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プラスチック向け水性凹版印刷インキの環境および規制上の利点
水性インキによるVOC排出量の削減
水性インテグリオ印刷インクは、従来の溶剤型インクと比較して揮発性有機化合物（VOC）を最大95％まで削減でき、プラスチック包装製造業が直面している環境問題の一つに対処します。石油系溶剤からより安全な乳化剤への切り替えにより、これらの水性インクはVOC含有量がほぼゼロとなり、一般的には1リットルあたり25グラム未満であるため、産業用印刷インクに関する欧州の厳しいECOCERT基準にも簡単に適合します。環境に優しいというだけでなく、この切り替えは作業員の健康保護にも役立ちます。2023年にポナモン研究所が発表した研究によると、これらの新しいインクを使用する工場では、毎年約1.2メートルトンのスモッグ原因物質の排出を削減できているとのことです。これは、260台の普通乗用車を完全に道路から撤去した場合とほぼ同じ削減量に相当します。
プラスチック包装用途における持続可能性の利点
水性インクの化学的特性により、印刷されたプラスチックフィルムを閉鎖系でリサイクルすることが可能になります。これにより、PETやポリプロピレンのリサイクル流から不純物を除去し、クリーンな状態を維持することができ、最近よく語られる2030年までの循環型経済目標に向けて取り組んでいる消費財メーカー各社にとって非常に重要です。昨年発表された、世界の12の主要包装会社を対象とした研究によると、従来のUV硬化型インクと比較して、水性グラビア印刷への切り替えにより、水質汚染を約4分の3削減し、エネルギー消費を約3分の1節約したとされています。特に食品包装においては、これらの水性インクはフタル酸エステルや重金属といった有害物質を含まないため、米国食品医薬品局（FDA）が21CFR第175.300節で定めた規格に適合しないという問題も回避できます。
グローバルな環境規制および業界規格への適合
水性インキグラビュールは、国際的な厳しい規制にも対応しています。例えば、カリフォルニア州のCARB ATCM基準や中国のGB 38507-2021規制では、いずれも揮発性有機化合物（VOC）含有量が1リットルあたり100グラム未満であることが求められますが、当社の水性インキはこれに簡単に適合します。企業が欧州印刷インキ協会（EPIA）の除外物質リストに従ってインキを選定すれば、自動的に43か国に及ぶ法規制にも適合することになります。このような整合性は、国際的に事業を展開する企業にとって安心感を提供します。また、初期導入企業の中には、輸出用包装が通関検査で27％も迅速に承認されたケースや、従来の溶剤型インキを使っている企業と比較して、法規制に関連する罰金を約19％も回避できた事例もあります。こうした背景から、多くの製造業者が水性インキへの切り替えを進めているのも頷けます。
法規制との整合性に関する詳細な数値については、『2024サステナブル包装レポート』に記載の比較用VOC閾値をご覧ください。
プラスチック表面での優れた印刷品質と密着性
プラスチック用水性インテンソインクを用いたグラビュア印刷での高解像度出力
水性グラビュア印刷インクは、PEおよびPPフィルム上で5〜10マイクロメートルの微細なディテールを再現可能であり、これはインクの流動特性が良好に制御されているためです。これらの水性インクは、グラビュア印刷機で毎分80〜120メートルという比較的高速での運転時においても膜厚が一貫しています。この一貫性により、インクが広がりすぎたりドットが意図せず大きくなったりする問題を防ぐことができます。試験の結果では、これらのインクは色再現精度が約97.4％に達しており、プラスチック印刷におけるISO 2846-3の基準を満たしています。多くの製造業者は、この性能レベルが品質が重視される市場において競争力を持つと考えています。
非多孔性プラスチックフィルムにおけるインク密着性の向上
2023年の付着特性に関する研究によると、水性イングラボインクはPETおよびPVC素材に塗布した場合、通常のインクと比較して約92％強い結合を形成することがわかりました。この優れた性能は、研究者がハイブリッドポリマーケミストリーと呼ぶ技術によるものです。インクの表面張力範囲は26〜32mN/mで、通常の標準インクと比較して約38％低い数値です。この低い表面張力により、インクはポリオレフィンフィルム上に自然に広がり、事前のコロナ処理を必要としません。これにより製造業者はエネルギーコストを節約でき、処理する素材1トンあたり約15〜20kWhの前処理費用を削減できます。
ケーススタディ：柔軟な食品包装における印刷一貫性の向上
ある主要な欧州市場の加工業者は、高温殺菌用パウチ向けに水性凹版インクを導入した結果、不良率を2.1%から0.3%にまで低下させました。印刷密度の変動は加速劣化試験条件下（60°C、95%RH）でも±0.08以内に維持され、常温長期保存包装のASTM F2029-16規格を上回る性能を示しました。
現実の用途における耐久性と耐性性能
プラスチック用の水性凹版印刷インクは過酷な環境において優れた耐性を持ち、極端な条件にさらされる包装用途に最適です。その高度な配合技術により、化学的および熱ストレスに耐えつつ視認性を維持します。
油、湿気、一般的な溶剤に対する耐性
インクのポリマーマトリクスは脂質系物質や工業用洗剤に対して強固なバリア性を提供し、油脂抵抗性食品包装に不可欠です。試験ではミネラルオイルへの72時間浸漬後も画像の完全性を98%保持し、ASTM F1306-22に準拠した性能を確認しました。これは伝統的なプラスチゾルインクを上回る結果です。
極端な保管および輸送条件下での熱安定性
に掲載された研究 ScienceDirect 水系インテグリオ製品はマイナス30°Cから80°Cまでの温度サイクルにおいて密着性を維持することを実証。この温度範囲は冷凍食品物流および熱帯地域輸送において重要であり、UV硬化型代替品で一般的に見られる反りや亀裂を防止する。
産業用および民生用プラスチック包装における長期耐久性
加速摩耗試験（ISO 15720:2023）において、インクはスクリーン印刷コーティングと比較して3倍の耐摩耗性を示した。また、ポリエチレンフィルム上で10,000回以上の曲げ試験に耐え、マイクロクラックを生じることなく再利用可能なコンテナや頑丈なパレットラップにおける長期的な判読性を保証する。
高速グラビュア印刷プロセスにおける運転効率
高速水系インテグリオ印刷に最適化された粘度および流動性
水性インテグリオインクは、分速400メートルを超える印刷速度で動作する高速グラビュア印刷に適応するよう設計されており、そのレオロジー特性は印刷速度の高速化に最適化されています。このインクのせん断減粘性により、飛散を防止し、最大速度域においても0.1mm以内のドット忠実度を維持します。この高精度性により、基材廃棄量を従来の溶剤型システムと比較して最大19%削減することが可能です（FlexoTech 2023）
水性システムによる印刷機停止時間の短縮と洗浄作業の簡素化
水溶性配合の導入により、色替え作業が迅速化します。溶剤耐性の残留物が発生しないため、作業員による洗浄サイクルの短縮（従来比35%）が報告されています。可燃性溶剤を排除することで、防爆仕様の乾燥装置の必要性もなくなり、安全面での停止を伴うことなく72時間連続での生産運転が可能になります。
既存のインテグリオ工程への統合戦略
ほとんどのグラビュア印刷機は、以下の3つの主要な改造を行うことで水性インクへの移行が可能です：
- 溶剤捕集装置を水蒸気回収システムに置き換える
- インキ転写効率を高めるためにドクターブレード角度を55°～60°に調整してください
- 赤外線乾燥モジュールを設置し、通常より20～30％低い温度で運転してください
これらのアップグレードにより、エネルギー消費と消耗品コストの削減を通じて、通常14か月以内に投資回収が可能になります。
よくある質問
水性凹版印刷インキを使用することによる環境上の利点は何ですか？
水性凹版印刷インキは、従来の溶剤型インキと比較してVOC排出量を最大95％削減し、環境持続可能性と作業員の安全性を高めます。
水性インキはプラスチック包装のリサイクルにどのような影響を与えますか？
水性インキはPETおよびポリプロピレンのリサイクルラインの清浄度を維持することで、印刷済みプラスチックフィルムのリサイクルを促進し、循環型経済の目標を支援します。
水性凹版インキは国際規格に適合していますか？
はい、これらのインキはカリフォルニア州のCARB ATCMや中国のGB 38507-2021などの厳しい国際規格に容易に適合し、43か国の法律とも整合しています。
水性インクは印刷品質においてどのような利点がありますか？
水性インクは高解像度の出力、優れた密着性、プラスチック表面での一貫した印刷品質を提供し、ISO 2846-3などの業界基準を満たしています。
水系インクは印刷プロセスにおける作業効率をどのように向上させますか？
これらのインクは高速印刷のために粘度を最適化し、印刷機の停止時間を短縮し、溶剤残留物および関連機器を排除することでクリーニングを簡素化します。