JP5405475B2 - 電解粗面化処理方法および電解粗面化処理装置 - Google Patents

電解粗面化処理方法および電解粗面化処理装置 Download PDF

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Description

本発明は、電解粗面化処理方法および電解粗面化処理装置に関し、特に、交流電解粗面化処理においてウェブにチャターマークが生じるのを効果的に抑止できる電解粗面化処理方法および電解粗面化処理装置に関する。
純アルミニウムまたはアルミニウム合金のウェブであるアルミニウムウェブの片面または両面を粗面化して平版印刷版用支持体とする粗面化プロセスにおいて、交流電解処理することにより粗面化する電解粗面化処理は広く行われている。
しかしながら、電解粗面化処理においては、アルミニウムウェブの幅方向に沿った縞状の模様であるチャターマークが前記アルミニウムウェブの粗面化面に生じることが問題になっている。
チャターマークの発生を防止する方法として、アルミニウムウェブの搬送速度をy(m/分)、電源周波数をf(Hz)、2つの隣接する電極の先端部同士の間隔をx(cm)としたとき、
0≦g(60xf/100y)≦0.2、または
0.8≦g(60xf/100y)<1 ・・・数式1 および
g(a)=a−[a]、但し、[a]はaを超えない最大の整数 ・・・数式2
を満たすように、x、y、fを設定して電解粗面化処理を行うことが提案された(特開平6−88299号公報)。
また、同じ電解粗面化処理において、アルミニウムウェブの移動速度をV(m/分)、交番電流のピーク時の電流密度をD(A/dm)とすると、VおよびDを、
70≦V≦160、20≦D≦200、D≦122000V−1.55
のように設定することが提案された(特開2004−243633号公報)
しかしながら、上記先行文献に示されている数式に従ってアルミニウムウェブの搬送速度、電源周波数、2つの隣接する電極の先端部同士の間隔、交番電流のピーク時電流密度を設定しても、アルミニウムウェブにチャターマークが生じるのを完全には防止できなかった。
本発明は、上記問題を解決すべく成されたものであり、アルミニウムウェブを電解粗面化処理する際のチャターマークの発生を効果的に抑止できる電解粗面化処理方法および電解粗面化処理装置の提供を目的とする。
本発明の第1の態様は、一定方向に沿って所定の搬送速度で搬送されるウェブを、前記ウェブの搬送方向に沿って配設された複数の電極に交流を印加して電解粗面化処理する電解粗面化処理方法であって、一の電極の末端をウェブのある一点が通過する際にウェブに印加される交流電圧波形と、前記一の電極の下流側に隣接する他の電極の先端をウェブの前記一点が通過する際にウェブに印加される交流電圧波形とが重なり合わないように、ウェブの搬送速度、一の電極と他の電極とに印加される交流の周波数、および一の電極と他の電極との間のウェブ搬送距離を設定する電解粗面化処理方法に関する。
本発明の第2の態様は、第1の態様に係る電解粗面化処理方法において、前記ウェブは純アルミニウムまたはアルミニウム合金のウェブであるものに関する。
本発明の第3の態様は、第1または第2の態様に係る電解粗面化処理方法において、前記一の電極と他の電極との間において前記ウェブが巻き掛けられるウェブ搬送ローラを設け、前記ウェブ搬送ローラの高さおよび外径を設定することにより、前記一の電極と他の電極との間のウェブ搬送距離を設定するものに関する。
本発明の第4の態様は、一定方向に所定の搬送速度で搬送されるウェブを、前記ウェブの搬送方向に沿って配設された複数の電極に交流を印加して電解粗面化処理する電解粗面化処理方法であって、一の電極の末端をウェブのある一点が通過する際にウェブに印加される交流電圧波形と、前記一の電極の下流側に隣接する他の電極の先端をウェブの前記一点が通過する際にウェブに印加される交流電圧波形とが重なり合わないように、ウェブの搬送速度、一の電極と他の電極とに印加される交流の周波数、および一の電極と他の電極との間のウェブ搬送距離が設定されている電解粗面化処理装置に関する。
本発明の第5の態様は、第4の態様に係る電解粗面化処理装置において、前記ウェブが純アルミニウムまたはアルミニウム合金のウェブであるものに関する。
本発明の第6の態様は、第4または第5の態様に係る電解粗面化処理装置において、前記一の電極と他の電極との間において前記ウェブが巻き掛けられるウェブ搬送ローラを備え、前記ウェブ搬送ローラの高さおよび外径を設定することにより、前記一の電極と他の電極との間のウェブ搬送距離が設定されるものに関する。
第1の態様に係る電解粗面化処理方法においては、一の電極の末端でウェブに印加される交流電圧波形と他の電極の先端でウェブに印加される交流電圧波形とが重なり合わず、言い換えれば、一の電極の末端と他の電極の先端とで同一の位相角の交流電圧がウェブに印加されることはない。したがって、ウェブの同一箇所において一の電極の末端と他の電極の先端とで同一の電気化学反応が生じることはないから、たとえ、一の電極における末端でウェブにチャターマークが生じても、他の電極における先端において前記チャターマークが強調されることがなく、目視で判るほどの明確なチャターマークの発生が抑止される。
第2の態様に係る電解粗面化処理方法によれば、チャターマークのない平版印刷版用支持体が製造できる。
第3の態様に係る電解粗面化処理方法によれば、ウェブ搬送ローラの高さまたは外径を設定することによって一の電極と他の電極との間のウェブ搬送距離を設定しているから、ウェブの搬送速度、交流周波数、一の電極と他の電極とにおける交流の位相差などを変化させることなく、チャターマークの生じないような条件を設定できる。これにより、純アルミニウムまたはアルミニウム合金のウェブからチャターマークのない平版印刷版用支持体を容易に製造できる。
第4の態様に係る電解粗面化処理装置においては、請求項1のところでも述べたように、一の電極の末端でウェブに印加される交流電圧波形と他の電極の先端でウェブに印加される交流電圧波形とが重なり合わず、言い換えれば、一の電極の末端と他の電極の先端とで同一の位相角の交流電圧がウェブに印加されることはない。したがって、ウェブの同一箇所において一の電極の末端と他の電極の先端とで同一の電気化学反応が生じることはないから、目視で判るほどの明確なチャターマークの発生が抑止される。
第5の態様に係る電解粗面化処理装置によれば、チャターマークのない平版印刷版用支持体が容易に製造できる。
【0025】
第6の態様に係る電解粗面化処理装置においては、ウェブ搬送ローラの高さまたは外径を設定することによって一の電極と他の電極との間のウェブ搬送距離を設定しているから、チャターマークを生じさせないために、ウェブの搬送速度、交流周波数、一の電極と他の電極とにおける交流の位相差などを再設定する必要がない。したがって、平版印刷版支持体を製造後、これらの条件を再設定することなく、チャターマークのない平版印刷版用支持体を容易に製造できる。
【図面の簡単な説明】
実施形態1に係る電解粗面化処理装置の構成を示す概略断面図である。 実施形態2に係る電解粗面化処理装置の構成を示す概略断面図である。 実施形態3に係る電解粗面化処理装置の構成を示す概略断面図である。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。
1.実施形態1
連続した帯状のアルミニウム板であるアルミニウムウェブを交流電解して電解粗面化処理する電解粗面化処理装置のうち、ラジアル型のものに、本発明を適用した一例につき、以下に説明する。
図1に示すように、実施形態1に係る電解粗面化処理装置100は、酸性電解液が貯留される電解槽2Aが内部に設けられた電解槽本体2と、電解槽2A内部に、水平方向に伸びる軸線の周りに回転可能に配設され、アルミニウムウェブWを矢印aの方向、即ち図1における右方から左方に向かって送る送りローラ4とを備えている。ここで、アルミニウムウェブWは本発明のウェブの一例である。
電解槽2Aの内壁面は、送りローラ4を囲むように略円筒状に形成され、前記内壁面上には、半円筒状の上流電極6Aおよび下流電極6Bが送りローラ4を挟んで設けられている。ここで、上流電極6Aは、搬送方向aに対して上流側に位置し、下流電極6Bは搬送方向aに沿って下流側に位置するから、上流電極6A、下流電極6Bは、夫々本発明の一の電極および他の電極に相当する。
上流電極6Aおよび下流電極6Bは、それぞれ円周方向に沿って複数の小電極62Aおよび62Bに分割され、各電極62Aおよび62Bの間には、それぞれ絶縁層64Aおよび64Bが介装されている。小電極62Aおよび62Bは、例えば、グラファイトや金属などを用いて形成でき、絶縁層64Aおよび64Bは、例えば塩化ビニル樹脂などにより形成できる。絶縁層64Aおよび64Bの厚さは、1〜10mmが好ましい。また、図1では省略されているが、上流電極6Aおよび下流電極6Bの何れにおいても、小電極62Aおよび62Bは、それぞれ電源ACに接続されている。小電極62A、62B、および絶縁層64A、64Bは、何れも絶縁性の電極ホルダー64Cによって保持されて上流電極6Aおよび下流電極6Bを形成している。
前記電源ACは、前記交番波形電流を上流電極6Aおよび下流電極6Bに供給する機能を有するとともに、出力される交流電流の電圧、周波数、位相を制御できる。前記電源ACは、誘導電圧調整器および変圧器を用いて商用交流を電流・電圧調整することにより正弦波を発生させる正弦波発生回路、前記商用交流を整流するなどの手段により得られた直流から台形波電流または矩形波電流を発生させるサイリスタ回路などが挙げられる。
上流電極6Aの末端と下流電極6Bの先端との距離d2は、アルミニウムウェブWの搬送速度および電源ACから出力される交流電流の周波数および位相との関係で、上流電極6Aの末端でウェブに印加される交流電圧波形と下流電極6Bの先端でアルミニウムウェブWに印加される交流電圧波形とが重なり合わず、言い換えれば、位相差の絶対値が大きくなるように設定されている。例えば図1において上流電極6Aのウェブ搬送経路に沿った長さをd1(mm)、電源ACから出力される交流電流の周波数をfHz)、アルミニウムウェブWの搬送速度をv(m/分)とすると、上流電極6Aの先端をウェブが通過した時間を0としたときの上流電極6Aの末端をウェブが通過する時間t1(秒)とし、下流電極6Bの先端をウェブが通過する時間t2(秒)とすると
t1=0.06d1/v
t2=0.06(d1+d2)/v
である。そして、上流電極6Aと下流電極6Bとに印加される交流電流の位相は互いに逆であるから、上流電極6Aの末端での交流電流の位相φ1および下流電極6Bの先端での交流電流の位相φ2は、例えば正弦波の場合には、夫々
φ1=sin(2πf・t1)
φ2=−sin(2πf・t2)
となる。ここで、本願における「波形が重ならない」とは、上流電極6Aの末端での交流電流の位相φ1と下流電極6Bの先端での交流電流の位相φ2との位相差φ1−φ2が0でなく、ある絶対値を有していることをいう。位相差φ1−φ2の絶対値が大きくなるように、具体的には0.2以上、好ましくは0.7以上になるように距離d2を設定すればよい。
なお、距離d2を調節する代わりに、電源ACからの交流電流の周波数fおよびアルミニウムウェブWの搬送速度vを調節して上記の式が成立するようにしてもよい。
電解槽2Aの上部には、交流電解粗面化処理時において、本発明の金属板の一例であり、連続帯状のアルミニウム板であるアルミニウムウェブWが導入・導出される開口部2Bが形成されている。開口部2Bにおける下流電極6Bの下流側末端近傍には、電解槽2Aに酸性電解液を補充する酸性電解液補充流路8が設けられている。前記酸性電解液としては、硝酸溶液および塩酸溶液などが使用できる。
電解槽2Aの上方における開口部2B近傍には、アルミニウムウェブWを電解槽2A内部に案内する一群の上流側案内ローラ10Aと、電解槽2A内で電解粗面化処理されたアルミニウムウェブWを電解槽2Aの外部に案内する下流側案内ローラ10Bとが配設されている。
電解槽本体2における電解槽2Aの上流側には溢流槽2Cが設けられている。溢流槽2Cは、電解槽2Aから溢流した酸性電解液を一時貯留し、電解槽2Aの液面高さを一定に保持する機能を有する。
電解槽2Aと溢流層2Cとの間には、補助電解槽12が設けられている。補助電解槽12は、電解槽2Aよりも浅く、底面12Aが平面状に形成されている。そして、底面12A上には、円柱状の補助電極14が複数本設けられている。
補助電極14は、白金などの高耐食性の金属またはフェライトなどから形成されたものが好ましく、また、板状であってもよい。
補助電極14は、交流電源ACにおける上流電極6Aが接続される側に、上流電極6Aに対して並列に接続され、中間には、サイリスタTh1が、点弧時において、交流電源ACにおける上流電極6Aに接続された側から補助電極14に向う方向に電流が流れるように接続されている。
また、交流電源ACにおける下流電極6Bが接続された側にも、サイリスタTh2を介して補助電極14に接続されている。サイリスタTh2は、点弧時に交流電源ACにおける下流電極6Bに接続された側から補助電極14に向う方向に電流が流れるように接続されている。
サイリスタTh1およびTh2の何れを点弧したときも、補助電極14にはアノード電流が流れる。したがって、サイリスタTh1およびTh2を位相制御することにより、補助電極14に流れるアノード電流の電流値を制御でき、したがって、アルミニウムウェブWがカソードの時に流れる電気量Gcとアノードのときに流れる電気量Qaとの比率Qc/Qaも制御できる。
図1に示すように、上流電極6Aおよび下流電極6BにおけるアルミニウムウェブWの搬送方向aに対して上流側の端部には、それぞれ搬送方向aに沿って送りローラ4の表面に漸近する漸近部66Aおよび66Bが形成され、これにより、電解槽2Aの内部にソフトスタート部60Aおよび60Bが形成される。
漸近部66Aおよび66Bは、実施形態1の電解粗面化処理装置100においては平面的に形成されているが、送りローラ4の表面、言い替えればアルミニウムウェブWの搬送面Tに対して凸または凹の曲面状に形成されていてもよい。
電解粗面化処理装置100の作用について以下に説明する。
図1における右方から電解槽本体2に案内されたアルミニウムウェブWは、先ず補助電解槽12に導入され、次いで、上流側案内ローラ10Aによって電解槽2Aに案内される。そして、送りローラ4によって図1における右方から左方に向って送られ、下流側案内ローラ10Bによって電解槽2Aの外に導かれる。
電解槽2Aに導入されたアルミニウムウェブWは、最初に、ソフトスタート部60Aを通過する。ソフトスタート部60Aの始点においては、アルミニウムウェブWと上流電極6Aとの間隔は、ソフトスタート部60Aのほうが下流側における前記間隔よりも広いから、電流密度は、電解槽2Aにおける最大電流密度MCDよりも遥かに小さい。
ソフトスタート部60Aを下流側に向って移動するにつれ、アルミニウムウェブWに流れる電流密度は増大し、ソフトスタート部60Aの終点においては、前記最大電流密度MCDに等しくなる。
アルミニウムウェブWは、ソフトスタート部60Aを通過したのち、上流電極6Aに沿って搬送され、電源ACから上流電極6Aに印加された交番波形電流により、上流電極6Aに向いた側の面がアノードまたはカソード反応する。
上流電極6Aの近傍を通過したアルミニウムウェブWは、次ぎに、ソフトスタート部60Bを通過する。ソフトスタート部60Bにおいても、ソフトスタート部60Aと同様、アルミニウムウェブWが下流側に向って移動するにつれ、アルミニウムウェブWに流れる電流密度は増大し、ソフトスタート部60Bの終点においては、前記最大電流密度MCDに等しくなる。
アルミニウムウェブWは、ソフトスタート部60Bを通過したのち、同様に、下流電極6Bに沿って搬送され、電源ACから下流電極6Bに印加された交番波形電流により、上流電極6Aに向いた側の面がアノードまたはカソード反応して、全面にハニカムビットが形成される。
実施形態1に係る電解粗面化処理装置100においては、上流電極6Aの末端での交流電流の位相φ1および下流電極6Bの先端での交流電流の位相φ2の位相差φ1−φ2の絶対値が大きくなるように、具体的には0.2以上、好ましくは0.7以上になるように距離d2、電源周波数f、または搬送速度Vが設定されているから、上流電極6Aの末端と下流電極6Bの先端とにおいて交流電圧波形の重なり合いが生じない。したがって、たとえ、上流電極6Aの末端でアルミニウムウェブWの特定の箇所にチャターマークが生じても、下流電極6Bの先端においてアルミニウムウェブWの同一箇所において同じような電気化学的反応が生じることがないから、少なくとも前記チャターマークが強調されることはなく、通常は、前記チャターマークは消える。
これに対して、位相差φ1−φ2の絶対値が小さいと、具体的にはたとえば0.15以下になると、上流電極6Aの末端と下流電極6Bの先端との間で交流電圧波形の重なり合いが生じるから、上流電極6Aの末端でアルミニウムウェブWの特定の箇所にチャターマークが生じると、下流電極6Bの先端においてアルミニウムウェブWの同一箇所において同じような電気化学的反応が生じ、前記チャターマークが強調される。
更に、上流電極6Aおよび下流電極6Bの先端にはソフトスタート部60Aおよび60Bが設けられているから、電解槽2Aに導入されたアルミニウムウェブWには、最初は低い電流密度の電流が印加される。したがって、大電流密度、高速搬送というチャターマークが生じやすい条件においてもチャターマークの発生を更に効果的に抑止できる。
次に、平版印刷版用支持体の製造方法を詳細に説明する。
[平版印刷版用支持体の製造方法]
<アルミニウム板(圧延アルミ)>
本発明の平版印刷版用支持体の製造方法には公知のアルミニウム板を用いることができる。本発明に用いられるアルミニウム板は、寸度的に安定なアルミニウムを主成分とする金属であり、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる。純アルミニウム板のほか、アルミニウムを主成分とし微量の異元素を含む合金板を用いることもできる。
本明細書においては、上述したアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる各種の基板をアルミニウム板と総称して用いる。前記アルミニウム合金に含まれてもよい異元素には、ケイ素、鉄、銅、マンガン、マグネシウム、クロム、亜鉛、ビスマス、ニッケル、チタン等があり、合金中の異元素の含有量は10質量%以下である。
このように本発明に用いられるアルミニウム板は、その組成が特定されるものではなく、例えば、アルミニウムハンドブック第4版(1990年、軽金属協会発行)に記載されている従来公知の素材、例えば、JIS A1050、JIS A1100、JIS A070、Mnを含むJIS A3004、国際登録合金 3103A等のAl−Mn系アルミニウム板を適宜利用することができる。また、引張強度を増す目的で、これらのアルミニウム合金に0.1質量%以上のマグネシウムを添加したAl−Mg系合金、Al−Mn−Mg系合金(JIS A3005)を用いることもできる。更に、ZrやSiを含むAl−Zr系合金やAl−Si系合金を用いることもできる。更に、Al−Mg−Si系合金を用いることもできる。
また、使用済みアルミニウム飲料缶を溶解させたUBC(Used Beverage Can)地金を圧延して得られるアルミニウム板を用いることもできる。
このアルミニウム板において、Cu含有量は、0.00質量%以上であるのが好ましく、さらには0.01質量%以上、0.02質量%以上であるのがより好ましく、また、0.15質量%以下であるのが好ましく、さらには0.11質量%以下であるのが好ましく、0.03質量%以下であるのがより好ましい。特に好ましいのは、Si:0.07〜0.09質量%、Fe:0.20〜0.29質量%、Cu:0.03質量%以下、Mn:0.01質量%以下、Mg:0.01質量%以下、Cr:0.01質量%以下、Zn:0.01質量%以下、Ti:0.02質量%以下、Al:99.5質量%以上であるアルミニウム板である。
JIS1050材に関しては、本願出願人によって提案された技術が、特開昭59−153861号、特開昭61−51395号、特開昭62−146694号、特開昭60215725号、特開昭60−215726号、特開昭60−215727号、特開昭60−216728号、特開昭61−272367号、特開昭58−11759号、特開昭58−42493号、特開昭58−221254号、特開昭62−148295号、特開平4−254545号、特開平4−165041号、特公平3−68939号、特開平3−234594号、特公平1−47545号および特開昭62−140894号の各公報に記載されている。また、特公平1−35910号公報、特公昭55−28874号公報等に記載された技術も知られている。
JIS1070材に関しては、本願出願人によって提案された技術が、特開平7−81264号、特開平7−305133号、特開平8−49034号、特開平8−73974号、特開平8−108659号および特開平8−92679号の各公報に記載されている。
Al−Mg系合金に関しては、本願出願人によって提案された技術が、特公昭62−5080号、特公昭63−60823号、特公平3−61753号、特開昭60−203496号、特開昭60−203497号、特公平3−11635号、特開昭61−274993号、特開昭62−23794号、特開昭63−47347号、特開昭63−47348号、特開昭63−47349号、特開昭64−1293号、特開昭63−135294号、特開昭63−87288号、特公平4−73392号、特公平7−100844号、特開昭62−149856号、特公平4−73394号、特開昭62−181191号、特公平5−76530号、特開昭63−30294号および特公平6−37116号の各公報に記載されている。また、特開平2−215599号公報、特開昭61−201747号公報等にも記載されている。
Al−Mn系合金に関しては、本願出願人によって提案された技術が、特開昭60−230951号、特開平1−306288号および特開平2−293189号の各公報に記載されている。また、特公昭54−42284号、特公平4−19290号、特公平419291号、特公平4−19292号、特開昭61−35995号、特開昭64−51992号、特開平4−226394号の各公報、米国特許第5,009,722号明細書、同第5,028,276号明細書等にも記載されている。
Al−Mn−Mg系合金に関しては、本願出願人によって提案された技術が、特開昭62−86143号公報および特開平3−222796号公報に記載されている。また、特公昭63−60824号、特開昭60−63346号、特開昭60−63347号、特開平1−293350号の各公報、欧州特許第223,737号、米国特許第4,818,300号、英国特許第1,222,777号の各明細書等にも記載されている。
Al−Zr系合金に関しては、本願出願人によって提案された技術が、特公昭63−15978号公報および特開昭61−51395号公報に記載されている。また、特開昭63−143234号、特開昭63−143235号の各公報等にも記載されている。
Al−Mg−Si系合金に関しては、英国特許第1,421,710号明細書等に記載されている。
アルミニウム合金を板材とするには、例えば、下記の方法を採用することができる。まず、所定の合金成分含有量に調整したアルミニウム合金溶湯に、常法に従い、清浄化処理を行い、鋳造する。清浄化処理には、溶湯中の水素等の不要ガスを除去するために、フラックス処理、アルゴンガス、塩素ガス等を用いる脱ガス処理、セラミックチューブフィルタ、セラミックフォームフィルタ等のいわゆるリジッドメディアフィルタや、アルミナフレーク、アルミナボール等をろ材とするフィルタや、グラスクロスフィルタ等を用いるフィルタリング処理、あるいは、脱ガス処理とフィルタリング処理を組み合わせた処理が行われる。
これらの清浄化処理は、溶湯中の非金属介在物、酸化物等の異物による欠陥や、溶湯に溶け込んだガスによる欠陥を防ぐために実施されることが好ましい。溶湯のフィルタリングに関しては、特開平6−57432号、特開平3−162530号、特開平5−140659号、特開平4−231425号、特開平4−276031号、特開平5−311261号、特開平6−136466号の各公報等に記載されている。また、溶湯の脱ガスに関しては、特開平5−51659号公報、実開平5−49148号公報等に記載されている。本願出願人も、特開平7−40017号公報において、溶湯の脱ガスに関する技術を提案している。
ついで、上述したように清浄化処理を施された溶湯を用いて鋳造を行う。鋳造方法に関しては、DC鋳造法に代表される固体鋳型を用いる方法と、連続鋳造法に代表される駆動鋳型を用いる方法がある。
DC鋳造においては、冷却速度が0.5〜30℃/秒の範囲で凝固する。1℃未満であると粗大な金属間化合物が多数形成されることがある。DC鋳造を行った場合、板厚300〜800mmの鋳塊を製造することができる。その鋳塊を、常法に従い、必要に応じて面削を行い、通常、表層の1〜30mm、好ましくは1〜10mmを切削する。その前後において、必要に応じて、均熱化処理を行う。均熱化処理を行う場合、金属間化合物が粗大化しないように、450〜620℃で1〜48時間の熱処理を行う。熱処理が1時間より短い場合には、均熱化処理の効果が不十分となることがある。なお、均熱処理を行わない場合には、コストを低減させることができるという利点がある。
その後、熱間圧延、冷間圧延を行ってアルミニウム板の圧延板とする。熱間圧延の開始温度は350〜500℃が適当である。熱間圧延の前もしくは後、またはその途中において、中間焼鈍処理を行ってもよい。中間焼鈍処理の条件は、バッチ式焼鈍炉を用いて280〜600℃で2〜20時間、好ましくは350〜500℃で2〜10時間加熱するか、連続焼鈍炉を用いて400〜600℃で6分以下、好ましくは450〜550℃で2分以下加熱するかである。連続焼鈍炉を用いて10〜200℃/秒の昇温速度で加熱して、結晶組織を細かくすることもできる。
以上の工程によって、所定の厚さ、例えば、0.1〜0.5mmに仕上げられたアルミニウム板は、更にローラレベラ、テンションレベラ等の矯正装置によって平面性を改善してもよい。平面性の改善は、アルミニウム板をシート状にカットした後に行ってもよいが、生産性を向上させるためには、連続したコイルの状態で行うことが好ましい。また、所定の板幅に加工するため、スリッタラインを通してもよい。また、アルミニウム板同士の摩擦による傷の発生を防止するために、アルミニウム板の表面に薄い油膜を設けてもよい。油膜には、必要に応じて、揮発性のものや、不揮発性のものが適宜用いられる。
一方、連続鋳造法としては、双ロール法(ハンター法)、3C法に代表される冷却ロールを用いる方法、双ベルト法(ハズレー法)、アルスイスキャスターII型に代表される冷却ベルトや冷却ブロックを用いる方法が、工業的に行われている。連続鋳造法を用いる場合には、冷却速度が100〜1000℃/秒の範囲で凝固する。連続鋳造法は、一般的には、DC鋳造法に比べて冷却速度が速いため、アルミマトリックスに対する合金成分固溶度を高くすることができるという特徴を有する。連続鋳造法に関しては、本願出願人によって提案された技術が、特開平3−79798号、特開平5−201166号、特開平5−156414号、特開平6−262203号、特開平6−122949号、特開平6−210406号、特開平6−26308号の各公報等に記載されている。
連続鋳造を行った場合において、例えば、ハンター法等の冷却ロールを用いる方法を用いると、板厚1〜10mmの鋳造板を直接、連続鋳造することができ、熱間圧延の工程を省略することができるというメリットが得られる。また、ハズレー法等の冷却ベルトを用いる方法を用いると、板厚10〜50mmの鋳造板を鋳造することができ、一般的に、鋳造直後に熱間圧延ロールを配置し連続的に圧延することで、板厚1〜10mmの連続鋳造圧延板が得られる。
これらの連続鋳造圧延板は、DC鋳造について説明したのと同様に、冷間圧延、中間焼鈍、平面性の改善、スリット等の工程を経て、所定の厚さ、例えば、0.1〜0.5mmの板厚に仕上げられる。連続鋳造法を用いた場合の中間焼鈍条件および冷間圧延条件については、本願出願人によって提案された技術が、特開平6−220593号、特開平6210308号、特開平7−54111号、特開平8−92709号の各公報等に記載されている。
本発明に用いられるアルミニウム板は、JISに規定されるH18の調質が行われているのが好ましい。
このようにして製造されるアルミニウム板には、以下に述べる種々の特性が望まれる。
アルミニウム板の強度は、平版印刷版用支持体として必要な腰の強さを得るため、0.2%耐力が120MPa以上であるのが好ましい。また、バーニング処理を行った場合にもある程度の腰の強さを得るためには、270℃で3〜10分間加熱処理した後の0.2%耐力が80MPa以上であるのが好ましく、100MPa以上であるのがより好ましい。特に、アルミニウム板に腰の強さを求める場合は、MgやMnを添加したアルミニウム材料を採用することができるが、腰を強くすると印刷機の版胴へのフィットしやすさが劣ってくるため、用途に応じて、材質および微量成分の添加量が適宜選択される。これらに関して、本願出願人によって提案された技術が、特開平7−126820号公報、特開昭62−140894号公報等に記載されている。
また、アルミニウム板は、引張強度が160±15N/mm2、0.2%耐力が140 ±15MPa、JIS Z2241およびZ2201に規定される伸びが1〜10%であるのがより好ましい。
アルミニウム板の結晶組織は、化学的粗面化処理や電気化学的粗面化処理を行った場合、アルミニウム板の表面の結晶組織が面質不良の発生の原因となることがあるので、表面においてあまり粗大でないことが好ましい。アルミニウム板の表面の結晶組織は、幅が200μm以下であるのが好ましく、100μm以下であるのがより好ましく、50μm以下であるのが更に好ましく、また、結晶組織の長さが5000μm以下であるのが好ましく、1000μm以下であるのがより好ましく、500μm以下であるのが更に好ましい。これらに関して、本願出願人によって提案された技術が、特開平6−218495号、特開平7−39906号、特開平7−124609号の各公報等に記載されている。
アルミニウム板の合金成分分布は、化学的粗面化処理や電気化学的粗面化処理を行った場合、アルミニウム板の表面の合金成分の不均一な分布に起因して面質不良が発生することがあるので、表面においてあまり不均一でないことが好ましい。
アルミニウム板の金属間化合物は、その金属間化合物のサイズや密度が、化学的粗面化処理や電気化学的粗面化処理に影響を与える場合がある。これらに関して、本願出願人によって提案された技術が、特開平7−138687号、特開平4−254545号の各公報等に記載されている。
本発明においては、上記に示されるようなアルミニウム板をその最終圧延工程等において、プレス圧延、転写等により凹凸を形成させて用いることもできる。
中でも、最終板厚に調整する冷間圧延、または、最終板厚調整後の表面形状を仕上げる仕上げ冷間圧延とともに、凹凸面をアルミニウム板に圧接させて凹凸形状を転写し、アルミニウム板の表面に凹凸パターンを形成させる方法が好ましい。具体的には、特開平6262203号公報に記載されている方法を好適に用いることができる。
表面に凹凸パターンを有するアルミニウム板を用いることにより、ブラシと研磨剤とで形成する凹凸パターンより、平均ピッチと深さが均一な凹凸パターンを得ることができるので耐汚れ性が向上する。また後のアルカリエッチング処理および粗面化処理で消費されるエネルギーを少なくしつつ、印刷機上における湿し水の量の調整を容易にすることができる。例えば、後述する第1エッチング処理において、エッチング量を3g/m2程度以下と少なくすることができる。また、凹凸パターンを有するアルミニウム板を用いると得られる平版印刷版用支持体の表面積が増大するため、耐刷性により優れる。
転写は、通常のアルミニウム板の最終冷間圧延工程で行うのが特に好ましい。転写のための圧延は1〜3パスで行うのが好ましく、それぞれの圧下率は3〜8%であるのが好ましい。
また、転写により付与される凹凸は、アルミニウム板の両面に付与されるのがより好ましい。これにより、表面と裏面のアルミニウム板の伸び率を同程度に調整することができるので平面性のよいアルミニウム板を得ることができる。
凹凸の転写に用いられる、表面に凹凸を有する圧延ロールを得る方法としては、例えば、ブラスト法、電解法、レーザ法、放電加工法、これらを組み合わせた方法が挙げられる。中でも、ブラスト法と電解法とを組み合わせた方法が好ましい。ブラスト法の中でも、エアーブラスト法が好ましい。
エアーブラスト法におけるエアー圧は、1〜10kgf/cm(9.81×104〜9.81×105Pa)であるのが好ましく、2〜5kgf/cm(1.96×105〜4.90×105Pa)であるのがより好ましい。
エアーブラスト法に用いられるグリッドは、所定の粒径のアルミナ粒子であれば特に限定されない。グリッドに、硬く、粒子一つ一つの角が鋭角なアルミナ粒子を用いると、転写ロールの表面に、深く均一な凹凸を形成させやすい。
アルミナ粒子の平均粒径は、50〜150μmであり、60〜130μmであるのが好ましく、70〜90μmであるのがより好ましい。上記範囲であると、転写ロールとして十分な大きさの表面粗さが得られるため、この転写ロールを用いて凹凸を付与したアルミニウム板の表面粗さが十分に大きくなる。また、ピット数も十分に多くすることができる。
エアーブラスト法においては、噴射を2〜5回行うのが好ましく、中でも2回行うのがより好ましい。噴射を2回行うと、1回目の噴射で形成された凹凸の不揃いな凸部を2回目の噴射で削り取ることができるため、得られる圧延ロールを用いて凹凸を付与したアルミニウム板の表面に、局所的に深い凹部が形成されにくくなる。その結果、平版印刷版の現像性(感度)が優れたものとなる。
エアーブラスト法における噴射角は、噴射面(ロール表面)に対して60〜120°であるのが好ましく、80〜100°であるのがより好ましい。
エアーブラスト法を行った後、後述するめっき処理を行う前に、平均表面粗さ(R) がエアーブラスト後の値から10〜40%低下するまで、研磨するのが好ましい。研磨(a) は、サンドペーパー、砥石またはバフを用いるのが好ましい。研磨することにより、転写ロールの表面の凸部の高さを揃えることができ、その結果、この転写ロールを用いて凹凸を付与したアルミニウム板の表面に、局所的に深い部分が形成されなくなる。その結果、平版印刷版の現像性(感度)が特に優れたものとなる。
転写ロールの表面の平均表面粗さ(Ra)は0.4〜1.0μmであるのが好ましく、 0.6〜0.9μmであるのがより好ましい。転写ロールの表面の山数は、1000〜40000個/mm2であるのが好ましく、2000〜10000個/mm2であるのがより好ましい。山数が少なすぎると、平版印刷版用支持体の保水性および画像記録層との密着性が劣ったものになる。保水性が劣ると、平版印刷版としたときに、網点部が汚れやすくなる。
転写ロールの材質は、特に限定されず、例えば、公知の圧延ロール用材質を用いることができる。
本発明においては、鋼製のロールを用いるのが好ましい。中でも、鍛造により作られたロールであるのが好ましい。好ましいロール材質の組成の一例は、C:0.07〜6質量%、Si:0.2〜1質量%、Mn:0.15〜1質量%、P:0.03質量%以下、S:0.03質量%以下、Cr:2.5〜12質量%、Mo:0.05〜1.1質量%、Cu:0.5質量%以下、V:0.5質量%以下、残部:鉄および不可避不純物である。
また、一般的に圧延用ロールとして用いられる、工具鋼(SKD)、ハイス鋼(SKH)、高炭素クロム軸受鋼(SUJ)、炭素とクロムとモリブデンとバナジウムとを合金元素として含む鍛造鋼が挙げられる。長いロール寿命を得るために、クロムを10〜20質量%程度含有する高クロム合金鋳鉄を用いることもできる。
中でも、鍛造法により製造されたロールを用いるのが好ましい。この場合、焼入れ、焼戻し後の硬度が、Hsで80〜100であるのが好ましい。焼戻しは、低温焼戻しを行うのが好ましい。
ロールの直径は200〜1000mmであるのが好ましい。また、ロールの面長は1000〜4000mmであるのが好ましい。
エアーブラスト法等により凹凸を形成された転写ロールは、洗浄の後、焼入れ、ハードクロムめっき等の硬質化処理を施されるのが好ましい。これにより耐摩耗性が向上し、寿命が長くなる。
硬質化処理としては、ハードクロムめっきが特に好ましい。ハードクロムめっきは、工業用クロムめっき法として従来周知のCrO3−SO4浴、CrO3−SO4−フッ化物浴等を用いた電気めっきによる方法を用いることができる。
ハードクロムめっき皮膜の厚さは3〜15μmであるのが好ましく、5〜10μmであるのがより好ましい。上記範囲であると、ロール表面素地とめっき皮膜との境界から、めっき皮膜部分がはがれるめっきはく離が生じにくく、また、耐摩耗性の向上効果も十分となる。ハードクロムめっき皮膜の厚さは、めっき処理時間を調整することによって調節することができる。
ハードクロムめっきの前には、ハードクロムめっきに用いるめっき液中で、ロールを陽極とし、直流電流を用いて、5,000〜50,000C/dmの電気量で電解処理を行うのが好ましい。これにより、ロールの表面の凹凸を均一化することができる。
本発明に用いられるアルミニウム板は、連続した帯状のシート材または板材である。即ち、アルミニウムウェブであってもよく、製品として出荷される平版印刷版原版に対応する大きさ等に裁断された枚葉状シートであってもよい。
アルミニウム板の表面のキズは平版印刷版用支持体に加工した場合に欠陥となる可能性があるため、平版印刷版用支持体とする表面処理工程の前の段階でのキズの発生は可能な限り抑制する必要がある。そのためには安定した形態で運搬時に傷付きにくい荷姿であることが好ましい。
アルミニウムウェブの場合、アルミニウムの荷姿としては、例えば、鉄製パレットにハードボードとフェルトとを敷き、製品両端に段ボールドーナツ板を当て、ポリチュ−ブで全体を包み、コイル内径部に木製ドーナツを挿入し、コイル外周部にフェルトを当て、帯鉄で絞め、その外周部に表示を行う。また、包装材としては、ポリエチレンフィルム、緩衝材としては、ニードルフェルト、ハードボードを用いることができる。この他にもいろいろな形態があるが、安定して、キズも付かず運送等が可能であればこの方法に限るものではない。
本発明に用いられるアルミニウム板の厚みは、0.1〜0.6mm程度であり、0.15〜0.4mmであるのが好ましく、0.2〜0.3mmであるのがより好ましい。この厚さは、印刷機の大きさ、印刷版の大きさ、ユーザーの希望等により適宜変更することができる。
<表面処理>
本発明の平版印刷版用支持体の製造方法は、上述したアルミニウム板に、電解液中で交
流を用いて電気化学的粗面化処理を施して平版印刷版用支持体を得る。
本発明の平版印刷版用支持体の製造方法においては、上記以外の各種の工程を含んでいてもよい。
具体的には、例えば、アルカリ水溶液中でのエッチング処理(第1エッチング処理)、酸性水溶液中でのデスマット処理、電気化学的粗面化処理、アルカリ水溶液中でのエッチング処理(第2エッチング処理)、酸性水液中でのデスマット処理、陽極酸化処理をこの順に施す方法が好適に挙げられる。
また、前記処理で陽極酸化処理を施す前にさらに電気化学的粗面化処理、アルカリ水溶液中でのエッチング処理、酸性水溶液中でのデスマット処理を行ってよい。また、上記陽極酸化処理の後に、更に、封孔処理、親水化処理、または、封孔処理およびその後の親水化処理を施す方法も好ましい。
また、第1エッチング処理の前に、機械的粗面化処理を行うこともできる。これにより、電気化学的粗面化処理に用いられる電気量を低減させることができる。
機械的粗面化処理としては、例えば、アルミニウム表面を金属ワイヤーでひっかくワイヤーブラシグレイン法、研磨球と研磨剤でアルミニウム表面を砂目立てするボールグレイン法、特開平6−135175号公報および特公昭50−40047号公報に記載されているナイロンブラシと研磨剤で表面を砂目立てするブラシグレイン法を用いることができる。
また、凹凸面をアルミニウム板に圧接する転写方法(転写ロール法)を用いることもできる。即ち、特開昭55−74898号、特開昭60−36195号、特開昭60−203496号の各公報に記載されている方法のほか、転写を数回行うことを特徴とする特開平6−55871号公報、表面が弾性であることを特徴とした特開平6−24168号公報に記載されている方法も適用可能である。
中でも、転写ロール法が、平版印刷版用支持体の製造工程の高速化に対応しやすいので、好ましい。転写ロール法は、上述したように、最終板厚に調整する冷間圧延、または、最終板厚調整後の表面形状を仕上げる仕上げ冷間圧延において、転写を行うのが好ましい。
以下、表面処理の各工程について、詳細に説明する。
<第1エッチング処理>
アルカリエッチング処理は、上述したアルミニウム板をアルカリ溶液に接触させることにより、表層を溶解する処理である。
電気化学的粗面化処理の前には、第1エッチング処理を行うことが好ましい。第1エッチング処理は、電気化学的粗面化処理で均一な凹部を形成させること、および、アルミニウム板(圧延アルミ)の表面の圧延油、汚れ、自然酸化皮膜等を除去することを目的として行われる。
第1エッチング処理においては、後に電気化学的粗面化処理を施される面のエッチング量は、0.5g/m2以上であるのが好ましく、1g/m2以上であるのがより好ましく、また、10g/m2以下であるのが好ましく、5g/m2以下であるのがより好ましい。エッチング量が0.5g/m2以上であると、電気化学的粗面化処理において均一なピットを生成させることができる。エッチング量が10g/m2以下であると、アルカリ水溶液の使用量が少なくなり、経済的に有利となる。
電気化学的粗面化処理を施される面の裏面のエッチング量は、電気化学的粗面化処理を施される面のエッチング量の5%以上であるのが好ましく、10%以上であるのがより好ましく、また、50質量%以下であるのが好ましく、30質量%以下であるのがより好ましい。上記範囲であると、アルミニウム板の裏面の圧延油の除去効果と、経済性とのバランスに優れる。
後述する第2エッチング処理および第3エッチング処理においても、同様である。
アルカリ溶液に用いられるアルカリとしては、例えば、カセイアルカリ、アルカリ金属塩が挙げられる。具体的には、カセイアルカリとしては、例えば、カセイソーダ、カセイカリが挙げられる。また、アルカリ金属塩としては、例えば、メタケイ酸ソーダ、ケイ酸ソーダ、メタケイ酸カリ、ケイ酸カリ等のアルカリ金属ケイ酸塩;炭酸ソーダ、炭酸カリ等のアルカリ金属炭酸塩;アルミン酸ソーダ、アルミン酸カリ等のアルカリ金属アルミン酸塩;グルコン酸ソーダ、グルコン酸カリ等のアルカリ金属アルドン酸塩;第二リン酸ソーダ、第二リン酸カリ、第一リン酸ソーダ、第一リン酸カリ等のアルカリ金属リン酸水素塩が挙げられる。中でも、エッチング速度が速い点および安価である点から、カセイアルカリの溶液、および、カセイアルカリとアルカリ金属アルミン酸塩との両者を含有する溶液が好ましい。特に、カセイソーダの水溶液が好ましい。
第1エッチング処理においては、アルカリ溶液の濃度は、1質量%以上であるのが好ましく、20質量%以上であるのがより好ましく、また、35質量%以下であるのが好ましく、30質量%以下であるのがより好ましい。
また、アルカリ溶液は、アルミニウムイオンを含有しているのが好ましい。アルミニウムイオン濃度は、0.5質量%以上であるのが好ましく、4質量%以上であるのがより好ましく、また、10質量%以下であるのが好ましく、8質量%以下であるのがより好ましい。このようなアルカリ溶液は、例えば、水と48質量%カセイソーダ水溶液とアルミン酸ソーダとを用いて調製することができる。
第1エッチング処理においては、アルカリ溶液の温度は、25℃以上であるのが好ましく、40℃以上であるのがより好ましく、また、95℃以下であるのが好ましく、80℃以下であるのがより好ましい。
第1エッチング処理においては、処理時間は、1秒以上であるのが好ましく、2秒以上であるのがより好ましく、また、30秒以下であるのが好ましく、15秒以下であるのがより好ましい。
アルミニウム板を連続的にエッチング処理していくと、アルカリ溶液中のアルミニウムイオン濃度が上昇していき、アルミニウム板のエッチング量が変動する。そこで、エッチング液の組成管理を、以下のようにして行うのが好ましい。
即ち、カセイソーダ濃度とアルミニウムイオン濃度とのマトリクスに対応する、電導度と比重と温度とのマトリクス、または、電導度と超音波伝搬速度と温度とのマトリクスをあらかじめ作成しておき、電導度と比重と温度、または、電導度と超音波伝搬速度と温度によって液組成を測定し、液組成の制御目標値になるようにカセイソーダと水とを添加する。そして、カセイソーダと水とを添加することによって増加したエッチング液を、循環タンクからオーバーフローさせることにより、その液量を一定に保つ。添加するカセイソーダとしては、工業用の40〜60質量%のものを用いることができる。
電導度計および比重計としては、それぞれ温度補償されているものを用いるのが好ましい。比重計としては、差圧式のものを用いるのが好ましい。
アルミニウム板をアルカリ溶液に接触させる方法としては、例えば、アルミニウム板をアルカリ溶液を入れた槽の中を通過させる方法、アルミニウム板をアルカリ溶液を入れた槽の中に浸せきさせる方法、アルカリ溶液をアルミニウム板の表面に噴きかける方法が挙げられる。
中でも、アルカリ溶液をアルミニウム板の表面に噴きかける方法が好ましい。具体的には、φ2〜5mmの孔を10〜50mmピッチで有するスプレー管から、スプレー管1本あたり、10〜100L/minの量でエッチング液を吹き付ける方法が好ましい。スプレー管は複数本設けるのが好ましい。
アルカリエッチング処理が終了した後は、ニップローラで液切りし、更に、1〜10秒間水洗処理を行った後、ニップローラで液切りするのが好ましい。
水洗処理は、自由落下カーテン状の液膜により水洗処理する装置を用いて水洗し、更に、スプレー管を用いて水洗するのが好ましい。
また、水洗処理に用いられるスプレー管としては、例えば、扇状に噴射水が広がるスプレーチップをアルミニウム板の幅方向に複数個有するスプレー管を用いることができる。スプレーチップの間隔は20〜100mmであるのが好ましく、また、スプレーチップ1本あたりの液量は0.5〜20L/minであるのが好ましい。スプレー管は複数本用いるのが好ましい。
<第1デスマット処理>
第1エッチング処理を行った後、表面に残留する汚れ(スマット)を除去するために酸洗い(第1デスマット処理)を行うのが好ましい。デスマット処理は、アルミニウム板を酸性溶液に接触させることにより行う。
用いられる酸としては、例えば、硝酸、硫酸、塩酸、リン酸、クロム酸、フッ化水素酸、ホウフッ化水素酸が挙げられる。中でも、硝酸、硫酸が好ましい。具体的には、例えば、後述する陽極酸化処理工程で用いた硫酸水溶液の廃液を好適に用いることができる。
デスマット処理液の組成管理においては、酸性溶液濃度とアルミニウムイオン濃度とのマトリクスに対応する、電導度と温度で管理する方法、電導度と比重と温度とで管理する方法、および、電導度と超音波の伝搬速度と温度とで管理する方法のいずれかを選択して用いることができる。
第1デスマット処理においては、0.5〜30質量%の酸および0.5〜10質量%のアルミニウムイオンを含有する酸性溶液を用いるのが好ましい。
酸性溶液の温度は、25℃以上であるのが好ましく、また、95℃以下であるのが好ましい。
第1デスマット処理においては、処理時間は、1秒以上であるのが好ましく、2秒以上であるのがより好ましく、また、30秒以下であるのが好ましく、10秒以下であるのがより好ましい。
アルミニウム板を酸性溶液に接触させる方法としては、例えば、アルミニウム板を、酸性溶液を入れた槽の中を通過させる方法、アルミニウム板を酸性溶液を入れた槽の中に浸せきさせる方法、酸性溶液をアルミニウム板の表面に噴きかける方法が挙げられる。
中でも、酸性溶液をアルミニウム板の表面に噴きかける方法が好ましい。具体的には、φ2〜5mmの孔を10〜50mmピッチで有するスプレー管から、スプレー管1本あたり、10〜100L/minの量でデスマッティング液を吹き付ける方法が好ましい。スプレー管は複数本設けるのが好ましい。
デスマット処理が終了した後は、ニップローラで液切りし、更に、1〜10秒間水洗処理を行った後、ニップローラで液切りするのが好ましい。
水洗処理は、アルカリエッチング処理の後の水洗処理と同様である。ただし、スプレーチップ1本あたりの液量は1〜20L/minであるのが好ましい。
<電気化学的粗面化処理>
電気化学的粗面化処理は、塩酸あるいは硝酸を含有する混合水溶液中での交流を用いた電気化学的粗面化処理を行うことが望ましい。この電気化学的粗面化処理により、プラトー部(平坦部)の少ない、好ましくは平均直径2〜20μmの均一な凹部を有し、好ましくは平均表面粗さ0.3〜0.8μmの表面形状が得られる。このように、本発明においては、電気化学的粗面化処理後の表面において、プラトー部が少ないので、平版印刷版としたときの耐刷性が優れたものとなり、また、ピットが均一であるので、平版印刷版としたときの耐汚れ性が優れたものとなる。
電解液として用いられる塩酸あるいは硝酸の濃度は、3〜30g/Lであるのが好
ましく、4〜20g/Lであるのがより好ましく、10〜18g/Lであるのが更に好ま
しい。上記範囲であると、ピットの均一性が高くなる。
混合水溶液には、硝酸アルミニウム、硝酸ナトリウム、硝酸アンモニウム等の硝酸イオン、塩化アルミニウム、塩化ナトリウム、塩化アンモニウム等の塩酸イオンを有する塩酸化合物または硝酸化合物を添加して使用することができる。また、銅と錯体を形成する化合物を1〜200g/Lの割合で添加することもできる。また、硫酸を添加してもよい。混合水溶液中には、鉄、銅、マンガン、ニッケル、チタン、マグネシウム、ケイ素等のアルミニウム合金中に含まれる金属が溶解していてもよい。次亜塩素酸や過酸化水素を1〜100g/L添加してもよい。
混合水溶液におけるアルミニウムイオン濃度は、3〜30g/Lであるのが好ましく、3〜20g/Lであるのがより好ましく、8〜18g/Lであるのが更に好ましい。上記範囲であると、ピットの均一性が高くなる。また、混合水溶液の補充量が多くなりすぎることがない。
電解液の各成分の濃度制御は、濃度測定方法等の多成分濃度測定法と、フィードフォワード制御およびフィードバック制御とを併用して行うのが好ましい。これにより、電解液の正確な濃度管理が可能となる。
多成分濃度測定法は、例えば、液中の超音波の伝搬速度と液の電導度(導電率)とを用いて濃度を測定する方法、中和滴定法、キャピラリー電気泳動分析法、イソタコフォレシス(isotachophoresis、細管式等速電気泳動法)分析法、イオンクロマトグラフ法が挙げられる。
イオンクロマトグラフ法は、検出器の種類により、吸光度検出イオンクロマトグラフ、ノンサプレッサ型電気電導度検出イオンクロマトグラフ、サプレッサ型イオンクロマトグラフ等に分類される。中でも、サプレッサ型イオンクロマトグラフが、測定の安定性の確保のうえで好ましい。
具体的には、以下に説明する方法によって、電解液の各成分の濃度制御をすることが好ましい。
電気化学的粗面化を行うと、電解液では、通電量に比例して水素イオン濃度が低下し、アルミニウムイオン濃度が上昇する。したがって、通電量に基づいたフィードフォワード制御を行うことにより、水素イオン濃度とアルミニウムイオン濃度とを一定に保つことができる。
すなわち、水素イオン濃度を上昇させるために、通電量、すなわち、交流電源が発生する電流値に比例した量の酸を電解液に補給し、アルミニウムイオン濃度を低下させるために、通電量に比例した量の水を電解液に補給し、さらに、水の添加によって酸の濃度が低下するので、添加された水の量に比例した量の酸を電解液に補給することによって、水素イオン濃度とアルミニウムイオン濃度とを一定に保つことができる。なお、以下の説明では、電解液に補給する水を補給水ともいう。
さらに、電解液の濃度を測定する濃度測定系を設け、測定された電解液の濃度に基づいて酸や補給水の補給を制御するフィードバック制御を併用して、電解液の各成分を濃度制御することが好ましい。フィードバック制御を併用することにより、アルミニウム板による電解液の持ち出しや持ち込み、電解液の蒸発等がある場合にも、電解液の濃度を制御よく制御することができる。
濃度測定方法としては、上述した多成分濃度測定法が挙げられるが、各成分の液組成に対応した電解液の電導度と超音波伝搬速度との対応をとっておき、電導度と超音波伝搬速度との値に基づいて濃度測定を行う方法が特に好ましい。
補給水および酸は、循環タンクに供給することが好ましい。循環タンクは、電解液を貯留しており、貯留されている電解液を電解槽に供給し、電解槽から排出された電解液を貯留する。循環タンクの容量を超えた電解液は、オーバーフローにより排出される。なお、排出された電解液は、無害化した後に廃液として河川などに放流される。
電気化学的粗面化処理における電気量は、アルミニウム板が陽極時の電気量の総和で、150〜800C/dmであるのが好ましく、200〜700C/dmであるのがより好ましく、200〜500C/dmであるのが更に好ましい。150C/dm以上であると、表面粗さが十分となり、耐刷性および印刷時の水量の調整のしやすさがより優れたものとなる。800C/dm以下であると、耐汚れ性がより優れたものとなる。
また、転写により凹凸パターンを形成したアルミニウム板を用いる場合は、200〜400C/dmであるのが特に好ましい。
電気化学的粗面化処理における電流密度は、電流値のピークで、10〜300A/dmであるのが好ましく、20〜200A/dmであるのがより好ましく、30〜100A/dmであるのが更に好ましい。10A/dm以上であると、生産性がより優れたものとなる。300A/dm以下であると、電圧が高くなく、電源容量が大きくなりすぎないので、電源コストを低くすることができる。
電流密度は、電解粗面化処理の最初から最後まで漸増するように設定するのが好ましい。これにより、均一なピットが生成しやすくなる。具体的には、(電解の最後の電流密度/電解の最初の電流密度)の値が1.1〜2.0になるように段階的に漸増するように、電源および電極を分割して設定するのが好ましい。
電気化学的粗面化処理は、例えば、特公昭48−28123号公報および英国特許第896,563号明細書に記載されている電気化学的グレイン法(電解グレイン法)に従うことができる。
電解槽および電源については、種々提案されているが、米国特許第4,203,637号明細書、特開昭56−123400号、特開昭57−59770号、特開昭53−12738号、特開昭53−32821号、特開昭53−32822号、特開昭53−32823号、特開昭55−122896号、特開昭55−132884号、特開昭62−127500号、特開平1−52100号、特開平1−52098号、特開昭60−67700号、特開平1−230800号、特開平3−257199号の各公報等に記載されているものを用いることができる。
また、特開昭52−58602号、特開昭52−152302号、特開昭53−12738号、特開昭53−12739号、特開昭53−32821号、特開昭53−32822号、特開昭53−32833号、特開昭53−32824号、特開昭53−32825号、特開昭54−85802号、特開昭55−122896号、特開昭55−132884号、特公昭48−28123号、特公昭51−7081号、特開昭52−133838号、特開昭52−133840号、特開昭52−133844号、特開昭52−133845号、特開昭53−149135号、特開昭54−146234号の各公報等に記載されているもの等も用いることができる。
更に、Cuと錯体を形成しうる化合物を添加して使用することによりCuを多く含有するアルミニウム板に対しても均一な砂目立てが可能になる。Cuと錯体を形成しうる化合物としては、例えば、アンモニア;メチルアミン、エチルアミン、ジメチルアミン、ジエチルアミン、トリメチルアミン、シクロヘキシルアミン、トリエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、EDTA(エチレンジアミン四酢酸)等のアンモニアの水素原子を炭化水素基(脂肪族、芳香族等)等で置換して得られるアミン類;炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素カリウム等の金属炭酸塩類が挙げられる。また、硝酸アンモニウム、塩化アンモニウム、硫酸アンモニウム、リン酸アンモニウム、炭酸アンモニウム等のアンモニウム塩も挙げられる。
混合水溶液の温度は、20℃以上であるのが好ましく、25℃以上であるのがより好ましく、30℃以上であるのが更に好ましく、また、60℃以下であるのが好ましく、50℃以下であるのがより好ましく、40℃以下であるのが更に好ましい。20℃以上であると、冷却のための冷凍機運転コストが高くならず、また、冷却のための地下水の使用量を抑制することができる。60℃以下であると、設備の耐食性を確保することが容易である。
電気化学的粗面化処理に用いられる交流電源波は、特に限定されず、正弦波、矩形波、台形波、三角波等が用いられるが、台形波または正弦波が好ましく、正弦波がより好ましい。
また、正弦波を用いる場合には、商用交流等の実質的に正弦波として用いられているものを、特に限定されずに用いることができる。
交流のduty(1周期中のアルミニウム板が陽極となっている時間/1周期の時間)は、0.33〜0.66であるのが好ましく、0.45〜0.55であるのがより好ましい。
また、交流の周波数は、10〜200Hzであるのが好ましく、20〜150Hzであるのがより好ましく、30〜120Hzであるのが更に好ましい。10Hz以上であると、ファセット状(角張った四角い形状)の大きなピットができにくく、耐汚れ性がより優れたものとなる。200Hz以下であると、電解電流を流す回路のインダクタンス成分の影響を受けにくく、大容量の電源の製作が容易となる。
また、電源装置としては、例えば、商用交流を用いたもの、インバータ制御電源等を用いることができる。中でも、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)素子を用いたインバータ制御電源が、アルミニウム板の幅および厚さ、電解液中の各成分の濃度の変動等に対して電圧を変動させて、電流値(アルミニウム板の電流密度)を一定に制御する際に、追従性に優れる点で好ましい。
電解槽には1個以上の交流電源を接続することができる。
なお、電解槽は、前述のフラット型の他、縦型等の公知の表面処理に用いる電解槽が使用可能であるが、特開平5−195300号公報に記載されているような上記のラジアル型電解槽が、電気化学的粗面化処理で生成するピットの裏廻りを防止できる観点から好ましい。
フラット型の電解槽を用いるときは、電気化学的粗面化処理で生成するピットの裏廻りを防止する目的で、アルミニウム板の非処理面に絶縁板を設けて電流が非処理面に流れるのを防止する方法をとることが好ましい。
電解槽内を通過する電解液は、アルミニウムウェブの進行方向に対してパラレルであってもカウンターであってもよいが、カウンターがより望ましい。
ところで、アルミニウム板を電気化学的粗面化するに際し、生産量の向上のために、アルミニウム板の移動速度を速めることが好ましい。アルミニウム板の移動速度を速めるためには、電気化学的粗面化処理が行われる長さ、すなわち処理長を長くする必要がある。
処理長を長くする方法としては、大型化された電解槽を用いる方法が挙げられるが、大型化された電解槽は製造が困難であるので、複数の電解槽を用いることが好ましい態様の一つである。
用いる電解槽の数を増やすと、アルミニウム板表面の平均粗さRaを十分な値にすることが困難になるが、電解液に硫酸が含まれていると十分な値にすることができる。したがって、本発明は、電解槽を複数用いて電気化学的粗面化処理を行った場合にも、アルミニウム板表面の平均粗さRaを十分な値とすることが可能となるので、生産量を向上させることができる。
電解槽の数は、3〜10個であることが好ましい。3〜7個であれば、平均粗さRaを十分な値とすることができ、かつ生産性を向上させることができる。
なお、電気化学的粗面化処理が終了した後は、ニップローラで液切りし、更に、1〜10秒間水洗処理を行った後、ニップローラで液切りするのが好ましい。
水洗処理は、スプレー管を用いて水洗するのが好ましい。水洗処理に用いられるスプレー管としては、例えば、扇状に噴射水が広がるスプレーチップをアルミニウム板の幅方向に複数個有するスプレー管を用いることができる。スプレーチップの間隔は20〜100mmであるのが好ましく、また、スプレーチップ1本あたりの液量は1〜20L/minであるのが好ましい。スプレー管は複数本用いるのが好ましい。
電気化学的粗面化処理で生成する凹部の平均開口径の測定は、例えば、電子顕微鏡を用いて支持体の表面を真上から倍率2000倍または50000倍で撮影し、得られた電子顕微鏡写真において、それぞれで生成した、ピットの周囲が環状に連なっているピットをそれぞれ少なくとも50個抽出し、その直径を読み取って開口径とし、平均開口径を算出することにより行う。
また、測定のバラツキを抑制するために、市販の画像解析ソフトによる等価円直径測定 を行うこともできる。この場合、上記電子顕微鏡写真をスキャナーで取り込んでデジタル化し、ソフトウェアにより二値化した後、等価円直径を求める。
本発明者が測定したところ、目視測定の結果とデジタル処理の結果とは、ほぼ同じ値をした。
<第2エッチング処理>
第2エッチング処理は、電気化学的粗面化処理で生成したスマットを溶解させること、および、電気化学的粗面化処理により形成されたピットのエッジ部分を溶解させることを目的として行われる。これにより、電気化学的粗面化処理によって形成された大きなピットのエッジ部分が溶解して表面が滑らかになり、インキがエッジ部分にひっかかりにくくなるため、耐汚れ性に優れる平版印刷版原版を得ることができる。
第2エッチング処理は、基本的に第1エッチング処理と同様であるが、エッチング量は、0.01g/m2以上であるのが好ましく、0.05g/m2以上であるのがより好ましく、0.1g/m2以上であるのが更に好ましく、また、10g/m2以下であるのが好ましく、5g/m2以下であるのがより好ましく、3g/m2以下であるのが更に好ましい。
<第2デスマット処理>
第2エッチング処理を行った後、表面に残留する汚れ(スマット)を除去するために酸洗い(第2デスマット処理)を行うのが好ましい。第2デスマット処理は、第1デスマット処理と同様の方法で行うことができる。
2.実施形態2
電解粗面化処理装置のうち、平型のものに、本発明を適用した一例につき、以下に説明する。
実施形態2の電解粗面化処理装置102は、矢印aの方向に搬送されるアルミニウムウェブWを電解粗面化するためのもので、図2に示すように、内部に酸性電解液が貯留されている浅い箱型の電解槽16と、電解槽16の底面に沿ってアルミニウムウェブWを案内する案内ローラ28、30と、電解槽16の内部におけるアルミニウムウェブWの搬送経路の上方に、前記搬送経路に沿って設けられた電極18、20、22、24と、アルミニウムウェブWの搬送方向aに対して案内ローラ28の上流側に位置するウェブ導入ローラ26と、搬送方向aに対して案内ローラ30の下流側に位置するウェブ導出ローラ32とを備える。なお、ウェブ導出ローラ32は金属製であって設置されている。
図2に示す例においては、電極18、20は電源AC1に、電極22、24は電源AC2に接続されているが、電極18、20、22,24を全て同一の電源に接続してもよい。
電極18、20、22、24の長さをd1とし、電極18、20の距離をd21(mm)、電極20、22の距離をd22(mm)、電極22、24の距離をd23(mm)、アルミニウムウェブWの搬送速度をv(m/分)、電源AC1における交流電流の周波数をf1(Hz)、電源AC2における交流電流の周波数をf2(Hz)、電極18の先端をウェブが通過した時間をt11(0秒)としたときの電極18の末端をウェブが通過する時間をt12(秒)、電極20の先端をウェブが通過する時間をt21(秒)、電極20の末端をウェブが通過する時間をt22(秒)、電極22の先端をウェブが通過する時間をt31(秒)、電極22の先端をウェブが通過する時間をt32(秒)、電極24の先端をウェブが通過する時間をt41(秒)、電極22の末端をウェブが通過する時間をt42(秒)とすると、
t12=t11+0.06d1/v=0.06d1/v
t21=t12+0.06d21/v=0.06(d1/v+d21/v)
t22=t21+0.06d1/v=0.06(d1/v+d21/v+d1/v)
=0.06(2d1/v+d21/v)
t31=t22+0.06d22/v
=0.06(2d1/v+d21/v+d22/v)
t32=t31+0.06d1/v
=0.06(3d1/v+d21/v+d22/v)
t41=t32+0.06d23/v
=0.06(3d1/v+d21/v+d22/v+d23/v)
t42=t41+0.06d1/v
=0.06(4d1/v+d21/v+d22/v+d23/v)
である。そして、電源AC1によって電極18と電極20とに印加される交流電流の位相は互いに逆であり、電源AC2によって電極22と電極24とに印加される交流電流の位相もまた互いに逆である。
したがって、電極18の末端での交流電流の位相φ12、電極20の先端での交流電流の位相φ21、電極20の末端での交流電流の位相φ22、電極22の先端での交流電流の位相φ31、電極22の末端での交流電流の位相φ32、電極24の先端での交流電流の位相φ41、電極24の末端での交流電流の位相φ42は、たとえば正弦波の場合は、夫々
φ12=sin(2πf1・t12)
φ21=−sin(2πf1・t21)
φ22=−sin(2πf1・t22)
φ31=sin(2πf2・t31)
φ32=sin(2πf2・t32)
φ41=−sin(2πf2・t41)
φ42=−sin(2πf2・t42)
となる。ここで、本願における「波形が重ならない」とは、電極18の末端での交流電流の位相φ12と電極20の先端での交流電流の位相φ21との位相差φ12−φ21、電極20の末端での交流電流の位相φ22と電極22の先端での交流電流の位相φ31との位相差φ22−φ31、電極22の末端での交流電流の位相φ32と電極24の先端での交流電流の位相φ41との位相差φ32−φ41が0でなく、ある絶対値を有していることをいう。
なお、位相差φ12−φ21
=sin(2πf1・t12)+sin(2πf1・t21)
=sin(2πf1・0.06d1/v)
+sin[2πf1・0.06(d1/v+d21/v)]
位相差φ22−φ31
=−sin(2πf2・t31)−sin(2πf1・t22)
=−sin{2πf2・(t22+0.06d22/v)}
−sin(2πf1・t22)
位相差φ32−φ41
=sin(2πf2・t32)+sin[2πf2・(t32+0.06d23/v)]
で与えられる(電源AC1、電源AC2における交流電流が何れも正弦波のとき)。
実施形態1の場合と同様に、距離d21、d22、d23は、電極18、20、22の末端と電極20、22、24の先端とにおける交流電圧波形の位相差の絶対値が大きくなるように、具体的には0.2以上、好ましくは0.7以上になるように設定されている。これにより、電極18の末端と電極20の先端、および電極22の末端と電極24の先端でのアルミニウムウェブWに印加される交流電圧波形の重なり合いが防止される。
なお、電極20の末端と電極22の先端とでアルミニウムウェブWに印加される交流電圧波形の重なり合いが生じないようにするためには、電極18、20、22の末端と電極20、22、24の先端とにおける交流電圧波形の位相差が前記の関係を満たすように電源AC1の周波数f1と電源AC2の周波数f2および搬送速度Vを設定してもよい。
電解粗面化処理装置102の作用について以下に説明する。
図2における左方から搬送されたアルミニウムウェブWは、先ずウェブ導入ローラ26によって電解槽16に導入され、次いで、案内ローラ28、30によって電極18,20,22,24の下側を案内され、ウェブ導出ローラ32によって電解槽16の外に導かれる。
電解槽16に導入されたアルミニウムウェブWは、電極18、20、22,24に沿って搬送され、電源AC1から電極18、20に印加された交番波形電流により、電極18,20に向いた側の面がアノードまたはカソード反応する。
電極18,20の下側を通過したアルミニウムウェブWは、次ぎに、電極22,24に沿って搬送され、電源AC2から電極22,24に印加された交番波形電流により、電極22,24に向いた側の面がアノードまたはカソード反応して、全面にハニカムビットが形成される。
実施形態1で述べたように、電極18、20、22の末端と電極20、22、24の先端とにおける交流電圧波形の位相差の絶対値が大きくなるように、距離d21、d22、d23、電源周波数f1、f2、および/または搬送速度Vが設定されているから、電極18,20、22の末端においてアルミニウムウェブWに印加される交流電流波形と電極20、22,24の先端においてアルミニウムウェブWに印加される交流電流波形との重なり合いが生じない。したがって、たとえ、電極18、20、22の末端でアルミニウムウェブWの特定の箇所にチャターマークが生じても、電極20、22、24の先端においてアルミニウムウェブWの同一箇所において前記チャターマークを打ち消すような電気化学的反応が生じるから、前記チャターマークが強調されて明確チャターマークが生じることはない。
3.実施形態3
電解粗面化処理装置のうち、平型のものに、本発明を適用した別の例につき、以下に説明する。
実施形態3に係る電解粗面化処理装置104は、矢印aの方向に搬送されるアルミニウムウェブWを電解粗面化するためのもので、図3に示すように、浅い箱型の電解槽34と、搬送方向aに沿って電解槽34の下流側に位置する同じく浅い箱型の電解槽36と、電解槽34の底面に沿ってアルミニウムウェブWを案内する案内ローラ44、46と、電解槽36の底面に沿ってアルミニウムウェブWを案内する案内ローラ52、54と、電解槽34の内部におけるアルミニウムウェブWの搬送経路の上方に、前記搬送経路に沿って設けられた上流電極38と、電解槽36の内部におけるアルミニウムウェブWの搬送経路の上方に、前記搬送経路に沿って設けられた下流電極40とを備える。上流電極38および下流電極40は、夫々本発明の一の電極および他の電極に相当し、案内ローラ46、52、ウェブ導出ローラ48、ウェブ導入ローラ50は、上流電極38と下流電極40との間でアルミニウムウェブWが巻き掛けられるローラであるから、本発明のウェブ搬送ローラに相当する。
電解槽34および電解槽36には何れも酸性電解液が貯留されている。
また、上流電極38と下流電極40とは電源ACに接続されている。
電解槽34の外側におけるアルミニウムウェブWの搬送方向aに対して案内ローラ44の上流側にはウェブ導入ローラ42が、搬送方向aに対して案内ローラ46の下流側にはウェブ導出ローラ48が設けられている。また、電解槽36の外側には、ウェブ導出ローラ48に隣接して電解槽36にアルミニウムウェブWを導入するウェブ導入ローラ50が設けられている。また、電解槽36の外側における案内ローラ54の下流側にはウェブ導出ローラ56が設けられている。ウェブ導出ローラ56は金属製であって接地されている。
電解槽34と電解槽36との間の部分においては、アルミニウムウェブWは、ウェブ導出ローラ48とウェブ導入ローラ50とによって電解槽34と電解槽36との外側を案内される。ここで、上流電極38のウェブ搬送経路に沿った長さをd1(mm)、上流電極38の末端から下流電極40の先端までの搬送距離をd2(mm)、電源ACから出力される交流電流の周波数をf(Hz)、アルミニウムウェブWの搬送速度をv(m/分)、上流電極38の先端をウェブが通過した時間を0としたときの上流電極38の末端をウェブが通過する時間t1(秒)、下流電極40の先端をウェブが通過する時間t2(秒)とすると、実施形態1と同様に、
t1=0.06d1/v
t2=0.06(d1+d2)/v
である。そして、上流電極38と下流電極40とに印加される交流電流の位相は互いに逆であるから、上流電極38の末端での交流電流の位相φ1および下流電極40の先端での交流電流の位相φ2は、例えば正弦波の場合には、夫々
φ1=sin(2πf・t1)
φ2=−sin(2πf・t2)
となる。したがって、位相差φ1−φ2の絶対値が大きくなるように、具体的には0.2以上、好ましくは0.7以上になるように距離d2を設定すればよい。
距離d2の設定方法としては、上流電極38、下流電極40の電極長さや設定位置を調節する方法のほか、案内ローラ46、52のローラ高さおよび外径を調節する方法、および、ウェブ導出ローラ48とウェブ導入ローラ50とのローラ高さおよび外径を調節する方法がある。これらの方法のうち、最も好ましいものは、ウェブ導出ローラ48とウェブ導入ローラ50との設定位置や外径を調節する方法である。なお、ローラ高さは、案内ローラ46などのローラの中心点の高さ、即ち設定位置とも言い換えられる。
これにより、上流電極38の末端および下流電極40の先端においては、アルミニウムウェブWに異なる位相の交流電流が印加されるから、上流電極38の末端と下流電極40の先端とにおける交流電圧波形の重なり合いが生じることがない。
以上、ラジアル型または平型の電解槽を備える電解粗面化処理装置に本発明を適用した例を説明してきたが、本発明は、縦型の電解槽を備える電解粗面化処理装置にも適用される。
1.実施例1〜3および比較例1〜3
以下、実施形態1または3に係る電解粗面化処理装置を用いてアルミニウムウェブWを電解粗面化処理した例について説明する。実施例1および3、比較例1〜3は実施形態1に係る電解粗面化処理装置を用いた例であり、実施例2は実施形態3に係る電解粗面化処理装置を用いた例である。ローラ高さは、案内ローラ46の中心からウェブ導出ローラ48の中心までの距離を200mmとし、案内ローラ52の中心からウェブ導入ローラ50の中心までの距離を200mmとした。
(1)アルミニウム板の製造
表1に示される各成分(質量%)を含有し、残部はAlと不可避不純物とからなるアルミニウム合金を用いて溶湯を調製し、溶湯処理およびろ過を行った上で、厚さ500mm、幅1200mmの鋳塊をDC鋳造法で作製した。表面を平均10mmの厚さで面削機により削り取った後、550℃で、約5時間均熱保持し、温度400℃に下がったところで、熱間圧延機を用いて厚さ2.7mmの圧延板とした。更に、連続焼鈍機を用いて熱処理を500℃で行った後、冷間圧延を行って、厚さ0.3mm、幅1060mmに仕上げ、アルミニウム板1を得た。
Figure 0005405475
(2)平版印刷版用支持体の作製
<表面処理>
表面処理は、以下の(a)〜(g)の各種処理を連続的に行った。
(a)アルカリ水溶液中でのエッチング処理(第1エッチング処理)
アルミニウム板に、カセイソーダ濃度370g/L、アルミニウムイオン濃度1g/L、温度60℃の水溶液をスプレー管から吹き付けて、エッチング処理を行った。アルミニウム板の後に電気化学的粗面化処理を施す面のエッチング量は、3g/mであった。
その後、ニップローラで液切りし、更に、扇状に噴射水が広がるスプレーチップを有するスプレー管を用いて5秒間水洗処理し、更に、ニップローラで液切りした。
(b)酸性水溶液中でのデスマット処理
アルミニウム板に、硫酸濃度170g/L、アルミニウムイオン濃度5g/L、温度50℃の水溶液をスプレー管から吹き付けて、5秒間デスマット処理を行った。硫酸水溶液としては、後述する(i)陽極酸化処理工程の廃液を用いた。
その後、ニップローラで液切りし、更に、扇状に噴射水が広がるスプレーチップを有するスプレー管を用いて5秒間水洗処理し、更に、ニップローラで液切りした。
(c)酸性水溶液中での交流を用いた電気化学的粗面化処理
電解液として、塩酸濃度15g/lで電気化学的な粗面化処理を行った。
電気量は、アルミニウム板のアノード時の電気量の総和で、450C/dmであり、また電流密度は25A/dmであった。
電解液の濃度制御は、予め求めたデータテーブルに従って、通電量に比例した量の塩酸および所望の濃度の硫酸を予め添加した補給水を添加することによって行った。また、各組成に応じた液の電導度と超音波の伝搬速度との関係を測定してデータテーブルを作成しておき、液の電導度と超音波の伝搬速度との測定結果から、添加する塩酸の量と補給水の量とをフィードバック制御した。
その後、ニップローラで液切りし、更に、扇状に噴射水が広がるスプレーチップを有するスプレー管を用いて5秒間水洗処理し、更に、ニップローラで液切りした。
(d)アルカリ水溶液中でのエッチング処理(第2エッチング処理)
アルミニウム板に、カセイソーダ濃度370g/L、アルミニウムイオン濃度1g/L、温度35℃の水溶液をスプレー管から吹き付けて、エッチング処理を行った。アルミニウム板の電気化学的粗面化処理を施した面のエッチング量は、0.2g/m2であっ
た。
その後、ニップローラで液切りし、更に、扇状に噴射水が広がるスプレーチップを有するスプレー管を用いて5秒間水洗処理し、更に、ニップローラで液切りした。
(3)平版印刷版用支持体の表面観察
チャターマークについては、得られた平版印刷版用支持体の表面を目視で観察し、目視で明確に認められなかったものは「○」、認められたものは「×」とした。また、砂目均一性については、前記平版印刷版用支持体の表面を走査型電子顕微鏡JSM−5500(日本電子株式会社製)を用いて倍率1500倍で観察し、不均一部の発生が認められなかったものは「○」、認められたものは「×」と評価した。
条件および結果を表3および表2に示す。
Figure 0005405475
Figure 0005405475
表2に示すように、実施例1〜3においては、上流電極の末端と下流電極の先端との間で交流電流の位相差φ1−φ2の絶対値は0.78〜0.92と大きかったから、交流電圧波形の重なり合いは生じず、したがって、チャターマークおよび不均一な砂目の発生は何れも認められなかった。これに対して、比較例1〜3においては、上流電極の末端と下流電極の先端との間で交流電流の位相差φ1−φ2の絶対値は0.03〜0.15と小さかったから、上流電極の末端と下流電極の先端との間で交流電圧波形の重なり合いが生じ、したがって、チャターマークおよび不均一な砂目の発生は明瞭に認められた。
2 電解槽本体
2A 電解槽
2B 開口部
2C 溢流槽
4 ローラ
6A 上流電極
6B 下流電極
8 酸性電解液補充流路
10A 上流側案内ローラ
10B 下流側案内ローラ
12 補助電解槽
12A 底面
14 補助電極
16 電解槽
18 電極
18,20,22,24 電極
26 ウェブ導入ローラ
28 案内ローラ
30 案内ローラ
32 ウェブ導出ローラ
34 電解槽
36 電解槽
38 上流電極
40 下流電極
42 ウェブ導入ローラ
44 案内ローラ
46 案内ローラ
48 ウェブ導出ローラ
50 ウェブ導入ローラ
52 案内ローラ
54 案内ローラ
56 ウェブ導出ローラ
100 電解粗面化処理装置
102 電解粗面化処理装置
104 電解粗面化処理装置

Claims (8)

  1. 一定方向に沿って所定の搬送速度で搬送されるウェブを、前記ウェブの搬送方向に沿って配設された複数の電極に交流を印加して電解粗面化処理する電解粗面化処理方法であって、一の電極の末端をウェブの長さ方向のある一点が通過する際にウェブに印加される交流電圧波形と前記一の電極の下流側に隣接する他の電極の先端をウェブの前記一点が通過する際にウェブに印加される交流電圧波形とが重なり合わないように、
    ウェブの搬送速度、
    一の電極と他の電極とに印加される交流の周波数、および
    一の電極と他の電極との間のウェブ搬送距離
    を設定する電解粗面化処理方法。
  2. 前記ウェブは純アルミニウムまたはアルミニウム合金のウェブである請求項1に記載の電解粗面化処理方法。
  3. 前記一の電極と他の電極との間において前記ウェブが巻き掛けられるウェブ搬送ローラを設け、前記ウェブ搬送ローラの高さおよび外径を設定することにより、前記一の電極と他の電極との間のウェブ搬送距離を設定する請求項1に記載の電解粗面化処理方法。
  4. 前記一の電極と他の電極との間において前記ウェブが巻き掛けられるウェブ搬送ローラを設け、前記ウェブ搬送ローラの高さまたは外径を設定することにより、前記一の電極と他の電極との間のウェブ搬送距離を設定する請求項2に記載の電解粗面化処理方法。
  5. 一定方向に所定の搬送速度で搬送されるウェブを、前記ウェブの搬送方向に沿って配設された複数の電極に交流を印加して電解粗面化処理する電解粗面化処理装置であって、一の電極の末端の長さ方向のある一点が通過するときにウェブに印加される交流電圧波形と前記一の電極の下流側に隣接する他の電極の先端をウェブの前記一点が通過する際にウェブに印加される交流電圧波形とが重なり合わないように、
    ウェブの搬送速度、
    一の電極と他の電極とに印加される交流の周波数、および、
    一の電極と他の電極との間のウェブ搬送距離
    が設定されている電解粗面化処理装置。
  6. 前記ウェブは純アルミニウムまたはアルミニウム合金のウェブである請求項5に記載の電解粗面化処理装置。
  7. 前記一の電極と他の電極との間において前記ウェブが巻き掛けられるウェブ搬送ローラを備え、前記ウェブ搬送ローラの高さおよび外径を設定することにより、前記一の電極と他の電極との間のウェブ搬送距離が設定される請求項5に記載の電解粗面化処理装置。
  8. 前記一の電極と他の電極との間において前記ウェブが巻き掛けられるウェブ搬送ローラを備え、前記ウェブ搬送ローラの高さまたは外径を設定することにより、前記一の電極と他の電極との間のウェブ搬送距離が設定される請求項6に記載の電解粗面化処理装置。
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