パッド印刷の技術相談・トラブル対応で不良率を削減する方法

TOKUABE (THAILAND) CO., LTD.は、パッド印刷工程における糸引きやピンホールなどの現場課題を解決するための技術コンサルティングサービスを提供しています。最適なシリコンパッド、スチールプレート、ドクターブレードを選定し、お客様の要求仕様に合わせた高効率かつ高品質な印刷を実現します。

静電気による糸引きの発生メカニズムとシリコンパッドによる解決策
最適なシリコンパッド形状の選定とドクターブレードの角度調整によるピンホールおよびかすれの防止
難印刷性プラスチックであるPP・PEにおけるインク不着の原因解析と印刷前表面処理プロセス
パッド印刷に関する技術的なよくある質問

■ 静電気による糸引きの発生メカニズムとシリコンパッドによる解決策

パッド印刷工程において、印刷パターンの周囲にクモの巣状の細いインク線が発生する糸引き現象は、環境湿度が低い場合や、空調からの冷風が継続的に当たる環境下で頻発する課題です。

これにより、厳格な外観品質基準が求められる自動車や電子部品業界を中心に、製品の外観品質低下を招く原因となります。

主な原因は、シリコンパッドがプラスチックワークの表面に接触・剥離する際に発生・蓄積する静電気です。多量の静電気が蓄積すると、インクの転写が阻害され、パターンの端部でインクが引かれて糸状となり、外観検査での不適合を引き起こします。

解決策の一つとして、印刷中の静電気の影響を低減する「グレードN」のシリコンパッドの採用が挙げられます。これとあわせて、環境の温度・湿度に応じて速乾性溶剤と遅乾性溶剤の配合比率を最適化することで、インク転写性能をより安定させることができます。

最適なシリコンパッドの選定と印刷条件の最適化を行うことで、パターン周囲の糸引き発生を抑え、不良率の低減、手直し工数の削減、および製造工程における印刷品質の均一化に貢献します。

■ 最適なシリコンパッド形状の選定とドクターブレードの角度調整によるピンホールおよびかすれの防止

ピンホールやインクのかすれ・不着は、パッド印刷工程において頻繁に見られるトラブルです。特に、極小文字、高精細なロゴ、大面積のベタ印刷などで多く発生します。

現象としては、印刷面上に小さな白い点状の穴が生じたり、インクが完全に転写されずにデザインが欠けたりすることで、品質検査の不適合や工程内の不良率上昇を招きます。

この問題の要因は単一ではなく、シリコンパッドの形状、インクの受容・転写時の角度と圧力、プレート上のドクターブレードによるインクの掻き取り効率など、複数の要素が複合的に作用しています。

シリコンパッドの形状が不適切な場合、パッドとインク膜の間に空気が入り込み、気泡が発生して不完全な転写を引き起こします。同時に、ドクターブレードがプレート上の余分なインクを均一に掻き落とせない場合、版の溝に残るインク量が不安定となり、インクのかすれにつながります。

TOKUABEでは、最適な周辺資材を選定する前に、ワークの形状特性や印刷プロセスの詳細な分析を重視しています。200種類以上のシリコンパッドのデータベースを活用し、ワークの表面形状に適したものを厳選することで、接触面から確実に空気を逃がします。

さらに、作業特性に応じたドクターブレードの厚みや形状の選定・推奨を行い、スチールプレート上のインクを鮮明かつ均一に掻き取る環境を整えます。

シリコンパッドの形状とドクターブレードを適正化することで、インクの受容と転写の安定性が大幅に向上し、高精細印刷や大面積のベタ印刷においても、ピンホールやインクのかすれ・不着の発生リスクを低減できます。

これにより、印刷パターンの均一性を維持し、不良を削減して、生産プロセスの継続的な効率化を実現します。

■ 難印刷性プラスチックであるPP・PEにおけるインク不着の原因解析と印刷前表面処理プロセス

PPやPEなどのプラスチック素材は、表面エネルギーが低いため、インクの密着が非常に難しい素材です。不適切なインク選定や印刷プロセスで施工した場合、印刷後の剥離や密着不良、耐久性試験の不適合が発生するリスクが高まります。

TOKUABEでは、まず素材の物性評価とワークの表面エネルギー測定を実施し、インクの密着性を評価します。

密着性が低いプラスチックに対しては、印刷前に表面エネルギーを高める表面処理技術について助言するとともに、各種プラスチックのグレードや特性に合わせたインク配合の選定・調整を実施し、密着力を最大限に引き出します。

適切な前処理と適正なインクの選定を組み合わせることで、インクの固着力を飛躍的に向上させ、剥離・剥がれトラブルを防ぐとともに、実使用環境における摩擦や化学物質への接触に対する耐性を高めます。

このアプローチは、医療用注射器の目盛印刷、医療機器部品、家電製品の操作ボタン、頻繁に擦れや接触が発生する各種プラスチック部品など、高い印刷耐久性が要求される製品に有効です。

■ よくある質問

Q1：静電気による糸引きやクモの巣状のインクが発生した際、最初に確認すべき項目は何ですか？
A1： 最初に確認すべき項目は、作業環境の相対湿度とエアコンの風向きです。相対湿度が45％未満に低下している場合や、印刷機周辺に直接冷暖房の風が当たっている場合、溶剤の揮発が加速され、静電気が発生しやすい環境となります。これが糸引きの主な要因です。
さらに、静電気の影響を抑える「グレードN」のシリコンパッドを採用し、環境に合わせて溶剤比率を調整することで、糸引き問題を効果的に解決・予防できます。

Q2：PPやPEといった難印刷性プラスチックについて、量産前に実際のワークで試作印刷を行うことは可能ですか？
A2： はい、可能です。TOKUABEでは、本生産開始前に適合性を事前評価するためのトライアル印刷サービスを提供しています。
お客様の実際のワークをお預かりし、インクの密着性、配合の適正度、印刷パターンの仕上がり品質を事前に検証した上で、それぞれのワークに最適な資材および印刷条件をご提案します。

Q3：シリコンパッドの耐久寿命は何によって決まりますか？また、寿命を延ばす方法はありますか？
A3： シリコンパッドの寿命は複数の要因に左右されますが、特に影響が大きいのは印刷圧力と使用する溶剤の種類です。
インク転写に必要な最小限の適正な印刷圧力に設定することで、シリコンパッドの物理的な摩耗を大幅に減らすことができます。
同時に、膨潤や割れを引き起こしやすい強い溶剤を避け、適切な溶剤を選択・管理することで、シリコンパッドの寿命を延ばすことが可能です。

Q4：将来的に生産量が増加した場合、自社工場内で内製化するための印刷機手配やサポートは可能ですか？
A4： はい、対応可能です。生産量が拡大し、設備投資に適した段階に達した際、TOKUABEはパッド印刷機の手配・設置をサポートします。
すでに検証・確立されたプレート、治具、シリコンパッド、インク配合などの技術データを移行し、工程設定を指導することで、お客様の工場内で初期立ち上げ時の試行錯誤や不良ロスを回避し、スムーズに内製化を開始できるよう支援します。

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