フレキソインキが紙コップや紙ボウルの印刷に適している理由とは？

多孔質紙ボード基材におけるフレキソインキの性能

フレキソインキのレオロジー特性と高速吸収が紙コップ表面の特徴にどのように合致するか

紙コップの表面には微細な孔と繊維状のテクスチャーがあり、適切な印刷を行うためには特殊なインク特性が必要です。水性フレキソインクは特に適しています。これは、印刷時に圧力が加わると粘度が低下して流れやすくなり、紙の表面に到達すると再び粘度が高くなるため、インクが紙に十分に浸透する一方で広がりすぎることを防ぎます。300グラム毎平方メートル程度の厚手の紙板では、インクは通常半秒以内に急速に吸収され、これにより色がしっかり定着し、いわゆるドットゲイン（にじみ）を低減できます。材料科学の観点から見ると仕組みは単純です。インクの液体成分が繊維内部に染み込み、顔料粒子が表面に残ることで、カップの構造を損なうことなく鮮明な画像が形成されます。多くの印刷業者は、このような包装材において、浸透と表面付着のバランスが品質確保において極めて重要であることを理解しています。

ケーススタディ：350gsm コーティング紙板への水性フレキソインキの適用（主要なカップ製造メーカー、2023年）

2023年に大手カップ製造業者との共同試験で、食品グレードの紙板に対する水性フレキソインキの優位性が実証されました。10,000ユニットの連続運転中に、このインキは以下の性能を達成しました。

• インク転写効率99.2％
• 溶剤型インキと比較して乾燥速度が40％向上
• 熱い飲料を想定したテスト後もにじみゼロ

高濃度のインク塗布後でも、350gsmのコーティング基材は明るさ（L*値94.5）を維持し、厳しい要求条件を持つ食品包装へのフレキソ印刷の適合性を証明しました。製造工程での廃棄物は前年比18％削減され、大量生産用途へのスケーラビリティが確認されました。

食品衛生対応フレキソインキの配合：コンプライアンス、移行制御および規制との整合性

FDA 21 CFR §175.105およびEU 10/2011の直接食品接触材料に関する要件

食品に接触するフレキソインキは、化学物質が人の摂取物に移行するのを防ぐため、厳格な国際規則に従う必要があります。FDAは21 CFR 第175.105項において、間接的に食品に接触する物質の使用を制限しており、欧州では規制10/2011が発がん性物質などの有害物質に対して1キログラムあたりわずか0.01ミリグラムという非常に低いしきい値を設けています。実際、2005年にUV硬化型インキから特定の化学物質が乳製品に移行した問題が発生し、一部の製品が販売中止になりました。これらの規制当局は、独立した試験機関による適合性検査を義務付けており、多くの場合FDAが承認した特定の液体を使用します。脂質を含む食品にはエタノール溶液を用いてテストを行い、一方で酸性または中性の製品の評価には水系の溶液がより適しています。

残留溶剤と移行リスクが低いため、なぜ水系フレキソインキが主流であるのか

水性フォーミュラを使用したフレキソ印刷は、健康や環境に悪影響を及ぼす揮発性有機化合物（VOC）を効果的に排除します。2023年の『Packaging Technology and Science』の研究によると、従来の溶剤型インキと比較して、水性インキは成分の遷移リスクを約92%低減します。その高い性能の理由はどこにあるのでしょうか？使用される顔料は分子量が大きいため、オフセットインキのように表面に残って厄介な鉱物油残留物を生じるのではなく、紙の繊維にしっかりと結合します。さらに大きな利点として、コップを重ねた際に発生する「目に見えない転写（invisible set off）」を防ぐ点も挙げられます。また、ホットフィル工程中の加熱時にも優れた耐性を発揮し、生産ライン全体を通じて残留溶剤を常に0.1ppb（10億分の0.1）以下の極めて低いレベルに抑えます。

紙製コップおよび紙製ボウルにおけるフレキソインキの比較的適性

UV硬化型フレキソインキ：光沢と速度における強みと基材制限の比較

UV硬化型フレキソインキは、光沢のある仕上がりを維持し、極めて高速で乾燥する点で特に優れています。これは、毎分500メートル以上も通過する大量生産の紙コップに製造業者が求める特性そのものです。これらのインキはUV光の照射により瞬時に硬化するため、重ねてもにじまず、コーティングされた紙ボード表面でも印刷グラフィックが鮮明で清潔な状態を保ちます。しかし、350グラム／平方メートルを超える厚手の紙素材から作られたボウルを使用する場合には課題があります。こうした素材は多孔質になりやすく、UV光がすべての層に届かず、適切に硬化しないことがあります。なぜこのような現象が起きるのでしょうか？ インキ自体が粘度が高いため、繊維の奥深くまで浸透しづらくなる一方で、良好な接着性は維持しているのです。そのため、こうした課題に対処する印刷業者は、満足できる結果を得るために、配合の調整や機器設定の変更を余儀なくされることがよくあります。

溶剤型フレキソインキ：VOC排出および規制の圧力により、使用が減少している

食品包装における溶剤型フレキソインクの時代は、これらの製品が揮発性有機化合物（VOC）を多量に排出するため、急速に終わりを迎えつつあります。平均して1リットルあたり約250グラムのVOCを排出しており、これは米国環境保護庁（EPA）が安全とみなす基準の実に3倍にあたります。世界的にもこの問題に対する規制は厳しくなっており、例えばEUの産業排出指令（Industrial Emissions Directive）に違反した企業は、ポナモン研究所の最近の報告によると、最大74万ドルの罰金を科される可能性があります。ここにはもう一つの問題も潜んでいます。印刷後に残ったトルエンやキシレンが飲料に移行する恐れがあり、そのためこれらの溶剤型インクは食品に直接触れる用途には不適切です。従来、ポリエチレンコーティングボードへの密着性に優れていたとはいえ、その利点はもはや意味を持ちません。市場環境はここ数年で劇的に変化しました。製造業者は2018年以降、FDA基準（21 CFR §175.105）および欧州連合規則（EU 10/2011）の両方に適合する水性代替インクへと一斉に移行した結果、従来のインクを使用したビジネスのほぼ半分を失っています。

よく 聞かれる 質問

フレキソインキとは何ですか？

フレキソ印刷インキは、フレキソ印刷で使用される特殊なインキであり、紙コップやその他の基材などの包装材料に特に適しています。

なぜ水性フレキソインキが好まれるのですか？

水性フレキソインキは、VOC排出量が低く、乾燥が速く、食品グレード規制との適合性があるため、食品包装においてより安全であるという理由から好まれます。

UV硬化型フレキソインキはどのような課題に直面していますか？

UV硬化型フレキソインキは、厚みがあり、より多孔質な基材への浸透が限られるという課題に直面しており、特定の用途には不向きです。