飲料缶印刷

飲料缶印刷とは、金属製の飲料缶に画像を印刷してその中身を宣伝する技術と実践を指します。

缶入りビールが初めて販売されたのは1935年、アメリカのあるビール醸造所がアメリカン・カン・カンパニーに缶入りビールの可能性について問い合わせたときだった。1931年、アメリカン・カン・カンパニーは禁酒法が間もなく終わると予想し、缶入りビールの可能性について実験を始めた。ビール缶の製造における最大の障害は、当時の缶がビールの包装に必要な過剰な圧力に耐えられなかったことだ。2年後、アメリカン・カン・カンパニーはビールがブリキ缶と反応するのを防ぐコーティングをうまく設計した。^[1]

成功したビール缶を開発したアメリカン・キャン・カンパニーは、ビール醸造所にその革新を売り込まなければならなかった。大手ビール醸造所は実証されていない包装方法に懐疑的だったが、ゴットフリード・クルーガー醸造所は、缶ビールが失敗した場合に備えて缶詰設備を無料で提供するというアメリカン・キャン・カンパニーの申し出を受け入れた。テスト結果は非常に良好で、1935年1月24日、バージニア州リッチモンドで最初の缶ビールが「クルーガーの最高級ビール」として一般市場に登場した。1935年末までに、米国の37のビール醸造所が缶ビールを生産していた。^[2]

ウェールズのラネリにあるフェリンフェル醸造会社は、米国外で初めて缶ビールを販売した醸造所となり、これもまた成功しました。このビールのパッケージは「コーントップ」と呼ばれていました。缶ビールへの関心は急速に高まり、1937年までに23の醸造所が40のブランドの缶ビールを生産していました。^[1]

第二次世界大戦により、この革新は一時的に中断されました。一般大衆向けのビールの缶詰めは 1946 年に再開されました。この時点で、ほとんどの醸造所は代わりにフラットトップの缶を使用していました。1950 年代から 1960 年代にかけて、すべてのビール缶は 3 つの金属片で構成されていました。2 ピースのコーントップ缶は、クラウン、コルク & シール社によるクラウンテイナーの導入により 1940 年に市場に登場しました。長年にわたり、革新的なアイデアと開発により、ビール缶はゆっくりと今日の形に変化しました。^[1]ボール コーポレーションによると、ビール缶の重量は 1951 年に 83 グラムでしたが、1974 年までに 38 グラムに減り、現在ではわずか 21 グラムになっています。^[要出典]

1956 年以来、ビール缶にはカラー写真が印刷されており、「最初はスコットランドとイングランドの有名なランドマーク、次にピンナップ ガール」と呼ばれていました。この缶は世界中で人気がありました。ビールに 4 色印刷する広範なテストが行​​われましたが、すべての試みは失敗に終わりました。

クアーズは缶のコーティング硬化方法を数多く検討し、紫外線システムを導入することを決定し、1975年に導入を開始しました。クアーズは米国で紫外線硬化法を採用している唯一のメーカーです。1986年には、柔軟性と効率性を高めるためにUVコーティングラインにさらなる革新を加えました。 ^[3]

イギリスの Metal Box 社は、ツーピース缶用に「Reprotherm」と呼ばれる方法を開発しました。^{[いつ? ]}このプロセスでは、印刷する画像が印刷媒体を介して缶に転写されます。最近^{[いつ? ]}、Nacano 社という会社がツーピース缶用の 6 色印刷方法を開発しましたが、「このプロセスで製造された最初の缶は色あせて見えました」。

UV 硬化およびコーティング システムが導入される前、クアーズは従来の製造方法を使用していました。製造ラインは似ていますが、4 色オフセット プリンターが使用され、マンドレル上で回転する缶にブランケットが画像を印刷します。缶はピン チェーンによってガス コンベンション オーブンに引き込まれ、インクとワニスが硬化します。これには「400 °F で 12 秒」かかります。その後、缶に内部コーティングが施され、別のガス オーブンに送られて硬化されます。このコーティングおよび硬化の熱処理プロセスを使用する際の問題には、ピン チェーン コンベアの長さと速度によって制限される印刷速度、ガスオーブンのエネルギー コストが高いこと、また、速度が遅いか停止したためにオーブン内で缶のコーティングが過熱すると缶のコーティングが機能しなくなることなどがあります。^{[引用が必要]また、ピン チェーンへの}潤滑剤の使用は、缶に入り込むのを防ぐために最小限に抑えられています。このため、ピン チェーンは「過度に摩耗し、頻繁に破損します」。修理する前に、オーブンが十分に冷えるまで 20 分ほど待つ必要があります。

UV インクとワニスには「光開始剤」が含まれており、 UV ランプに当てると約 500 ミリ秒で硬化します。この方法は、従来のプロセスで見られる上記の 3 つの問題をすべて解消します。缶の硬化にかかる時間は非常に短いため、コーティング プロセスによって制限されることはありません。ガス オーブンを使用しないため、缶が過熱によって損傷する可能性はありません。ピン チェーンの代わりに真空システムが設置され、缶の底にのみ接触します。これにより、缶の内部が損傷する可能性が減ります。

UV 硬化プロセスの適用により、次の結果が得られました (Center for Materials Fabrication、1987)。

• 生産速度の向上
• 高品質な外観
• 缶の内部へのダメージが少ない
• ダウンタイムの短縮
• エネルギー消費の削減
• 排出なし
• 必要な床面積が少なくなる
• 資本コストの低減
• 掃除が減る

従来のピンチェーンとガスオーブンは最大 1400 缶/分で稼働できますが、UV 硬化と真空システムはそれよりはるかに高速で稼働できる可能性があり、プリンターやその他の機器の速度を上げる技術が開発され、実装されるにつれて、その速度はさらに向上します。UV ワニスはビール缶を強力な耐摩耗層でコーティングし、製造および輸送プロセスで缶を保護します。缶の内側にピンが刺さることがなくなったため、内側のコーティングを塗布する際に悪影響を与える可能性のある、内側に傷や損傷が付く可能性がなくなります。UV 硬化システムの内側コーティングを測定した標準テストでは、「10 倍の改善が見られました」。

UV オーブンには「11 個のモジュール式ランプとリフレクター」が含まれ、電源もモジュール式です。これにより、問題が発生したりランプが切れたりした場合に、特定のモジュールを非常に迅速に交換できます。UV ランプに電力を供給するには 35 キロワットの電力が必要です。これは、従来のガスオーブンのファンだけで消費される電力量に相当します。Coors は、エネルギー使用量を 92% 以上削減しました^[要出典]従来のオーブンは、排出量を最小限に抑えるために焼却する必要のあるガスを生成します。一方、UV オーブンは煙を放出せず、環境に脅威を与えません。

従来のオーブンは 500 平方フィート (46 m ² ) の床面積を占有しますが、UV オーブンは 40 平方フィート (3.7 m ^{2 ) しか必要としません。これは必要な床面積の量に大きな違いです。UV 硬化プロセスは必要なスペースが少なく、}焼却も必要ないため、「資本コストは熱硬化/ピンチェーン搬送システムの約半分です」。

1. 缶製品にグラフィックを印刷する前に、アルミシートのディスクを切断し、缶のボディと形状を成形します。缶はプリンターに届く前に洗浄され、トリミングされ、十分に乾燥された後、ニスやインクが塗布されます。缶の内側用の特殊コーティングもここで施されます。
2. 印刷機では、4 種類 (最大 6 種類) の異なるインク ローラーが、個々のプリンター プレートに塗布する色を供給します。プリンター プレートは回転ホイール上のゴム製ブランケットに接触し、ブランケットに完全なネガ カラー画像が印刷されます。きれいな缶がプリンターに送り込まれ、スチール製のマンドレル上に配置されます。次に、回転するマンドレルが缶本体を回転ブランケットに対して回転させ、最終的なグラフィック画像が缶本体に転写されます。インクの後に他のコーティングが施され、UV オーブンに送られます。
3. 次に、真空ベルトが缶を安定させ、紫外線照射に最適な形状に支えます。オーブンは約 110 度で稼働し、6 ～ 8 個の 10 インチ、300 ワット/インチのマイクロ波駆動水銀ランプを備えています。ライトはアルミ缶の外側表面と内側に最大限の光を集中させ、すべてのインクが適切に硬化するようにします。最後に、内側のコーティングを施し、ガス炉で乾燥させます。

金属のコーティングは、熱可塑性と熱硬化性の2 つのカテゴリに分類される傾向があります。熱可塑性コーティングは、コーティング プロセス後に基材が乾燥しても化学反応を起こしません。熱可塑性コーティングの乾燥は、蒸発または熱を加えて材料を金属に融合させることによって行われます。熱可塑性コーティングを施した金属は、高熱や強力な溶剤に耐えられません。金属のコーティングは、スクリーン印刷プロセスからの熱や強力な溶剤にさらされると再溶融する可能性があります。熱硬化性コーティングは、重合や架橋と呼ばれる化学反応によって硬化します。コーティングは、コーティングされた金属を長時間高温で焼くことで硬化します。熱硬化性コーティングは、熱と再溶融に耐性がある傾向があり、一般に優れた耐溶剤性と耐擦傷性を備えています。

紫外線 (UV) 硬化技術 - UV プロセスは、缶の印刷速度を上げ、エネルギー消費を減らし、大気への排出物を減らしたいという要望から生まれました。

コーティングされた金属の装飾には溶剤ベースのインクと UV インクの両方が使用できますが、溶剤ベースの配合物が最も一般的に使用されています。UV インクはますます多くの金属材料で優れた性能を発揮できるように進歩してきましたが、UV インクの化学的性質と硬化特性により、溶剤ベースのインクに比べて機能性が制限されています。

溶剤系コーティングには、約 70 ～ 75 体積パーセントの濃度の溶剤が含まれています (1)。溶剤の組成は、通常、脂肪族炭化水素、芳香族、エーテル、セロソルブ、酢酸塩の混合物です。この方法では、大量の VOC (揮発性有機化合物) と HAP (有害大気汚染物質) が排出されます。コーティングは耐摩耗性に優れ、高品質ですが、VOC 排出量が多いため、缶詰工場での使用は事実上中止されています。

Ball Corporation は、飲料缶のタブにブランド アイデンティティを刻む新しい種類のレーザー技術を試しています。ブランド化がますます進化するプロセスになるにつれ、この業界に携わる人々は、目立つための新しい方法を模索しています。缶のタブにはさまざまな色があり、タブに高品質の文字、数字、デザインを最適に彫刻できます。

Ball は、以下の印刷技術の市場も持っています。

• ウェットオンウェットプロセスにより、4～6枚のプレートを使用しながら、缶に複数の色を保持しながら別の色を作成できます。
• ブラックライトを当てると光る蛍光インクグラフィック（まだ完成していない）

• 「CAN GRAPHICS」。Ball Packaging Americas。Ball Packaging Americas、nd Web。2011 年 2 月 16 日。https://web.archive.org/web/20110411201428/http://www.ballamericas.com/page.jsp?page=81
• 「政府がアメリカの缶詰会社を訴える」ニューヨークタイムズ。ニューヨークタイムズ、1913年11月30日。ウェブ。2011年2月16日。https://timesmachine.nytimes.com/timesmachine/1913/11/30/100078883.pdf
• 「飲料缶の歴史」。Ball Packaging – ヨーロッパ。Ball Packaging、nd Web。2011 年 2 月 16 日。https://web.archive.org/web/20110126234904/http://www.ball-europe.com/382_311_ENG_PHP.html
• 「イメージとロゴ」。ボールコーポレーション。ボールコーポレーション、nd Web。2011年2月16日。https://web.archive.org/web/20101212094745/http://ballcorporate.com/page.jsp?page=44&id=24 [16]
• 「Ball 飲料缶工場の内部」。Ball Packaging Americas。Ball America、nd Web。2011 年 2 月 16 日。http://www.ballamericas.com/img/vault/BallMetal-BeverageProcess.pdf ^{[永久リンク切れ‍ ]}
• 「予備的産業特性評価: 金属缶製造 - 表面コーティング」。米国環境保護庁。米国環境保護庁、1998 年 9 月。Web。2011 年 2 月 16 日。http://www.epa.gov/ttn/atw/coat/mcan/pic-can.pdf
• 「金属コーティングの UV 硬化」。汚染防止。汚染防止、nd Web。2011 年 2 月 16 日。http://www.p2pays.org/ref/26/25750.pdf