(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２またはそれ以上にアルミニウムリボンから粗い表面を有するシートを製造するにあたり、
ａ）２またはそれ以上のシートの積層体を提供するためにリボンの積層圧延を行い、該積層体を、圧延中に上記積層の他のシートに対面する、光沢の無い表面を夫々有する独立したシートに分離する工程と、
ｂ）上記シートの光沢の無い表面を粗面化する工程とを含み、
山部および谷部を含む波状トポグラフィと、くぼみ構造からなる粗面を有するアルミニウムシートを製造することを特徴とするリソグラフ板支持体の製造方法。
【請求項２】
上記粗面化が電解により行われる請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
粗面化されたアルミニウムシートにおける上記山部と谷部とを含む波状トポグラフィが、少なくとも１．３のアスペクト比と、隣接山部間の平均間隔５から２００μｍを有する請求項１に記載の製造方法。
【請求項４】
上記くぼみ構造が、平均直径が１から２０μｍでアスペクト比が１．５より大きくないくぼみからなる請求項１に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
本発明は、粗い表面を有する圧延されたアルミニウムシートおよび該板の製造方法に関する。他の使用が予想されるが、この粗い表面のアルミニウムシートの主たる応用は、リソグラフ板支持体用として期待される。
多くのリソグラフ印刷はアルミニウムシートから行われる。それらは、支持体用により薄く切られたシートも用いられているが、典型的にはプレスの大きさおよび型により０．１５から０．５１ｍｍ厚である。リソグラフ板用アルミニウムシートは一般的に圧延により製造される。これにより、金属組織は、圧延方向に延びることとなる。圧延されたシートの表面は長さ方向に延びた傷（圧延ライン）を有し、これは最終的な粗面化（ｇｒａｉｎｅｄ）された製品にとって好ましくなく、この影響を最小にするために、注意深い圧延の準備が必要となる。
リソグラフ板支持体として用いられるのに適したアルミニウムを製造するためには、表面は粗くざらざらしていることが必要とされる。この標準的な方法には、ボール、研摩材、またはワイアブラシを用いて機械的にざらざらにする方法、酸性電解液中でＡＣ電流の応用により電気化学的にざらざらにする方法、エッチング液に単に浸漬することにより化学的にざらざらにする方法がある。粗面化は、支持体への有機的被覆の付着を強くし、被覆されない支持体表面の保水性能を改良するために行われる。照射、現像へと続く感光性層の支持体への応用では、一般に、リソグラフ板は、有機的被覆を行うインクを受け入れるイメージ領域および保水性のノンイメージ領域を有し、一般に、後者は被覆されない支持体表面となる。この目的のために、アルミニウムシートは、ほぼ１から１５μｍのスケールで粗くされる必要がある。
この粗面化工程の費用は、リソグラフ板支持体製造の経済性の重要な部分である。本発明の方法の１つの長所は、粗面化に用いられる時間とエネルギの削減を可能にすることである。
異なった分野では、たとえば国内目的のアルミニウム箔が、一般に積層圧延により製造されている。この技術によれば、２またはそれ以上のアルミニウムリボンの積層が圧延の間を通り、圧延されたシートがその後分離される。このアルミニウムリボンは、圧延にかみ込まれた位置で対向するシートが溶接するのを避けるために十分な潤滑材を供給することが必要であるが、これは追加の供給の必要なしに行われる。２つのリボンが積層圧延された場合、結果のシートは夫々、圧延機と接触していた表面は光沢のある表面を有し、他のシートと接していた表面は光沢の無い表面を有する。２以上のアルミニウムリボンが積層圧延された時、全てのシートが、２つの最も外のリボンを除いて、２つの光沢の無い表面を有している。
積層圧延は、上述のように、小売市場用アルミニウム箔の製造に長年広く用いられている。われわれは、積層圧延されたアルミニウムシートをリソグラフ板支持体として用いるための２つの出版された提案を知っている。第１は、１９７９年２月に出願された英国特許２，００１，５５９である。第２は、１９８２年１２月に出願された日本国特許５７２０３５９３である。しかし、われわれの場合、積層圧延されたアルミニウムシートでは、リソグラフ板支持体として十分では無い。なぜならば、リソグラフイメージを形成するために供給される有機材料が、しっかり接合せず、すぐに剥がれ落ちるからである。発明者の知る限りでは、積層圧延されたアルミニウムシートは、リソグラフ板支持体として、特に長く印刷するためには、商業的に成功することは無いと考えられる。
ＥＰ−Ａ−１１５  ６７８は、繰り返された積層圧延によるリソグラフ板支持体として用いられるアルミニウムシートの準備のための技術について述べる。
本発明は、積層圧延されたアルミニウムシートの光沢の無い表面に粗面化工程を行うことにより、リソグラフ板支持体としてシートの性質を画期的に改良できるという第１の発見に基づくものである。ほんの少しの粗面化処理が、この効果を達成するために必要とされる。発明者は、それらの粗面化された表面のトポグラフィを分析し、高い性能を得るための一般的な判断基準を定義した。
１つの観点では、この発明は、圧延方向を横切って延びる山部および谷部からなる波状のトポグラフィおよびくぼみ構造の長所を有する、均一に粗面化された表面を有する圧延されたアルミニウムシートを提供する。
波状のトポグラフィおよびくぼみ構造は、特別な領域に限られるより全表面に延びているため、圧延されたアルミニウムシートの表面は、均一に粗面化されている。広くより粗くされた波状のトポグラフィ、および広くより細かいくぼみ構造は互いに重ねられる。
他の観点では、本発明は、２またはそれ以上のアルミニウムリボンから始まり、
ａ）２またはそれ以上の積層シートを供給するために積層圧延し、該積層シートを圧延中に他の積層されたシートと互いに向かい合っていた光沢の無い表面を有する独立したシートに分割する工程と、
ｂ）上記光沢の無いシートの表面を粗面化する工程とで、
粗面化された表面を有するシートの製造方法を提供するものである。このためには、波状のトポグラフィは、保水性表面を形成するのに十分な粗さを有し、くぼみ構造の粗さは、有機材料がしっかりとその表面に結合するのに十分であることが好ましい。
上述のように、リソグラフ板粗さが有機的被覆の結合のための突出部を提供し、親脂性表面がインキをうけ入れ、くぼみは表面が湿るのを助けることは良く知られている。発明者は、現在、上述の２つの異なった効果のために必要とされる粗さの本質／広がり／大きさは、夫々異なっていると信じている。このように、積層圧延の結果であるむしろより粗い波状トポグラフィは、良好な保水性表面を供給するが、有機性層をしっかり結合されるための下地としては良くない。より細かいスケールでの従来の粗面化が、供給された有機性層のしっかりした結合のための良い手掛かりを供給するために必要である。それら双方の判断基準に合う粗い表面を有するリソグラフ板支持体は、それ自身新しい材料であり、経済的方法で製造することができる。
薄膜規格のアルミニウム箔製造のために最後の工程で典型的に使用される積層圧延は、外部が光沢を持った仕上がりで、内部表面は光沢の無い状態で供給する。顕微鏡分析を行えば、光沢の無い仕上がりは均一では無く、驚くべき深い横の直線形状からなることがわかるであろう。この仕上げは山部と谷部からなる波状トポグラフィの状態を有し、その長軸は圧延方向を横切っている。そのアスペクト比は（圧延方向を横切った方向のその長さの、圧延方向の幅に対する比）は少なくとも１．３であり、典型的には１．５から４の範囲であり、またアスペクト比５以上も完全に可能であり、これも本発明の範囲である。（圧延方向に測定した）隣あった山部の平均距離は、５から２００μｍである。平均粗さは典型的には、一般の大量生産のリソグラフ板支持体の粗さと同じオーダーである。
圧延されたアルミニウムシートにおいて、金属的組織および圧延された側の表面トポグラフィは圧延方向にそろっている。積層圧延されたシートの波状トポグラフィはＲ．Ａｋｅｒｅｔ（アルミニウム、Ｖｏｌ  ６８，１９９２，３１９−３２１）およびＰ．Ｆ．Ｔｏｍｐｓｏｎ（Ｊ．Ａｕｓｔｒａｒｉａｎ  Ｉｎｓｔ．Ｍｅｔａｌｓ，１５，１９７０，３４−４６）により述べられている。その波状寸法および性質は、出発材料の選択により変えることができる。細かい波状トポグラフィは冷間加工シートから、また粗い波状トポグラフィは熱間加工シートから製造される。波状トポグラフィの寸法も、行われる圧延条件、ロールの間での再度のパスの間での減少率、圧延されたシートの厚み、シートの光沢の無い表面上での潤滑材の量等にある程度依存することが認められる。しかし、一般的でない積層圧延条件を選択する必要性は見出だせない。積層圧延による波状トポグラフィは一般に保水性を増すが、しかし、（更に処理なしで）応用された有機性被覆のしっかりした付着の手掛かりの提供を増すことはない。
好ましくは、平均直径が１から２０μｍであるくぼみからなるくぼみ構造を、この波状トポグラフィに重ねあわせることである。このくぼみ構造を達成するために用いられる技術は、本発明の材料ではない。機械的粗面化、スパーク侵食、化学的粗面化および特に電気化学的粗面化を含む標準的な大量生産の粗面化工程が適当である。化学的および電気化学的粗面化技術は、典型的には、アスペクト比（シートの面でのくぼみの短軸に対する長軸の比）が１．５より小さく、例えば１．０であるくぼみを与える。有機的被覆をしっかり結合させるための手掛かりを供給するために必要なくぼみの程度は、全く僅かである。以下の実施例に示すように、大量生産に必要とされる０．２５の粉末添加を含む電解粗面化（ｅｌｅｃｔｒｏｇｒａｉｎｉｎｇ）処理は、好ましい結果を提供し、これよりより穏やかな粗面化は特記すべき特長を提供する。粗面化の程度は、大量生産の単層圧延アルミニウムシートで行われる粗面化の１％から８０％が好ましい。しかし、大量生産の単層圧延アルミニウムシートで行われる粗面化の１００％の粗面化の程度を行った場合でも、良質のリソグラフ板支持体が得られ、これも本発明の範囲に含まれる。
ここでは、アルミニウムという用語は、純金属およびアルミニウムが主成分である合金に用いられる。好ましくは、本発明で用いられるアルミニウムはアルミニウム協会登録の１０００、３０００、５０００および６０００シリーズであり、また、８０００シリーズのＡｌＦｅＭｎであることが好ましい。本発明は、くぼみ構造はそれほど重要でないため、より広い範囲の合金を用いることができる。
本発明は、アルミニウムシートの圧延を行うアルミニウム製造者にとっても、またそのシートをリソグラフ板支持体にし、更にリソグラフ板に加工するシート製造者にとっても、多くの長所を提供する。後者は、通常、ａ）必要とされる粗いくぼみ形状を形成し、ｂ）殆ど方向性の無い圧延ライン（傷）を覆い隠すのに必要とされる粗面化時間を減少でき、これにより、時間とエネルギを減少し、従来の基板で必要とされた高いアタック度を削減できる。アルミニウム製造者は２つのアルミニウムリボンを最終工程のミルを通し、これにより生産性が向上するという利点を有する。また、光沢の無い表面を製造するための積層圧延では圧延表面トポグラフィは第１に重要でないため、現在、最終圧延リソグラフ板に用いられている特別な圧延仕上げは、必要と成らない。これゆえに、細かい粗面化は更に少なくて良く、圧延製造時間のかなりの節約を示す。
加えて、リソグラフ板が、電解粗面化および陽極酸化に従う低い表面電気抵抗を有することは重要であり、一方このことは、表面とロール表面の相互作用によって生じる表面破壊から自由であることを意味する。積層圧延されたシートの光沢の無い表面は、大幅に減少させられた乱れた層を有することが期待でき、このことはこの問題を最小にする。
更に、現在のリソグラフ板は消費者がいずれの面でも用いることができるように両面で製造される必要がある。これは、殆ど両面粗面化がほとんど実施されなかったことに由来する。シート製造者にとって、この形状では当然であると認識されている片面製品の製造の意味は、光沢の無い側になる予定の側面を製造中により注意深く取り扱うことができ、例えば圧延中にそれを上を向けて保つことにより、テーブルやガイドロールからの取り扱いダメージを減少することができることにある。
もし表面の粗面化処理を軽くする必要がある場合は、異なった合金を用いることも可能であり、また箔を細片の基板（プラスティックまたは金属）にシート化することもでき、これにより、機械的性質と表面の必要性の要求を分離する。
リソグラフ板支持体として用いられる粗面化されたアルミニウムシートの表面は、一般にアルミニウム酸化膜を生じる。これは、陽極酸化によっても形成することができる。
リソグラフ板支持体に加えて、本発明によるアルミニウムシートは、多くの他の用途を有する。
キャパシタ箔。
有機性被覆の付着のための改良された表面仕上げ。
トポグラフィにより指示された方法による被覆しようとするローラー被覆前処理。高い方向性を有する従来の材料は、くぼみに入り、山部をあまり覆わない前処理を許容する。本発明にかかるシートの少ない方向性表面トポグラフィでは、分離された井戸中に液体を保とうとし、液体が横切って広がるのを助け、グラビアロールに似ていなくない、より均質の被覆を形成する。
例えば、曇りのないラッカーの塗布された、または金を塗られた建築上のコイル等の光沢の無い製品。
添付図面に言及すると、それらは倍率６４０倍の顕微鏡写真であり、それゆえに白いバーは５０μｍの長さである。
図１は、圧延された固い１２００箔の光沢のある側の表面である。圧延方向は（時計の針としてみた場合）１２時３０分から６時３０分の方向である。これは図２、３および４と正確に同じである。
図２は、圧延されたシートの光沢の無い側の対応写真である。圧延方向を横切って延びる波状のトポグラフィが、明らかに見ることができる。
図３は、図１と対応した、シートの光沢のある側の写真であり、電極間隔１．５ｃｍで、１．０％の硝酸中、１４Ｖ、２０秒間、電解粗面化を施した後の写真である。
図４は、アルミニウムシートの光沢の無い側の対応写真であり、図２に対応し、図３と同じ条件下で電解粗面化を施した後の写真である。
図５は、試料Ａ（表２、実施例３）の表面の写真（倍率１５０倍）であり、波状のトポグラフィおよび重ねられたくぼみ構造が、明らかに見られる。
実施例  １
圧延後、および量産条件と類似した条件での電解粗面化（電極間隔１．５ｃｍ、１．０％硝酸、１４Ｖ、３０秒）後に、０．２９５ｍｍ厚の１０５０Ａ（９９６３）リソシートの試料について、プロファイルメータ測定が行われた。比較のプロファイルメトリ測定が、２０μｍ量産１２００箔について行われた。測定は、光沢のある側および光沢の無い側について、積層圧延後、および上記条件で両方の面を電解粗面化した後に行われた。
結果を、以下の表１に示し、非接触プロファイルメータを用いて測定した結果をＲａおよびＲｚ（ＤＩＮ４７６８）の項に示す。
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積層圧延された１２００試料の光沢の無い側の表面粗さは、圧延された状態と粗面化後の状態で、粗面化された１０５０Ａのリソシート試料と類似していた。
実施例  ２
添付した図１および２は、その粗さのパラメータが上記表の３および４列に引用された１２００試料の光沢の有る側および光沢の無い側の写真である。この硬い箔の試料を標準的な硝酸の電解粗面化処理に３０秒さらすと、量産工程で得られる典型的な表面が製造される。対照的に、硬い箔よりむしろアニールされた箔が用いられた場合、粗面化の結果は均一ではなく、大きな平坦部が粗いくぼみに出会う。
電解粗面化の処理時間を３０秒から２０秒に減少した場合、光沢のある圧延された側で形成された表面はより多くの平坦部を有し、圧延方向は肉眼でたやすく識別することができる、一方、光沢の無い側は申し分がない。図３および４は、それら２つの表面の顕微鏡写真である。このように、シートの光沢の無い側に対する軽い電解粗面化処理は、あたかも有用な性質を有していたかのように見えるリソシート支持体を製造した。
実施例  ３
４００℃、５分間の再結晶アニールにより焼なまし状態にした０．６５ｍｍ厚のＡＡ１０５０Ａアルミニウムシートのリボンを、およそ０．４２５ｍｍから０．４８５ｍｍの厚さのシートに積層圧延した。その試料のいくつかの前面の光沢の無い表面が、１．５％の硝酸中で、７０アンペア、５秒間、電解粗面化された。この処理は、従来の圧延されたシートの量産用の電解粗面化に必要とされる電荷の入力の２５％の電荷入力で済んだ。様々な試料が２．４ｇ／ｍ2の速度で粗い表面に陽極酸化膜を形成するために陽極酸化された。プロファイルメトリ測定は、機械的な針を用いて行われた。機械的な針は、非接触のプロファイルメータを用いて得られた場合の約半分の粗さ形状を与えることが容認された。量産用のリソシート支持体は、典型的には０．４から０．５μｍの範囲のＲａ粗さと、典型的には３から６μｍの範囲のＲｚ粗さを有する。
電解粗面化および陽極酸化された試料は、印刷工程で用いられるリソグラフ板の準備のための支持体として用いられた。結果を以下の表２に示す。
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試料ＡおよびＤは、電解粗面化され、試料ＢおよびＣは電解粗面化されなかった。この電解粗面化は、表面の粗さの形状には、殆ど影響を与えなかったが、Ｒｚは少し増加した。ランクリア数は、良い鮮明なイメージが得られる前にリソグラフ板で印刷する必要がある印刷の数である。ランクリアのためには、粗面化されない試料ＢおよびＣは、粗面化されたＡおよびＤより少し長時間必要とされる。
表の最後の列は、失敗する前のリソグラフ板で得られた印刷回数を記録する。数値は１０００倍で表される。
電解粗面化を行わない試料ＢおよびＣは、有機的被覆が支持体から剥がれ落ちることにより、数千回の印刷後に失敗する。これは、有機的被覆が支持体に硬く付着していなかったためと推定された。対照的に、電解粗面化をしたＡおよびＤは、高効率の量産用シートと同程度の、１２０，０００回またはそれ以上の連続した印刷ができる。試料ＡおよびＤは、量産用リソグラフ板を越えた優位性をゆ有することを思い出すべきである。即ち、試料は、単層圧延よりむしろ積層圧延により、１度に２つ製造することができた。また、試料は、量産用リソプレートに必要とされるより２５％短い電解粗面化処理で得られた。
図５は、試料Ａの表面の顕微鏡写真である。広く、水平に広がった波状トポグラフィおよびくぼみ形状が明らかに認められる。
実施例  ４
更に、光沢の無い圧延されたリソグラフ表面を特徴付けるために、０．３ｍｍゲージの大量生産の圧延がなされたリソグラフ板の試料、０．３ｍｍゲージの大量生産の硝酸による電解粗面化がなされたリソグラフ板の試料、および０．５ｍｍゲージの光沢の無い積層圧延されたシートの試料について、光沢およびＲａ粗さ測定が行われた。光沢測定は、圧延方向または横切った方向のいずれかを標準に、表面に２０度の角度で行なった。（この角度は、表面を調べるときの典型的な視角であるため、選択された。）標準的な、量産の圧延された試料は、圧延方向に１２１の光沢単位の測定を有するが、横切った方向には、単に６２光沢単位であった。この試料は、非接触プロファイルータでは０．４μｍの粗さＲａを有していた。これらの値は、この試料が高い反射平坦性および異方性表面を有することを示す。対照的に、量産される電解粗面化された試料は、圧延方向および横切った方向双方に対し１．７および１．６の光沢単位の光沢値を有し、このことは、ずっと均一な光沢の無い表面であることを示した。この試料は１．１４μｍの粗さを有した。光沢の無い圧延された試料は、圧延方向および横切った方向双方に１４光沢単位の値の光沢を有し、粗さ１．２４μｍを有した。これは、光沢の無い積層圧延表面は、高い均一性を有し、その粗いトポグラフィは、すでにリソグラフ基板のための改良された程度であり、従来のように製造された高品質の量産シートと類似した性質を有する表面を製造するために、相対的にさらなる細かい粗面化は必要とされないことを示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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