JPH1199760A - Ｐｓ版用アルミニウム合金支持体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電解エッチングによる粗面の均一性を向上で
きるＰＳ版用アルミニウム合金支持体を提供することを
目的とする。 【解決手段】 重量％で、Ｆｅ０．０５〜１％、Ｓｉ
０．０１〜０．２％、Ｃｕ０．００１％以下、Ｎｉ、Ｃ
ｒの１種又は２種以上を０．００３〜０．１％、残部Ａ
ｌ及び不可避的不純物からなることを特徴とするＰＳ版
用アルミニウム合金支持体。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、平版印刷に用いる
ＰＳ版用のアルミニウム合金支持体に関し、特に電解エ
ッチングによる粗面の均一性に優れるアルミニウム合金
支持体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】平版印刷は、アルミニウム合金からなる
支持体とジアゾ化合物等を感光物とする感光体とからな
るＰＳ版（Presensitized Plate）に画像露光、現像等
の製版処理を行って画像部を形成した版を印刷機の円筒
状版胴に巻付け、非画像部に付着した湿し水の存在のも
とにインキを画像部に付着させてこのインキをゴム製ブ
ランケットに転写、紙面に印刷するものである。

【０００３】ＰＳ版の支持体としては、電解エッチング
による粗面化処理（砂目立て）、陽極酸化処理などの表
面処理を施したアルミニウム合金板が用いられている。
アルミニウム合金としては、当初、ＪＩＳ１０５０（純
度９９.５％以上の純Ａｌ）、ＪＩＳ１１００（Ａｌ−
０．０５〜０．２０％Ｃｕ合金）、ＪＩＳ３００３（Ａ
ｌ−０．０５〜０．２０％Ｃｕ−１．５％Ｍｎ合金）が
主に用いられてきた。

【０００４】アルミニウム合金支持体には、 （１）電解エッチングによる粗面が均一であること。 （２）感光剤の密着性が良好であること。 （３）印刷中に画像部に汚れが生じないこと等の種々の
特性が要求される。しかし、ＪＩＳ１０５０、ＪＩＳ１
１００、ＪＩＳ３００３そのものでは以上の各要求を十
分に満足させることができなかったため、種々の改良が
行われてきた。

【０００５】例えば、特開昭５８−２２１２５４号公報
には、Ｓｉ０．０２〜０．１５％、Ｆｅ０．１〜１．０
％、Ｃｕ０．００３％以下、残部Ａｌおよび不可避的不
純物からなるオフセット印刷用素板が開示されている。
また、特開昭６２−１４８２９５号公報には、Ｆｅ０．
０５〜１．０％、Ｓｉ０．２％以下、Ｃｕ０．０５％以
下、残部Ａｌおよび不可避的不純物からなり、金属組織
中に分布する単体Ｓｉが０．０１２％以下である平版印
刷用アルミニウム合金支持体が開示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前記特開昭５８−２２
１２５４号は、Ｃｕ含有量の増加に伴い耐食性が低下
し、その影響で印刷中に非画像部の汚れが増大するため
に、Ｃｕ含有量を０．００３％以下に規制することを提
案している。また、特開昭６２−１４８２９５号による
と、電解エッチングによるピットが均一な粗面が得ら
れ、ストリーク（筋状ムラ）の発生がみられず、しかも
印刷中に非画像部の汚れを抑制することができるという
効果を有する。

【０００７】しかるに、近時の高い印刷精度の要求に対
して、前記特開昭５８−２２１２５４号、特開昭６２−
１４８２９５号に記載の従来のアルミニウム合金支持体
では十分に対応することが困難となってきた。特に、電
解エッチングによる粗面の均一をより向上することが必
要である。そこで本発明は、電解エッチングによる粗面
の均一性を向上できるＰＳ版用アルミニウム合金支持体
の提供を課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者は前記課題を解
決すべくＰＳ版用アルミニウム合金支持体に含まれる微
量元素について調査したところ、Ｃｕが電解エッチング
後の粗面を不均一にさせる元素であり、Ｃｕを従来にな
いレベルに極力低減することが粗面の均一性向上に有効
であることを知見した。

【０００９】しかし、近時要求される粗面の均一性を満
足するためにはＣｕの低減のみでは不十分であり、さら
に検討を行った結果、Ｎｉ、Ｃｒを添加することが粗面
の均一性向上に有効であることを知見した。この理由は
明らかでないが、以下によるものと推察される。すなわ
ち、本系アルミニウム合金には、主にＡｌ₃Ｆｅである
Ａｌ−Ｆｅ系の金属間化合物が分散しているが、Ｎｉ、
ＣｒはＡｌ−Ｆｅ系金属間化合物に含有され、Ｎｉ、Ｃ
ｒを含まないＡｌ−Ｆｅ系金属間化合物よりもその電位
が貴となり、その結果マトリックスとの電位差が拡大す
ることにより電解エッチング時のエッチング性が向上
し、未エッチング部分が減少することにより粗面の均一
性が向上するものと推察される。

【００１０】本発明は以上の知見に基づくものであり、
重量％で、Ｆｅ０．０５〜１％、Ｓｉ０．０１〜０．２
％、Ｃｕ０．００１％以下、Ｎｉ、Ｃｒの１種又は２種
を０．００３〜０．１％、残部Ａｌ及び不可避的不純物
からなることを特徴とするＰＳ版用アルミニウム合金支
持体である。

【００１１】本発明ＰＳ版用アルミニウム合金支持体
は、前述の通り、Ｎｉ、Ｃｒを含む電位が貴のＡｌ−Ｆ
ｅ系金属間化合物の存在と０．００１％以下という従来
にはない低減されたＣｕ量とが相俟って、電解エッチン
グによる粗面の均一性を向上させるものである。

【００１２】また、本発明ＰＳ版用アルミニウム合金支
持体は、Ｉｎ、Ｐｂ、Ｓｎ、Ｂｉの１種又は２種以上を
０．００１〜０．０５％含むことができる。Ｉｎ、Ｐ
ｂ、Ｓｎ、Ｂｉは、適切な熱処理を施すことにより表面
部に偏析する挙動を示す。Ｉｎ、Ｐｂ、Ｓｎ、Ｂｉが偏
析したマトリックスは電位が下がり、その結果マトリッ
クスと金属間化合物との電位差が拡大し、より一層粗面
の均一性が向上する。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下本発明の成分限定理由を説明
する。 ＜Ｆｅ：０．０５〜１％＞Ｆｅは、Ａｌ−Ｆｅ系金属間
化合物を形成し、耐疲労強度を向上するとともに、結晶
粒を微細化して組織を均一化する効果を有する。しか
し、０．０５％未満ではこの効果が不十分であり、また
１％を超えると化合物の粗大化により電解エッチングに
よる粗面の均一性を害する傾向にあるので、０．０５〜
１％の範囲とする。望ましいＦｅの含有量は、０．１〜
０．５％である。

【００１４】＜Ｓｉ：０．０１〜０．２％＞Ｓｉは、
０．０１％未満では強度が不足し、また、０．２％を超
えると電解エッチングによる粗面の均一性を害するた
め、０．０１〜０．２％の範囲とする。望ましいＳｉの
含有量は、０．０３〜０．１％である。

【００１５】＜Ｃｕ：０．００１％以下＞Ｃｕは電解エ
ッチング後の粗面の均一性を阻害する元素であり、本発
明では、０．００１％以下に低減する。

【００１６】＜Ｎｉ、Ｃｒ１種又は２種以上：０．００
３〜０．１％＞Ｎｉ、ＣｒはＡｌ−Ｆｅ系金属間化合物
に含有され、Ｎｉ、Ｃｒを含まないＡｌ−Ｆｅ系金属間
化合物よりもその電位が貴となり、その結果マトリック
スとの電位差が拡大する。具体的には、Ｎｉ、Ｃｒを含
まない場合にはＡｌ−Ｆｅ系金属間化合物とマトリック
スとの電位差は０．２９Ｖであるのに対し、Ｎｉ、Ｃｒ
を含む場合には０．３０Ｖ以上となる。このように電位
差が拡大することによりエッチング性が向上し、これに
ともない粗面の均一性が向上する。この効果を得るため
に、Ｎｉ、Ｃｒの１種又は２種で０．００３％以上とす
る。しかし、０．１％を超えるとマトリックス中に過度
に固溶し、逆に粗面の均一性を阻害するとともに、印刷
中の汚れの原因にもなる。そこで、０．００３〜０．１
％とする。望ましいＮｉ、Ｃｒの含有量は、０．００８
〜０．０５である。なお、本発明における電位差は、５
３ｇ／ｌＮａＣｌ＋３ｇ／ｌＨ₂Ｏ₂水溶液（２５℃）中
にて０．１Ｎカロメル・スケールを用いて測定した自然
電極電位で定義される。

【００１７】＜Ｉｎ、Ｐｂ、Ｓｎ、Ｂｉの１種又は２種
以上：０．００１〜０．０５％＞Ｉｎ、Ｐｂ、Ｓｎ、Ｂ
ｉは、適切な熱処理を施すことにより板材の表面部に偏
析しマトリックスの電位を下げる効果を有する。そのた
めマトリックスとＡｌ−Ｆｅ系金属間化合物との電位差
が拡大し、より一層粗面の均一性が向上する。この効果
を得るためには０．００１％以上必要であるが、過度に
添加すると耐食性が低下するので、その上限を０．０５
％とする。望ましいＩｎ、Ｐｂ、Ｓｎ、Ｂｉの量は０．
０１〜０．０３％である。また、偏析による最表面部に
おける濃度は中心部の濃度の１．５倍以上１００倍以下
であることが望ましい。１．５倍未満では電位差拡大に
十分な効果がなく、また１００倍を超えると電解エッチ
ング時に過溶解を起こし微細なエッチングピットが得ら
れなくなるからである。

【００１８】＜その他不純物元素＞本発明ＰＳ版用アル
ミニウム合金支持体においては、以上の元素以外に不純
物元素が含まれるが、以下の範囲であれば本発明の目的
を阻害しない。 Ｍｇ：０．０２％以下、Ｚｎ：０．０２％以下、Ｔｉ：
０．０３％以下 Ｖ：０．０１％以下、Ｂ：０．００２％以下

【００１９】次に、本発明ＰＳ版用アルミニウム合金支
持体の製造方法について説明する。 ＜鋳造＞鋳造は、本発明ＰＳ版用アルミニウム合金支持
体を製造する上で特に限定されるものではなく、例えば
ＤＣ鋳造法等従来公知の鋳造法を適用することができ
る。

【００２０】＜熱処理＞鋳造により得られた鋳塊に４５
０〜６００℃の温度範囲における均質熱処理を施す。こ
の均質熱処理によりＦｅの一部が固溶するとともに、Ａ
ｌ−Ｆｅ系金属間化合物が均一微細に分散する。熱処理
の保持時間は鋳塊のサイズ等により適宜定めればよい。
均質熱処理後、一旦鋳塊を冷却した後に次工程である熱
間圧延のための均熱処理を行うこともできるが、均質熱
処理から直に熱間圧延を行うこともできる。

【００２１】＜熱間圧延＞均質熱処理を経た後に熱間圧
延を行う。熱間圧延は２００〜５００℃の温度範囲で行
うのが適当である。５００℃を超えると再結晶粒が粗大
化して、粗面化処理によりストリークが発生しやすくな
る。

【００２２】＜冷間圧延＞熱間圧延後、冷間圧延を行
う。この冷間圧延によりＡｌ−Ｆｅ系の金属間化合物が
分散して結晶組織が均一微細となる。この効果を得るた
めには、５０％、望ましくは７０％以上の減面率とする
ことが必要である。

【００２３】＜焼鈍＞冷間圧延後に、適度な強度及び伸
びを板材に付与すること、さらにＩｎ、Ｐｂ、Ｓｎ、Ｂ
ｉを含む場合には、これら元素を板材の表面部に偏析さ
せるために焼鈍を行う。Ｉｎ、Ｐｂ、Ｓｎ、Ｂｉの偏析
については、板厚が厚いときにはこれら成分が表面に移
動する距離が長いため所望する偏析状態を得難いが、冷
間圧延により薄板化した状態なので、偏析しやすい。

【００２４】焼鈍は３００〜６００℃の温度範囲で行
う。３００℃未満では目的を達成することができず、６
００℃を超えると表面の酸化が著しくなり好ましくない
からである。望ましい焼鈍温度は３５０〜５００℃であ
る。焼鈍は連続焼鈍炉、バッチ式焼鈍炉の何れであって
も構わない。

【００２５】＜仕上げ冷間圧延＞焼鈍後、再度冷間圧延
を行う。この冷間圧延は、ＰＳ版用アルミニウム合金支
持体に要求される硬さに調整、仕上げすることを目的と
する。ＰＳ版用アルミニウム合金支持体に要求される硬
さはＨ₁₆であるので、これに適合するように圧下率を調
整する。

【００２６】＜表面処理＞仕上げ冷間圧延終了後、塩
酸、硝酸等の電解液中に浸漬して電解エッチングによる
粗面化処理を行う。粗面化処理は、画像部においては感
光層との密着性、非画像部においては親水性及び保水性
を向上させるために施される。粗面化処理を行った後
に、陽極酸化処理を行って表面の耐摩耗性、親水性を向
上させることもできる。

【００２７】

【実施例】以下本発明を実施例に基づき説明する。 ＜実施例１＞表１に示す組成（wt.%）の合金スラブをＤ
Ｃ鋳造法により得た。鋳造速度は３０ｍｍ/ｍｉｎ、ス
ラブ厚は２００ｍｍである。このスラブを合金組成によ
り５００〜５５０℃で１時間加熱・保持する均質・均熱
処理を施した後、５ｍｍ厚まで熱間圧延を行った。その
後０．５ｍｍ厚まで冷間圧延し、次いで焼鈍した。焼鈍
は連続焼鈍炉により、実体温度４５０℃の条件で行っ
た。焼鈍後に再度冷間圧延により板厚０．３ｍｍ、硬度
Ｈ₁₆の供試材を得た。

【００２８】 （表１） No. Fe Si Cu Ni,Cr Al 均一性 備考 １ 0.14 0.12 0.0009 Ni:0.014 残部 ○ 実施例 ２ 0.29 0.06 0.0008 Ni:0.050 残部 ○ 実施例 ３ 0.58 0.16 0.0007 Ni:0.083 残部 ○ 実施例 ４ 0.05 0.02 0.0009 Cr:0.005 残部 ○ 実施例 ５ 0.05 0.06 0.0005 Cr:0.070 残部 ○ 実施例 ６ 0.15 0.12 0.0006 Cr:0.093 残部 ○ 実施例 ７ 0.29 0.06 0.02 Ni:0.20 残部 × 比較例 ８ 0.26 0.04 0.0015 Cr:0.20 残部 × 比較例 ９ 0.12 0.02 0.0006 Mn:0.010 残部 × 比較例 10 0.28 0.07 0.003 − 残部 × 従来例 ○：粗面均一性良好、×：粗面均一性劣る

【００２９】下記の条件で供試材に電解エッチングを施
した後、粗面をＳＥＭにより観察、評価した。結果を表
１に併せて示すが、本発明に係るＮｏ.１〜６は何れも
粗面の均一性が良好であるのに対し、Ｃｕ及びＮｉ含有
量がともに本発明を超える値のＮｏ.７、Ｃｕ含有量は
本発明範囲内にあるがＣｒ含有量が本発明を超えるＮ
ｏ．８、Ｎｉ、Ｃｒの代わりにＭｎを添加したＮｏ．９
は何れも粗面均一性が劣る。また、Ｎｉ、Ｃｒを含ま
ず、かつＣｕ含有量が本発明範囲を超えるＮｏ.１０
は、粗面の均一性が本発明であるＮｏ.１〜６より劣
る。

【００３０】電解エッチング条件 脱脂：７０℃の２０％Ｎａ₃ＰＯ₄水溶液に５分間浸漬 スマット除去：７０％ＨＮＯ₃に１分間浸漬 電解エッチング：３０℃の１．５％ＨＣｌ水溶液中で２
０Ａ／ｄｍ²以上で交流電解

【００３１】＜実施例２＞実施例１と同様の工程により
表２に示す組成（In,Pb,Sn,Biは板厚中心部の値）のＰ
Ｓ版用アルミニウム合金支持体を製造した。その後、や
はり実施例１と同様にして電解エッチングを行った。電
解エッチング後の粗面均一性及びＩｎ、Ｐｂ、Ｓｎ、Ｂ
ｉの最表面における含有量を添加量とともに表３に示
す。なお、最表面の含有量分析は、ＧＤＭＳ（グロー放
電質量分析計）にて表面から連続的に深さ方向の含有量
を測定して求めた。

【００３２】 （表２） No. Fe Si Cu Ni In,Pb,Sn,Bi AL 備考 11 0.76 0.06 0.0009 Ni:0.005 In:0.005 残部 実施例 12 0.29 0.06 0.0005 Ni:0.035 Pb:0.015 残部 実施例 13 0.14 0.16 0.0007 Ni:0.083 Sn:0.010 残部 実施例 14 0.76 0.06 0.0009 Ni:0.005 Bi:0.015 残部 実施例 １ 0.14 0.12 0.0009 Ni:0.014 − 残部 実施例

【００３３】表３から、Ｉｎ、Ｐｂ、Ｓｎ、Ｂｉを含有
させ、かつこれら元素を表面部に偏析させることによ
り、粗面の均一性を一層向上できることが解る。

【００３４】 （表３） 粗面 In,Pb,Sn,Bi In,Pb,Sn,Bi 備考 No. 均一性 最表面 中心部 11 ◎ 0.012 0.005 実施例 12 ◎ 0.028 0.015 実施例 13 ◎ 0.023 0.010 実施例 14 ◎ 0.031 0.015 実施例 １ ○ − − 実施例 ◎：粗面均一性優れる、○：粗面均一性良好、×：粗面均一性劣る

【００３５】＜実施例３＞下記組成の供試材を実施例１
と同様の方法により得て、Ｃｕ含有量とエッチング組織
の均一性について調査した。電解エッチングの条件は、
実施例１と同様であり、電解エッチング後の表面をＳＥ
Ｍで観察した。結果を表４に示すが、Ｃｕ含有量が０．
００１％以下の範囲で均一なエッチング面が得られるこ
とが判る。 供試材化学組成：0.5wt.%Fe-0.06wt.%Si-Ｘwt.%Cu-0.03
5Cr-Al

【００３６】 （表４） Cu含有量 0.0002 0.0006 0.001 0.0012 0.0018 0.0024 エッチンク゛表面 ○ ○ ○ △ × ×

【００３７】＜実施例４＞下記組成の供試材を実施例１
と同様の方法により得て、Ｎｉ，Ｃｒの含有有無とエッ
チング速度との関係を調査した。なお、エッチング速度
の測定条件は以下の通りである。すなわち、４５℃の
１．５％ＨＣｌ水溶液（１リットル）中に１００mm×１
００mmの試料を浸漬し、発生するガスをビューレットで
捕集し、水素ガス量が予め設定された一定量になるまで
の時間から、それまでの平均速度として求めた。 供試材化学組成 供試材Ａ：0.5wt.%Fe-0.06wt.%Si-0.0009wt.%Cu-Al 供試材Ｂ：0.5wt.%Fe-0.06wt.%Si-0.0009wt.%Cu-0.043w
t.%Ni-Al 供試材Ｃ：0.5wt.%Fe-0.06wt.%Si-0.0009wt.%Cu-0.044w
t.%Cr-Al 結果を図１に示すが、Ｎｉ，Ｃｒを含有することにより
エッチング速度が著しく向上することが解る。

【００３８】次に、供試材Ａ〜Ｃの金属間化合物中の化
学組成をフェノール溶解残さ法により求めた。結果を図
２に示すが、供試材Ｂ、Ｃの金属間化合物には、それぞ
れＮｉ，Ｃｒが含まれていることが確認された。

【００３９】また、供試材Ａ〜Ｃについて、Ａｌ−Ｆｅ
系金属間化合物とマトリックスの間の電位差を測定し
た。具体的には、図２で示された組成となるような金属
間化合物を作成し、５３ｇ／ｌＮａＣｌ＋３ｇ／ｌＨ₂
Ｏ₂水溶液（２５℃）中にて０．１Ｎカロメル・スケー
ルを用い、自然電極電位を測定した。結果を表５に示す
が、Ｎｉ，Ｃｒを含む供試材Ｂ、Ｃの電位差がＮｉ，Ｃ
ｒを含まない供試材Ａに比べて大きいことが確認され
た。

【００４０】 （表５） Ａｌマトリックス電位 金属間化合物電位 電位差 供試材Ａ −０．８５ −０．５６ ０．２９ 供試材Ｂ −０．８５ −０．５２ ０．３３ 供試材Ｃ −０．８５ −０．５３ ０．３２ （単位：Ｖ）

【００４１】

【発明の効果】以上説明のように、本発明は、Ｆｅ０．
０５〜１％、Ｓｉ０．０１〜０．２％、Ｃｕ０．００１
％以下、Ｎｉ、Ｃｒの１種又は２種を０．００３〜０．
１％、残部Ａｌ及び不可避的不純物からなることを特徴
とするＰＳ版用アルミニウム合金支持体としたので、電
解エッチングによる粗面を従来の支持体より均一に形成
することができる。

【００４２】本発明において、Ｉｎ、Ｐｂ、Ｓｎ、Ｂｉ
の１種又は２種以上を０．００１〜０．０５％含有せし
めることにより、粗面の均一性を一段と向上させること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 Ｎｉ，Ｃｒの含有有無とエッチング速度との
関係を示すグラフである。

【図２】 供試材Ａ〜Ｃの金属間化合物中の化学組成を
示すグラフである。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 重量％で、Ｆｅ０．０５〜１％、Ｓｉ
   ０．０１〜０．２％、Ｃｕ０．００１％以下、Ｎｉ、Ｃ
   ｒの１種又は２種を０．００３〜０．１％、残部Ａｌ及
   び不可避的不純物からなることを特徴とするＰＳ版用ア
   ルミニウム合金支持体。
2. 【請求項２】 Ｎｉ、Ｃｒの１種又は２種がＡｌ−Ｆｅ
   系の金属間化合物中に存在する請求項１に記載のＰＳ版
   用アルミニウム合金支持体。
3. 【請求項３】 Ｉｎ、Ｐｂ、Ｓｎ、Ｂｉの１種又は２種
   以上を０．００１〜０．０５％含む請求項１または２に
   記載のＰＳ版用アルミニウム合金支持体。
4. 【請求項４】 Ｉｎ、Ｐｂ、Ｓｎ、Ｂｉの１種又は２種
   以上の元素は表面部に偏析しており、最表面部における
   濃度が中心部の濃度の１．５倍以上１００倍以下である
   請求項３に記載のＰＳ版用アルミニウム合金支持体。
5. 【請求項５】 合金組織中に存在する金属間化合物とマ
   トリックスの電位差が０．３０Ｖ以上（５３ｇ／ｌＮａ
   Ｃｌ＋３ｇ／ｌＨ₂Ｏ₂水溶液（２５℃）中にて０．１Ｎ
   カロメル・スケールを使用して測定）である請求項１〜
   ４の何れかに記載のＰＳ版用アルミニウム合金支持体。