プラスチック製造における色課題克服ガイド

プラスチック製造は1950年代以降著しく成長し、他のいかなる素材の生産量をも上回った。今日、プラスチックは自動車産業から商品包装、食品・飲料生産に至るまで幅広い市場で利用されている。プラスチックの色は、消費者が製品の品質や魅力度を判断する主要な決定要因として現在も、そして今後も極めて重要であり続けるが、その正確な定量化には特有の課題が伴う。

プラスチックのカラー測定における一般的な課題

プラスチックのカラー測定における典型的な課題には、以下のようなものがあります。

自然黄変

バージンプラスチック樹脂は、酸化の結果として加工中に自然に黄変する。 経年劣化や紫外線曝露によりさらに黄変が進む。透明またはほぼ透明な最終製品を得るには、可視光スペクトルの青色領域で蛍光を発する蛍光増白剤を添加し、黄ばみを相殺する必要がある。このため、ほぼ全てのプラスチック製品には一定割合の蛍光増白剤が含まれる。結果として、これらの材料は本質的に蛍光を発し、望ましい透明度と視覚的色彩特性を達成する上でさらなる複雑性を生じさせる。

規制圧力

世界各国の政府機関は、循環型経済を優先するため、新規プラスチック生産に使用すべき使用済み再生プラスチックの割合について、ますます厳しい規制を導入している。再生プラスチックの使用量増加に伴い、原料中の蛍光増白剤やその他の添加物の量も比例して増加するため、製造業者はこれに対応する調整を迫られる。

これらの課題により、入力のわずかな変動が結果に大きな影響を与えるため、正確な色測定はさらに重要となる。

ESGイニシアチブ

政府の取り組みに加え、現代のプラスチックメーカーもステークホルダーから同様の圧力を感じている。消費者、従業員、投資家はいずれも、より持続可能な実践と環境影響に関する透明性をますます求めている。

こうした圧力に対応するため、多くの企業は環境・社会・ガバナンス（ESG）イニシアチブを実施し、より循環型経済の6原則達成を支援している。その柱には、廃棄物の最小化、資源の最大活用、省エネルギー、カーボンフットプリントの削減などが含まれる。

プラスチックにおける色測定の課題を解決する方法

幸いなことに、プラスチック製造における色測定の課題を解決するために、いくつかの対策が講じられます。

1. 基準に準拠する

色および分光データが許容範囲内にあるかどうかの判断は、まず求める結果を定量化することから始まります。望ましい色および分光データを確立するためのベストプラクティスには、色基準の定義と、世界的に認められた確立された試験方法への準拠が含まれます。

カラースケール、スコア、およびインデックスは、数値表現を通じて色を伝える客観的かつ科学的なツールです。これらの値は、原材料や最終製品の正確な色を決定するための共通言語として機能します。プラスチック業界で一般的なカラースケール、スコア、およびインデックスには以下が含まれます：

• イエローネス指数（YI）
• おい、お前
• ハンター L, a, b
• CIE L*、a*、b*
• ASTM E313 白度／黄度
• ISO 11475 白度指数
• ISO 17223 黄色指数

国際基準への準拠は、測定手法の一貫性と結果の信頼性を確保する上でも不可欠です。例えば、プラスチックペレットの色彩測定では、試験方法に関するASTM D6290-19規格の遵守が求められます。この枠組みでは、精度と再現性を高めるため、広範囲のサンプル測定を推奨しています。これらにより、製造業者は廃棄物を削減し規制を遵守しながら、望ましい色彩結果を達成することが可能となります。

2. 定期的に測定する

プラスチックにおける色測定の課題を克服する主な方法の一つは、頻繁な測定を実施することです。各生産段階でデータを収集することで、どの作業や工程が色調に影響を与えているかについて、実用的な知見が得られます。 

例えば、透明プラスチックを製造する企業にとって透明性は不可欠です。原料プラスチックペレットの測定により、メーカーは原料中の黄変度を把握でき、透明性を確保するために添加すべき蛍光増白剤の量を科学的に判断できます。最初の工程で適切な配合を実現することで、手直しや廃棄の可能性が減少し、廃棄物削減と資源最大化というESG目標の達成に貢献します。

同様に、プラスチック製造では、プラスチック用着色剤、流動性添加剤、熱添加剤などの他の化学物質が添加されることが多い。 これらの高価な添加剤の精密な計量は極めて重要である。量不足は性能に影響し、過剰はコストを増加させ、いずれの場合も色調に悪影響を及ぼすためだ。製造業者は生産工程中に色調データを定量化することで、差異が発生する箇所を特定できる。これにより問題範囲を限定した迅速な解決が可能となり、不良品の削減と過剰なエネルギー消費の抑制が図られる。結果として、より高いカーボンフットプリントにつながる要因を低減できるのである。

一貫した色測定は、プラスチック循環型経済の六つの基盤のうち四つを満たし、企業のESGプログラムへの信頼性を高めます。また、再生樹脂やブレンド樹脂を用いた製造において再現性のある結果を実現することで、政府の規制遵守を支援します。

3. 最も正確なカラー測定ソリューションを使用する

分光光度計は、プラスチックの色および分光データの定量化における精度、再現性、一貫性を実現する解決策です。これらのソリューションは透過光と反射光を測定し、許容誤差や業界で認められた尺度・指標との比較を可能にします。 この比較により、製造業者は生産ライン、製造施設、マスターバッチ、サプライヤー全体で色品質を管理でき、コンプライアンス強化、廃棄物削減、ステークホルダーへの報告と説明責任の向上を実現します。

多様なニーズに対応し効率性を高めるため、ハンドヘルド型やベンチトップ型分光光度計など、多くのスタイルが用意されています。

携帯型ユニットにより、現場での色測定が可能になります。これらの軽量デバイスは、生産現場やサプライヤー施設で直接データを取得し、許容範囲への適合性を確保するのに最適です。例えば、HunterLab社のMiniScan EZ 4500Lは、抜群の利便性、大容量ストレージ、そして比類のないデバイス間の一貫性を実現します。

卓上モデルは、あらゆるカラーワークフローにおける品質保証のための正確な測定を可能にします。ColorFlex L2のような分光光度計を用いれば、安全コーンのような不均一な不透明表面でも、わずか数秒でデータを取得できます。このオプションは客観的な分光・色情報を提供し、許容差への適合性を文書化したり差異を定量化したりすることで、根本原因の調査を効率化します。

コンパクトなAgeraは、UV制御可能なLED照明を備えているため、再生プラスチックペレットを原料として使用する方に最適です。 マスターバッチ開発時にペレットの色を測定し、一貫性を確保することで、色調変動のリスクを軽減。同時に規制順守、品質、再現性、ESG目標の達成を支援します。

UltraScan PRO は、透過率と反射率の両方の測定が可能で、350 ナノメートルから 1,050 ナノメートルまでのスペクトル範囲（CIE 可視範囲全体と近赤外 (NIR)）を提供します。 この装置は、効率と価値を高めるためにヘイズを同時に測定することができ、視認性にとって透明度と色が最も重要な眼科用レンズ製造などの用途に最適です。

プラスチックのカラー測定ソリューションはハンターラボにお任せください

ハンターラボは70年以上にわたり、プラスチック業界で最も信頼性の高い正確な色測定ソリューションの代名詞です。過去70年以上にわたり、当社は製造業者の品質保証と色調安定性のニーズに応える、信頼できる分光測色計を提供してきました。 当社の装置は卓越した装置間一致性を実現し、他社製品を凌ぐ豊富な内蔵機能と価値を提供するため、現代を代表するブランドが品質管理ラボで真っ先に選ぶ選択肢となっています。

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