高速グラビア印刷のトラブル分析
高速グラビア印刷は高速で運転し、紙の走行経路が長くなります。トラブルが一度発生すると、調整のための停止であれ再起動であれ、発生するロスは膨大になります。こうしたトラブルの原因は多岐にわたります。一つはインキの物理的・化学的変化の影響、もう一つはインキとアニロックスローラーやドクターブレードとの相互作用、さらには版深度の変動の影響です。第三に、紙の物理的・化学的性質と静電インキ供給システムが工程に影響を与えることがあります。加えて、オペレーターの操作ミスや印刷環境の変化も大きな要因となります。
1. グラビア版の細かい文字でインキ転移が不良となり、かすれや欠けが発生
夏の暑い夜、工場内の温度と湿度が高く、相対湿度が100%に近い状況で、交代勤務中に断紙が発生し、機械が停止しました。紙を掛け直して再起動した後、オペレーターは黒版の細かい文字のインキのりが薄く、欠けが目立つことに気づきました。オペレーターは機械の速度を落とし、助手に黒版をよく拭くよう指示しました。再び速度を上げた後、サンプルを確認しましたが、依然として満足できる状態ではなく、細かい文字は完全に「詰まり」ました。
一般に、黒版の細かい文字は面積が小さくインキ消費量が少ないため、頻繁なインキ補充は必要ありません。インキ中の溶剤が時間とともに蒸発すると、インキの溶解性が低下し、版詰まりが発生します。交代勤務中の長時間の停止により、版のセル内のインキが乾燥しました。溶剤で拭くと、溶剤が急速に蒸発し、大量の熱を奪うため、空気中の水分が版上に凝縮しました。湿度と温度が高いため、この影響は特に顕著でした。水で希釈され溶解性が低下したインキは、完全に除去する必要がありました。脱脂粉で洗浄した後、乾いた布で版をよく拭き、酢酸ブチルを少量添加した新しいインキ配合を調製しました。機械を再起動すると、速度を毎分100メートル以上に急速に上げ、黒版の細かい文字は正しく印刷されました。
2. プロセス印刷版の細かい網点のインキ転移不良
プロセス印刷では、細かい網点の適切なインキ転移が印刷品質にとって重要です。ある製品の2回目の印刷で、使用した紙は230g/m²の白板紙でした。機械をセットアップして印刷を開始した後、オペレーターはシアン版の細かい網点がひどく欠け、白抜けが多すぎることに気づきました。インキ粘度を調整しても改善しませんでした。オペレーターは紙を調べ、表面がやや粗いことを発見しました。紙の表面粗さが一定のレベルに達すると、静電インキ供給システムがセルから紙にインキを転移することが難しくなり、ハイライト部の白抜けが増加します。
次に、オペレーターはシアン版の印刷ユニットを確認し、アニロックスローラーに静電インキ供給システムが装備されていないことに気づきました。静電インキ供給システム全体を徹底的に検査しました。ブラシが詰まっており、一部の場所ではブラシがアニロックスローラーに接触していませんでした。ブラシを清掃した後、静電発生器の機能を確認し、静電仕様でないアニロックスローラーを交換しました。さらに、紙を変更し、インキ粘度を調整し、機械を再起動した後、速度を毎分100メートル以上に上げると、細かい網点は正しく転移し、白抜けはなくなりました。
3. 見当合わせ中に版が突然ずれる場合
印刷の見当安定性は、張力制御システムと見当追跡システムに依存しています。見当マークは見当安定性を維持する上で重要な役割を果たします。さらに、印刷圧力、乾燥温度、温度や湿度などの環境要因も見当に大きく影響します。
夏から秋への移行期、日中は暑く夜は涼しい日が続きました。寒冷前線の通過後、湿度が急激に低下しました。印刷案件はビールラベル用の幅広80g/m²コート紙で、見当線はわずか0.15mmの細さでした。交代後、オペレーターは中間の印刷ユニットに見当ずれがあることに気づきました。ずれを修正しようとしても効果がありませんでした。張力制御システムを点検しましたが、巻き出し張力や巻き取り張力、ユニット間張力に問題は見つかりませんでした。
次にオペレーターが見当マークを調べたところ、中間印刷ユニットの見当マークはインキの転移が不十分で、マークの前半分が部分的に乾燥していました。このため見当センサーが誤った信号を読み取り、後続のセンサーにも誤差が生じてずれが発生しました。最終確認で、フローティングローラーが最上部に移動しており、見当のずれに反応していないことが判明しました。さらに、工場内の温度と湿度の変化により紙の寸法安定性が変わり、見当ずれが起こりやすくなっていました。
問題を解決するため、オペレーターはインキ粘度を調整して見当マークを鮮明にしました。次に各印刷ユニットの乾燥温度を微調整し、続いて印刷圧力と乾燥温度を調整して紙の伸縮に対応しました。見当マークが正しく読み取られた後、見当ずれを調整し、印刷速度をわずかに変更して紙の挙動に対応し、適切な見当を確保しました。
4. 版交換後の色調整の課題
紙の表面に硬い粒子が含まれていることがあり、洗浄時に適切に除去されないと、印刷機に投入された際に印刷版を傷つけ、版潰れを引き起こすことがあります。紫赤のベースインキで50万枚印刷した後、新しい版に交換しましたが、紫赤の色が明らかに異なり、インキ層が厚く色が濃くなっていました。インキ粘度を調整しても解決せず、技術者がインキの着色力を変更してインキ組成を調整する必要がありました。これには、着色力を調整するために減粘剤を添加し、同時に少量の赤インキと黄インキでインキのシアン成分とマゼンタ成分を調整しました。このためインキ処方をやり直す必要があり、印刷オペレーターにとっては厄介な作業でした。シフトの生産量に影響を与えただけでなく、色調整に余分なインキと印刷サンプルを消費しました。
5. 冷却ロールへのインキ付着
金インキは比較的印刷条件に適応しやすいですが、扱いを誤ると予期しない問題が生じることがあります。この問題は夜勤中、黄色のベースに金のラインを印刷した後に発生しました。密着性の低い金インキは、冷却ロールに付着しやすい傾向がありました。オペレーターは作業が容易だと判断し、印刷速度を上げていました。黄色のベースインキはインキ消費量が多く印刷適性も良好でしたが、金インキはインキ層が過剰なため剥離力が増大していました。乾燥が不十分であったり、冷却水の温度が高すぎたりすると、インキの密着性に影響します。
印刷サンプルを確認したところ、オペレーターは冷却ロールに金インキが蓄積していることに気付きました。オーブンの乾燥風温度が低すぎたため、金インキが十分に乾燥していませんでした。オペレーターは機械を停止し、冷却ロールを徹底的に清掃し、乾燥温度を調整し、機械速度を適切なレベルに設定しました。これらの修正後、問題は解決しました。
6. 静電気の問題
静電気は冬から春にかけてよく発生する問題で、乾燥した気候により高速で走行する紙と金属ローラーの摩擦から静電気が蓄積します。静電気が一定のレベルに達すると放電し、印刷サンプル、特に細い線が筋状に見える問題を引き起こします。当初、オペレーターはこれをドクターブレードによる汚れと誤認しましたが、ブレードを交換しても問題は解決しませんでした。さらに深刻なのは、紙に蓄積した静電気により断裁時に紙を分離しにくくなり、紙詰まりを引き起こす可能性があることです。極端な場合、蓄積した電荷が火花を発生させ、溶剤蒸気と結合すると爆発に至ることもあります。