JPS63143234A - 印刷版用アルミニウム合金 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

本発明は、印刷版用アルミニウム合金、特にオフセット
印刷用版板に用いるアルミニウム合金に関するものであ
る。

【従来技術とその問題点】

印刷版用アルミニウム合金（以下、単にアルミニウム）
を印刷用に供する場合、保水性及び感光剤との接着性を
向上させる為に、先ず、アルミニウム表面を機械的方法
、化学的方法、電気化学的方法のいずれか一つ、又は二
つ以上組合わせた工程により粗面化した後、通常所定の
後処理（陽極酸化処理、親水化処理、不活性化処理）を
施して、印刷特性を更に向上させている。 そして、アルミニウムとしては、例えばＪＩＳ八１へ５
０、＾１１００、＾３００３に相当するものが用いられ
ている。 特に、電気化学的な方法、即ち、交流電解エツチング処
理によってアルミニウム表面を粗面化する場合、Ｆｅ、
　Ｓｉ、　Ｚｎ、Ｃｕ、　Ｍｇ、　Ｍｎといった不純物
元素の少ない＾１０５０相当材は、印刷版において重要
な条件である表面処理性が良好であり、がっ粗面化後の
凹凸（電解エツチングビットパターン〉の均一性がある
ことから望ましいと言われてきた。 しかしながら、近年、素材コスト低減のためアルミニウ
ムの耐力の向上による薄肉強靭化、耐疲労強度の向上、
及び等方性くアルミニウムの圧延方向と圧延口と垂直方
向の耐疲労強度に差がないこと）を向上させた印刷版用
アルミニウム合金材が要求され出し、この要求に答える
べく、種々のアルミニウムーマグネシウム合金系のアル
ミニウムが、例えば特開昭５８−４２７４５号公報、特
開昭５９−１３３３５５号公報、特開昭６０−６３３４
６号公報、特開昭６０−２２０３９５号公報、特開昭６
１−２６７４６号公報等に示す如く提案されている。 しかるに、これらの提案になるアルミニウムは、従来の
＾１０５０材と比較して、アルミニウムの耐力及び耐疲
労強度を大巾に向上させ、取扱い時の耐折れ性、印刷時
の版の耐伸び性、及び薄肉化の向上が得られるものの、
電解エツチングビットパターンが不均一となり易く、印
刷特性を低下させ、未だに実用上好ましいものは提案さ
れていないと言って良い程である。

【発明の開示】

本発明者は、前記の問題点に対する研究を鋭意押し進め
た結果、不純物としてのＳｉが０．１５重量％以下、Ｍ
ｎが０．８重量％以下、Ｔｉが０．０５重量％以下、Ｃ
ｒが０．３重量％以下、Ｚｎが０．０３重量％以下であ
り、残部が不可避不純物及びＡｌからなるアルミニウム
材中に、８５≧Ｍｇの含有重量／Ｃｕの含有重量≧５０
の条件を満たすよう１．５〜３．０重量％のＭｇ、０．
０２〜０゜０５重量％のＣｕ、０．０５〜１．０重量％
のＦｅを含有させたアルミニウム合金は、従来のアルミ
ニウムーマグネシウム合金では得られなかった均一な電
解エツチングピットパターンが得られ、従って耐刷性、
画像の鮮明性の向上が得られ、しかも等方性及び耐疲労
強度の向上も得られ、さらにはＩｌｎ又はＨ２ｎ（ｎ　
＝２．４，６．８）材において約０．１〜０．３ｍｍ厚
のものでも耐力が約１５Ｋｇ／−輪２以上のものとなっ
て、版板取扱性の向上及び印刷時の版板の伸び防止が得
られることを見出したのである。 特に、このアルミニウム合金は、ＪＩＳ＾１０５０８１
８材では達成できなかった問題点である薄肉化も達成で
きたのである０例えば、本発明になるアルミニウム合金
を用いた場合、０．１−一厚のもので前記ＪＩＳ　　＾
１０５０１１１８材の０．２４ｍｍ厚のものに匹敵する
ものであった。 ここで、Ｍｔｒ及びＣｕ等の含有量を上記のように限定
したのは、次の理由に基ずくものである。 すなわち、Ｎ、は、強度及び耐疲労強度の向上を目的に
添加した元素であり、アルミニウム材中に大部分固溶さ
せて極一部へＮ−Ｍ、系の金属間化合物として粒界又は
粒内に存在させることを基本とするものである。そして
、Ｍｇの含有量が１．５重量％より少なくなると、アル
ミニウムの圧延方向と圧延目と垂直方向の耐疲労強度の
等方性を確保するためにＨｌｎ又はＨｅｎ材に調質焼鈍
した後の耐力が約１５に６７ｍｗｍ”以上となりに＜＜
、又、逆に、Ｍ、の含有量が３．０重量％を越えると、
調質焼鈍によって粒界又は粒内に粗大に析出した＾ｌ−
Ｈｇ系の金属間化合物が、電解エツチングによって不均
一に深くエツチングされるため、非画像部の汚れ等の不
良になり易いことが判明したからである。 又、Ｆｅは、通常＾１−Ｆｅ系、＾＆−Ｆｅ−Ｓｉ系又
は＾ｉ’−Ｆｅ−Ｍｎ−Ｓｉ系の金属間化合物として存
在し、その大部分は鋳造後のマトリックス中に晶出物と
して存在し、一部がマトリックス中に固溶もしくは析出
している。この、Ｆｅの添加効果は、■結晶粒の微細化
もしくは組織の均一化による強度の向上■電解エツチン
グ時のイニシャルビットの開始点として働くものである
。 そして、Ｆｅの含有量が０．０５重量％より少なくなる
と、上記効果が少なくなり、逆に、１．０重量％を越え
て含有されると、粗大な入／−Ｆｅ系といった晶出物の
存在によって電解エツチング後の粗面が不均一になりや
すい欠点のあることが判明したからである。 又、Ｃｕは、本発明の添加濃度においては、マトリック
ス中に固溶している。そして、このＣｕの含有量を、本
発明の目的とする機械的性質向上が達成可能なＭ、が１
．５〜３．０重量％の含有濃度において０．０２〜０．
０５重量％とすることによって、現行のＡ１０５０相当
のアルミニウムと同等のエツチングピットパターンが得
られることが判明したのである。 すなわち、Ｃｕが０，０２重量％より少なくなると、電
解エツチング後の粗面が不均一となり、かつ、エツチン
グの程度が小さくなり、効率が悪く、逆に、０．０５重
量％を越えて含有されると、電解エッチング後の■面が
不均一となりやすく、かつ、局部にオーバーエツチング
による租大ビットが存在することが判明したのである。 そして、アルミニウム中に、Ｍ、が１，５〜３重量％含
有される場合、アルミニウム表面の酸化皮膜（通常＾ｉ
’ｚｏｚ＞は、該皮膜中にＭ、元素が存在することによ
って緻密になり、Ｃｕが添加されていない場合は、所定
の電解エツチング時にエツチングがされにくく、マトリ
ックス部に未エツチング部分が存在し易くなるが、Ｃｕ
の添加によって酸化皮膜のｆＩＨ，密さを減少させ、Ｊ
ＩＳ＾１０５０相当の純アルミニウムと同等のエツチン
グパターンになり、又、Ｃｕが必要以上に含有されると
、逆に酸化皮膜が脆弱になり、マトリックスが過度にエ
ツチングされ易くなり、へβ−Ｆｅ系といった金属間化
合物に代表されるイニシャルビット開始点を中心に順次
エツチングされる均一なエツチングパターンを得られに
くくすることが判明してきた。 この知見を基にして更に研究した結果、Ｃｕ含有量はＭ
、含有量と密接な関係があることが見出された。 即ち、Ｍｇの含有重量とＣｕの含有重量との関係は、８
５≧Ｍｇの含有重量／Ｃｕの含有重量≧５０の条件を満
たすようにすることによって、更に均一な電解上・ソチ
ングビットパターンが得られたのである。 その他不純物元素として、Ｓｉはイニシャルビ・ソトの
開始点として働く＾ｊ’−Ｆｅ−Ｓｉ系、へＺ−Ｆｅ−
Ｍｎ−Ｓｉ系の金属間化合物（晶出物）として存在する
わけであるが、基本的には、＾ｌ−Ｈ，合金中の固溶Ｍ
、どの結合によって析出生成される１□Ｓｉが存在しな
い程度の濃度として含有されるものであればよい。 従って、Ｓｉは０．１５重量％を越えて含有するもので
あってはならない。 又、Ｍｎは、＾ｆ−Ｆｅ−Ｍｎ系の金属間化合物及び一
部固溶して存在しているわけであるが、基本的には、素
材強度の向上及びイニシャルビットの開始点として働く
ものである。従ってへＮ−Ｆｅ−Ｍｎ系、＾ｊ！−Ｆｅ
−Ｍｎ−Ｓｉ系の金属間化合物中のＭｎ／Ｆｅを大きく
しない程度に含有される分にはかまわない、このような
観点から、訃は０．８重量％を越えて含有するものであ
ってはならない。 又、Ｔｉは、鋳塊組織の微細化のために添加されるもの
であり、過度の添加はへＺ−Ｔｉ系の金属間化合物の存
在によって線状のミクロ欠陥を形成させるから、その含
有量は０．Ｏ５重量％を越えるものであってはならない
。 又、Ｃｒは、Ａｔ−Ｆｅ系、＾トｈ系といった金属間化
合物の均一な析出をさせる元素であるが、０．３重量％
を越えて存在すると、＾１−Ｃｒ系の金属間化合物を新
たに生成させることがあり、電解エツチングビットパタ
ーンの均一性を阻害しやすいので、０．３重量％以下の
ものでなければならない。 又、Ｚｎは、０．０３重量％を越えて存在すると、電解
エツチング後のビットパターンに不均一性を生じ易くな
り、０．０３重量％以下のものでなければな゛らない。 尚、上記に説明した含有成分及び成分割合のアルミニウ
ム合金を鋳造するに際して、Ｍｇの酸化物、地金成分中
のへｆ−Ｔｉ系の粒子等をカートリッジフィルター等に
よって除去しておくと、電解エツチング後に生成される
表面のミクロ欠陥が防止されることより望ましいもので
ある。 このようにして所定の組成に調整されたアルミニウム合
金の鋳塊を均質化処理、熱間圧延、冷間圧延、中間焼鈍
、冷間圧延、最終焼鈍といったような所定の工程を経て
約０．１〜０．３ｍｍ厚の板材とする。 次に、このようにして得られたアルミニウム合金の板材
に電解エツチング処理を施すのであるが、該板材中の表
面は油分及びその他の付着物等で汚染されているので、
電解エツチングに先立ちアルミニウム合金の板材を常法
に従って脱脂、洗浄することが望ましく、例えば■トリ
クレン又はフロン等による溶剤脱脂、０弱アルカリ系洗
剤水溶液による脱脂、■濃度１〜１０％のＨ，ＳＯ，水
溶液による脱脂等による脱脂をすることが望ましい。 この後、通常、表面の自然酸化皮膜を除去するために、
濃度１〜１５％の苛性ソーダ水溶液に２０〜８０℃の温
度で５秒〜３分間浸漬してエツチング処理をし、次いで
濃度１０〜２０％の硝酸又は硫酸水溶液に１０〜５０°
Ｃの温度で５秒〜３分間浸漬し、アルカリエツチング後
の中和およびデスマットを実施する。 この処理後に、電解エツチング処理を行なうのであるが
、電解エツチングは例えば塩酸及び／又は硝酸水溶液中
で行なうものであり、塩酸水溶液を使用する場合の濃度
は０．３〜３重量％、好ましくは０．５〜２重量％の範
囲が好適である。尚、この電解液には、安定剤として塩
化物、硝酸塩、アミン類、リン酸塩等を添加していても
よい。 電解条件は、使用する電解液や所望の電解エツチングの
程度により異なるので、一義的には決定できないが、一
般的には、温度約１０〜４０℃、好ましくは２０〜３０
℃で、電流密度（交流）は約２０〜Ｚｏ。 ＾／ｄａ２、好ましくは５０〜１５０＾／ｄ輸’で、時
間は２〜１２０秒である。 このような電解液を使用して電解エツチング処理を行な
う際、使用する交流電流は、正負の極性を交互に交換さ
せて得られる波形において、矩形波、台形波等の交流波
形のものであってもよいが、通常の商業用交流、即ち正
弦波の単相交流又は三相交流で充分である。 上記のような条件で電解エツチングしたアルミニウム合
金の板材は、引き続き水洗後デスマット処理されるが、
その条件は、常法のものでよく、約１０〜８０℃のアル
カリ又は酸の水溶液に約５秒〜３分間浸漬するものであ
ればよく、これによりデスマットが行なわれる。 このようにして得られた電解エツチング板と印刷版用支
持体に供するに当り、常法に従って所定の後処理、例え
ば陽極酸化処理を施してもよく、具体的には硫酸又は燐
酸等の濃度が１０〜５０重量％の水溶液で、電流密度が
１〜１０＾／ｄｌ１２で電解することにより行なわれる
。 この後必要に応じて、親水化又は不活性化のために、熱
水、珪酸塩、重クロム酸塩、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実施する。 このようにして得られたアルミニウム板材に適用される
感光剤（感光性物質）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との組成物、活性光線の照射
により三量化する不飽和カルボン酸、例えば桂皮酸、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す化合物とバインダ
ポリマーとの組成物あるいはアジド系感光性組成物が挙
げられる。 そして、これらの感光剤を種々の良く知られている添加
剤と共に適当な溶媒に溶解し、本発明のアルミニウム材
に塗布、乾燥することによって複合接着させる。 この感光性平版印刷版に被複写物を重ねて常法に従って
露光・現像すれば、親水性、保水性に優れ、かつ、感光
剤からなる画像部とアルミニウム材との接着性が極めて
大きく、耐刷力に優れた印刷版を得ることができる。 ｒ実施例１〜８】 表１に示す組成のアルミニウム合金材を溶解鋳造し、両
面を面削した厚さ約３００ｍ−の鋳塊を均質化処理し、
その後通常の条件下で熱間圧延及び冷間圧延を行ない、
０．２４ｍ輪厚ＯＨ１ｎ材を得る。 次に、このＨ１ｎ材を脱脂処理し、その後８％の水酸化
ナトリウム溶液中に５０℃の温度下で３０秒間浸漬して
アルカリエツチングを行ない、その復水　。 洗してから１０％の硝酸溶液中に室温下で３０秒間浸漬
してデスマットを行ない、そしてデスマット後再度水洗
し、この水洗後電解エツチング処理する。 尚、この電解エツチング処理の条件は、２％の塩酸水溶
液を用い、温度は２５℃、電流は５０Ｈｚの交流で、電
流密度が５０＾／ｄＩｍ２、時間は２５秒である。 電解エツチング処理後、水洗し、８％の水酸化ナトリウ
ム溶液中に５０℃の温度下で５秒間浸漬し、その後再度
水洗し、そして１０％の硝酸溶液中に室温下で３０秒間
浸漬して中和処理し、そして水洗して印刷版用アルミニ
ウム合金板材を得る。

【比較例１〜８】 表２に示す組成のアルミニウム合金を用いて実施例と同
様に行ない、印刷版用アルミニウム合金板材を得る。

【特性】

上記各側で得た印刷版用アルミニウム合金板材について
、交流電界エツチング処理後における機械的性質（耐力
及び耐疲労強度）並びに電解エツチングビットパターン
の均一性を調べたので、その結果を表３に示す。 尚、耐力は、通常の引張り試験によって評価したもので
あり、又、耐疲労強度は、中２０ｍ＋＊、長さ１００ｍ
ｍの試験片を切り出し、この試験片の一端を治具に固定
し、テンションをかけた状態にて他端を９０”の角度に
曲げ、そして元の状態に戻し、これを１回としてカウン
トし、これを繰り返して破断するまでのカウント回数で
評価したものであり、又、電解エツチングビットパター
ンは、均一なものを○印で、不均一なものを×印で、こ
れらの中間のものをΔ印で表示しな。 表３ これによれば、本実施例の合金は、ＪＩＳ　ＡＩＱ５Ｑ
を用いた場合に比べても劣ることがない電解エツチング
ビットパターンの均一性に優れた特長を示しており、し
かも特開昭６０−６３３４６号公報あるいは特開昭６１
−２８７４６号公報で提案されてきたような＾／−Ｍ、
系合金を用いた場合に比べても劣ることがない耐力及び
耐疲労強度といった機械的強度に優れた特長を示してお
り、従来のものでは電解エツチングビットパターンの均
一性か機械的強度のどちらかを犠牲にしていたのに対し
、いずれの特性も犠牲にすることなく共に優れているこ
とが理解できる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 不純物としてのＳｉが０．１５重量％以下、Ｍｎが０．
   ８重量％以下、Ｔｉが０．０５重量％以下、Ｃｒが０．
   ３重量％以下、Ｚｎが０．０３重量％以下であり、残部
   が不可避不純物及びＡｌからなるアルミニウム材中に、
   ８５≧Ｍｇの含有重量／Ｃｕの含有重量≧５０の条件を
   満たすよう１．５〜３．０重量％のＭｇ、０．０２〜０
   ．０５重量％のＣｕ、０．０５〜１．０重量％のＦｅを
   含有させたことを特徴とする印刷版用アルミニウム合金
   。