水性ニスの配合とマスターすべき3つのポイント

1. 水溶性オーバープリントニス／オーバープリントコーティングは、一般的に水性ニスと呼ばれ、全面または部分的なコーティングに使用されます。印刷物に塗布することで、印刷物を保護し、光沢を高めることができます。その利点は、無毒、環境に優しく、溶剤の蒸発がない（残留臭が少ない）ことなどです。これにより、生産環境の改善、作業者の健康への配慮、そして欧米の環境輸入基準の遵守が可能になります。

水性ニスは速乾性、耐摩耗性、黄ばみにくさ、光沢性に優れているため、様々な紙に幅広く適用できます。専用に配合された水性ニスは、金銀紙、PET、PP、PVCなどの非吸収性素材にも汎用的に使用できます。

1. 水性ニスは、一般的に80～90%の水性樹脂と10～20%のその他の添加剤で構成されています。コーティングとオーバープリント後、印刷物の表面にポリマーコーティング層を形成します。配合の組み合わせによって、高光沢、マット仕上げ、耐摩耗性など、様々な特性が得られます。

これらのうち、水性樹脂は水性ワニスの最も重要な成分です。水性樹脂は、光沢、接着性、耐摩耗性、乾燥速度といったワニスの特性を決定し、影響を与えます。したがって、水性樹脂の適切な選択は、水性ワニスの配合を成功させる鍵となります。

水性樹脂には、水性ロジン変性マレイン酸樹脂、水性ポリウレタン樹脂、水性アクリル樹脂、水性アルキド樹脂、水性アミノ樹脂など、様々な種類があります。水性ワニスに用いる樹脂は、優れた塩形成能、優れた離水性、塗膜形成後の高光沢性、優れた耐熱性、優れた耐薬品性、そして速乾性を備えている必要があります。水性アクリル共重合体樹脂は、印刷および重ね刷りの要件を最大限に満たすことができます。そのため、水性ワニスを配合する際には、水性アクリル共重合体樹脂が最適な選択肢となります。

水性アクリル共重合体樹脂は、水性アクリル樹脂溶液、水性アクリル分散液、アクリルエマルジョンに分けられます。アクリルエマルジョンはさらに、造膜性アクリルエマルジョンと非造膜性アクリルエマルジョンに分類されます。

水性アクリル共重合体樹脂の特性は、モノマー組成と合成プロセスの影響により変化します。一部のモノマーは光沢と硬度を向上させ、他のモノマーは耐薬品性や接着性を向上させます。

数多くの実験により、適切な水性アクリル樹脂とアクリルエマルジョンを選択し、科学的に配合することで、理想的な性能を持つ水性ワニスが得られることが証明されています。

1. レベリング剤、湿潤剤、消泡剤、耐摩耗剤などの添加剤も、水性ワニスの性能を改善および強化する上で重要な役割を果たします。

• レベリング剤は流動性を向上させ、レベリング時間を延長し、乾燥後にコーティングが滑らかな膜を形成するのを助け、水の波紋や筋を防ぎます。
• 湿潤剤は主に水性ワニス系の表面張力を低下させ、印刷物の表面におけるコーティングの濡れ性を高めます。
• 消泡剤は水性ワニスの循環系で発生する泡を抑制・除去し、作業に影響を及ぼす過剰な泡の発生を防ぎます。
• 耐摩耗剤は、水性ワニスの耐摩耗性、耐傷性、および滑らかさを向上させることができます。
• さらに、配合に少量の補助溶剤（アルコールなど）を加えると、水性ワニスの成分がよりよく混ざり、システムの内部凝集力が低減し、オーバープリントの適応性が向上します。

1. 選択したオーバープリント方法に関係なく、満足のいくオーバープリント結果を得るには、適切な水性アクリル樹脂とアクリルエマルジョンを選択することに加えて、水性ワニスの使用に関する 3 つの重要なポイントを習得することが不可欠です。

• 塗布量：均一で適度な塗布は、塗膜形成後に高い光沢と優れた耐摩耗性をもたらします。塗布量が少なすぎると、水性ニスが完全で連続した塗膜を形成できず、光沢が低下し、所望の保護・装飾効果が得られません。一方、塗布量が多すぎると塗膜が厚くなり、重ね刷りコストが増加し、乾燥速度にも影響を及ぼします。ひどい場合は、べたつきの原因となる可能性があります。一般的には、4～10g/㎡のウェットコーティングを推奨します。具体的な塗布量は、印刷物や設備の特性に応じて調整する必要があります。

• 粘度：オフラインローラー塗布の場合、推奨粘度は通常18～25秒（DIN4、25℃）、インラインオーバープリントの場合、推奨粘度は通常40～70秒（DIN4、25℃）です。粘度が低すぎると保護・装飾効果が得られず、粘度が高すぎるとレベリング不良や乾燥遅延が発生する可能性があります。

水性ニスの希釈液は通常水ですが、特定の条件に応じてイソプロパノール（1：1）の混合液も希釈液として使用できます。具体的な粘度は、印刷物の特性と装置に応じて調整する必要があります。

• 乾燥時間と温度：水性ニスは浸透乾燥が主で、架橋硬化も伴います。一般的な乾燥装置には、熱風乾燥と赤外線乾燥があります。一般的に、水性ニスの主溶媒は水であり、蒸発熱が高いため、油性ニスよりも乾燥速度が遅く、赤外線乾燥の方が効果的です。同様に、乾燥温度も油性ニスよりも高くなります。一般的には、約2mの乾燥経路で80〜100℃で乾燥することをお勧めします。温度が不十分であったり、乾燥経路が短すぎると、コーティングが乾燥せず、ひどい場合は粘着や擦り傷が発生する可能性があります。ただし、温度が高すぎたり、乾燥時間が長すぎると、紙繊維が過度に水分を失い、紙が脆くなり、後加工中に破損やひび割れが発生しやすくなります。

上記では水性ニスを使用する際の3つのポイントについて簡単に説明しましたが、水性ニスの優れた性能を最大限に引き出すには、印刷方法、印刷機器、印刷物の種類、インクの特性、重ね刷り機器などの違いに応じて水性ニスの使用を総合的に検討する必要があります。