JPH0858256A

JPH0858256A - 平版印刷版用アルミニウム支持体

Info

Publication number: JPH0858256A
Application number: JP19687694A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Koya; 美廣小屋; Hiroshi Tomiyasu; 寛富安; Junji Masai; 純次正井; Shinichi Matsubara; 真一松原; Hideyuki Nakai; 英之中井
Original assignee: Mitsubishi Chemical Corp; Konica Minolta Inc
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp; Konica Minolta Inc
Priority date: 1994-08-22
Filing date: 1994-08-22
Publication date: 1996-03-05

Abstract

(57)【要約】【構成】下記に定義される表面積差が３２％以上９０
％以下の範囲の表面形状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。表面積差：水平（ｘｙ）方向の分解能が０．１μｍであ
るＡＦＭ（原子間力顕微鏡）を用いて５０μｍ平方の測
定範囲で砂目が現れている平版印刷版用アルミニウム支
持体の表面形状を測定し、近似３点法により求めた表面
積をａ₁とし、上部投影面積をａ₀とした時ａ₁−ａ₀
／ａ₀×１００の値を％単位で表示したもの【効果】本発明によれば保水性に優れ、地汚れのな
い優れた平版印刷版を製造する為の好適な支持体を提供
することが可能であり、しかもその好適な支持体を適確
に選定し、判定し、もしくは制御することが可能であ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は平版印刷版用支持体に関
する。詳しくはアルミニウム又はその合金板よりなる耐
刷性及び保水性の秀れた平版印刷版用支持体に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、印刷版特にオフセット印刷版用支
持体としてはアルミニウム又はその合金板（以下アルミ
板と称す）が使用されているが、該支持体はその上に設
けられる感光層と適度の接着性を有し、かつ、親水性及
び保水性を有していることが必要とされる。この目的の
内、接着性や保水性に関しては、支持体表面を均一かつ
緻密な砂目を有する様に粗面化処理が行われている。該
粗面化法としては、ロール状金属ワイヤーやナイロンブ
ラシを回転させておこなうワイヤーグレイン、ブラシグ
レインや研磨材を表面に衝突させておこなうブラストグ
レイン、液体に研磨剤を分散させた研磨液（スラリー
液）を圧縮空気や高圧液体とともにノズル内または外で
合流させ加速吹き付けする方法等の機械的粗面化方法が
提案されている。

【０００３】一方、電解グレイニングと称される電気化
学的エッチング法もあり、電解液の流れや極間距離等電
場の均一性に留意し、電流の制御のみで均一なピットと
粗さが得られる方法である。この他、機械的粗面化の欠
点を補うため、機械的粗面化と電気化学的粗面化を組み
合わせることも行われるが、両処理工程の間に十分な化
学エッチングが必要である。機械的研磨方法に関して
は、特開昭４８−３３９１１号公報に記載のロールブラ
シや特開昭５０−１３６１０４号公報に記載の液体ホー
ニングの例があり、電気化学的粗面化法を用いた場合で
の均一性を得ることについては特開昭５８−２２１２５
４号，特開昭５９−９３８５０号，特開昭５９−２２０
３９５号，特開昭５９−２２０３９６号各公報等のアル
ミ板の組成及び金属間化合物の析出のコントロールに関
するもの、特開昭６０−２１５７２５号，特開昭６１−
２７２３５７号各公報等の組成に加え中間焼鈍温度や圧
延率のコントロールに関するもの、特開昭５２−５８６
０２号公報等の陰陽電気量比のコントロール、特開昭６
０−２１２９８号公報等の浴組成コントロール、特開昭
５８−２０７４００号公報等の周波数コントロールに関
するものが見られる。

【０００４】また機械研磨と電気化学的研磨方法を組み
合わせたものとしては特開昭５４−６３９０２号，特開
昭５６−２８８９３号各公報等が報告されている。これ
らいずれの方法に於いても、水をいかに保持しインキと
のバランスを保つかが大きな問題であり、保水性と称さ
れて平版印刷用支持体の重要な必要特性である。それ
故、表面をどの様にするか即ち、単に粗さ（Ｒａ）だけ
でなく特開昭５５−１２８４９４号公報に見られる開口
径の累積度曲線を規定したもの、特開昭５９−１８２９
６７号公報に代表される電気化学的粗面化によって形成
されるピットの大きさ及び分布等を規定することが行わ
れている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】平版印刷版用アルミニ
ウム支持体に要求される種々の性質のうち保水性は、非
画線部に水を保持しておく能力を示しており、水の供給
が少なくなり部分的に水が欠如した場合に非画線部に発
生するインキ付着による汚れの防止、及び、インキを紙
に十分転写してより鮮明な画像を得ようとした時に版上
での汚れの発生なく高いインキ盛り性を得るには必須事
項であり、また水が多すぎた場合でもインキの中に水が
入り過ぎて印刷での水負け等の印刷欠陥が生じない様に
貯水能力を有していることが重要である。即ち、水の供
給と貯水の能力が保水性であり、この水量の許容幅が平
版印刷版の価値を決めているといっても過言ではない。
この保水性を決定している水の供給能力は、水路が形成
されているかに左右され、一方、貯水能力はピットの深
さと形に大きく左右されると考えられ、前述した各種粗
面化によって形成される形状が大きく影響していること
は明らかである。

【０００６】特開昭５９−１８２９６７号公報には大き
いピットと小さいピットの組合せにより保水性が高めら
れることが開示されている。また、特開昭５５−１２８
４９４号公報には深さ分布による制御が開示されてい
る。しかしながらこれら保水性を高めるための手法はい
ずれも制御が難しく適応するのが困難であった。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者等は保水性を高
めるのに最も好適な特性につき検討を重ねた結果、ある
特定の測定方法に基づく表面積値が最も有効であること
を見出し、本発明に到達した。即ち、本発明の要旨は、
下記に定義される表面積差が３２％以上９０％以下の範
囲の表面形状であることを特徴とする平版印刷版用アル
ミニウム支持体にある。

【０００８】表面積差：水平（ｘｙ）方向の分解能が
０．１μｍであるＡＦＭ（原子間力顕微鏡）を用いて５
０μｍ平方の測定範囲で砂目が現れている平版印刷版用
アルミニウム支持体の表面形状を測定し、近似３点法に
より求めた表面積をａ₁とし、上部投影面積をａ₀とし
た時ａ₁−ａ₀／ａ₀×１００の値を％単位で表示した
もの

【０００９】

【作用】以下、本発明を詳細に説明する。発明者らの考
察によれば、水は直接表面に保持される故、表面積が大
きい方がより多くの水を保持出来ることが予想され、表
面積を正確に測ることは保水性を定量的に述べることを
可能にする良好な手法と考えられる。そこで発明者らは
まず第一に表面積について定量化を試み、まず保水性を
評価するのにどの倍率で見るべきか検討を行った。表面
積測定は、ＢＥＴ法での表面ガス吸着測定法から、光学
顕微鏡による断面写真による表面の道のりの展開まで精
度等の比較を行なった。通常の接触式表面粗さ計では接
触針先端の形状に制約を受け表面積を求める手法として
は精度的な限界があり、又、エリプソメータや通常３次
元ＳＥＭと呼ばれる反射電子線や２次電子線を利用した
場合も平版印刷用支持体での粗面に対しては傾斜や影の
影響で表面積を求める手法としては精度的に不十分であ
った。一方、ＢＥＴ法と呼ばれる分子を表面に吸着させ
て表面積を求める手法は精度的には高いと考えられる
が、陽極酸化皮膜のポア内面積まで測定するため後述す
るような粗面化工程で得られる形状との対応が出来なく
なってしまい形状の表面積を得る手法としては不適当で
あった。発明者らは種々調査検討し平版印刷版用支持体
の表面積を求める手法としては、ＡＦＭ（原子間力顕微
鏡）を利用し表面形状測定装置が最も信頼性の高いデー
タを与えることを見い出した。（原子間力顕微鏡につい
てはＣ．Ｂｉｎｎｉｇ，Ｃ．Ｆ．Ｑｕａｔｅａｎｄ
ＣＨ．ＧｅｒｂｅｒＰｈｙｓ．Ｒｅｖ．Ｌｅｔｔ．５
６９３０（１９８６）を参照。）

【００１０】本装置では、原子間力が働く距離まで針を
上下振動しながら近づくため、急峻な傾斜を持つ印刷版
形状にも十分対応可能である。但しＡＦＭでは測定範囲
や求める精度（画素数）により最小分解能が決まるの
で、平版印刷用アルミニウム板で平均的表面形状の情報
を得る測定範囲及び分解能については十分な留意が必要
である。そこで次に発明者らは観察倍率について検討
し、３０００倍の拡大で見られる表面積が実際の印刷性
能等と良く一致していることを見いだした。

【００１１】ところで、同じ表面積を持つ場合でも、そ
の形状が同一とは限らない。しかし印刷版の表面形状は
前述した種々の粗面化法によって異なっており、その形
状が保水性と強い関連を持っていることも事実である。
そこで発明者らはさらに形状の複雑さについて定量化を
検討し、近年開発された自然界に存在する物質の集合表
面、人為的及び人工的に構築した物質の集合表面の形状
を定量化するフラクタル次元解析が最適であることを見
い出した。これについてもＡＦＭ測定が有効であり、ま
た保水性との関連では表面積測定と同様３０００倍下で
の測定が最適であることを確認した。具体的にはＡＦＭ
によって求められる３次元立体像から、ボックスカウテ
ィング法に基づいてフラクタル次元次数を計算している
が、その結果フラクタル次元が２．２９以上２．４０以
下で良好な保水性を示すことを見い出したものである。

【００１２】（フラクタル次元に関してはＢ．Ｂ．Ｍａ
ｎｄｅｌｂｒｏｔ，Ｐｒａｃｔａｌｓ（Ｆｒｅｅｍａ
ｎ，ＳａｎＦｒａｎｃｉｓｃｏ１９７７）を参照。）
ボックスカウティング法フラクタル次元を簡単に説明す
ると、先ず、測定対象である３次元形状を含む空間（直
方体）を設定し、この空間を一辺の長さｄの立方体で区
切り、その時、表面形状と交差している立方体を数えて
この数をＮ（ｄ）とする。ｄを次々に変化させていくと
それに伴い、Ｎ（ｄ）も次式を満たしながら変化してい
く。

【００１３】Ｎ（ｄ）＝μ＊ｄ^-k ここでμは正の定数、ｋがフラクタル次元である。即
ち、本発明者らは種々の平版印刷版用支持体を作製し表
面をＡＦＭ測定した結果、表面積差、そして更にはフラ
クタル次元が特定の範囲にある平版印刷版用アルミニウ
ム支持体が高い保水性をもつことを見いだし本発明に至
ったものである。

【００１４】発明に適用されるアルミニウム板としては
純アルミニウム及び、アルミニウム合金板が含まれる。
アルミニウム合金板としては種々のものが使用でき、例
えば珪素、銅、マンガン、マグネシウム、クロム、亜
鉛、鉛、ビスマス、ニッケルなどの金属とアルミニウム
の合金が用いられる。通常はＪＩＳＨ５００２の１０５
０材（Ｆｅ：０．５以下Ｓｉ：０．５以下その他０．５
以下残Ａｌ：９９．５重量％以上）が用いられる。これ
らの材質の選択によっても、粗面化の条件が左右される
ため重要である。

【００１５】アルミ板を粗面化するに先立ち、アルミ板
に周知の前処理を行い、圧延油の除去と表面の洗浄等を
行う。その方法は例えばトリクレン等の溶剤や、界面活
性剤、及び、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のア
ルカリ・エッチング剤を用いる方法等があげられる。ま
た、アルカリで脱脂処理した場合にはスマットが発生す
るので、これを硝酸、硫酸に浸漬処理することが好まし
い。

【００１６】次にこれらアルミ板は均一緻密な砂目を有
する様に粗面化処理が行われるが、粗面化法としてはロ
ール状金属ワイヤーやナトリウムブラシを回転させて行
うワイヤーグレイン、ブラシグレインや研磨材を表面に
衝突させて行うブラストグレイン等の機械的粗面化方法
や電解グレインと称される電気化学的粗面化方法、さら
にはこれらの粗面化法を組み合わせた方法及び中間に比
較的強い化学的粗面化を組合せた方法などが提案されて
いる。

【００１７】これらの方法を任意に選択し、各種条件を
変更して本願の範囲に入る表面性状のものが得られる条
件を確定し、その条件で製造することができる。尚、こ
の場合、粗面化処理前の前処理の条件にも左右されるた
め、条件を固定して行なう必要がある。その中でも、好
ましい手法としては電気化学的粗面化であり、これは使
用する電源、電圧、電気量、処理時間等を正確にコント
ロールすることにより再現性良く本発明の表面積及びフ
ラクタル係数で定める形状が得られるためである。この
場合電解液としては硝酸のみの水溶液が好ましいが必要
により塩酸、硫酸、クエン酸、酒石酸等の各種有機酸を
加えることが出来る。硝酸水溶液の濃度としては１〜１
０重量％が好ましい。塩酸を主体とした水溶液を用いて
もよいが大きい表面積差を取ることが比較的難しい。こ
れは塩酸水溶液による粗面化では、平均５〜１０μｍの
大きな比較的均一でクレータ状のピットが形成され前述
した定義での表面積を大きくすることが出来ず、また同
じ理由により形状の複雑さを取り難いためである。好適
な電気化学的粗面化方法としては十分な脱脂処理を行っ
た後、１〜３重量％の硝酸のみの水溶液を用い、正弦波
の交流を用い電気量１８０〜１，３００Ｃ／ｄｍ²の範
囲から選択することが好ましい。ＡＦＭ測定による好ま
しい表面積差は３２％以上９０％以下であり、３２％以
下では十分な保水性を得ることが出来ず、印刷時の湿し
水供給量を絞った場合、印刷で非画線部に汚れが発生し
やすい。一方９０％以上では結果的に表面が荒れてしま
う為製版現像時非画線部の抜けが悪く結果的に地汚れと
なるので好ましくない。

【００１８】またＡＦＭ測定によるフラクタル次元は
２．２９以上２．４０以下が好ましい。これ以上では表
面積差と保水性が劣り、これ以上では地汚れが発生し好
ましくない。この他、表面の平均粗さ（Ｒａ）を制御す
ることは印刷性能に対しては重要で、好ましい値として
は０．４０〜０．８０μｍで、０．４０μｍ以下では十
分な粗面化が行われず保水性が劣り、一方０．８０μｍ
以上では粗すぎて現像性が劣り、結果的に汚れ等の印刷
性能が低下する。

【００１９】また電解処理を行った後には化学的な処理
を行うことが好ましい。この目的は、電気化学的粗面化
処理でできた表面に残存しているスマット等を取り除く
ためである。化学的に処理する方法としては、アルミニ
ウムを溶解する酸またはアルカリ水溶液に浸漬処理する
方法等があり、先に説明した機械的粗面化処理した後の
化学処理の場合と同様にして行うことができる。またア
ルカリで処理した場合にはこれによるスマットも発生す
るので、これを硝酸、硫酸等に浸漬処理することが好ま
しい。

【００２０】以上のように処理されたアルミニウム板は
更に、常法に従って硫酸、燐酸などの水溶液中での電解
処理による陽極酸化処理、しかる後に必要に応じて親水
化または不活性化のために熱水処理、珪酸塩、酢酸塩、
親水性高分子化合物を含有する水溶液中に浸漬処理等を
行うことができる。このようにして得られたアルミニウ
ムまたはその合金板に常法に従って感光層を設けて感光
性平版印刷版を得ることができる。これを製版処理して
得た平版印刷版は優れた性能を有している。

【００２１】ここで適用される感光層の感光物質は特に
限定されるものではなく、一般的に周知のものが適用で
き、例えば親水性ポリマーとジアゾニウム塩からなる組
成物、キノンジアジド化合物とアルカリ可溶性樹脂から
なる組成物、活性光線の照射により二量化する不飽和カ
ルボン酸、例えばけい皮酸、フェニレンジアクリル酸を
その構成成分とするポリマー、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との組成物
あるいはアジド系感光性組成物等が挙げられる。

【００２２】以上、詳述した通り、本発明によれば著し
く保水性に優れた平版印刷版を提供することが可能であ
り、又地汚れによる耐刷性の制約を受けない優れた平版
印刷版を提供することが可能となる。更には本発明によ
れば保水性に優れ、地汚れのない優れた平版印刷版を製
造する為の好適な支持体を提供することが可能であり、
しかもその好適な支持体を適確に選定し、判定し、もし
くは制御することが可能である。

【００２３】〔実施例１〜３、比較例１〜３〕以下本発
明を実施例に基づいてより具体的に説明するが、本発明
はその要旨を越えない限り、下記実施例によって限定さ
れるものではない。

【００２４】〔試料Ａ〜Ｃ〕ＪＩＳ１０５０のアルミ板
０．３ｍｍ厚を用いて、まず３重量％カセイソーダ水溶
液６５℃で４５秒間処理し、これを水洗した後３０重量
％硝酸３０℃に１０秒浸漬して中和し、硝酸２重量％水
溶液３５℃を用い、正弦波交流電源にて６０Ｈｚのもと
６００，８００，１０００Ｃ／ｄｍ²の３条件の電気量
にて電気化学的粗面化を行った。

【００２５】〔試料Ｄ〕ＪＩＳ１０５０のアルミ板０．
３ｍｍ厚を用いてカセイソーダ水溶液による脱脂、水
洗、酸性水溶液中和、水洗を行った後、＃２２０のシリ
カを用いた濃度１０重量％のスラリーをナイロンブラシ
により機械的に粗面化し、その後カセイソーダ水溶液に
て化学研磨、水洗、酸性中和した後試料Ａ〜Ｃと同じ溶
液、電源を用いて電気化学的粗面化処理を行った。電気
量は４８０Ｃ／ｄｍ²であった。

【００２６】〔試料Ｅ〕電気化学的粗面化処理を行わな
いことを除けば試料Ｄと全く同じ処理を行った。

【００２７】〔試料Ｆ〕ＪＩＳ１０５０のアルミ板０．
３ｍｍ厚を用いてカセイソーダ水溶液による脱脂、水
洗、酸性水溶液中和、水洗を行い塩酸１．５重量％水溶
液を用い正弦波交流電源にて２４０Ｃ／ｄｍ²の条件の
電気量にて電気化学的粗面化を行った。Ａ〜Ｆの試料は
何れもアルカリによるデスマット処理、水洗の後濃度３
０重量％、温度３５℃の硫酸水溶液を用い直流電源にて
皮膜重量１６ｍｇ／ｄｍ²のアルマイト処理を行った。
次にこれらの試料は水洗、アルカリ中和、水洗の後、通
常のポジ型感光層を塗布し平版印刷版を作製した。

【００２８】得られたＡ〜Ｆの試料は、現像後ハイデル
ベルグ印刷試験機を用いて、湿し水が多すぎた時に発生
する水負けと、少なすぎる時の画像細線部の絡み発生か
ら、湿し水の許容量範囲の幅（ラチチュード）を決定
し、この幅の大なる程保水性が高いとした。この幅を５
段階で評価し最も幅の高い方から１，２，３，４，５と
した。

【００２９】又Ａ〜Ｆの試料は、現像後ＡＦＭ測定を行
い、表面積差及びボックスカウンティング法によるフラ
クタル次元を求めた。ＡＦＭ測定は一辺５０μｍの領域
を一辺５１２点に分割して行った。それゆえ水平（ｘ
ｙ）方向の分解能は０．１μｍまでである。これらの結
果を表−１に示す。本発明による表面積差とフラクタル
次元を持つ試料Ａ、Ｂ、Ｃは高い保水性を有しているこ
とが示されており、本発明が平版印刷版用アルミニウム
支持体として優れていることが理解される。

【００３０】

【表１】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者正井純次神奈川県横浜市緑区鴨志田町1000番地三菱化成株式会社総合研究所内 (72)発明者松原真一東京都日野市さくら町１番地コニカ株式会社内 (72)発明者中井英之東京都日野市さくら町１番地コニカ株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】下記に定義される表面積差が３２％以上
９０％以下の範囲の表面形状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。表面積差：水平（ｘｙ）方向の分解能が０．１μｍであ
るＡＦＭ（原子間力顕微鏡）を用いて５０μｍ平方の測
定範囲で砂目が現れている平版印刷版用アルミニウム支
持体の表面形状を測定し、近似３点法により求めた表面
積をａ₁とし、上部投影面積をａ₀とした時ａ₁−ａ₀
／ａ₀×１００の値を％単位で表示したもの。
【請求項２】前記表面形状が、ボックスカウンティン
グ法でのフラクタル次元で２．２９以上２．４０以下の
範囲に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。