グラビア印刷における色かぶり現象の解決

カラーバイティング現象は、グラビア印刷においてよく見られる問題の一つです。これは、後続の色が前に印刷された色のインキを溶かし、ひどい場合には前の色のインキを剥がしてしまう現象です。この現象は、中低速の印刷速度で、版の厚みが深い印刷で重ね刷りをする際によく発生します。

色かぶり現象が発生すると、印刷されたインクが後続の印刷ユニットのインクに溶解していることが明らかになります。後続ユニットの印刷版では、顕著な混色変化が見られ、深刻な場合には混色や色汚染につながり、後続色のインクを著しく汚染します。色かぶりは、軽度、重度、極めて重度の3段階に分けられます。

ステージ1 - 軽度：まず、次の色の刷版が汚れ、不純な色が発生します。重ね刷りされた色の彩度と明度が不十分になります。軽度の場合、黒インクに白インクを重ね刷りすると、特にバーコード部分で目立つ影が発生するなど、影が発生することがあります。多色重ね刷りでは、重ね刷りでわずかな色差が生じることがあります。

第二段階 - 重度の汚染：次の色のインクが前の色の軟化したインク層の一部を剥がし、剥がれた前の色のインク層が次の色のインクと混ざります。汚染されたインクは循環しながら徐々にインク壺内のインクを汚染し、次の色のインク壺で色の汚染と混色を引き起こします。適切な処置を怠ると、次の色のインクに根本的な変化が生じ、印刷物の端から色が滲んだり、目立った色の違いが生じたりします。

印刷版とインキ壺から、その変化は一目瞭然です。例えば、青インクが黄インクに噛まれると、黄インクは最終的に緑インクに変化し、青インクが赤インクに噛まれると、赤インクは紫インクに変化します。インキ壺内のインキの明らかな変化は、印刷物の品質を保証できないことに直結します。

ステージ3 - 極めて重度のバイトリング：このタイプのバイトリングは、裏貼りに似ています。重ね刷りの際に、前の色のインクが次の色のインクによって直接剥がれ、裏貼りに似た文字やグラフィックの欠陥が発生します。この問題の主な原因は、やはりフィルムの接着力が不十分なことです。次の色のインクの粘度が高すぎると、インクフィルムの剥離がこの問題を引き起こします。

色かぶりの発生には、印刷版、インク、溶剤、フィルム、機械の乾燥能力、機械速度など、多くの要因が絡み合っています。これらの要因は複雑に絡み合っていますが、根本原因から分析すると、インクの乾燥不足、インクの再溶解、インクの密着不足の3つの状況に集約されます。

1. インクが完全に乾燥せず、次のインクによって再溶解されない場合:

• 版のセルが深すぎるためインク量が多く、フィルムに転写されたインク層が厚すぎるため、インクが完全に乾燥しません。次の色を重ね刷りすると、次のセルの溶剤によってインクが再溶解し、色かぶりが発生します。
• 印刷版のセルが深すぎるため、セル内の溶剤インクの保持量が多く、次の色のインクが前の色のインクを再溶解しやすくなり、色かみが発生する条件が整います。
• 印刷機の乾燥能力が不十分で、インクが時間通りに乾燥しない、または乾燥温度が高すぎるため、インクの表面は乾燥しますが、内部は湿ったままになります。
• 乾燥の遅い溶剤を過剰に添加すると、インクの乾燥速度が低下し、完全に乾燥しなくなります。内部溶剤が存在するため、再溶解は比較的容易です。
• 環境温度や湿度が高い場合、あるいは気圧が高すぎる場合、インク溶剤の蒸発速度が低下し、インクの乾燥性が低下します。その結果、インクは乾燥しにくくなり、後から重ね刷りするインクによって再溶解しやすくなり、色かぶりが発生します。

1. インクの再溶解力が強く、次の湿ったインクが乾燥した前のインクを再溶解します。

• 印刷機の速度が遅すぎるため、乾燥したインク膜が重ね刷り工程を通過するのに長い時間がかかります。その結果、次の色のインクが前の色のインク膜に浸透し、再溶解や汚染を引き起こし、インク転写や剥離時に色かみが発生します。
• インク樹脂の選択が不適切で、樹脂が溶剤によって容易に再溶解し、印刷中にインク膜が次の色の溶剤によって容易に溶解してしまう。
• 印刷版の彫刻が深すぎるため、次の色のインクに大量の溶剤が蓄積され、インク膜が再溶解する条件が整います。
• インク内の真溶剤が多すぎるか、溶剤のインク樹脂に対する溶解力が強すぎるため、前の色のインクが再溶解され、色かみが発生します。
• 圧着ローラーの圧力が高すぎると、印刷されたインク膜が次の色のセル内の湿潤インクと完全に接触し、一定の圧力を維持します。これにより、インクが相互に溶解する条件が整い、色かぶりが発生します。

1. インクの付着力が不十分で、印刷インクの膜が後続のインクの凝集力によって剥がれてしまう：

• フィルムの表面コロナ価が不十分なため、フィルムの表面活性が不十分となり、インクのフィルムへの密着性が不十分になります。フィルムとインクの密着性が不十分なため、その後のカラー印刷時にインクフィルムが剥離し、インクの抜けや色かじりが発生します。
• インク樹脂の選択がフィルムに合っていないため、インク膜がフィルム表面にしっかりと密着せず、その後のカラー印刷時に剥がれ落ちてしまいます。
• 以前の色の印刷インクはバインダー（樹脂）が不足しているため、インクの密着が不十分となり、次の色による侵食を受けやすくなります。
• 溶剤を不適切に使用すると、インク樹脂に凝固などの変化が生じ、インクの付着性が低下します。
• 後続のカラーインクの粘度が高すぎるため、インクの凝集力が大きく、前のカラーインクが印刷されたフィルムから剥がれてしまいます。

色かぶりの問題に対処する際は、問題の特性に注意してください。前の色のインクが転写されるのは正常なことです。重ね刷り後に、次の色によってインク層が剥がれてしまうのです。重ね刷り前後の前の色のインク層の状態を比較することで、色かぶりの不具合かどうかを明確に判断でき、類似の不具合との混同を避けることができます。

実際の運用では、色かみの問題を効果的に解決するために、事前に次の予防措置を講じる必要があります。

• 適切な版の深さを選択してください。版が深すぎると、インクコストが増加するだけでなく、インク使用量も増加します。これにより、インクの乾燥性が低下し、印刷速度の向上が困難になり、製品品質（溶剤残留、裏写り、ナイフスジの発生確率の増加など）にも影響を及ぼします。色彩飽和度を満たすことを前提として、版のスクリーン線と彫刻深さを適切に制御する必要があります。特に濃い色の多色重ね刷りの場合は重要です。印刷前の関連工程を適切に管理することで、ソースからの色のかじり込みの可能性を低減することが不可欠です。
• 印刷機の速度に合ったインクを選択してください。高速印刷用インクの配合設計は、乾燥したインク膜を再溶解する能力が強いため、中低速印刷で使用すると、接触転写時間が長くなり、色かぶりが発生しやすくなります。色かぶり現象はインクの品質だけの問題ではなく、実際の使用条件との適合性に注意することが重要です。色かぶり現象が軽度の場合は、印刷機の速度を適度に上げることで、色かぶりの不具合を軽減できます。
• 適切な溶剤を選択してください。非真性溶剤はインク中の連結樹脂を溶解しません。しかし、その非溶解特性を利用し、真性溶剤と混合してインクを希釈することで、印刷インクの粘度を下げ、印刷時の色かぶり現象を軽減することができます。後続の色重ね刷り時の溶剤配合を適切に調整する（真性溶剤の量を減らす）ことで、前の色の乾燥インク膜の再溶解力を低下させ、色かぶり現象を遅らせることができます。
• インクと溶剤の添加方法に注意してください。重ね刷りの場合は、インクの乾燥性を高め、純溶剤の使用量を減らし、密着性を高めるために樹脂をインクに添加する必要があります。
• 後続色インクの粘度を適度に下げます。後続色インクの粘度は、前色インクの粘度よりわずかに低くする必要があります。後続色インクの希釈溶剤比率を調整することで、後続色インクが前色インクと接触した際に、前色インクに対する溶解力を低減します。つまり、後続色インクを希釈する際には、揮発性の低い溶剤や溶解性の高い溶剤の使用を減らすか、使用しないようにします。
• 表面は乾いているのに内部が乾いていない状態にならないよう、前色の乾燥温度と風量を適切に上げ、印刷前にはできるだけ乾燥させるようにしてください。
• 次の色の印刷ローラーの圧力を適度に下げ、インク膜と湿ったインクとの接触時間と圧力を減らして、インクが再溶解する条件を減らします。
• フィルムを機械に装着する前に、フィルムのコロナ抵抗値を確認し、十分なコロナ抵抗値があることを確認してください。これにより、フィルムに転写されたインクの接着力が十分に強くなり、後続のインクの凝集力によるインク膜の剥離を防ぐことができます。
• 機械の速度を上げて、インクフィルム表面間のオーバープリント時間を短縮し、乾燥したインクフィルムと湿ったインクが再溶解する時間を短縮して、色かみ込みの可能性を低減します。
• 後続のカラー版表面に適度な吹き付けを施すと（重ね刷りや小さな文字の印刷には注意）、色かみ現象の軽減にも役立ちます。
• 特に最初の色印刷では、期限切れインクや古いインクの使用を減らしてください。適量のインキ改質剤を補充することで、インキのバインダーを補充し、インキの密着性と光沢性を高め、色かみのリスクを軽減します。