フレキソ印刷

フレキソ印刷（フレキソと略されることが多い）は、柔軟な凸版を使用する印刷プロセスの一種です。本質的には活版印刷の現代版であり、高速回転機能を備えて進化しており、プラスチック、金属フィルム、セロハン、紙など、ほぼすべての種類の基材に印刷できます。さまざまな種類の食品包装に必要な非多孔性基材への印刷に広く使用されています（また、広い面積の単色印刷にも適しています）。

1890 年、イギリスのリバプールでビビー・バロン・アンド・サンズ社が特許を取得した最初の印刷機を製作しました。水性インクはにじみやすいため、この装置は「ビビーの愚行」として知られるようになりました。1900 年代初頭には、ゴム印刷版とアニリン油性インクを使用する他のヨーロッパの印刷機が開発されました。これにより、このプロセスは「アニリン印刷」と呼ばれるようになりました。1920 年代までには、ほとんどの印刷機がドイツで製造され、このプロセスは「ガムミドラック」、つまりゴム印刷と呼ばれていました。現代のドイツでも、このプロセスは「ガムミドラック」と呼ばれ続けています。

20 世紀初頭、この技術は米国で食品包装に広く使用されていました。しかし、1940 年代に食品医薬品局がアニリン染料を食品包装には不適切と分類したため、印刷の売上は急落しました。各企業は「ラストロ印刷」や「トランスグロ印刷」など、このプロセスに新しい名前を付けようとしましたが、あまり成功しませんでした。1949 年に食品医薬品局が新しい安全なインクを使用したアニリン プロセスを承認した後も、一部の食品メーカーが依然としてアニリン印刷の検討を拒否したため、売上は低下し続けました。業界のイメージを懸念した包装担当者は、プロセスの名前を変更する必要があると判断しました。

1951年、当時モスタイプ社の社長だったフランクリン・モスは、雑誌『ザ・モスタイプラー』の読者を対象に、印刷工程の新しい名称を提案する投票を行った。200以上の名称が提出され、包装協会の印刷包装委員会の小委員会は、選択肢を「パーマトーン工程」、「ロトパケ工程」、「フレキソ印刷工程」の3つに絞り込んだ。『ザ・モスタイプラー』の読者からの郵便投票では、圧倒的多数が最後の工程を選び、「フレキソ印刷工程」が選ばれた。^[1]

もともとフレキソ印刷の品質は初歩的なものでした。高品質が求められるラベルは、最近までオフセット印刷が​​一般的でした。1990年以降、 ^[2]フレキソ印刷機、印刷版、インクシステム、印刷インクの品質は大きく進歩しました。

フレキソ印刷における最大の進歩は、版材や版作成方法の改良など、 フォトポリマー印刷版の分野にあります。

最近、デジタルダイレクトプレートシステムは業界で大きな進歩を遂げています。DuPont 、Kodak、XSYS、Eskoなどの企業は、高速ウォッシュアウトと最新のスクリーニング技術の進歩により、最新の技術を先駆的に開発してきました。

レーザーエッチングされたセラミックアニロックスロールとチャンバーインクシステムも、印刷品質の向上に貢献しています。フルカラー画像印刷が可能になり、現在入手可能なより精細な印刷機と熟練したオペレーターを組み合わせることで、リソグラフィープロセスに匹敵する品質を実現できます。継続的な改善の 1 つは、ハイライトトーン値を再現する能力が向上したことです。これにより、フレキソ印刷に伴う非常に高いドットゲインの回避策が提供されます。

1. 製版^[3]
版現像の最初の方法は、感光性ポリマーを使用する。フィルムネガを版の上に置き、紫外線にさらす。光がフィルムを通過する場所でポリマーが硬化する。残ったポリマーは噛んだガムのような粘稠度を持つ。これは水または溶剤のタンクで洗い流される。ブラシで版をこすり、「洗浄」プロセスを容易にする。プロセスは、フォトポリマーの固体シートを使用するか液体フォトポリマーを使用するかによって異なる可能性があるが、原理は同じである。洗浄する版は、粘着性のあるベースプレート上の軌道洗浄ユニットに固定される。版は、水と1%食器洗い用洗剤の混合物で、約40℃の温度で洗浄される。ユニットには二重膜フィルターが装備されている。これにより、環境への負荷は最小限に抑えられる。膜ユニットは、フォトポリマーを洗浄水から分離する。たとえば吸収ゼラチンを追加した後、フォトポリマーの残留物は、家庭ごみと一緒に標準的な固形廃棄物として処分できる。リサイクルされた水は洗剤を加えずに再利用されます。^[4]

2 番目の方法は、コンピューター誘導レーザーを使用して画像を印刷版にエッチングします。このような直接レーザー彫刻プロセスは、コンピューター ツー プレートと呼ばれます。AV Flexologic、Glunz & Jensen、XSYS、 Esko、Kodak、Polymount、Screen、オランダの SPGPrints などの企業は、このタイプの機器の製造における市場リーダーです。

3 つ目の方法は、成形プロセスです。最初のステップは、露光プロセス (酸浴の後) によって、最初の画像のネガから金属板を作成することです。初期の頃は、亜鉛が金属として使われていたため、「ジンコス」という名前が付けられました。後に、マグネシウムが使用されるようになりました。この浮き彫りの金属板は、2 番目のステップで、最初の成形プロセスによって、ベークライト板、ガラス、プラスチックなどの型を作成するために使用されます。冷却されると、このマスター型は、2 番目の成形プロセスによってゴムまたはプラスチック化合物を (制御された温度と圧力の下で) プレスし、印刷版またはクリシェを作成します。

2. マウント
印刷する色ごとに版が作られ、最終的に印刷機に配置されるシリンダーに載せられます。完全な画像を作成するには、フレキシブルフィルムに印刷するか段ボール紙に印刷するかに関係なく、各版から転写された画像が他の色から転写された画像と正確に位置合わせされている必要があります。正確な画像が作成されるように、フレキソ版にマウント マークが付けられます。これらのマウント マークは、マイクロドット (最小 0.3 mm) や十字形にすることができます。位置合わせを維持するために、これらの版を印刷シリンダーにマウントするための特別な機械が作られています。Earle L. Harley は、オペレーターが印刷機に行く前に位置合わせを確認できるように、Opti-Chek マウントおよびプルーフィング マシンを発明して特許を取得しました。

高精度のマウントは、レジスター内の高品質の印刷物を作成するために重要であり、無駄を最小限に抑えることに直接影響します。マウント プロセスでは、ジョブをマウントするたびに同じ正確な結果を出す必要があり、一貫した精度が目標です。簡単にするために、このモジュールではプリント スリーブについて言及しますが、操作でこれらを使用する場合はシリンダーで代用できます。

通常、プレートは印刷スリーブに直接取り付けられますが、段ボール印刷の場合、プレートは印刷機の印刷スリーブに固定されたキャリア シートに取り付けられ、必要に応じて印刷の合間に取り外されて保管されます。キャリアについては、このモジュールの段ボールのセクションで説明します。

効果的なプレート取り付けを実現するには、プレートを正しく配置し、良好な接着を実現する という 2 つの重要なポイントがあります。

位置決めは、セット内の各プレートに共通するレジスター マークを正しく並べることで実現します。これらのマークを正確に配置する場所を慎重に計画することがスキルです。レジスター クロスやマイクロ ドットなど、さまざまなマークを使用できます。特殊なマウント テープを使用することで、しっかりと接着できます。正確な位置決めが不可欠です。そうしないと、各色の画像が正しく重ね合わされず、位置がずれてしまいます。

登録マークの種類

プレートを正しく位置合わせするために使用されるさまざまな種類のマークは次のとおりです。

レジストレーションクロスは一般的に使用されますが、印刷物上で簡単に見えるため、廃棄領域に配置する必要があります。また、必要に応じて、印刷物をバッグまたはボックス構造に合わせるためのガイドとして使用することもできます。

マイクロドットは、その名前が示すように、プレート上の小さなドットです。通常、ラベルやフレキシブル包装では直径約 1/4 ミリメートルですが、段ボールでは直径 1 ミリメートルです。非常に小さいため、目立ちにくく、廃棄エリアに配置する必要はありません。

ほとんどのマウント マシンでは、プレート上の点または十字が拡大カメラを使用して整列されます。倍率が高いほど、精度が高くなります。

レジスタークロスは、無駄や隠れた折り目が普通のラベルや段ボール印刷でより一般的であり、マイクロドットは、無駄が最小限に抑えられ、パッケージに不要なマークが見られてはならないフレキシブルパッケージング（例：肉、乳製品、衛生用品）でより一般的です。

十字やマイクロドットなどのレジストレーションマークの位置は、プレートの取り付けを成功させる上で重要です。位置が間違っていると、取り付けが難しくなり、時間がかかり、不正確になる可能性があるため、慎重に計画する必要があります。マークは対称に配置する必要があります。

常に、スリーブの軸に沿ってプレートの中央に 1 組配置します。また、両端に 1 組ずつ、合計 2 組配置することをお勧めします。これにより、カメラの下で簡単に回転させて確認するだけで、プレートが置かれたり貼り付けられたりしたときにねじれていないことが確認できます。

レジスターマークの取り付け

最も一般的なマウント方法はレジスター マークです。これはビデオ マウントとも呼ばれます。印刷を実行すると、レジスター マークが互いに重なって印刷され、プレートが正しく位置合わせされていることを示します。プレート上のレジスター マークは、拡大カメラを使用して位置合わせされます。

プレートを正確に位置合わせするには、ビデオカメラを使用したマウント システムが必要です。各プリント スリーブは順番にマウント システムに転送されます。

各スリーブはクランプ システムによってマウンターに固定され、その後、スリーブにマウント テープが貼り付けられます。

高倍率ビデオカメラ（精密機械加工されたカメラビーム上に設置）は、プレートを取り付けるために必要な位置に移動されます。この設定を正確に測定することが重要です。次に、プレートを取り付けテープ（項目 5 を参照）を使用してスリーブに貼り付け、ユニット全体を取り付け機から取り外します。

次のスリーブがロードされ、以前に固定されたカメラの位置に基づいてプレート上のレジスター マークを配置することで、プレートが所定の位置に取り付けられます。これにより、すべてのプレートが同じ位置に取り付けられ、印刷が正確に位置合わせされます。

同じ原理がスリーブ全体の複数のプレートにも適用され、プレートごとに 2 台のカメラが使用されるか、サーボ モーターとカメラ設定ソフトウェアによって正しい位置に移動する 2 台のカメラが使用されます。跳ね返りのリスクを最小限に抑えるためにスリーブの周囲でプレートをステップさせるには、インデックス ディスクを使用して機械的に行うか、ステッピング モーターを使用してプレートを所定の位置に駆動してロックします。

各プレートは両面粘着テープで取り付けられています。取り付けテープにはさまざまな種類があり、適切な厚さと硬さのものを使用することが重要です。また、取り付けプロセスに適した粘着剤の種類も必要です (テープ機能を参照)

テープをスリーブに貼り付ける際は、下に空気が入らないように注意します (スリーブに対して平らである必要があります)。テープのライナーを少し剥がして、最初は接着剤を露出させます。

プレートは、レジスターマークがカメラの真下に見えるように、通常は手作業でテープの上に慎重に配置されます。

カメラは、レジスター マークが十字線ターゲットに沿って正しく配置されているかどうかを示す拡大表示を提供します。必要に応じて、プレートの位置を調整します。

プレートが正確に位置合わせされたら、露出したマウント テープのストリップに押し付けられます。次に、テープ ライナーの残りを取り除くか、プレート サポート テーブルを移動して、プレートの残りをスリーブに載せます。この処理は、各スリーブで順番に実行され、すべてのプレートが正しく位置合わせされます。

フレキソプレートマウント装置には、効率を高めるための多くのオプションが含まれています。これには、プレートを所定の位置に動かしやすくするためのプレートを置くテーブル、気泡の混入を防ぐためのレイダウン（圧力）ローラー、テープ適用オプション、プレートとテープの切断オプション、複数のカメラマウントシステムの代わりとなるカメラの移動が含まれます。^[5]

近年、顧客からの品質要求の高まり、ジョブの実行期間の短縮と頻度の増加により、プリプレス部門の相対的なコストが増加しています。^[5]

これに対抗するために、自動マウントは従来のプレートマウントよりも最大10倍高速なプレートマウントを提供し、オペレーターへの依存がなく、プレートあたり5ミクロン（0.0002インチ）までの最高の精度と一貫性を実現します。^[5]

3. 印刷
フレキソ印刷は、必要な画像の正のミラーマスターをゴムまたはポリマー材料の3D レリーフとして作成することによって行われます。フレキソ版は、アナログおよびデジタル製版プロセスで作成できます。ゴムまたはポリマー版の画像領域は、画像以外の領域よりも上に盛り上がります。インクは、インクタンクに部分的に浸されたインクロールから転写されます。次に、アニロックスまたはセラミックロール(またはメーターロール) に転写されます。このロールは、何千もの小さなウェルまたはカップで覆われているため、一定量のインクを保持し、均一な厚さで印刷版にインクを均一かつ迅速に計量できます (1 インチあたりのセルの数は、印刷ジョブの種類と必要な品質によって異なります)。^[6]最終製品が汚れたりゴツゴツしたりしないようにするには、印刷版上のインクの量が多すぎないようにする必要があります。これは、ドクターブレードと呼ばれるスクレーパーを使用して実現されます。ドクターブレードは、印刷版にインクを塗る前にアニロックスローラーから余分なインクを取り除きます。最後に、基材を版と圧胴の間に挟み込み、画像を転写します。^[7]次に、シートを乾燥機に通して、表面に再び触れる前にインクを乾燥させます。UV硬化インクを使用する場合は、シートを乾燥させる必要はありませんが、代わりに紫外線でインクを硬化させます。

• 巻き出しおよび供給セクション– 必要に応じてウェブを巻き出せるように、ストックのロールを制御する必要があります。
• 印刷セクション- ファウンテンまたはインク室、アニロックス、プレート、および印刷ロールを含む単一のカラー ステーション。
• 乾燥ステーション- 高速加熱空気、特別に配合されたインク、アフタードライヤーを使用できます。
• アウトフィードおよび巻き戻しセクション– 巻き戻しセグメントと同様に、ウェブの張力を制御します。

1. ファウンテン ローラー
ファウンテン ローラーは、インク パンにあるインクを 2 番目のローラーであるアニロックス ローラーに転送します。現代のフレキソ印刷では、アニロックス ロールはメーター ローラーまたはメータリング ローラーの一種と呼ばれています。

2. アニロックス ローラー
アニロックス ローラーはフレキソ印刷のユニークな特徴です。アニロックス ローラーは、均一な厚さのインクをフレキシブル印刷版に転写します。アニロックス ロールには、顕微鏡で観察できる特定のインク容量を持つ細かく刻まれたセルがあります。これらのローラーは、プレート シリンダーに取り付けられたフレキシブル印刷版にインクを転写する役割を果たします。

3. ドクターブレード (オプション)
オプションのドクターブレードはアニロックスロールを削り、彫刻されたセル内に含まれるインクだけがフレキシブル印刷版に供給されるようにします。ドクターブレードは主に鋼で作られていましたが、現在では高度なドクターブレードは、数種類の異なる斜角のエッジを持つポリマー材料で作られています。

4. プレート シリンダー
プレート シリンダーは、柔らかくて柔軟性のあるゴムのような素材で作られた印刷版を保持します。テープ、磁石、テンション ストラップ、ラチェットによって、印刷版がプレート シリンダーに固定されます。

5. 圧胴 圧胴は
、画像が画像受容基板に転写されるプレート シリンダーに圧力をかけます。この圧胴または「印刷アンビル」は、プレート シリンダーに圧力をかけるために必要です。

印刷プロセスの性質と要求、および印刷製品の用途によって、フレキソ印刷インクに求められる基本的な特性が決まります。インクの物理的特性を測定し、成分の選択によってそれがどのように影響を受けるかを理解することは、インク技術の大部分を占めます。インクの配合には、インクを構成する原材料の物理的および化学的特性、およびこれらの成分が互いに、また環境とどのように影響または反応するかについての詳細な知識が必要です。フレキソ印刷インクは、主に、プロセスで使用される多種多様な基材との互換性を維持するように配合されます。配合の各成分は個別に特別な機能を果たし、割合と組成は基材によって異なります。

フレキソ印刷に使用できるインクには5種類あります。^[8]

• 溶剤系インク
• 水性インク
• 電子ビーム（EB）硬化インク
• 紫外線（UV）硬化インク
• 2成分化学硬化インク（通常はポリウレタン イソシアネート反応に基づく） - ただし、現時点では一般的ではありません。

粒子サイズが5 μm 未満の水性フレキソ インクは、再生紙の脱墨時に問題を引き起こす可能性があります。

フレキソ印刷工程では、インクはインクシステムによって制御されます。インクシステムには、インクポンプ、アニロックスロール、およびファウンテンロールシステムまたはドクターブレードシステムのいずれかが含まれます。ファウンテンロールまたは2ロールシステムでは、インクパン内で回転する1つのロールがアニロックスロールに押し付けられ、インクの層を転写して印刷版に塗布します。このシステムは、アニロックスロールをきれいに拭き取ることができないため、フラッドコートやブロック文字などの低品質の印刷に最適です。ドクターブレードシステムは、オープンシングルブレードシステムまたは密閉型デュアルブレードシステムのいずれかです。シングルブレードシステムでは、ローラー付きのオープンインクパンを使用し、1つのドクターブレードでローラーをせん断して、均一なインク層を作り、分配します。アニロックスロールからせん断された残りのインクはインクパンに集まり、システムに送り返されます。シリンダープレート、アニロックス、およびドクターブレードは、油圧、圧力、および/または空気圧システムによって個別に制御されます。このシステムは、低品質から中品質の印刷作業に最適です。通常は段ボール箱の印刷に使用されます。デュアル ブレード システムは、インクをドクターするための 1 つのドクター ブレードと、インクをチャンバー内に閉じ込めてアニロックス ロールからのインクを戻す 1 つのコンテインメント ブレードを備えた密閉システムです。デュアル ブレード システムでは、インク チャンバーとアニロックス ロール間の密閉を維持するために、2 つのエンド シールと適切なチャンバー圧力が必要です。このシステムは、ラベル業界で見られるような高品質で複雑な印刷デザインに最適です。

フレキソ印刷は、リトグラフ印刷に比べて、油性インクではなく水性インクなど、より幅広い種類のインクを使用でき、プラスチック、ホイル、アセテートフィルム、茶色の紙、その他の包装材など、さまざまな素材に印刷できるという利点があります。フレキソ印刷で印刷される一般的な製品には、茶色の段ボール箱、小売用およびショッピングバッグなどのフレキシブル包装、食品および衛生用品のバッグや袋、牛乳や飲料のカートン、フレキシブルプラスチック、粘着ラベル、使い捨てカップや容器、封筒、壁紙などがあります。近年では、2 つ以上の素材を貼り合わせて、元の素材とは異なる特性を持つ新しい素材を作るラミネート印刷への移行も進んでいます。現在、多くの新聞社が、より一般的なオフセット リトグラフ印刷プロセスを避け、フレキソ印刷を採用しています。フレキソ印刷インクは、グラビア印刷で使用されるインクと同様ですが、リトグラフ印刷で使用されるインクとは異なり、一般に粘度が低いです。そのため、乾燥が速くなり、結果として生産が速くなり、コストが削減されます。

最新技術の高性能プリンターを使用すれば、最大毎分 800 メートル (毎分 2,600 フィート) の印刷速度を実現できます。フレキソ印刷は、包装やその他の最終用途のプラスチック材料の印刷に、加工業界で広く使用されています。フレキソ印刷機は効率を最大限に高めるために、大きなロール状の材料を製造し、その後スリッター機で最終サイズに切り分けます。

• フレキソ印刷とは
• 欧州フレキソ印刷工業会
• Flexopedia - フレキソ百科事典、特にあなたのために