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シルク印刷・パッド印刷の発注——方式・インキ・色の見方・はがれ試験を仕様に書く
この記事のポイント（結論先出し）
工業部品の文字や目盛りを入れるシルク印刷（スクリーン印刷）とパッド印刷（タンポ印刷）には、印刷そのものを決める JIS の製品規格は無い。だから発注書には、印刷方式・版下データ・位置・色の合わせ方・インキの種類と乾燥・はがれと摩耗の試験方法を、こちらで書く必要がある。スクリーン印刷は孔版で、インキの膜を厚く付けられ、製版が安く小ロットに向く[3]。パッド印刷は凹版のインキをシリコンパッドに移して二次転写する方式で、多少の曲面や凹凸面にも印刷できる[1][2]。インキは素材に合わせて樹脂を選ぶもので、ポリプロピレン・ポリエチレン用として挙げられているのは表面を処理した PP・PEである[3]。はがれの評価によく使われる JIS K 5600-5-6（クロスカット法）は塗膜の規格で、付着性の測定手段とみなしてはならないとされている[4]ので、印刷に使うなら方法と合否の分類を協定で決める。
目次
シルク印刷とパッド印刷は、何が違うのか
「シルク印刷」は T シャツや雑貨の検索も多い語だが、この記事は工業部品（樹脂成形品の筐体、操作パネル、計器の目盛り板、金属部品の表示など）に文字や記号を入れる印刷を扱う。工場では、スクリーン印刷を慣用的にシルク印刷と呼ぶことが多い。
印刷インキの基礎講座（色材協会誌、1988 年）は、印刷方式を版の形で分け、凸版（活版・フレキソ）、平版（オフセット）、凹版（グラビア・タンポ）、孔版（スクリーン・謄写版）とし、タンポ印刷を凹版、スクリーン印刷を孔版に置いている[3]。同じ講座はスクリーン印刷の特徴として、インキの塗膜が他の方式より厚いこと、版が柔軟なので形状や厚さのある物にも印刷できること、製版が安価で小ロットに適すること、粘度や顔料の粒径が大きく違うインキでも印刷できることを挙げている。インキの膜厚の例として、オフセットなどは 1 μm 程度、スクリーンインキは 250 メッシュで 7〜10 μm としている[3]。
パッド印刷について、プラスチックの加飾技術の解説（日本印刷学会誌 2020 年、色材協会誌 2021 年）は、凹版を使って版上のインキをシリコンパッドに一次転写し、被印刷物に二次転写するオフセット印刷の一種で、弾力のあるシリコンパッドで印刷するため、平面ばかりでなく多少の曲面や凹凸面にも印刷が可能だとしている[1][2]。
| 方式 | 版の種類 | 形状への対応 | 解説に挙げられている特徴 |
|---|---|---|---|
| スクリーン印刷 | 孔版 | 平面が基本。版が柔軟なので形状・厚さのある物にも | 膜が厚い（250 メッシュで 7〜10 μm の例）、製版が安価で小ロット向き[3] |
| パッド印刷 | 凹版＋シリコンパッド | 多少の曲面・凹凸面 | 二次転写のオフセット印刷の一種[1][2] |
| UV インクジェット（直接） | 版なし | 一定範囲の立壁部・凹部まで | 版が不要でオンデマンド。シルク・パッドより印刷できる形状範囲が広い[1] |
| 間接印刷（インモールド・アウトモールド） | フィルムに印刷 | 一定範囲を超える曲面 | 印刷したフィルムを成形時か成形後に貼り合わせ・転写する[1] |
解説は、全般的には一定範囲までの曲面形状品では直接印刷、一定範囲を超える曲面形状品では間接印刷が使われることが多い、とまとめている[1]。発注側にとっては、印刷面の形が方式の選択を決めるということである。平らな面ならスクリーン印刷、ボタンの頭や筐体の丸みのような小さな曲面ならパッド印刷、大きな三次元曲面に柄を入れるならフィルムの貼合・転写、という見当で仕入先と話を始め、方式を図面か仕様書で指定するか、仕入先の提案に任せるかを決める。任せる場合でも、試作と量産で方式が変わらないことを確認する。
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インキは素材で選ぶ——PP・PE は「処理した」素材が前提
同じ講座は、スクリーンインキに使われる代表的な樹脂と、その被印刷物を次のように説明している[3]。
アクリル樹脂：アクリル成形品、硬質・軟質の塩ビ製品、ポリカーボネート、ABS、AS など、幅広いプラスチックへの印刷に使われる。
塩ビ・酢ビ樹脂：塩ビフィルムへの接着性、耐アルコール性が良い。
ポリエステル樹脂：ポリエステルフィルム（メンブレンスイッチなど）の印刷用。接着性に優れ、他のプラスチック用にも使われる。
エポキシ樹脂：アミンとの反応で接着性・耐薬品性のある塗膜になり、金属塗装板やガラスの印刷に多く使われる。
メラミン樹脂・各種ポリオール（ウレタン）：一液硬化型・二液硬化型のインキとして、金属、塗装板、処理 PP・PE などの印刷に使われる。ウレタンはエポキシに比べ耐候性が優れ、PP コンテナーなどの印刷に使われる。
ここから二つのことが言える。第一に、インキは素材ごとに決まるので、素材を変えるとインキも変わる。樹脂の銘柄やグレードの変更、塗装した部品への印刷への切り替えは、印刷の条件変更として扱い、事前に連絡をもらう約束にしておく。樹脂のグレードの指定と代替の承認は樹脂材料のグレード指定と代替の承認で扱った。第二に、PP・PE の印刷用として講座が挙げているのは「処理 PP，PE」で、表面処理をした素材が前提として書かれている[3]。PP や PE の成形品に、表面処理の工程を入れずに印刷する見積が出てきたら、処理をするのか、はがれの試験をどうするのかを確かめる。どの処理をどの条件でかけるかは素材とインキの組み合わせで仕入先が決めることだが、処理をする前提かどうかは発注側が確かめられる。
乾燥と残留溶剤：積み重ね・梱包の時期を決める
講座によれば、スクリーンインキのほとんどは溶剤タイプで、溶剤の蒸発によってセット・乾燥する。乾燥時間の目標として、室温乾燥でタックフリーまで約 10〜20 分、一般的なラック乾燥で取り込みに 1〜2 時間、60〜80℃のオーブン乾燥で 15〜30 分が挙げられ、残留溶剤によるトラブルを防ぐために溶剤の選定と組み合わせが行われる、としている[3]。二液硬化型は硬化剤との反応で硬くなる。
印刷した部品を乾燥の途中で重ねたり袋に入れたりすると、インキが相手の面に移る、擦れて欠ける、といった不良が出やすい。インキの種類（一液・二液・UV 硬化）、乾燥の条件、梱包してよい時期を、仕入先の作業標準として出してもらうか、仕様書に書く。二液のインキでは、混合比と可使時間の管理も工程の確認事項になる（当方の提案）。
発注書・図面に書くこと
印刷の品質を一つの規格で決められないので、項目を分けて書く。
1. 印刷方式
スクリーン、パッド、その他。方式の変更は事前承認とする。
2. 版下データと版の扱い
文字・記号の原稿データ（形式と版数）。版は消耗品として扱うか、型と同じく管理対象にするか。
3. 印刷の位置と位置の許容差
基準にする面や穴からの寸法で示す。曲面に印刷する場合は、どの方向から見た寸法かを決める。
4. 色と色の合わせ方
色見本（限度見本）か色番号か測色値か。見る条件も決める（次の節）。
5. 外観の基準
かすれ、にじみ、欠け、ピンホール、位置ずれを、どの距離・照明・時間で見て判定するか。外観の合否基準の決め方は外観の合否基準を仕入先と決めるで扱った。
6. はがれと摩耗の試験
試験方法、試験する物（現品か試験板か）、合否の分類、頻度。
7. インキと前処理
インキの系統、素材の前処理の有無、変更時の連絡。
部品に識別番号や 2 次元コードを入れる目的なら、印刷以外の方法（打刻・レーザー）との比較も含めて部品の識別表示の指定を、製品の銘板を作る目的なら銘板の発注を参照してほしい。
色は「見る条件」まで決める
印刷の色の不一致は、色そのものより、見る条件の違いで起きることが多い。JIS Z 8723（表面色の視感比較方法）は、塗装物・染色物・印刷物などの表面色を視感で比較する方法を定め、通常の色比較には自然昼光か人工昼光（CIE 標準の光 D65 に相当）を用い、白熱電球照明（標準の光 A に相当）は条件等色の検査に用いる、としている[5]。色比較の作業面の照度は 1,000〜4,000 lx で均斉度は 80% 以上、ブースの内装は明度 L* が約 45〜55 の無光沢の無彩色とする、としている[5]。自然昼光で比べる場合は、北空からの拡散昼光で少なくとも 2,000 lx とされている[5]。
この規格は、完全鏡面に近い面（めっき面など）の色の比較には適用しない[5]。光沢の強い印刷面では、見る角度で色が変わって見えることもある。発注書には「色見本と D65 の色比較用ブースで比較する」のように、照明と比較の相手を書いておく。工場の蛍光灯の下で合わせた色が、顧客先の照明で違って見えるという揉め方は、この一文で減らせる。
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はがれの試験：クロスカット法を使うときの決め方
JIS K 5600-5-6（塗料一般試験方法－付着性（クロスカット法））は、直角の格子パターンを素地まで貫通するように塗膜に切り込み、素地からのはく離に対する塗膜の耐性を評価する試験方法である。規格は、この試験で測定される性能は付着性に左右されるものの、付着性の測定手段とみなしてはならないとし、付着性が必要な場合は JIS K 5600-5-7 を参照するとしている[4]。また、膜厚 250 μm より大きい塗膜や模様塗膜には適していない[4]。
試験の条件は、規格では次のように決まっている[4]。格子の各方向のカット数は 6 個、カットの間隔は膜厚と素地で変わる。
| 膜厚 | 硬い素地 | 軟らかい素地 |
|---|---|---|
| 0〜60 μm | 1 mm | 2 mm |
| 61〜120 μm | 2 mm | 2 mm |
| 121〜250 μm | 3 mm | 3 mm |
出典: JIS K 5600-5-6 の 7.1.4 から作成[4]。硬い素地では、切込みの後に幅 25 mm・25 mm 幅当たり 10±1 N の付着強さの透明感圧付着テープを貼り、5 分以内にできるだけ 60° に近い角度で 0.5〜1.0 秒で引き離す。他に合意がなければ 23±2℃・相対湿度 50±5% で、試験板の 3 か所以上で行う[4]。
結果は 0〜5 の 6 段階に分類する。0 はカットの縁が完全に滑らかでどの格子の目にもはがれが無い状態、1 は交差点での小さなはがれで影響を受けるのが明確に 5% を上回らない状態、2 は 5% を超え 15% を上回らない状態である。規格は、最初の 3 段階（0〜2）が一般目的に適合し、合否判定が求められる際に用いるものだとしている[4]。
印刷に当てはめるときに決めることは三つある。第一に、この規格は塗料の試験方法なので、印刷インキに使うことを協定で決め、合格とする分類（例えば「分類 1 以内」）を書く。第二に、文字や細い線の印刷では、格子を切れる面積が無いことが多い。現品で試験するのか、同じ素材・同じインキ・同じ乾燥条件で印刷した試験板で試験するのかを決める。第三に、試験の時期である。乾燥・硬化が終わる前に試験すると結果が変わる。何時間後、何日後に試験するかを決める。銘板での使い方は銘板の発注でも触れられている。
こすれ・溶剤に耐えるか——製品の規格に例がある
表示が消えないことを求める規定は、製品の安全規格に例がある。家庭用電気機器の安全規格 JIS C 9335-1（2023 年改正）の 7.14 は、規格で要求する表示は容易に判読可能でかつ耐久性がなければならないとし、適否を、目視検査と測定、および水に浸した布片で 15 秒間、さらに石油に浸した布片で 15 秒間、表示を手でこすって判定するとしている。試験に用いる石油は脂肪溶剤ヘキサンとし、全試験の終了後も表示は容易に判読できなければならない[6]。
同じ 7.14 は、コントラストのある色を使っていない限り、成型・彫刻・刻印の表示は表面からの高さ又は深さが 0.25 mm 以上でなければならないとし、さらに、頻繁に清掃する可能性のある容器上は、塗料又はガラスエナメル以外のエナメルによる表示であってはならない、としている[6]。洗浄や拭き取りを繰り返す面への印刷が、製品の規格で認められない場合がある、ということである。
この規定は家庭用電気機器の安全規格の中のもので、他の製品にそのまま当てはまるわけではない。ただ、「水と溶剤でそれぞれ何秒こすって読めること」という試験の形は、工業部品の表示の耐久性を仕様に書くときの見本になる。部品が使われる環境の薬品（アルコール、洗浄剤、油）でこする試験を、時間・荷重・回数を決めて協定する（当方の提案）。電気機器の部品で、製品として JIS C 9335 系の要求を受けるなら、表示の部分はこの規格を満たす前提で印刷を指定する。
受け入れるときに確かめること
1. 方式とインキが届け出どおりか
初回品の検査記録に、印刷方式・インキの系統・前処理の有無を書いてもらう。
2. 位置と寸法
基準からの位置の許容差に入っているか。曲面では見る方向を合わせて測る。
3. 色
決めた照明と色見本で比べる。限度見本は保管場所と更新の時期を決めておく。
4. 外観
かすれ・にじみ・欠けを、決めた距離・照明・時間で見る。
5. はがれ・こすれ
協定した試験を、協定した頻度で行った記録があるか。乾燥から試験までの時間が守られているか。
注文書の書き方の例
書き方に決まった様式があるわけではない。発注側として書いておきたい内容を一つの例にまとめる。
「二次加工：印刷（パッド印刷）、1 色。版下は支給データ（図番 ○○ 第 ○ 版）による。位置は添付図の基準 A・B からの寸法 ±○ mm。色は支給の色見本と D65 の色比較用ブース（JIS Z 8723）で比較する。素材は ABS（銘柄 ○○）とし、素材・インキ・前処理・印刷方式の変更は事前承認を要する。はがれは JIS K 5600-5-6 の手順を準用し、同条件で印刷した試験板で、印刷後 ○ 時間以降に試験して分類 1 以内を合格とする。初回ロットと月 1 回、試験記録を提出すること。」
よくある質問
シルク印刷とパッド印刷、どちらを指定すればよいですか
平らな面に厚い膜で印刷するならスクリーン印刷、小さな曲面や凹凸のある面ならパッド印刷が候補になる[1][3]。大きな三次元曲面は直接印刷では難しく、フィルムを使う間接印刷が使われることが多い[1]。印刷面の形を仕入先に見せて方式を決め、決めた方式を仕様に書く。
クロスカットで分類 0 なら、はがれないと言えますか
JIS K 5600-5-6 は、この試験を付着性の測定手段とみなしてはならないとしている[4]。素地からのはく離への耐性を一定の条件で比べる試験である。使用中のこすれや薬品に耐えるかは、別にこすり試験などで確かめる。
PP の部品にそのまま印刷できますか
インキの解説が PP・PE 用として挙げているのは表面を処理した PP・PE である[3]。前処理の有無とはがれの試験を決めずに量産に入らない。
まとめ
シルク印刷（スクリーン印刷）とパッド印刷には印刷そのものの製品規格が無いので、方式・版下・位置・色・外観・はがれと摩耗の試験・インキと前処理を分けて発注書に書く。スクリーン印刷は孔版で膜が厚く小ロットに向き、パッド印刷はシリコンパッドの二次転写で多少の曲面に印刷できる。インキは素材で選び、PP・PE は表面処理が前提で、素材やインキの変更は事前承認にする。色は JIS Z 8723 の照明と比較の相手まで決める。クロスカット法は塗料の規格で付着性の測定手段ではないので、印刷に準用するなら試験物・時期・合格の分類を協定する。こすれ・溶剤への耐久は、JIS C 9335-1 の 7.14 のような製品規格の試験の形を見本に決める。
同じ束では、硬質アルマイト、摩擦かくはん接合（FSW）、ロストワックス（精密鋳造）、砂型鋳造の発注も扱う。
出典・参考資料
- 桝井捷平「曲面への加飾印刷」色材協会誌 94 巻 7 号（色材協会／2021 年）
- 桝井捷平「プラスチックへの加飾印刷」日本印刷学会誌 57 巻 5 号（日本印刷学会／2020 年）
- 伊藤暢人「スクリーンインキ」色材協会誌 61 巻 5 号（色材協会／1988 年）
- JIS K 5600-5-6:1999 塗料一般試験方法－第 5 部：塗膜の機械的性質－第 6 節：付着性（クロスカット法）（日本産業標準調査会 JIS 検索で閲覧／2023 年 10 月 20 日確認）
- JIS Z 8723:2000 表面色の視感比較方法（日本産業標準調査会 JIS 検索で閲覧／2000 年 5 月 20 日改正・2024 年 10 月 21 日確認）
- JIS C 9335-1:2023 家庭用及びこれに類する電気機器の安全性－第 1 部：通則（日本産業標準調査会 JIS 検索で閲覧／2023 年 3 月 20 日改正）
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