(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量％で、Ｆｅ：０．１〜１．０％、Ｓｉ：０．３％以下、Ｍｎ：０．２〜０．５％、希土類元素：０．００５〜０．５％を含有し、残部がＡｌおよび不可避不純物からなることを特徴とする平版印刷版用アルミニウム合金材
【請求項２】
前記希土類金属がＬａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍの一元素以上からな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合金材
【請求項３】
合金成分としてさらに、Ｚｒ、Ｙの１種または２種を合計質量％で、０．０１〜０．３％含有し、残部がＡｌおよび不可避不純物からなることを特徴とする請求項１または２に記載の平版印刷版用アルミニウム合金材
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、強度が高く電解エッチング性に優れる平版印刷版用アルミニウム合金材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
平版印刷では、予め感光層が形成され、そのまますぐ焼き付けて使用できるＰＳ版が幅広く使用されており、該ＰＳ版は、支持体の表面に感光剤を塗布したものである。この支持体の構成材料としては、電解エッチング性に優れる１０５０系のアルミニウム合金が広く用いられているが、最近では、強度が高くて、傷が付き難く、印刷機胴に取り付けた際に胴切れし難い３１０３等のＡｌ−Ｍｎ系合金が用いられるようになってきている。
支持体は、これらのアルミニウム合金を用いて所定の製造工程を経て製造されるものであり、感光剤の塗布に先立っては表面処理が施される。表面処理は、通常は電解エッチングによって支持体表面を粗面化処理した後、陽極酸化被膜処理するものであり、また粗面化処理前には、脱脂等を目的として苛性処理等の洗浄がなされている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで上記した３１０３等のＡｌ−Ｍｎ系合金はＭｎを０．９〜１．５％程度含有していることから強度面で優位性があり、ＰＳ版用支持体での使用の増大が見込まれるものであるが、電解エッチング処理において大きく不均一なピットが形成される傾向にあり、電解エッチング処理の採用を困難にしている。従って、現行ではブラシ研磨等の機械的前処理により粗面化しており、電解エッチングのような繊細で均一な粗面が得られず、印刷版としての性能が劣っているという問題がある。そのため、Ａｌ−Ｍｎ系合金において電解エッチング処理した粗面状態に以下の改善が求められている。▲１▼粗面化表面に未エッチングが少ないこと。▲２▼電解エッチング処理によるピットが均一なこと。
【０００４】
本発明は上記事情を背景としてなされたものであり、高強度で、電解エッチング性に優れた平版印刷版用アルミニウム合金材を提供することを目的とする。
【０００５】
【問題を解決するための手段】
▲１▼［電解エッチング性］
本発明者の研究から、３０００系アルミニウム合金材料における電解エッチング性の改善には、Ｍｎ含有量を減量することが有効であることが判明しており、Ｍｎ量を減量した材料を検討する過程で判ったこととして、Ｍｎ量を０．２０〜０．５０％の範囲とすると、それ以上のＭｎ量では劣っていた電解エッチング表面のピットの均一性が大幅に改善される傾向にあることが判明した。但し、Ｍｎ量の減量を進めると強度の低下が免れず、しかもＭｎ量を減量するのみではエッチング性の向上は不十分であるが、成分として適量の希土類元素を加えることにより、電解エッチングの均一性が顕著に向上することが判明した。
[理由]このような電解エッチング性向上の理由として、Ｍｎ量が多いとＡｌＭｎ系の金属間化合物が形成しピットを粗大化させる傾向があるためにＭｎ量を減らすことが有効である。一方、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ等の希土類元素は材料中のＡｌＭｎ系あるいはＡｌＦｅ系、ＡｌＭｎＦｅ系、ＡｌＭｎＳｉ系、ＡｌＭｎＦｅＳｉ系の金属間化合物の組成の一部として取り込まれたり、固溶することにより、金属間化合物の性質を変化させる。すなわち、金属間化合物が電解エッチングのピットの核として作用するためには電流を流すカソード点となる必要があるが、このカソード点としての有効性が金属間化合物の組成により変化するものと考えられる。
【０００６】
▲２▼［材料強度］
上記したように、Ｍｎの減量は電解エッチング性の改善には効果的であるが、それと同時に３０００系合金のメリットである強度が低下してしまう。特に、ＰＳ版の製造工程で、感光剤の強度向上のために行われる２００〜３００℃での数分間から十数分間の加熱処理によって材料の軟化が大きくなる問題が生じた。
しかし、上記した希土類元素は電解エッチング性の向上だけでなく、この熱軟化の抑制にも効果があり、上記問題を回避することができる。また、これに加えて適量のＺｒまたはＹを添加すると、熱軟化がより低く抑えられることも判明した。
【０００７】
すなわち、本発明の平版印刷版用アルミニウム合金材のうち第１の発明は、質量％で、Ｆｅ：０．１〜１．０％、Ｓｉ：０．３％以下、Ｍｎ：０．２〜０．５％、希土類元素：０．００５〜０．５％を含有し、残部がＡｌおよび不可避不純物からなることを特徴とする。
【０００８】
第２の発明の平版印刷版用アルミニウム合金材は、第１の発明において、前記希土類金属がＬａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍの一元素以上からなることを特徴とする。
【０００９】
第３の発明の平版印刷版用アルミニウム合金材は、第１または第２の発明において、合金成分としてさらに、Ｚｒ、Ｙの１種または２種を合計質量％で、０．０１〜０．３％含有し、残部がＡｌおよび不可避不純物からなることを特徴とする。
【００１０】
以下に本発明における組成成分の作用およびその含有量の限定理由を説明する。なお、各含有量はいずれも質量％で示されている。
Ｆｅ：０．１〜１．０％
ＦｅはＡｌＦｅ系の晶析出物を形成して電解エッチングのピットを均一化する作用があり、必須成分として含有させる。ただし、０．１％未満ではＡｌＦｅ系晶析出物の形成が不足して上記均一化の作用が不足し、また、高純度な地金の使用が必要となってコストが増加する。一方、１．０％を超えると粗大なＡｌＦｅ系晶析出物が生じやすく電解エッチングのピットが不均一化するので、その含有量を０．１〜１．０％の範囲内に定める。なお、同様の理由で、下限を０．２％、上限を０．４％とするのが望ましい。
【００１１】
Ｓｉ：０．３％以下
Ｓｉは不純物として混入する元素であり、０．３％を越えて含有すると粗大なＳｉの析出物が生じやすく、電解エッチングのピットは不均一化するので０．３％以下とする。
【００１２】
Ｍｎ：０．２〜０．５％
Ｍｎは材料強度を上げるために添加するが、０．２％未満では材料強度が不足し、また金属間化合物の形成が不足して電解エッチング性が劣化するので０．２％以上含有させる。一方、先に述べたように、含有量が多くなる程、電解エッチングのピットの不均一性が増し、０．５％を越えるとこれが顕著になる。したがって、Ｍｎの含有量を０．２〜０．５％の範囲内に定める。
なお、上記と同様の理由で下限を０．３％、上限を０．４％とするのが望ましい。
【００１３】
希土類元素：０．００５〜０．５％
希土類元素は金属間化合物の組成を変化させ電解エッチングのピット形成を均一化するとともに、熱軟化を抑制する作用があり、必須の元素として含有させる。
ただし、その含有量が０．００５％未満であると上記各作用が不足する。一方、０．５％を越えて含有すると、粗大な金属間化合物を形成し粗大なピットを形成し易くなり、また、コストも増すので、希土類元素の含有量を０．００５〜０．５％に定める。上記と同様の理由で、さらに下限を０．０５％、上限を０．３％とするのが望ましい。
なお、希土類元素としてはＬａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍが代表的に挙げられ、本発明としては、これら元素の１種以上を希土類元素として用いることができる。上記含有量はこれら元素の合計量として示されるものである。なお、合金の溶製に際し、希土類元素の添加は個々の元素を個別に添加してもよく、また、ミッシュメタル等の混合物を添加するものであってもよい。
【００１４】
Ｚｒ、Ｙ：０．０１〜０．３％
Ｚｒ、Ｙは熱軟化を抑制して強度を向上させる成分であり、所望により１種又は２種を含有させる。ただし、その合計量が０．０１％未満であると、その効果が得られず、一方、合計量が０．３％を超えると粗大な金属間化合物の形成により粗大なピットが形成されやすく、またストリークと称される筋状の表面欠陥が形成されるので、所望により含有させる場合には、Ｚｒ、Ｙの合計含有量を０．０１〜０．３％の範囲に定める。なお、同様の理由でその含有量の下限を０．０３％、上限を０．１％とするのが望ましい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明のアルミニウム合金は、常法により溶製することができ、上記成分範囲内で成分調整、鋳造したものを用いることができる。
所定の成分を有するアルミニウム合金は、熱間圧延→冷間圧延（１）→中間焼鈍→冷間圧延（２）の工程を経てアルミニウム合金薄板とすることができる。なお、冷間圧延（２）での圧下率は７０〜９０％の範囲内とするのが望ましい。
上記工程では、中間焼鈍を省略することも可能であり、中間焼鈍を加えない方が工程は短縮され、また熱処理（感光剤焼付け）前の強度は増すが、該熱処理による強度の低下も大きく、結果としてＰＳ版としての強度は低くなる。一方、中間焼鈍を加えると再結晶化によりやや強度は低下するものの、熱処理による強度低下（熱軟化）は少なくなり、結果的に強度は高いものとなる。したがって、最終的な強度の点では冷間圧延中途での中間焼鈍は行うのが望ましい。この中間焼鈍の条件としては、３５０〜４８０℃で５秒〜１時間の条件を例示することができる。
また、上記冷間圧延（２）での圧下率が７０％よりも小さいと、熱処理前の強度が小さくなり過ぎ、一方、９０％を超えると熱処理後の強度低下が大きくなるので、上記範囲が望ましい。
【００１６】
なお、中間焼鈍を行わない製造方法（熱間圧延→冷間圧延（３））では、上記したように熱軟化性はやや劣るが中間焼鈍が不要となるため工程短縮できるメリットがある。冷間圧延（３）での圧下率は９０〜９５％とするのが望ましい。
この圧下率が９０％よりも小さいと、熱処理前の強度が小さくなり過ぎ、一方、９５％を超えると加工硬化により圧延が困難となるので、上記範囲が望ましい。
【００１７】
上記工程を経ることにより得られるアルミニウム合金薄板は、平版印刷版の支持体用材料として用いられる。支持体では、前述したように表面処理がなされる。表面処理では、通常は、前述したように表面に付着している油、汚れ等の除去を目的に洗浄がなされる。この洗浄は、通常は苛性ソーダを用いた苛性処理によってなされる。ただし、本発明としては酸処理、その他の処理を含むものであってもよく、また苛性処理を含まない処理からなるものであってもよく、要は洗浄を目的とする処理過程であればよい。
なお、洗浄に用いる溶液や洗浄の手順、条件等については本発明としては特に限定されるものではなく、常法により行うことができる。
【００１８】
表面の清浄化がなされたアルミニウム合金薄板は、その後、表面を粗面化するために粗面化処理がなされる。この粗面化処理は、通常は、電解エッチングにより行われる。この粗面化は後述する感光剤を支持体表面に強固に固定することを目的としており、したがって薄板の表面が均一にエッチングされることが望ましい。本発明では、この電解エッチングの条件は特に限定されるものではなく、常法により行うことができる。ただし、本発明では、成分の適切な選定によりエッチング性が良好なものとなっており、したがって、エッチングに際し、より短時間での処理が可能になる。
すなわち本発明の材料は、電解エッチング性に優れており、効率的にエッチング処理を行えるとともに、エッチングが均一になされるという利点を有している。
【００１９】
さらに、上記支持体では通常、粗面化処理後に、防食、耐摩耗のために陽極酸化皮膜を形成する。この皮膜処理は常法により行うことができ、本発明として製造条件、皮膜の性状について特に限定されるものではない。陽極酸化皮膜形成後には、その表面に所望の感光剤を塗布する。この感光剤の種別も本発明としては限定されるものではなく、公知の感光剤を使用することができる。また、感光剤の塗布に用いられる装置や塗布方法、塗布量についても適宜選定される。なお、本発明の合金材を用いた印刷版では、感光剤の塗布を予め行って供給するＰＳ版としてもよく、また、感光剤を塗布することなく供給するものであってもよい。
【００２０】
感光剤が塗布された印刷版は、その後、露光、現像等の製版処理がなされる。さらには、感光剤を強固に定着させるためにＰＳ版を加熱して感光剤を焼き付ける熱処理を行うことができる。この熱処理も常法により行うことができるが、条件としては２４０〜３００℃、３〜１０分の加熱条件を例示することができる。本発明の材料は、熱軟化しにくい成分設計がなされており、上記熱処理後において高い強度を有している。
【００２１】
【実施例】
以下に、本発明の一実施例を説明する。
（材料の製作）
表１に示す組成でアルミニウム合金を溶解鋳造し、得られたスラブの表面を面削し、５４０〜５８０℃で４時間の均質化処理を行った。ついで、５２０℃に加熱した後、熱間圧延を行い４．５ｍｍ厚まで圧延した。この圧延材を冷間圧延で３．０ｍｍ厚まで圧延し、４５０℃で１０秒の中間焼鈍を行い、さらに、０．３ｍｍ厚まで冷間圧延した。
【００２２】
（電解エッチング性）
次いで上記供試材について、８０℃の３％ＮａＯＨで洗浄した後、２５℃、２％塩酸を用いて、５０Ｈｚ、６０Ａ／ｄｍ２の電流を４０秒付与して電解エッチング処理した後、供試材の表面を５００倍のＳＥＭで観察した。該観察において表面に円相当径が１５μｍを越える大きなピットが全ピットに対して面積率で１０％以上あるものを×とし、３％以上で１０％未満を○、３％未満のものを◎として評価した。
（材料強度）
上記供試材について引張強度試験を行うとともに、焼付熱処理を想定した加熱処理（２６０℃×１０分）を行い、その後、同様に引張強度試験を行った。
これらの試験結果は表１に示した。
【００２３】
【表１】
0004076715.tif 000002
【００２４】
上記表から明らかなように、本発明の供試材は電解エッチング性に優れており、しかも熱処理後においても高い強度を有し耐熱軟化性にも優れている。一方、比較材は、電解エッチング性に劣っており、その殆どが熱軟化している。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の平版印刷版用アルミニウム合金材によれば、質量％で、Ｆｅ：０．１〜１．０％、Ｓｉ：０．３％以下、Ｍｎ：０．２〜０．５％、希土類元素：０．００５〜０．５％を含有し、さらに所望によりＺｒ、Ｙの１種または２種を合計質量％で、０．０１〜０．３％含有し、残部がＡｌおよび不可避不純物からなるので、電解エッチング性に優れているとともに、耐熱軟化性にも優れている。したがって、この合金材を平版印刷版として使用することにより、エッチングの均一化によって印刷版の品質が向上し、さらにその高い強度によって優れた耐久性を発揮する。