三菱重工技報 VOL.43 NO.3: 2006

特集論7

枚葉機即納対応両面水性ニスコー
ティング技術の確立

文

The Establishment of Water-based Coating
Technology on Perfecting Printing for Short
Time Delivery
藤 本 信 一＊1

Shinichi Fujimoto

出 島 一 直＊4

Kazutada Dejima

八木Hajime Yagi

哉＊2

濱 本 寿 彦＊4Kazuhiko Hamamoto

小 林 信 也＊3

Shinya Kobayashi

江 田 昌 之＊5

Masayuki Eda

枚葉印刷業界の大きな流れとして即納対応があり，両面を一度に印刷できる両面印刷機販売の伸張が著しい．しかし，即納化のボトルネックとなっているのがインキの乾燥である．両面水性ニスコーティング
は，このボトルネックを解決する技術であり，本技術の確立により，枚葉機使用印刷会社で生き残りを図るべく，自社の技術的優位性を確立しようと考えておられるお客様に，即納対応を実現する印刷方式を提案でき，更なる両面印刷機販売の拡大を見込むことが可能となった．

1．はじめ短縮され，後加工を翌日に実施可能となった．しかにし，従来の印刷方式では，これ以上の時間短縮は不可

枚葉印刷業界の大きな流れとして印刷物がすぐに納能であり，受注日に製品を出荷するといった即納対応品できる即納対応があり，印刷物の大部分を占めていのニーズにこれまでこたえることができなかった．

る書籍，雑誌，カタログ，チラシといった製品を一度一方，即納対応を実現する印刷方式として UV（紫に印刷できる両面印刷機販売の伸張が著しい．当社は外線）印刷がある．油性インキと全く異なる組成のイ市場ニーズにこたえるべく技術を結集し，2003 年にンキを使用する UV 印刷の最大のメリットは，印刷世界初のユニークな機械構成からなる枚葉両面印刷機

面に UV 光を照射することによりインキが瞬時に乾燥

タンデムパーフェクターを市場に投入し，発表以（硬化）することである．これによって，両面印刷後来お客様より常に高い評価をいただき，高品質な両面の乾燥工程を不要とすることができる．加えて，イン印刷を実現している．

キ皮膜が強く，耐摩擦性に優れているなどの表面保護

しかし，即納化のボトルネックとなっているのがイ効果も付与できる．

ンキの乾燥である．両面水性ニスコーティングは，こしかし，UV 印刷の普及率は枚葉機使用印刷会社ののボトルネックを解決する技術であり，本技術の確立１割程度にとどまっている．一般的な油性インキユーにより，枚葉機使用印刷会社で生き残りを図るべく，ザが UV 印刷の導入を決断できない要因を以下に述べ自社の技術的優位性を確立しようと考えているお客様

る．に，即納対応を実現する印刷方式を提案でき，更なる（1）乾燥装置の設備が高価

両面印刷機販売の拡大を見込むことが可能となった．

（2）インキ自体の価格が油性インキの約 2 倍

本書では，当社最新鋭の両面水性ニスコーティング技術を紹介する．

2．現状の印刷工程と課題（3）UV 印刷専用の資材が必要となりいずれも高価（4）印刷が難しく油性印刷と異なる印刷技術が必要（5）絵柄の光沢が劣る（油性インキに比べ約 30 ％低減）

3．即納対応を実現するための技術

従来，印刷会社の両面印刷工程は，表面印刷→乾燥→裏面印刷→乾燥といった手順を踏んでいた．枚葉機

UV 印刷以外の印刷方式として，水性ニスコーティで使用する油性インキは，乾燥に８〜 12 時間要し，ングに着目した．これは，未乾燥の油性インキ上に水後加工（断裁，折りなど）作業に取り掛かるまでに最性ニスを塗布し，ニスを乾燥させることによりインキ低２日間必要であった．の乾燥工程を不要とする技術である．水性ニスコー

両面印刷機の登場により，両面印刷→乾燥と工程がティングは，印刷物の光沢向上や表面保護を付与する

＊1

＊4

＊2＊5

紙・印刷機械事業部印刷機械技術部次長
紙・印刷機械事業部印刷機械技術部枚葉機設計課長＊3
紙・印刷機械事業部印刷機械技術部枚葉機設計課主席

紙・印刷機械事業部印刷機械技術部枚葉機設計課
技術本部広島研究所印刷機械研究室

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表面乾燥ユニット

表面印刷ユニット

表面コーティングユニット

図１

裏面コーティングユニット

裏面乾燥ユニット

裏面印刷ユニット

両面水性ニスコーティング機の構成手段として世界的に広く普及しており，UV 印刷に比に転写するのを防止するため，圧胴上は凹凸形状上にべ一般ユーザに受け入れやすい．UV 印刷に対しての非粘着コーティングが施されたセラミックスジャケッ

メリットを下記に述べる．

トが巻かれている（図３）．
しかし，裏刷り印刷面の水性ニス乾燥が不十分であ（1）設備費用は UV 印刷とほぼ同等（2）ランニングコストが安いると，表刷りの時にセラミックスジャケットの印圧が（3）特別な印刷技術が不要加わった際に，サンプル拡大写真（図４）のように水（4） 絵 柄 の 光 沢 向 上 が 可 能（ 油 性 イ ン キ と 比 べ 約性ニスコーティング面の剥離が発生する．本開発では40 ％向上）

水性ニスの機上乾燥性向上を図るため，機械面及び資以上のことから，水性ニスを一度に両面へコーティ材面から次のような対策をとった．

ングする両面水性ニスコーティングの開発を行った．
また，両面水性ニスコーティング機の構成は，通常の両面印刷機に対して，コーティングユニットと乾燥ユニット（乾燥装置含む）を追設する形となる（図１）．

4．技術的課題と解決策
4．1

裏面乾燥ユニットの紙搬送最適化

裏面乾燥ユニットの第一中間胴を通過する印刷紙は，先に塗布した水性ニスが乾燥装置に到達する前の状態であり，未乾燥のニス印刷面が胴表面に接触する．よって，印刷面の汚れやコスレ傷を防止するため，胴内部からエアを吹き上げるとともにばねにより局部的に印刷紙をサポートする構造とし，最大毎時 11 000．
枚の安定した高速紙搬送を実現した（図２）4．2

乾燥システムの最適化

両面印刷機の場合，表刷りの際に裏刷り印刷面が圧圧胴（セラミックジャケット巻）中間胴胴上に押し付けられる．この時裏刷り印刷面が圧胴上
図３

表面印刷ユニット

裏面コーティングユニット
圧胴①：ニス／インキ界面剥離②：インキ皮膜内擬集破壊③：インキ／紙界面剥離

ばね巻

エア吹き上げ胴（第一中間胴）1

エア吹き出し面
乾燥装置
落斜照明
2

3エア吹き上げ胴外観写真

図２

裏面乾燥ユニット

図４

印刷サンプル表面拡大写真

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（1）機械面からのアプローチ

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材に関して，東洋インキ㈱の協力の下，上記要求性

水性ニスの乾燥原理はニス中水分の蒸発であるた能を満たす両面水性ニス専用資材を開発した．

め，紙面上ニス温度を効率的に上昇し水分蒸発を促

またセラミックスジャケットに関しては，水性ニ進させる必要がある．そこで本開発では，裏面乾燥スに対して非粘着性が効果的に発揮できる表面凹凸

ユニット通過中における紙面上の温度計算及び計測形状を検討し，両面水性ニスに最適なセラミックスによる検討を実施し，IR（赤外線）ランプ・熱風ジャケットの選定を行った．

．
装置の最適な配置を決定した（図５）4．3

水性ニス供給方式の最適化

また，水性ニス及びインキが IR を吸収し紙面温水性ニス供給部にはチャンバーコータ方式を採用し度が上昇することから，水分及びインキの吸収波長た．これはアニロックスローラ上溝部に充填された水領域に合わせた IR ランプを選定し，エネルギー効性ニスを版胴上に転写する方式であり，外部環境によ．
率の向上を図った（図６）

り特性が変化しやすい水性ニスを安定的に供給することができる（図７）．

（2）資材面からのアプローチ
両面水性ニスに適用でき得る印刷資材の要求性能

また，ニス膜厚はアニロックスローラ線数によってとして，水性ニスは速乾性と光沢（表面平滑性）の制御できる．通常裏刷り面はセラミックスジャケットバランス，インキは高濃度顔料タイプで素早いセッによる印圧が加わるため表刷り面と比較して光沢が著ト性（擬似乾燥性）が求められる．これらの印刷資しく低下する．しかし，裏刷りと表刷りのアニロック

高IR通過
プロット：実測値

温度曲線：計算値

低印刷機（裏面乾燥ユニット）内の紙面通過
ニスコーティング

図５：IR−A（相対強度）：IR−C（相対強度）：水（吸収率）

セラミックジャケットによる印圧負荷時間

機上での紙面温度分布約100μm：IR−B（相対強度）：IR−D（相対強度）：インキ−黄（吸収率）

IRランプ種類（相対強度）
大

大

溝部拡大図

アニロックスローラ

吸収率

相対強度

水吸収率

インキ（黄）
吸収率

版胴チャンバー版
小ポンプ

小短

図６

波長（μm）

圧胴

長

IR 相対強度とインキ／水の吸収率

ニス

図７

チャンバーコータ供給方式

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表１

大

仕様

最高印刷速度（枚／時間）

11 000

適用絵柄面積率（％）

0〜280
40〜60
表裏同等レベル

光沢値

光沢値

専用資材開発＊東洋インキとの共同開発

インキ，水性ニス：先刷り面（ニスコーティングあり）：後刷り面（ニスコーティングあり）：インキのみセラミックスジャッケット

専用ジャケット使用

ニス供給方式チャンバーコータ方式

小04 色分の絵柄面積率（％）

図８

大表裏印刷品質（光沢値）の同等化投入を行い当社機の海外市場シェア拡大を目指す．
更に今後は，使用可能な資材のグローバル化を図り，更なる性能向上を図っていきたい．今後ともお客様のニーズに合った製品を市場に投入していく所存でスローラ線数を変える，つまり，ニス供給膜厚を変えある．

ることで表裏光沢値の同等化が達成できた（図８）．

5．まとめ

本開発により下記仕様（表１）の両面水性ニスコーティング技術を確立した．
両面水性ニスコーティングを導入することで，印刷会社としては即納対応が可能となり仕事が取りやすく

藤本信一

八木哉

小林信也

出島一直

濱本寿彦

江田昌之

なることでビジネスチャンスがひろがるとともに，表面保護性能向上により機上での傷入りが抑制され仕損コストの低減につながる．
特に，水性ニスの使用が普及している米国・欧州では本技術のニーズが既に高まっており，いち早い市場