² 以上であり、かつ三次元粗度パラメータＳＫｕが４．０以上であることに加えて、表面の三次元二乗平均平方根偏差が０．７〜０．９μｍであるのが好ましい。この値は平版印刷版の感光層が摩耗してアルミニウム支持体の突起が露出したときの、アルミニウム支持体上に残存している感光層の体積と関係しており、これが小さいと感光層の体積が減少して耐刷性が低下する。逆にこの値が大きいことは耐刷性の点では有利であるが、アルミニウム支持体を製造するための電解エッチング時の消費電気量が増加し、かつこのアルミニウム支持体を用いて製造された平版印刷版で印刷を行う際の水の絞り性に難がある。
【００１４】
本発明に係わるアルミニウム支持体は、アルミニウム板を電気化学的に粗面化することにより製造する事ができる。アルミニウム板としてはアルミニウム及びアルミニウム合金板の何れをも用いることができる。好ましいアルミニウム板の一例はＪＩＳ−Ｈ５００２の１０５０材（Ｆｅ：０．５重量％以下、Ｓｉ：０．５重量％以下、アルミニウム：９９．５重量％以上）である。
アルミニウム板は、好ましくは溶剤等で洗浄して付着している圧延油などを除去した後、アルカリエッチングに供される。アルカリエッチングは水酸化ナトリウムや水酸化カリウム等の０．５〜４０重量％水溶液を用いて、４０〜９０℃で３〜２０秒間行えばよい。
【００１５】
アルカリエッチングを経たアルミニウム板は、表面にアルカリ不溶性のスマットが生成しているので、硫酸、リン酸、硝酸、クロム酸などで中和処理してスマット除去する。好ましくは１０重量％程度の硫酸水溶液で、０．５〜３０秒間程度、好ましくは０．５〜１０秒間処理する。この酸水溶液による処理は３０〜４０℃で行うのが好ましい。理由は不明であるが、酸水溶液を加温して用いることにより、アルミニウム支持体に耐刷性に優れた表面状態を形成する事ができる。
【００１６】
酸水溶液によるスマット除去を経たアルミニウム板は、次いで電気化学的粗面化処理に供される。電解液としては塩酸水溶液を用いるのが好ましい。所望なら、硝酸、硫酸等の無機酸や、クエン酸、酒石酸等の有機酸を添加してもよい。通常は０．１〜１０重量％、好ましくは、０．５〜３重量％の塩酸水溶液を用いる。電解処理に伴い、電解液中にはアルミニウムイオンが蓄積するが、このアルミニウムイオンが一定量存在することが、アルミニウム支持体に耐刷性に優れた表面状態を形成するのに寄与しているようである。従って電解液中のアルミニウムイオン濃度は１〜６ｇ／Ｌ、特に２〜５ｇ／Ｌに制御するのが好ましい。
【００１７】
電解処理の際の電流密度及び処理時間もアルミニウム支持体に形成される表面状態に大きく影響する。生産性の観点から電解処理は大きな電流密度で短時間行うのが一般的であるが、本発明に係わるアルミニウム支持体とするには、比較的小さな電流密度で比較的長時間の電解処理を行う必要がある。通常は５０又は６０Ｈｚの商用交流を用いて、７０〜１５０Ａ／ｄｍ² の電流密度で６〜１４秒間の電解処理を行えばよい。しかし電流密度を更に低くして、更に長時間の電解処理を行う事は、アルミニウム支持体に要求される粗さの粗面が得難いばかりでなく、生産性が低下するので実用的ではない。アルカリエッチング後の酸によるスマット除去を比較的高めの温度で行い、電気化学的粗面化をアルミニウムイオン濃度の高い電解液を用いて、低電流密度で比較的長時間行うのが特に好ましい。
【００１８】
電気化学的粗面化を経たアルミニウム板は、次いで、常法により酸又はアルカリ水溶液によりデスマット処理した後、陽極酸化して表面に陽極酸化被膜を形成する。
デスマット処理は、電気化学粗面化を経たアルミニウム板を、先ず水酸化ナトリウムのようなアルカリ水溶液で処理し、更に残存するアルカリ不溶性のスマットを除去するため硫酸水溶液で処理するのが好ましい。また、陽極酸化は通常は硫酸水溶液中で直流電流を用いて行うが、リン酸、クロム酸、スルファミン酸、ベンゼンスルホン酸等の水溶液中で行ったり、硫酸水溶液にこれらの酸を添加したものを電解液として行うこともできる。
【００１９】
陽極酸化の条件は、用いる電解液により大きく異なるが、一般的には、電解質濃度１〜４０重量％、液温５〜７０℃、電流密度０．５〜７０Ａ／ｄｍ² 、電圧１０〜５０Ｖ、電解時間５秒〜３０秒間である。陽極酸化後は熱水処理、珪酸ソーダ、酢酸塩、親水性高分子化合物等を含有する水溶液中での浸漬処理等の常法による封孔処理を施せばよい。
【００２０】
本発明に係わる感光性平版印刷版は、上記により得られた表面の頂上突起密度が９０００個／ｍｍ² 以上であり、かつ三次元粗度パラメータＳＫｕの値が４．０以上であるアルミニウム支持体上に、感光層を形成したものである。感光層を形成する感光性組成物としては、特開昭６０−１９０３９２号公報の第１８頁１行から第２１頁１７行に記載されているような、感光性平版印刷版用の感光性組成物として公知の任意のものを用いることができる。例えば、（１）親水性ポリマーとジアゾニウム塩を含有するネガ型感光性組成物、（２）キノンジアジト化合物とアルカリ可溶性樹脂を含有するポジ型感光性組成物、（３）活性光線照射により重合する不飽和カルボン酸（例えばケイ皮酸やフェニレンジアクリル酸など）を構成成分とするポリマー、（４）活性光線の照射により重合反応を起こす化合物とバインダーポリマーを含有するネガ型感光性組成物などが用いられる。また、特開平７−２７１０２９号、１０−２６８５１２号及び１１−４４９５６号公報などに記載されている赤外線吸収色素とアルカリ可溶性樹脂を含有し、赤外線照射により現像液に対する溶解性が変化して、ポジ型又はネガ型の画像を形成し得る感光性組成物を用いることもできる。
【００２１】
本発明に係る感光性平版印刷版は、その感光層の特性に応じて、カーボンアーク灯、高圧水銀灯、キセノンランプ、メタルハライドランプ、アルゴンイオンレーザー、ＦＤ−ＹＡＧレーザー、ヘリウムイオンレーザー、半導体レーザー、ＹＡＧレーザー等で露光し、水性アルカリ現像液等で現像することにより、平版印刷版とすることができる。
【００２２】
【実施例】
以下に本発明を実施例に基づいて更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、アルミニウム板としては厚さ０．３ｍｍのＪＩＳ−Ｈ５００２の１０５０材を使用した。（％）は（重量％）である。また、アルミニウム支持体の頂上突起密度の測定、アルミニウム支持体への感光性組成物の塗布による感光性平版印刷版の製造、及びこの感光性平版印刷版の耐刷力の試験は下記により行った。
【００２３】
頂上突起密度の測定；
接触式微細形状測定器（小坂研究所製、ＳＥ−３０Ｋ）を用い、下記の条件で２００×２００μｍの範囲を２箇所測定して、その平均値を求めた。
触針先端半径 ２μｍ
測定力 ０．７ｍＮ
測定ピッチ（Ｘ軸、Ｙ軸） １μｍ
縦倍率 ５０００倍
送り速さ ０．１ｍｍ／秒
【００２４】
ポジ型感光性平版印刷版の製造；
後述のアルミニウム支持体を熱水に浸漬し、更に酢酸アンモニウム水溶液に浸漬して封孔処理したのち、これに下記のポジ型感光性組成物を乾燥厚さが２ｇ／ｍ² となるように塗布して、ポジ型感光性平版印刷版を製造した。
ポジ型感光性組成物；

ネガ型感光性平版印刷版の製造；
後述のアルミニウム支持体を熱水に浸漬し、更に珪酸ソーダ水溶液に浸漬して封孔処理したのち、これに下記のネガ型感光性組成物を乾燥厚さが２ｇ／ｍ² となるように塗布して、ネガ型感光性平版印刷版を製造した。
【００２５】
ネガ型感光性組成物；

【００２６】
感光性平版印刷版の耐刷力の試験；
感光性平版印刷版に高圧水銀灯（出力５ｋＷ、ウシオ電機社製）を用いて、４００ｍｊ／ｃｍ² の露光量で、ウグラの標準チャート（１５０ｌｐｉ、小点面積２％）を露光し、現像液（三菱化学メディア社製、ＫＤ−５３）を用いて自動現像機（三菱化学メディア社製、ＰＳＺ−III）で現像した。
得られた印刷版を印刷機（三菱重工業社製、ダイヤＦ２）に取付けて、東洋インキ社製のＴＫハイエコー紅を用いて印刷を行った。小点の９０％が残存した印刷枚数をもって耐刷力とした。
【００２７】
実施例１
アルミニウム板を６５℃の水酸化ナトリウム水溶液（３％）中で７秒間アルカリエッチングした後、３５℃の硫酸水溶液（１０％）中に３秒間浸漬してスマットを除去した。次いで正弦波交流電源（５０Ｈｚ）を使用し、溶存アルミニウム濃度１．１ｇ／Ｌの２２℃の塩酸水溶液（１．５％）中で、電流密度１００Ａ／ｄｍ² で１０．０秒間の電解処理を行った後水洗した。次いで水酸化ナトリウム水溶液（２％）によるデスマット処理、硫酸水溶液（１０％）によるアルカリ不溶スマットの除去処理を順次行った後、直流電源を使用し、３０℃の硫酸水溶液（２０％）中で、電流密度１０Ａ／ｄｍ² で皮膜重量２０ｍｇ／ｄｍ² の陽極酸化処理を行い、アルミニウム支持体を得た。このものの物性及びこれを用いて製造した感光性平版印刷版の耐刷力を表１に示す。
【００２８】
実施例２
実施例１において、電解処理を電流密度７０Ａ／ｄｍ² で１４．１秒間行った以外は、実施例１と全く同様にしてアルミニウム支持体を製造した。このものの物性及びこれを用いて製造した感光性平版印刷版の耐刷力を表１に示す。
実施例３
実施例１において、電解処理を溶存アルミニウム濃度が２．５ｇ／Ｌの塩酸水溶液（１．５％）を用いて、電流密度１４０Ａ／ｄｍ² で７．０秒間行った以外は、実施例１と全く同様にしてアルミニウム支持体を製造した。このものの物性及びこれを用いて製造した感光性平版印刷版の耐刷力を表１に示す。
【００２９】
実施例４
実施例１において、電解処理を溶存アルミニウム濃度が５ｇ／Ｌの塩酸水溶液（１．５％）を用いて、電流密度７０Ａ／ｄｍ² で１４．１秒間行った以外は、実施例１と全く同様にしてアルミニウム支持体を製造した。このものの物性及びこれを用いて製造した感光性平版印刷版の耐刷力を表１に示す。
比較例１
実施例１において、水酸化ナトリウム水溶液でアルカリエッチングした後のアルミニウム板を２５℃の硫酸水溶液（１０％）中に３秒間浸漬してスマットを除去した以外は、実施例１と全く同様にしてアルミニウム支持体を製造した。このものの物性及びこれを用いて製造した感光性平版印刷版の耐刷力を表１に示す。
比較例２
実施例１において、電解処理を溶存アルミニウム濃度が０．９ｇ／Ｌの塩酸水溶液（１．５％）を用いて、電流密度１４０Ａ／ｄｍ² で７．０秒間行った以外は、実施例１と全く同様にしてアルミニウム支持体を製造した。このものの物性及びこれを用いて製造した感光性平版印刷版の耐刷力を表１に示す。
【００３０】
比較例３
実施例１において、電解処理を溶存アルミニウム濃度が２．５ｇ／Ｌの塩酸水溶液（１．５％）を用いて、２００Ａ／ｄｍ² で５．０秒間行った以外は、実施例１と全く同様にしてアルミニウム支持体を製造した。このものの物性及びこれを用いて製造した感光性平版印刷版の耐刷力を表１に示す。
比較例４
実施例１において、電解処理を溶存アルミニウム濃度が１．１ｇ／Ｌの硝酸水溶液（２％）を用いて３０℃で行った以外は、実施例１と全く同様にしてアルミニウム支持体を製造した。このものの物性及びこれを用いて製造された感光性平版印刷版の耐刷力を表１に示す。
【００３１】
【表１】

【００３２】
【表２】

【００３３】
【発明の効果】
本発明に係る特定の表面形状を有する平版印刷版用アルミニウム支持体は、この上に感光性層を形成してなる感光性平版印刷版をして優れた耐刷力を発現させるという効果を有する。

Claims (3)

1. 表面の頂上突起密度が９０００個／ｍｍ² 以上であり、かつ三次元粗度パラメータＳＫｕが４．０以上であることを特徴とする平版印刷版用アルミニウム支持体。
2. 表面の三次元二乗平均平方根偏差Ｓｑが０．７〜０．９μｍであることを特徴とする請求項１記載の平版印刷版用アルミニウム支持体。
3. 請求項１又は２記載のアルミニウム支持体上に感光性層を有することを特徴とする感光性平版印刷版。