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包装凹印的新进展

时间:2007-04-12 02:33:16来源:科印传媒《印刷技术》作者:马平东

  在各种印刷工艺中,凹印的优势十分突出:其能在各种基材(含非吸收性承印物)上进行印刷,颜色再现能力强,色彩一致性高,且凹印机自动化程度高、印刷速度快,印版耐印力高。虽然其他印刷方式正在缩短与凹印在印刷质量方面的差距,但是凹印依然代表着高质量印刷的标准。对于特殊效果印刷而言,凹印更是非常理想的方式。
  在欧洲,凹印在名牌商品包装印刷领域也占据主导地位。在亚洲尤其是中国,凹印在包装印刷领域更是占据了绝对优势。
  近年来,环保的要求越来越高,单位活件的印量越来越小,凹印的利润也越来越低,而来自柔性版印刷和胶印的激烈竞争,也给凹印带来了很大的压力,所有这些外界因素都迫使凹印企业必须不断引进和采用新技术,才能保住自己的市场地位。
  也正是由于上述市场因素的影响和推动,凹印技术得以不断发展。这些进展主要集中在:如何更有效地降低消耗、降低成本,如何使凹印更适应短版市场的需求,如何使凹印适应环保印刷和食品包装安全的要求,以及如何进一步提高凹印的质量。
  这些问题也是业界人士普遍关注的焦点,如果能够有效地解决这些问题,就能保证必要的利润额,保持凹印的市场竞争优势。

  市场环境变化对凹印的影响
  1.终端用户市场的变化
  在国际市场上,近年来许多凹印包装的终端用户通过联合和兼并的方式而成为更加集约化、更有声望、更加国际化的大公司。
  国内市场上也出现了同样的发展趋势,食品、日化等企业的兼并和联合逐渐造就了一批有规模的食品、日化企业。烟草企业的结构调整和卷烟品牌集中度的进一步提高,也产生了同样的效果。
  终端用户的这种合并和集中,将导致其对凹印包装厂商更大的控制权,同时迫使凹印包装行业也有了相应的变化:凹印包装生产厂家被迫进行结构调整和重组,以适应这种全球化供货的发展趋势。
  由于包装的设计日趋复杂和市场促销的需要,买方市场对于凹印包装的需求总体趋向于更高的质量和更好的服务,包括更快的响应时间、更短的前期准备时间、更低的印量(需要精确地计算交货量),还要及时并完整地交货,以确保用户的产品以最快的速度推向市场。及时完整地交货是衡量凹印包装供应企业对于市场适应程度的重要标准。
  凹印包装市场严重的供过于求及其客户的过于强大,迫使凹印包装供应商陷入窘境。在凹印包装界,这种趋势仍将继续存在下去,因此凹印包装生产商必须实行精细化管理,严格控制成本,以适中的价格来提供最高的质量和最佳的服务。这就导致了只有具备高水准的凹印包装生产企业才能继续获得发展和成功。
  要成为终端用户不可或缺的战略性合作伙伴,最好的办法是永远站在创新领域的前沿。凹印包装企业的客户一般都处在极富竞争性的市场环境之中,因而他们都在不断地寻找能令其产品与众不同的新路子。他们都希望产品的包装能够帮助产品在激烈的市场竞争中占得先机。因此,经常与客户合作开发新的包装,以满足其特殊需求成为凹印包装企业决胜终端的秘密武器之一。
  2.环保法规、食品包装安全准入及出口技术壁垒
  目前国内使用的凹印油墨含有大量的有机溶剂。我们必须正视凹印包装对环境和食品安全产生的影响。事实上,一些原材料包括油墨、黏合剂、薄膜以及一些生产工艺等,都直接或间接影响着食品的安全,影响人类的健康,有的甚至危及生命。倡导绿色包装、呼唤环保安全的包装材料和工艺已经成为整个社会的强烈诉求。
  2006年9月1日,国家质检总局正式启动了三大类、39种食品用包装等制品的市场准入制度。在软包装复合膜(袋)产品理化指标检测项目中,对甲苯二胺、蒸发残渣、重金属含量、残留溶剂量等做出了明确规定。其中,复合膜(袋)产品的溶剂残留总量≤10mg/m2(苯系溶剂残留量≤2mg/m2)。
  要达到残留溶剂的指标要求,凹印包装企业就必须在油墨选择、工艺控制等方面采取严格的措施,同时对印刷机的干燥效率等也提出了挑战。
  尽管如此,该标准仍与欧盟和美国的标准不符,仍然不能通过其技术壁垒。欧美等发达国家和地区明确规定禁止在食品包装印刷中使用苯系溶剂和酮类溶剂。日本也出台了禁止在食品包装印刷中使用苯系溶剂的自主规则。
  可以说,尽管我国已经明确了食品包装准入的卫生要求,但对包装材料中的各类物质成分对食品、消费者和环境产生的影响研究还不足,有待进一步完善。

  凹印设备的新进展
  现代凹印机的三大关键技术是无轴传动、印刷小推车、套筒式压印滚筒,另外还有封闭墨槽、导辊集中润滑等。无轴传动技术是凹印领域在过去近30年时间内最引人注目的进展之一,近年来已经获得广泛应用。
  1.无轴传动凹印机的发展
  在这种印刷机中,电子无轴传动系统连接到一个主控制器上,该主控制器可有效地对每个印刷或加工单元的速度、版滚筒位置等进行数字驱动和独立控制,并负责整机在操作位置上的同步控制,软件的运行和信息传递是即时完成的。与传统的机械轴驱动的凹印机相比,新型无轴传动凹印机具有以下优点。
  (1)由于不采用减速齿轮及机械传动,机械维护工作较少,也不需要齿轮箱的润滑系统,同时也大大降低了整体噪声。
  (2)机械安装调试时间缩短,同时消除了制造安装不精确产生的相关问题。
  (3)套准控制反应更快,控制信号直接作用于独立马达来调节滚筒的相位;不论是预套准还是增减速过程都能自动快速地改变滚筒相位,从而对印刷的周向误差做出补偿校正,使最终套色误差显著减小。
  (4)产品转换(换活)时间缩短。各凹印单元可以通过电子方式与整机的驱动系统相连或脱开。由于可在机器运转过程中对下一个产品进行准备,产品更换时间缩短了30%~50%。
  (5)在同时进行印刷和涂布时,可以采用不同直径的涂布辊,生产的灵活性更大。
  (6)废品率明显降低。传统凹印机通过步进马达驱动补偿辊改变纸路长度实现套准。独立传动凹印机则以连续且平衡地改变印版滚筒相位实现套准。由于取消了印刷机组间的补偿辊,纸路路径长度缩短20%,从而使套准过程产生的废品减少。在升降速过程中,仍然可以保证产品的品质。一般调试过程废品量可下降40%~60%。
  综上所述,我们有理由相信新型无轴传动凹印机的推出必将增强凹印在短版活市场的竞争力,从而令凹印成为一种技术更全面、更具竞争力的印刷工艺。
  2.快速换活,以适应短版凹印市场的需求
  一般认为,凹印适用于高速印刷的高质量多色长版活件。但实际上,随着凹印机及其辅助设备的不断发展,凹印无论在质量稳定性或操作灵活性方面均能满足短版活件的印刷需要。快速换活包括更换活件的所有辅助工作,如更换规格、更换油墨、更换承印物、调色套准等。近年来在凹印机上采取了以下措施,以实现活件的快速转换。
  (1)印刷小推车快速定位和安装,整个小推车更换(拆卸和安装)可在1分钟内完成,而且操作极其简单。
  (2)改进压印结构,推广套筒型压印滚筒。其主要优点是可以不使用工具进行滚筒的快速更换。采用套筒式设计的新型橡皮压印滚筒,不用任何工具,在1分钟以内就能够快速更换。
  (3)刮墨刀刀片固定夹采用气动式安装,不到1分钟就能完成更换,而且不用任何工具。由于在设计上减轻了刮墨刀的压力,延长了印刷滚筒的使用寿命,滚筒更容易清洗,印刷品质量更高,印刷速度更快。
  (4)对印刷机实行计算机控制管理,能够存储并调用主要的工作参数,例如:张力、温度、空气循环率、速度以及套准等。
  (5)通过设置印版滚筒预清洗装置,印刷结束时可在机器上对印版滚筒进行自动清洗,有效防止油墨在印版滚筒上干涸。这种清洗装置可完成印版滚筒的大部分清洗工作,显著减少人工清洗工作量,对改善操作环境也有好处。
  以上这些改进有利于在较短的时间内完成活件的更换。另外,印版滚筒技术的发展也给短版凹印注入了活力。
  3.传统凹印机的发展动向
  (1)机器设计更加紧凑,大大减少了纸路路径长度,减少了套色调试过程中的浪费。
  (2)采用更加高效的干燥系统、精确的温度控制和新型供墨系统,不论速度有多快,都能保证油墨的良好干燥状态,同时减少了溅墨现象的发生,从而减少了油墨的用量。
  (3)采用先进的智能型印刷机操作及套准控制界面,能够避免重复输入参数值,简化了数据交换。在人机交互方面,通过改进使机器的清洗、操作和维护更加方便,提高了人工和资源的利用率。
  (4)改进张力控制系统,可以更加快速、精确地进行套准,同时也适应于更薄型材料的印刷。
  (5)通过配备先进的套准和质量控制系统,大大提高了印刷成品率,有效降低了成本。在压印滚筒起落时保持印刷基材各单元纸路路径长度恒定不变,大大减少印刷过程中因临时停机、开机过程造成的套印损失。
  凹印机一般是卷筒高速印刷,操作人员无法在印刷过程中仅凭肉眼对印刷品的质量做到准确无误的判断,特别是刀丝、墨色不均匀等细微变化。如果未能及时发现问题,就有可能形成印品的批量报废。采用图像检测控制系统可以有效解决这一问题,它能在高速印刷时准确无误地摄取到清晰的图像,能在3~20倍范围内自由地放大与缩小进行印品质量检查,同时还可以与已存储的标准图像(或客户认可的图像)随时进行比较,判定现在的印品是否符合客户的要求。
  (6)印刷工艺向连线操作方向发展。凹印机的性能得到了改进,复合、PVDC涂布、冷封、上光等工序能够一次完成。
  (7)向环保型方向发展。整个印刷单元可实现全封闭,减少溶剂在车间内的扩散。近年来,由于环保问题日益突出,凹印油墨也正向水性油墨方向发展,凹印机必须配置与之相适应的高效干燥系统。
  (8)设备价格越来越低。机器的定型设计以及组件标准化,使得标准配置的机器设备需要的投资费用降低了许多,而且交货期也大大缩短。


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