リソグラフィ印刷におけるインキと水のバランスおよび品質への影響に関する調査と分析
リソグラフィ印刷は、油と水が混ざらないという原理に基づいています。版面の画線部は親油性（インキを受け入れる）と疎水性（水をはじく）を持ち、非画線部はまず水を吸収して親水性とインキ反発性を備える必要があります。オフセット印刷の特徴の一つは間接印刷方式を採用していることで、色の再現はインキの網点の転写によって実現されます。インキと水のバランスを習得することは、印刷物の正常な転写、インキの色の濃さ、正確な見当合わせ、印刷の乾燥、インキの汚れの防止を確実にするために重要です。したがって、インキと水のバランスを理解し制御することは、安定した印刷品質を維持するための鍵となります。熟練した印刷オペレーターは、インキと水の関係を理解するだけでなく、インキと水のバランスの技術と要点を管理することにも長けている必要があります。
1. インキと水のバランスの関係
インキと水のバランスとは、特定の速度と圧力で印刷する際に湿し水の供給量を調整し、乳化したインキ中の水分量を15%から26%の間に制御することを指します。このバランスにより、軽度に乳化した油中水滴型（W/O）のインキが形成され、版面のインキと釣り合う最小限の水を使用します。
インキと水のバランスで最も重要な点は、湿し水とインキの両方を制御することです。湿し水は水と界面活性剤から構成されます。版面を十分に濡らし、洗浄能力を備え、安定したpHを維持して版面が汚れないようにする必要があります。
1.1 湿し水の役割
1. 版面の非画像部に均一な水膜を形成し、インキがこれらの領域に転移するのを防ぎ、版面の汚れを回避します。
2. 湿し水の電解質は、摩耗により露出した版面の金属部分と化学反応を起こし、新たな親水層を継続的に形成して、空白部分の親水性を維持します。
3. 版面のインキの温度を制御します。現代の印刷機はますます高速で稼働しており、高速転写中にインキが加熱されて流動性が増し、ドットゲインが発生します。したがって、湿し水は版面やインキローラーと接触する際に、インキローラーやインキの温度を下げる役割を果たす必要があります。
4. 画像部が拡大も収縮もしないようにし、印刷工程全体を通じて画像部と非画像部の相対位置を維持します。
インキは通常、顔料、充填剤、バインダー、補助添加剤から構成されます。インキを選定する際には、そのレオロジー特性と光学特性を考慮することが重要です。
インキのレオロジー特性は、良好な印刷適性を備えているかを評価するための主要な基準です。これらの特性は主にバインダーによって決まりますが、補助添加剤で微調整することもできます。インキのレオロジーの主要な指標には、粘度、タック、チキソトロピー、降伏値、粘弾性、流動性があります。これらの指標を理解することは、さまざまな印刷ニーズに適したインキを選定する上で重要です。
インキと水は版面上でバランスの取れた状態で共存し、印刷画像が最大のインキ被覆率で鮮やかで飽和した色と、明瞭でシャープなドットを実現するようにする必要があります。同時に、非画像部は清浄に保たれなければなりません。このバランスを取るには、生産中に水とインキの量を調整する必要があります。
印刷画像の濃淡は、インキの量だけでなく、水の供給量とインキと水のバランスによっても影響を受けます。水の供給量が増えると画像は淡くなります。逆に、水の供給量を減らすと画像は濃くなります。したがって、インキと水の両方の調整が画像濃度に影響を与えます。調整は実際の印刷条件に基づいて行うべきですが、インキ濃度を高めるために単に水の供給量を減らす方法を取ってはなりません。これはバランスを崩し、非画像部に汚れを引き起こす可能性があるためです。
水とインキの両方が過剰になる状況は避けることが重要です。水が多すぎて印刷が淡く見える場合、水を減らすのではなくインキの供給量を増やすと悪循環を招き、水とインキの過剰使用などの印刷不良につながり、工程が制御不能になります。
経験豊富な印刷オペレーターは、版面が汚れないようにしながら水の供給量を最小限に抑える傾向があります。インキと水の安定したバランスを維持することで、印刷実行全体を通じて一貫したインキ濃度が得られます。「少ない水、濃いインキ」という原則がしばしば推奨されます。「少ない水」とは版面を清浄に保つのに必要な最小限の水を指し、「濃いインキ」は最小限の水によってのみ実現できます。過剰な水はインキの乳化を引き起こし、インキ層を厚く保つことができなくなります。
2. インキと水のバランスに影響する要因
印刷中にインキと水のバランスを崩す要因はいくつかあります。例えば、機械の停止、周囲の温度と湿度の変化、印刷機の速度、インキの種類、紙の品質、版材などです。
1. 安定した機械速度：機械は一定の速度を維持する必要があります。速度の変動はインキと水のバランスの問題を引き起こします。速度が速いほど必要な水は少なくなり、遅いほど多くなります。
2. 安定した温度と湿度：温度変化はインキの粘度と流動性に影響します。高温では水の蒸発が増えるため、より多くの水が必要です。湿度が高いと蒸発が減るため、必要な水は少なくなります。
3. インキの特性：インキの耐水性が、どの程度の水を吸収するかを決めます。耐水性の強いインキは必要な水が少なくなります。
4. 紙の特性：粗く多孔質な紙は水とインキをより多く吸収し、平滑で密度の高い紙はどちらも少なくて済みます。
5. 版の種類：版によって保水力が異なり、必要な水量に影響します。
6. 画像面積の大きさ：画像面積が大きいほど、より多くの水とインキが必要です。
7. 湿し水：湿し水のpHは4.5から5.5の間で安定している必要があります。
8. 適切な圧力調整：インキと水のバランスを維持するには、ローラーとシリンダーの正確な圧力調整が必要です。
3. 水量の見極め
印刷前に、オペレーターは条件に基づいて供給水量を推定できますが、生産中は継続的に水量を評価する必要があります。一般的な方法には、版の反射率を目視で評価することがあります。オペレーターは以下の点も確認します。
1. インキが淡く粗く見える。
2. インキローラーやファウンテンに水滴がある。
3. 長時間停止した後、版に湿気が残っている。
4. 印刷ドットが中抜けしたり波打ったりしている。
5. 印刷エッジが弱かったり波打ったりしている。
6. ブランケットシリンダーにウォーターマークがある。
7. 停止後にインキの色差が顕著である。
4. インキと水のバランス不良が印刷品質に与える影響
不適切なインキと水のバランスは、見当ずれ、色の不正確さ、そして「ゴースティング」や「ぼやけ」といった欠陥を引き起こすことがあります。
1. 見当への影響：過剰な水は紙を伸ばし、多色印刷中の見当誤差につながります。
2. インキの乳化：過度に乳化したインキはインキの転移を妨げ、製品品質に影響します。
3. インキ色が淡い：過剰な水は顔料濃度を下げ、くすんだ印刷結果になります。
4. 汚れやぼやけた印刷：過剰なインキや水は、にじみや不明瞭な印刷を引き起こします。
5. 生産中にインキと水のバランスを維持するためのポイント
オペレーターは以下を確実にする必要があります。
1. 印刷前に水ローラーが十分に湿っている。
2. 機械のアイドル時間中は水とインキの供給を停止する。
3. 新しく取り付けた湿しローラーが適切に準備されている。
4. インキを薄めすぎない。
5. 水ローラーが清潔である。
6. インキローラーと水ローラーの圧力が正しく調整されている。
まとめると、インキと水のバランスを維持することは、高品質な印刷物を生産し、円滑な生産を確保するために不可欠です。