JP5014425B2 - 地金再生方法、再生地金、平版印刷版支持体用材料、および平版印刷版 - Google Patents

Description

本発明は、地金再生方法、再生地金、平版印刷版支持体用材料、および平版印刷版に関する。

使用済みの平版印刷版や、製造ラインで平版印刷版ウェブを所定の寸法に裁断および切断する際に排出される端材はこれまで廃棄されていたが、これらは殆どが純アルミニウムまたはアルミニウム合金のシートからなる。

したがって、使用済みの平版印刷版や端材を再生地金として再生利用できれば経済的である。

使用済みの平版印刷版や端材を地金として再生する方法としては、たとえば使用済み平版印刷版および／または未使用平版印刷版の画像記録層および付着物を除去する工程と、前記記録層および付着物を除去された使用済み平版印刷版および／または未使用平版印刷版を溶解させてアルミニウム溶湯を得る工程と、前記アルミニウム溶湯からアルミニウム合金板を得る工程と、前記アルミニウム合金板に表面処理を施して平版印刷版用支持体を得る工程とを具備する平版印刷版用支持地アの製造方法が提案された（特開２００５−１８６４１５号公報）。

また、使用済みの平版印刷版を１％以上含有する溶解用材料を用い、鋳造前に、ガスによる溶湯処理と濾材を用いる濾過を行って不純物およびＨ_２ガスを除去した後に鋳造を行い、その後、冷間圧延、熱処理の何れか一方または両方を行ってアルミニウム薄板とした後、矯正、粗面化を行う平版印刷版用支持体の製造方法も提案された（特許第３４２０８１７号公報）。

しかしながら、平版印刷版の品種に応じて支持体に含まれるＳｉ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｎなどの微量成分濃度の基準範囲が定められている。

ここで、ただ単に使用済み平版印刷版や端材を溶解して平版印刷版の支持体として再生した再生地金を材料として平版印刷版用支持体を製造した場合には、微量成分濃度が前記基準範囲を越えてしまう場合がある。

このような場合には、再生地金に新地金を加えて溶解して微量成分濃度を基準範囲内に調整している。

しかしながら、再生地金中の微量成分濃度が高過ぎる場合には、再生地金の配合量が限定されるので、再生地金の使用量を増やすことによって、新たに精錬されたアルミニウムからなる新地金の使用量を減少させることが困難になる。

本発明は、上記問題を解決すべく成されたものであり、微量成分の割合が従来のものよりも少ない再生地金が得られる地金再生方法、前記地金再生方法で製造される再生地金、前記再生地金を含有する平版印刷版支持体用材料、および前記平版印刷版用支持体を用いた平版印刷版の提供を目的とする。

請求項１に記載の発明は、アルミニウム含有量が９９．５重量％以上である純アルミニウムを溶解炉で溶解させて前記溶解炉の内部を洗浄する溶解炉洗浄工程と、未使用平版印刷版および使用済み平版印刷版から選択される廃平版印刷版を、前記溶解炉洗浄工程で内部を洗浄した溶解炉で溶解させて再生地金とする地金再生工程とを有することを特徴とする地金再生方法に関する。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の地金再生方法において、前記地金再生工程で、感光層、感光層保護材、および包装材料の合計量が１重量％以下の廃平版印刷版を用いることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の地金再生方法において、前記地金再生工程において使用される廃平版印刷版のサイズが２〜６０ｃｍ角であることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の何れか１項に記載の地金再生方法において、前記溶解炉として内壁がＳｉを含まないＳｉフリー炉を使用することを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４の何れか１項に記載の地金再生方法において、前記地金再生工程で６８０〜７５０℃の温度で廃平版印刷版を溶解させることを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項１〜５の何れか１項に記載された地金再生方法によって廃平版印刷版から製造されたことを特徴とする再生地金に関する。

請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の再生地金１０〜６５重量％とアルミニウム純度が９９．５％以上である純アルミニウム９０〜３５重量％とを溶融、混合させ、ついで凝固させて得られる平版印刷版支持体用材料に関する。

請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の平版印刷版支持体用材料を圧延して得られる帯状体の少なくとも一方の面を粗面化した支持体と、前記支持体の粗面化面上に形成した製版層とを有することを特徴とする平版印刷版に関する。

請求項１に記載の地金再生方法においては、純アルミニウムを溶解させて内部を洗浄した溶解炉を用いて廃平版印刷版を溶解して再生地金を製造しているから、純アルミニウムで内部を洗浄していない溶解炉を用いた場合と比較して炉壁からの微量元素の混入を抑えることができる。

請求項２に記載の地金再生方法においては、地金再生工程において、感光層、感光層保護材、および包装材料の合計量が１重量％以下の廃平版印刷版を用いているから、感光層、感光層保護材、および包装材料の合計量が１重量％を超える廃平版印刷版を用いた場合と比較して投入した廃平版印刷版に対する再生地金の重量割合である再生地金収率が高い。また、地金再生工程で溶湯を漉すために濾布を使用した場合に、濾布が燃焼するおそれが殆どない。

請求項３に記載の地金再生方法においては、地金再生工程において２〜６０ｃｍ角のサイズの廃平版印刷版を用いているから、サイズが６０ｃｍ角を超える廃平版印刷版を用いた場合と比較して廃平版印刷版の溶解時間を短縮でき、また、サイズが２ｃｍ角よりも小さな廃平版印刷版を用いた場合と比較して再生地金収率が高い。

請求項４に記載の地金再生方法においては、溶解炉としてＳｉフリー炉を用いているから、炉壁がＳｉを含有する通常の溶解炉を用いて廃平版印刷版を溶解した場合と比較して得られる再生地金中のＳｉの濃度を低減させることができる。

請求項５に記載の地金再生方法においては、地金再生工程で６８０〜７５０℃の範囲の温度で廃平版印刷版を溶解させているから、廃平版印刷版の溶解温度が６８０℃未満の場合に比較して廃平版印刷版の単位重量（たとえば１トン）当りの溶解時間が短い。また、７５０℃を超える溶解温度で溶解した場合に比較して再生地金収率が高い。

請求項６に記載の再生地金は、請求項１〜５の何れか１項に記載された地金再生方法によって廃平版印刷版から製造されているから、たとえば純アルミニウムで内部を洗浄しない溶解炉で製造された再生地金に比較して微量成分の濃度が小さい。

したがって、再生地金を純アルミニウムやと新地金と溶融、混合して平版印刷版支持体材料とする場合において、微量成分濃度の基準が同一であればより多くの再生地金を配合できるから、純アルミニウムや新地金の使用量を削減でき、したがって高価な精錬アルミニウムの日本への輸入量を削減できる。

請求項７に記載の平版印刷版支持体用材料は、再生地金として請求項６に記載の再生地金を用いることにより、純アルミニウムによる洗浄を行わなかった溶解炉で製造した再生地金を用いた場合に比較して再生地金の含有量を１０〜６５重量％と多くする事ができる。したがって、その分純アルミニウムの使用量を節減できるから安価である。

請求項８に記載の平版印刷版においては、請求項７に記載の平版印刷版支持体用材料から形成された支持体を用いているから、支持体中の微量成分の含有量は所定の基準範囲内である。したがって、支持体の材料が再生地金を１０〜６５重量％と大量に含んでいるにも拘らず、過剰な微量成分に起因する品質故障の発生を防止できる。

１．地金再生方法

本発明の地金再生方法は、上述のように溶解炉洗浄工程と地金再生工程とを有する。以下、本発明の地金再生方法の各工程について説明する。

１−１ 溶解炉洗浄工程
溶解炉洗浄工程においては、アルミニウムまたはその合金を溶解する溶解炉に純アルミニウムを投入して溶解し、投入した純アルミニウムが溶解したら、前記溶解炉の溶湯取出口から溶解した純アルミニウムを実質的に全量取り出して除去することにより、前記溶解炉の内部を洗浄する。

溶解炉を洗浄する回数は、通常は１回〜２回であるが、１回であっても本発明の効果は十分に得られる。なお、純アルミニウム材専用溶解炉を本発明の地金再生方法に使用するときは、内部は既に純アルミニウムで洗浄された状態であるから、溶解炉を使用する前に敢えて溶解炉内部を純アルミニウムで洗浄する必要はない。

溶解炉洗浄工程で使用される純アルミニウムは、アルミニウム含有量が９９．５重量％以上のアルミニウム合金であって、具体的には、合金番号１０８５、１０８０、１０７０、１０５０などのアルミニウム合金が挙げられる。

前記溶解炉の形態および容量には特に制限はないが、内部に設けられたバーナーで廃平版印刷版を直接加熱する直火加熱型であって容量１〜２０トンのものが、得られる再生地金への異種金属混入および酸化を防止する点から好ましい。

また、溶解炉を内張りする耐火煉瓦がＳｉを含有しないＳｉフリー炉であることが好ましい。ここで、Ｓｉフリー炉としては、アルミナ質耐火物、高アルミナ質耐火物、ジルコン質耐火物、黒鉛質耐火物などのようにシリカ以外の成分を主成分とする非シリカ系耐火物で内張りをした溶解炉が挙げられる。

１−２ 地金再生工程
地金再生工程では、溶解炉洗浄工程で内部を洗浄した溶解炉に廃平版印刷版を投入して溶解する。

使用できる廃平版印刷版としては、上で述べたように未使用平版印刷版および使用済み平版印刷版がある。

未使用平版印刷版としては、平版印刷版ウェブを所定の幅および長さに裁断および切断する際に生じる切断屑、工程トラブルで生じる不良品、および出荷後、顧客から未使用状態で返品された返送品などがある。

使用済み平版印刷版は、顧客側で製版され、印刷に使用された平版印刷版である。

未使用平版印刷版および使用済み平版印刷版においては、何れも平版印刷版用に微量成分の割合を調整済みのアルミニウムウェブが支持体として使用され、しかも、平版印刷版の使用前と使用後とで支持体のアルミニウムおよび微量成分の含有量が変化することもない。したがって、未使用平版印刷版と使用済み平版印刷版との差は、前者の表面には印刷インクが付着していないが後者の表面には印刷インクが付着していること位である。しかしながら、印刷インクの付着量は支持体の重量と比較すれば無視できる程小さい。また、使用済み平版印刷版において印刷インクが山盛りに付着しているものは目視などによる表面チェックによって除去できる。したがって、未使用平版印刷版と使用済み平版印刷版との割合は特に制限は無く、未使用平版印刷版または使用済み平版印刷版のみを使用してもよく、未使用平版印刷版と使用済み平版印刷版とを共に使用してもよい。

平版印刷版ウェブは、通常、帯状の合紙が製版層に重ねられた状態で裁断および切断される。また、平版印刷版ウェブは、帯状の支持体の粗面化面に感光性または感熱性の製版層を形成したものである。したがって、切断屑や不良品には合紙や製版層が混入していることが多い。また、出荷した平版印刷版が顧客から未使用状態で返品されるときは、通常梱包された状態で返品されることがおおいと考えられるから、返送品には、合紙や製版層のほか、遮光紙等の内装材および前記内装材を固定するための粘着テープなどの包装材料が混入することが多い。

これらの合紙、製版層、および包装材料を包含する可燃性不純物の混入量は、廃平版印刷版に対して１重量％以下であることが好ましい。可燃性不純物の混入量が１重量％以下であれば、上述のように、可燃性不純物の混入量が１重量％を超える場合と比較して再生地金収率が高く、また地金再生工程で溶湯を漉すために濾布を使用した場合に濾布が燃焼する恐れが殆どない。

廃平版印刷版への可燃性不純物の混入量が１重量％を超える場合は、廃平版印刷版を可燃性不純物とともに所定の大きさに裁断して水槽またはサイクロンに投入し、比重差または遠心力差によって合紙や包装材料を廃平版印刷版から分離することにより、合紙や包装材料を除去することができる。そして、合紙や包装材料を除去した廃平版印刷版を有機溶媒や平版印刷版用現像液で洗浄することにより、製版層を除去できる。但し、製版層の重量は支持体や合紙および包装材料の重量に比べて圧倒的に小さいから、可燃性不純物の混入量が１重量％を超える場合であっても合紙および包装材料を除去すれば十分なことが多い。

また、上述したように、溶解時間と地金再生収率との兼ね合いの点から、溶解温度は６８０〜７５０℃の範囲が好ましい。

廃平版印刷版のサイズは、上述のように２〜６０ｃｍ角が好ましい。

廃平版印刷版の溶解は、所定量の廃平版印刷版を投入したあと加熱、溶解する所謂バッチ式で行うことができるが、溶解炉内に溶湯が存在している状態で新たな廃平版印刷版を追加する所謂追い注ぎで溶解することが、操業効率および品質保持上の観点からは好ましい。廃平版印刷版を追い注ぎで溶解する場合は、廃平版印刷版の追加量は、溶解炉の容量にもよるが１回当たり１〜２０トン程度が好ましく、特に１０トン程度が好ましい。

廃平版印刷版を溶解した溶湯は、鋳型に注入して所定の形状および重量（５０〜１５００ｋｇ）のインゴットとすることができる。また、前記溶湯に純アルミニウムのインゴットを投入して溶解させて本発明の平版印刷版支持体用材料としてもよい。

２．平版印刷版支持体用材料
本発明の平版印刷版支持体用材料は、上述のように、前記地金再生方法で得られた再生地金１０〜６５重量％と純アルミニウム９０〜３５重量％とを溶融、混合させ、ついで凝固させたものである。

本発明の平版印刷版支持体用材料は、溶解炉洗浄工程において内部を洗浄した溶解炉で廃平版印刷版を溶解させて再生地金とし、この再生地金を凝固させること無く、所定量の純アルミニウムのインゴットを前記再生地金の溶湯に投入して攪拌、溶解させることにより調製できる。

また、前記再生地金を一旦凝固させてインゴットとし、前記再生地金のインゴットと純アルミニウムのインゴットとを溶解炉で溶解してもよい。

なお、純アルミニウムについては、「１．再生地金」のところで述べたとおりである。

上記手順によって調整された平版印刷版支持体用材料に、必要に応じてＳｉ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｎなどの微量元素を添加したあと、所定形状に凝固させて鋳塊としてもよいし、連続鋳造によってスラブまたは板材としてもよい。連続鋳造としては、ハズレー法などのように冷却ベルトを用いる方法、およびハンター法、３Ｃ方などのように冷却ローラを用いる方法などがある。

このようにして得られた平版印刷版支持体用材料の鋳塊、スラブ、板材を所定の厚さまで圧延して必要に応じて焼鈍処理を施して帯状材とする。そして、得られた帯状材の一方または両方の面を粗面化することにより、平版印刷版支持体とすることができる。粗面化処理には、回転するナイロンブラシによって表面を機械的に粗面化する機械的粗面化処理、酸性電解液中で交流を印加して表面を電解粗面化する電気化学的粗面化処理などがある。

次いで、前記平版印刷版支持体を陽極酸化処理し、必要に応じて珪酸ナトリウム溶液による親水化処理を施した後、粗面化面に製版層形成液を塗布して嵌装させ、感光性、感熱性、または光重合性の製版層を形成し、平版印刷版ウェブとする。

得られた平版印刷版ウェブを所定の寸法に裁断、切断して平版印刷版とする。

１．実施例１、比較例１
（実施例１）

溶解炉として純アルミニウム材専用溶解炉を用い、廃平版印刷版を一辺５０ｃｍ程度の細片に裁断したもの１６トンと純アルミニウムの新塊３トンとを投入して６５０℃〜７５０℃で溶解した。前記純アルミニウム材専用溶解炉としては、内容量が２０トンであり、オープンウェル型直火加熱方式炉を用いた。

投入した廃平版印刷版のうち、未使用平版印刷版と使用済み平版印刷版との重量割合は１：１であった。なお、未使用平版印刷版としては、平版印刷版製造工程で生じる切断屑を用い、使用済み平版印刷版としては、顧客から回収した製版、印刷後の平版印刷版を用いた。

得られた再生地金（以下、「再生地金１」とする）の微量成分の含有量は、以下の表１の通りであった。

（比較例１）

溶解炉として同じ内容量２０トンの直火加熱型であるが、Ａｌ−Ｍｎ系合金の製造に使用した溶解炉を、純アルミニウムで内部を洗浄することなく使用した以外は、実施例１と同様に実施した。

得られた再生地金（以下、「再生地金２」とする）の微量成分の含有量は、表１の通りであった。

表１から明らかなように、純アルミニウム材専用溶解炉を用いた再生地金１の方が、Ａｌ−Ｍｎ系合金の製造に使用した溶解炉を、純アルミニウムで内部を洗浄することなく用いた再生地金２に比較してＳｉ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｎの何れについても含有量が少ないことが判る。

２．実施例２、比較例２
平版印刷版の代表的なグレードであるグレードＡおよびＢに使用されている支持体、および新地金（純アルミニウム）の微量元素の成分比を以下の表２に示す。

表Ｉおよび表２から判るように、グレードＡおよびＢの支持体においては、Ｓｉの含有量は夫々０．０８重量％および０．０７重量％であるから、何れも実施例１に係る再生地金１のＳｉ含有量０．０８重量％と同じか少ない。

また、Ｆｅの含有量は、グレードＡおよびＢの支持体においては、夫々０．２７重量％および０．３１重量％であるから、グレードＡの支持体においては、実施例１に係る再生地金１よりもＦｅ含有量が少ない。

そこで、再生地金１および２を夫々新地金で希釈し、微量成分としてＳｉ、Ｆｅ、Ｃｕ、およびＭｎを追加してグレードＢの平版印刷版の支持体に使用するための地金を調整した。このときの再生地金と新地金との重量比率、および微量成分添加量を表３に示す。なお、再生地金の比率は、Ｓｉ，Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｎの何れも添加量が正であることを条件としたときの最大の比率を示す。

表３から明らかなように、たとえばグレードＢの平版印刷版の支持体用地金を調製する際に、再生地金１の場合は、新地金３５重量％に対して６５重量％使用できたのに対し、再生地金２の場合は、新地金９５重量％に対して５重量％しか使用できなかった。

このように、本発明の再生地金は、たとえばＡｌ−Ｍｎ系合金の製造に使用した溶解炉をそのまま使用して調製した再生地金に比較してＳｉ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｎの何れも含有量が少ないから、再生地金と新地金とから平版印刷版支持体用の地金を調製する際に、後者の再生地金に比較して新地金に対する再生地金の添加割合を増大させることができる。したがって高価な新地金を節約できる。

３．実施例３
実施例１において、廃平版印刷版の平均サイズを０．５ｃｍ角から１００ｃｍ角の範囲で変化させて１トン当たりの溶解時間、および再生地金の再生収率を測定した。なお、再生収率は、投入した廃平版印刷版に対する得られた再生地金の重量％として定義される。結果を表４に示す。

表４に示すように、１トン当たり溶解時間は、廃平版印刷版の平均サイズが０．５ｃｍ角および１ｃｍ角と小さなものでは３０〜４０分であり、２ｃｍ角〜６０ｃｍ角では５０〜６０分であった。しかし、１００ｃｍ角では１２０分と長かった。一方、再生収率は、廃平版印刷版の平均サイズが０．５ｃｍ角のときは８０％であり、１ｃｍ角のときは９２％であった。そして２ｃｍ角のといは９５％であったが、３０ｃｍ角〜１００ｃｍ角のときは９６％であった。

したがって、１トン当たりの溶解時間と再生収率とのバランスを卿慮すると、廃平版印刷版の平均サイズは２ｃｍ角〜６０ｃｍ角の範囲が好ましいことが判る。

４．実施例４
廃平版印刷版として未使用平版印刷版を用い、感光層、合紙、内装材、粘着テープ（以下、「感光層、合紙等」という。）の重量割合を変化させたときの再生収率を調べた。結果を表５に示す。

表５から明らかなように、感光層、合紙等の割合が１重量％以下のとき、再生収率は９５〜９６％であったが、感光層、合紙等の割合が２重量％のとき、再生収率は９０％であり、２．５重量％のときは８５％、５重量％のときは８１％であった。

この結果から、感光層、合紙等の混入量は１重量％以下が好ましいことが判る。

５．実施例５
実施例１において、溶湯温度を６５０℃〜７６０℃の範囲で変化させて１トン当たりの溶解時間、および再生地金の再生収率を測定した。結果を表６に示す。

溶湯温度を６５０℃、６８０℃、７５０℃、７６０℃と変化させると、１トン当たり溶解時間は２００分、７０分、６０分、４０分と短縮し、地金の再生収率は９６％、９６％、９６％、９２％と変化した。

上記の結果から、溶湯温度が６５０℃のときは溶解時間が長すぎ、溶湯温度が７６０℃のときは溶湯中のアルミニウムが酸化する故に地金の再生収率が低下する。

したがって、溶湯温度は６８０〜７５０℃の範囲が好ましいことが判る。

６．実施例６
溶解炉として、内容量２０トンの直火加熱型であって、Ｓｉを含まない耐火煉瓦で内張りしたＳｉフリー炉を用いた。

前記Ｓｉフリー炉に、先ず、純アルミニウムの鋳塊を投入して溶解し、投入した純アルミニウムを取り出して湯洗いすることを１〜２回繰り返した。

次いで、廃平版印刷版を前記Ｓｉフリー炉に１回につき１０トンずつ追い注ぎをして再生地金を製造した。溶湯温度は６８０℃〜７５０℃とした。

これを特許第３４２０８１７号公報の［００１７］〜［００２１］欄および表Ｉに示す実施例−４と比較した。前記特許掲載公報の実施例−４においても廃平版印刷版の混入率は１００％であるが、Ｓｉフリー炉でない通常の溶解炉を用いた。溶解炉の純アルミニウム洗浄を行うことなく、前記溶解炉に廃平版印刷版を投入して溶解し、ガスによる溶湯処理と濾過とを行ってから鋳造して再生地金とした。結果を表７に示す。

表７に示すように、通常の溶解炉を用い、純アルミニウムによる洗浄を行わない場合に比較して本実施例では物測回数が少なくて済み、再生収率は高く、溶解作業時間が大幅に短縮できることが判る。

Claims (5)

1. アルミニウム含有量が９９．５重量％以上である純アルミニウムを溶解炉で溶解させて前記溶解炉の内部を洗浄する溶解炉洗浄工程と、
   未使用平版印刷版および使用済み平版印刷版から選択される廃平版印刷版を、前記溶解炉洗浄工程で内部を洗浄した溶解炉で溶解させて再生地金とする地金再生工程とを有することを特徴とする地金再生方法。
2. 前記地金再生工程においては、感光層、感光層保護材、および包装材料の合計量が１重量％以下の廃平版印刷版を用いる請求項１に記載の地金再生方法。
3. 前記地金再生工程において使用される廃平版印刷版のサイズは２〜６０ｃｍ角である請求項１または２に記載の地金再生方法。
4. 前記溶解炉として炉壁がＳｉを含まないＳｉフリー炉を使用する請求項１〜３の何れか１項に記載の地金再生方法。
5. 前記地金再生工程において廃平版印刷版を溶解させる温度は６８０〜７５０℃である請求項１〜４の何れか１項に記載の地金再生方法。