ご質問
私は印刷会社で技術担当をしています。○○と申します。何かアドバイスを頂ければと思いメールを書いています。
「マット紙のインキ落ち」で悩んでいます。用紙はマットコート(再生紙)、インキは油性ノンVOCインキです。製本過程、客先でインキがこすれるというクレームです。
問題となった用紙と同時にアート・コートを通してみました。マット紙はこすれ、コート紙はこすれませんでした。従って、インキ乳化は適正であってもマット紙はこすれると判断しました。
この用紙差は何が原因でしょうか。用紙の特性から何か解決策があるのでしょうか。OPニスなど表面加工を施すことしか完全解決はないのでしょうか。アドバイスを聞くことがききれば幸いです。
(T.Kさん)
回答
本トラブルはインキ擦れ汚れ(インキ耐摩擦性不良)と言って、一般的にマット・ダル系塗工紙の宿命的な品質弱点とされているもので、現在完全に解決されていないもののひとつです。それではご質問について回答いたします。
まず、インキ擦れ汚れについて説明します。インキ擦れ汚れはスマッジング(smudging)ともいい、印刷後のハンドリングや製本工程、または輸送時などの際にインキが擦れて汚れる現象です。
なお、印刷面が擦れて汚れるトラブルにチョーキング(chalking)と呼ばれる現象がありますが、これは印刷後、インキ中のビヒクル成分(油分)が紙に早めに選択吸収され、インキ顔料主体が紙表面に取り残れた状態になるため、軽く指で擦るとインキ皮膜がチョークのように粉状になって容易にとれてしまうものです。白亜化(chalking; powdering)ともいいますが、スマッジング現象の場合よりも弱い力でインキがとれます。逆に言えば、スマッジング現象の派生にはチョーキングの場合よりも強い力が必要です。
チョーキングの救済方法としては、紙中へのビヒクル成分の早期浸透を抑えるために高粘度ワニス、樹脂ワニス、ドライヤーなどをインキに添加します。また、出来た印刷物にはOPニスなどでオーバープリント(表面処理)を実施し救済します。
さらに類似のトラブルにスカッフィング(scuffing)というのがあります。これはインキ被膜の耐摩耗性の弱さに起因するもので、原因がインキそのものの性質にあるという点とインキが取れ、汚れが生ずるためにはスマッジングの場合よりも強い力を加える必要があります。
例えば、雑誌や書籍等の表紙・本文などが製本工程や輸送時に一定以上の強い摩擦により印刷面が擦られてインキが取られ、汚れが発生することがありますが、これがスカッフィングです。このように、厳密にはスマッジングとスカッフィングとは定義上、区別しなければなりませんが、実際には難しく両者を合わせて多くはスマッジング現象とか、インキ耐摩擦性不良と言います。
ほかにも摩擦力によってインキが落ちる現象に対しては、ラビング(rubbing)、スクラッチング(scratching)、マーオフ(mar off)などの呼び名がありますが、現象に対しても原因に対しても厳密に区分できる定義はありません。
もちろん、乾燥が不十分な状態の印刷ではインキが擦られた場合は、どんな品種の紙(被印刷物)でも汚れが発生しますが、本件、スマッジング現象は、グロス系のアート・コート紙などと比べて艶消しのマット・ダル系塗工紙で発生しやすいというトラブルです。さらに、マット・ダル系塗工紙の中では、ダル系よりも光沢の低いマット塗工紙のほうがスマッジング現象が起こりやすくなります。
それでは、この用紙差は何が原因でしょうか。その原因は塗工紙の表層に塗られている塗料に含まれている顔料の種類・粒径等にありますが、その顔料は炭酸カルシウム(略して炭カル)です。
特にその一品種である重質炭酸カルシウムは、マット・ダル系塗工紙の基本品質である光沢を抑えて落ち着いた艶・肌合いなど、独特の品質を出すために多く配合されている基本顔料であり、今のところ他に変わるものがありません。
しかし、反面この顔料を多く使ったマット・ダル系塗工紙表面の塗膜層は硬くて、その上ギザギザしていて角っぽく摩耗性が大きく、かつミクロ的に粗面になっており、擦れやすく、ちょうど目の細かな紙やすりの表面に似ており擦れるとインキが取れやすく、汚れを発生させる要因になります。これに対して、グロス系のアート・コート紙などは炭カル配合比率が小さく、平滑性がよく擦れにくくなっています。そのためにグロス系のアート・コート紙などのほうが、スマッジング現象が起こりにくいわけです。
このため用紙サイドでマット・ダル系塗工紙のインキ擦れ汚れ(スマッジング)対策として、その原因となる炭カルの粒径や形状などの適正化を図ったり、顔料の種類・配合の適正選択などで対応をしてきていますが、光沢が出やすくなるとか完全ではありません。そのため炭カルを減量ないし削除すれば、その特徴である艶消しで、しっとりした風合が失われるために実質の対応が進んでいません。
なお、私はもう5年ぐらい現役から離れていますので、その後の進歩、改善具合がはっきりと把握できていないところがありますが、この問題でまだ悩みがあるところから察して、未解決課題として、この問題はまだ尾を引いているようです。
このスマッジング問題は市場で好まれ、伸びているマット・ダル系(特にマット系)塗工紙の宿命的で唯一の品質弱点として、現在もなお、研究改善問題として取り組むべき残されている課題であるといえます。
なお、マットコートのメーカー、銘柄によって若干の差はありますが、五十歩百歩で、この問題はマットコート全体の課題だと思います。
その当時の対応策は、次のようです。
プロセスインキのみでは不安があるために、プロセスインキへの耐摩擦コンパンド添加を実施。乾燥後のインキ被膜強度が強く、酸化重合反応の強いインキである、特にマット系インキ、カルトンインキや合成紙用インキの単独使用ないし、それらのインキ、例えばマット系インキとプロセスインキとの混合使用も行われており、効果をあげているところもあります。
OPニスなどの表面加工を施す前に上記のことを参考にされ、対処法を検討されたらよいと思います。
なお、グロス系塗工紙と比べて現状では、マット・ダル系塗工紙の印刷面は擦られればインキが取れ、汚れやすいことをよく理解し、印刷・製本工程などでの擦れにくくするよう、取扱いに対する配慮と対応をすることがまた、重要なことです。
例えば、ある印刷・製本会社では、作業者を含めて「マット紙の擦れ汚れやすさ」を教育・認識させ、印刷物の取り扱いを周知徹底させることで、効果をあげているところがあります。
これに対して、質問者のT.Kさんから次のコメントがありました。
1999年以前はインキは「マット紙用」が製造されていましたが、これはご指摘の通り添加剤(皮膜強化剤か乾燥促進剤)を5%程度添加したインキでした。現在、油性インキはSOYインキ全盛となっています。
このインキビヒクル中に含まれる大豆油成分は非乾性油であるため本来完全乾燥するためには時間がかかるものなのですが、いったん乾くと皮膜は従来インキの1.5倍以上とも言われます。これは添加剤を入れた場合と同等またはそれ以上の強度を持つようです。そのため現在では「マット紙用」と謳ったインキをメーカーは敢えて製造していません。
印刷現場では、それでもSOYインキに添加剤をいれて使用しています。しかし、添加剤は入れすぎるとインキ乳化が促進されて網点再現が崩れたり、エッジピックの引き金となってしまいます。さらにグロス低下が懸念されるため、添加量は増やすことができないのです。
スマッジング対策として用紙・インキからできることはやっていますが、お客様は「こすれたものは不良品」です。製造工程の理由など関係ありません。従って、OPニスをかけるかUVインキへ変更することが即効性のある対策となっています。
しかし、「これでいいのだろうか」といつも悩むのです。製紙メーカーもインキメーカーもスマッジング対策品が完成すれば売れますよね。皆で知恵を出し合ってなんとかならないものかという強い思いがあります。もっともお客様・自社営業に仕様変更(ニス引きなど)を説得しきれない私にも原因があるのですが…。
その通りです。このような品質欠陥を含みながらも、大部分の用途で問題なく印刷され、満足されて使用されているのも事実です。しかし、そうは言っても製本工程や輸送時などに起こるスマッジング問題は、無視できません。
製紙メーカーとして時間を掛け、人も投入して改善研究をしており、今もしていると思いますが、現状では紙サイドだけでは、まだ完全に解決できていないトラブルだと思います。そのため紙サイドで持って生れたこの品質問題を紙サイドだけでなく、インキおよび印刷・製本・移送サイドの共通の悩みとして認識していただき、協力し、問題が大きくならない程度にお互いに各段階で対策を採りながら、注意し、汚れを緩和することも重要だと考えます。
さらに、T.Kさんから、長時間お付き合い頂き、ありがとうございました。いつか問題解決をして見せますよ。「フレー、フレー」とエールを叫ぼう、とメールがありました。
これに対して、これからもご活躍され元気に頑張ってください。ご健闘を祈ります、と返信。
(2005年1月21日)
なお、皆さんの中でこの件、特にマットコートの「スマッジング(インキ擦れ汚れ、インキ耐摩擦性不良)」について経験し、対応策等をご存知のかたはお知らせください。