陶器皿の製版で釉薬下印刷を成功させるための高耐熱乳剤設計と乾燥プロファイル

はじめに：製造現場で求められる釉薬下印刷技術の革新

製造業の現場、とりわけ陶器皿の印刷に携わる多くの技術者や管理者は、「釉薬下印刷」に特有の難しさと日々格闘しています。

ここ数十年でデジタル印刷など新しい表現技術が台頭するなか、陶磁器業界は昭和的な伝統手法が色濃く残る分野の一つといえるでしょう。

しかし、一方で多品種少量生産や工業化、海外製品との競争激化の流れのなか、従来のやり方では通用しない局面も確実に増えてきています。

今回のテーマである「高耐熱乳剤」の設計と適正な乾燥プロファイルの確立は、まさにその現場ニーズの最前線に位置するものです。

本記事は、調達購買、生産管理、品質管理、工場自動化など製造業の現場経験を踏まえ、釉薬下印刷の歩留まり向上・品質安定・新工法導入を目指す皆様に向けて、現場目線かつ実践的な視点を加えて深堀りしていきます。

釉薬下印刷技術の基礎と産業動向

釉薬下印刷とは何か

釉薬下印刷とは、素焼きした陶器や磁器に絵付けやパターンを施し、その上から釉薬をかけて焼成する技法です。

釉薬をかける前に印刷するので、焼成後は図柄がガラス質の皮膜に覆われ、退色や摩耗にも強く、食器用途でも高い耐久性を発揮します。

このため、安価なデカール貼りや単純な上絵付けと比較して長寿命かつ高級感が求められる製品で主流となっています。

なぜ今、釉薬下印刷の品質革新が必要なのか

市場の要求が厳しさを増している現状、下記のような課題が現場を悩ませています。

・微細パターンや複雑なカラー要求の高まり
・海外製品とのコスト・品質競争
・デジタル化や自動化への対応プレッシャー
・小ロット・多品種化にともなう工程柔軟性の不足

これらに対応するため、「高耐熱乳剤（感光性乳剤）」の開発と、それに適応する乾燥技術の刷新は不可欠なのです。

高耐熱乳剤設計の実際—昭和方式からの脱却

従来の乳剤配合に潜む限界

従来、陶器業界では安価なPVA（ポリビニルアルコール）主体の乳剤が多用されてきました。

しかし、この方式では焼成温度（例えば1,200℃前後）への耐熱性が不足し、印刷図柄がぼやけたり、欠損するなどの問題が発生しやすいのです。

また、高速印刷機やオートスクリーン機への対応力にも限界を感じている現場が多いのが実情です。

現代の高耐熱乳剤—配合設計の最善解とは

釉薬下印刷用の高耐熱乳剤を設計するうえで押さえておきたいポイントは以下です。

1. 高分子材料の選定
　紙・印刷業界では定評あるアクリル系や変性ウレタン系、シリコーン系の併用も進んでいます。

2. 架橋剤や耐熱助剤の導入
　水溶性架橋剤を導入すると、焼成時の分解を抑え乳剤膜への耐熱性付与が期待できます。

3. 乳剤粒径や分散安定性のコントロール
　単純な粗さだけでなく、微細パターンへの追従性や安定発色の観点で最適化が必要です。

また、インク溶剤・顔料との相性、素地の吸水特性とのバランスも現場で繰り返し検証することが品質安定化のカギを握ります。

製版工程で差がつく—耐熱乳剤の使い方ノウハウ

・感光乳剤塗布の際にむらが出ない温湿度管理
・充分な脱気と厚み分布均一化
・インク溶剤の揮発速度との相性
・意外に見落としがちな「版抜け（スクリーン解像度）」とのバランス

これらを再確認してみてください。

たとえば新配合の乳剤は、現場の設備や印刷スピードと一致させて微調整が不可欠です。

「現場でしか分からないレシピ調整」を惜しまず繰り返すことが飛躍的な歩留まり改善につながります。

乾燥プロファイル最適化とトラブル回避のコツ

乾燥工程の意義と失敗パターン

乳剤設計ばかりに目が行きがちですが、意外と重要なのが乾燥工程です。

ここを怠ると、せっかくの耐熱乳剤が持つべき性能を発揮できません。

代表的な失敗例として

・表面硬化が先行し内部に揮発溶剤が残る「表面張り付き現象」
・乾燥ムラによる剥離・割れ・ピンホール
・十分な温度管理なしでの急速乾燥による膜強度低下

など、どれも一度発生するとリカバリーが困難な事例が多発します。

乾燥プロファイル設計のポイント

乾燥プロファイルを考える際、現場で守るべきベストプラクティスは‥

・初期段階は低温・高風量で内部揮発促進
・徐々に温度を段階的に上げ、熱衝撃を避ける
・適切な余熱やクールタイムを設けて応力集中を防止

たとえば、30〜40℃で30分前後のプレヒート、50〜60℃で1時間の強制乾燥、その後自然冷却を組み合わせるのが推奨例となることが多いです。

また、設備更新が難しい昭和型乾燥炉でも、「扉の開閉と棚詰め位置別の温度ムラ」を現場記録して対処するなど、データドリブンな工程改善が“地味に”効いてきます。

調達購買、サプライヤー交渉の視点—現場発・新材料導入の進め方

現場で高耐熱乳剤や新乾燥プロファイルにトライする場合、調達購買や生産管理部門の協力も不可欠です。

材料の選定・試作段階で

・既存サプライヤーとの連携／新規ベンダー探索
・ロットごとの品質再現性、長期安定供給の実現
・コスト管理や納期のシビアな精査・交渉力

といった特有の業務が絡みます。

現場主導での導入を失敗させないためには

・技術部門と調達部門が仕様イメージを共有する
・サンプルテストのデータをオープンにして意思決定
・業界動向や競合情報をウォッチし、相見積もり活用

こうした「昭和の付き合い」から一歩抜けて、透明性の高いバイヤー主導型交渉を強化していくことが、今後ますます重要になります。

工場自動化・DXの波をどう活かすか

最新では、製版から乾燥プロファイル制御まで、IoT連携やAI検査の波も到来しつつあります。

脱アナログ時代の成功例としては

・製版用乳剤調合と塗布をロボット連携
・乾燥炉のセンサー制御・データ蓄積で歩留まり自動改善
・印刷画像検査AIによる早期不良発見

などがあります。

こうした新技術の導入が進めば、少人数化・多様化対応・品質保証の精度向上といった、伝統産業の大きな課題解決に一歩近づきます。

まとめ：製造現場から始まる新しい価値創出

本記事では、陶器皿の釉薬下印刷における高耐熱乳剤設計と乾燥プロファイル最適化をテーマに、現場・昭和からの視点も交えつつ実践的に解説してきました。

新材料、新技術の導入が進めば、伝統工芸の高付加価値化、持続可能なものづくりへと新たな展開が期待できるでしょう。

今こそ、現場力×技術革新の“ハイブリッド型アプローチ”で、次世代の製造現場を牽引していきましょう。

製造業に関わる皆様、自社の未来のためにも、ぜひ現場から新しい挑戦を始めてみてください。