發布時間:2023-10-07 08:50:01
序言:寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁,我們為您精選了8篇的印刷包裝技術樣本,期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發,請盡情閱讀。
【關鍵詞】數字包裝印刷 發展
在包裝印刷行業里,沒人能夠準確預測未來的發展趨勢。包裝印刷巨大的市場潛力吸引著數字印刷技術快速向包裝印刷領域發展。在第八屆北京國際印刷展期間,這種發展趨勢體現得尤為明顯,高精度大幅面平臺式UV噴墨印刷、具有白墨打底色功能的噴墨印刷和標簽印刷、模擬專色印刷等技術已然適應了包裝印刷市場的需求。
1 數字包裝印刷技術發展的前提條件
(1)良好的適用基礎。就像商業印刷企業最初選用數字印刷技術擁有大批可靠的訂單一樣,現在一些早期進入數字印刷技術的包裝企業開始看到了收益。隨著這項技術在包裝領域的不斷滲透,數字印刷技術的優勢表現得更加明顯,在工作流程和印后系統的搭載之下表現得更加穩定。與商業印刷競爭者相比,包裝印刷企業在十年前已經擁有了成熟、獨立的技術。就設計能力而言,品牌銷售商們目前的需求更偏向于復雜、高效的產品設計,這為數字印刷技術在包裝領域的發展創造了條件。而商業印刷企業則需要通過對銷售團隊進行長時間的培訓,再對客戶進行數字印刷優勢的說服才可以進行業務拓展。同時,在應對多種印刷活件時,包裝印刷企業要比商業印刷企業處理得穩妥得當。目前,長版印刷依舊是包裝印刷領域多數企業的選擇,但數字印刷的短版和快速切換等優勢帶來的機遇已經表現得非常清晰。同時,柔印機為長版活件印刷提供了高質量和高效率的優勢,從而也在未來發展上確立了自己的角色。對于許多商業印刷企業來說,膠印機需要有大批訂單才可以運轉,利潤率很低,要想為企業創造新的增長點相對比較困難。包裝印刷企業將會從商業印刷企業走過的數字之路獲得經驗,這也為他們更好定義如何進軍數字印刷起到了促進作用,加速數字包裝印刷業的發展。
(2)適合的產品特性。從商業印刷發展歷程來看,數字印刷技術最先進入包裝領域,最終也將演變為主流技術之一。商業印刷企業對數字印刷技術的趨勢理解比較透徹,因此起初就意識到成為最先吃螃蟹的人可以創造新機遇。高附加值、短版快捷等特點都為企業創造了高利潤,當傳統印刷量開始呈現逐漸下滑態勢時,數字印刷量卻呈現穩步遞增。商業印刷企業的過去正如當前面對數字印刷技術的包裝印刷業一樣。無需制版、準備時間短、活件切換快速、可變數據和色彩卓越都使得這項技術看起來似乎大有可為。高適應性是數字印刷技術順利占領商業印刷市場的關鍵因素。這個優勢對于包裝業同樣適用,尤其是可處理多種承印材料的明顯特征,軟包裝、卡紙和硬塑料三大領域都可輕松應對。隨著數字印刷技術不斷進步,目前市場上的解決方案已經可以成功應用到薄膜、塑料、折疊紙盒和瓦楞紙等領域,對各種薄紙的處理要好于傳統柔印機。
(3)上下游需求匹配。與商業印刷企業擁有的各行各業客戶不同的是,包裝印刷企業的客戶以品牌供應商為主。全球化的解決方案、單品增生、降低成本、個性化需求明顯,以上品牌商和消費者目前的真正需求正在促使包裝企業通過創新改變。全球化的解決方案,國際市場發展的步伐不斷加快,這就需要包裝企業的國際網絡可以向客戶提供任何數量的統一標準化的質量和色彩的印刷品。單品增生,每樣產品都會有不同的版本,不同語言和地區的客戶需求也會各具特色,這就變得更加具有挑戰性。包裝印刷企業需要處理的短版活件越來越多,同時他們也只能通過當前的高速印刷設備處理長版活件。降低成本,經濟大環境的影響使得大家不得不努力降低供應鏈的成本。數字印刷可實現快速出貨,為企業節約庫存壓力,同時可以就近選擇印刷店進行加工。個性化需求明顯,目前市場對個性化印刷興趣非常濃厚,這就要求企業必須能夠實現活件的快速切換。
(4)準確定義未來戰略。通過了解當前的包裝業發展趨勢和商業印刷企業的過去,包裝企業就可以為未來做好準備。如果你目前還沒開始涉足該領域,那是時候考慮數字印刷技術了。這主要是因為數字印刷技術的能力已經滿足了當前市場的要求,經濟壓力下可以幫助企業降低成本,快速印刷、庫存最低,符合市場創新理念,可以應對多種短版活件,可提供個性化印刷,色彩匹配和呈現效果優良。借助這些優勢,包裝印刷企業需要明確的是未來增長的領域和戰略計劃。當前的品牌商對產品包裝的需求將會更加強調個性化特點。個性包裝印刷的未來發展潛力巨大,只有早日選用數字印刷技術才可實現一切。
2 數字印刷的發展現狀
UV噴墨印刷是能夠滿足包裝印刷需求的絕好方案,其最大特點是可適用于各種類型承印物。Print 2013期間,面向包裝印刷的噴墨打印機種類之多、打印質量之高,是以前產品不能比擬的。從承印物形式上看,面向包裝印刷的數字印刷機有兩類,一類為窄幅連續卷筒供料,多用于標簽印刷;另一類為寬幅打印機,可直接在包裝材料表面印刷,通常用于制作包裝樣品或少量的包裝物。針對窄幅標簽印刷設備,除了對打印速度、打印質量有要求外,其還要針對不同承印材料進行打印,如常用的標簽材料為紙張、不干膠紙和高分子材料的薄膜。除此之外,為了提高制作效率,通常還需要具備可以聯機加工的功能。如IndigoWS系列數字印刷機具有較高的打印速度,其配有在線涂布單元,可以用特有的電子油墨在多種材料上打印,適用于標簽、軟包裝、熱收縮膜和折疊紙盒等的生產制作。Epson Surepress L-4033A/AW是一款通用型窄幅卷筒紙噴墨數字標簽印刷機,它秉承了愛普生高畫質噴墨成像特色,使用愛普生獨家專利的SurePress AQ水性顏料墨水和加熱固化技術,具有寬廣的色域和艷麗的色彩、超強的附著性和耐刮蹭性,可以適應多種標簽介質。為了在透明薄膜及其他有色材料上打印,該設備還新增了白色墨水打底色的功能,使其適用范圍更廣。除了上面兩款數字標簽印刷機外,還有很多的標簽印刷機都采用了UV噴墨印刷技術,如Spartanics公司的NW 140 噴墨系統、瑞士捷特(GT)UV數字噴墨打印系統以及dilli數字標簽印刷機等等。
大幅面打印設備以UV噴墨印刷機為主,分為平臺式和連續走紙式兩類。連續走紙式UV噴墨打印機以EFI公司的VUTEk GS3250LX噴墨打印機為典型代表,配合UV LED技術實現墨水的固化。此外,CGS公司使用Roland噴墨打印機、德國進口UV墨水和該公司特有的ORIS SoftProof色彩管理軟件,可以實現非常準確的專色模擬打印,達到模擬色差ΔEab為1~2的精度,很好地解決了包裝印刷中的專色模擬問題。在第八屆北京國際印刷展期間,多家公司都推出了最新的平臺式UV噴墨打印系統,如柯達公司、佳能公司、日本的Roland公司等。平臺式UV噴墨打印機的最大特點是對承印物材料的適應性很強,幾乎可以在任何承印材料上打印,并對承印物的厚度幾乎沒有要求,其既可以打印在很薄很軟的薄膜上,也可以打印在厚度很大的紙板、泡沫、木板或石板等材料上。平臺式UV噴墨打印機還具有打印定位十分準確、打印墨水可以即時固化的優勢,因此平臺式UV噴墨打印機可用于進行多層打印,使打印樣品呈現出一定程度的立體感。
數字印刷進入包裝印刷領域的另一個標志是設備普遍增加了遮蓋性很強的白墨。采用白墨可以在承印物上打底色,以適應在不同材料、不同顏色承印物上印刷的要求,有效解決了在不同顏色承印物上印刷、在透明材料上打底色的問題以及包裝印刷中對專色印刷的準確模擬問題。其在配合后端加工成型設備,如數字切割機或激光切割機時,就可以完成包裝產品的全部加工過程。
數字印刷的快速發展在于其發展的規模,一是要發展有規模的數字印刷企業,二是要向有規模的市場方向發展。包裝印刷是一個非常廣闊的市場,完全可以讓數字印刷在這個大市場中發揮其巨大的作用。數字印刷在包裝印刷領域形成規模,指日可待。
參考文獻
而中國印刷包裝機械制造產業卻在近十余年由近乎空白發展到敢于向全球印刷包裝機械制造業巨頭“叫板”;幾乎在每一細分市場都有客戶需要的、可以取代或者沖擊進口產品的國產貨;涌現了一批優秀的民營印刷包裝機械制造企業,不僅市場占有率連年兩位數增長,而且產品凈利潤率也高達兩位數,更重要的是,其產品技術水平已經逐漸接近進口產品,發展勢頭持續向上,如天津長榮、陜西北人、航天華陽、大族冠華等。
一些國內外印刷包裝機械制造企業生存狀況的巨大反差反映了復雜的市場競爭格局。為什么一些國產產品與進口產品在技術能級、產品質量、外觀設計、服務水準等方面確實存在較大差距,但企業競爭力卻不是那么孱弱?這是值得深入探討的問題,筆者認為其中一個最需要聚焦的重要問題是:企業的卓越績效與企業的經營風險有什么內在聯系?
印刷包裝機械制造產業的產品特點
1.多品種、小批量、產業規模小
印刷包裝機械產品的特點是多品種、小批量、產業規模小。以某5家印刷包裝機械制造企業為例,每家企業銷售產品數量年均僅僅幾百臺,但產品型號卻有幾十種,而且每種型號的產品配置和個性化要求往往不同。近10年來,這種趨勢一直在強化,毫無改變的跡象。
此外,印刷包裝機械制造產業在裝備制造行業里的市場份額很小,其產品在中國甚至很難列入國家產品目錄。盡管目前該產業的規模在呈數倍增長,但產業供應能力正呈數十倍增加,企業競爭格局產生了根本變化,分食后的份額越來越小。而且,中國印刷包裝機械制造產業的集中度很低,往往一個細分市場里,產品銷售額1億元,甚至幾千萬元便能成為行業老大。因此,印刷包裝機械制造行業是一個“規模不經濟”的產業,企業組織生產近于單件定制生產,管理面臨較大的挑戰。
2.高毛利、高費用
印刷包裝機械產品是一個難得的高毛利品種,但由于多品種、小批量的特點,其又具有高費用特點。例如,國內某印刷包裝機械集團以現有財務口徑計算,企業產品毛利率在20%左右,但如果按嚴格的成本定義計算,而不是將許多費用成本化,印刷包裝機械產品的毛利率可達30%,某些產品甚至能達到40%左右。所以,盡管印刷包裝機械制造產業“規模不經濟”,但“范圍經濟”的吸引力和含金量卻很高。
全球印刷包裝機械制造業巨頭的人力成本、運營費用及研發費用居高不下;一些中國國有印刷包裝機械制造企業也是體制與機制弊端重重,運營效率低下,運營費用高昂。這兩類企業產品的“高毛利”特點大多被“高費用”侵蝕,以至于產品實際凈利潤水平很低。但對于機制和體制靈活、高效的民營印刷包裝機械制造企業而言,“高毛利”使得他們紛紛進入這個產業,并迅速盈利、發展、壯大,因為“低費用”是他們的優勢,這也是一些民營印刷包裝機械制造企業產品售價大大低于國有印刷包裝機械制造企業產品和進口產品的主要原因。
3.采用集成技術、進入門檻不高
印刷包裝機械產品是典型的機電一體化產品,其技術和產品一直處于高度透明、開放的環境之下,從這個角度來看,你可以借鑒他人的產品及技術,他人也可以借鑒你的產品及技術。所以產品一旦投入市場,任何先進的技術及創新便會一目了然,即使企業事先采取了技術信息保密措施,并且構筑了知識產權壁壘,但要防止對手模仿和借鑒仍非常困難。因此,機電一體化產品的生命周期通常較短,而且正在變得更短。同時,企業之間的技術差距較小,而且趨于更小,或者說,當前企業產品之間的差距往往不只在于技術本身,更在于包括技術在內的綜合實力的差距,比如產品質量、品牌價值等。如此之高的毛利率和透明的產品系統,使得投資者紛至沓來,看似復雜的印刷包裝機械產品技術門檻很容易逾越,市場競爭程度也越來越激烈。
4.印刷企業的需求個性化
與西方國家印刷業不同,中國印刷行業里中小型印刷企業占比很高,他們對印刷包裝機械產品的需求是高、中、低端同時存在。根據近十幾年相關部門對國內印刷包裝機械產品銷售量的統計,約三分之二的印刷機械產品是進口產品;約三分之二的印后機械產品是國產產品。這一數據每年雖有少許波動,但總的格局變化不大。這主要是由于國內的紙張材質、定量、開本等與國外有一定差異,因此,進口產品在滿足國內客戶特殊要求時,并沒有表現出特別的優勢,反而是國內產品可以根據客戶的“特殊”訂單以及不規范活件,在設計改進和售后服務等方面體現出更高的靈活性。
印刷包裝機械制造企業興衰原因剖析
1.企業的卓越績效
(1)卓越績效是什么?
根據GB/T 19580-2012,卓越績效(Performance Excellence)的基本定義是:“通過綜合的組織績效管理方法,為顧客、員工和其他相關方不斷創造價值,提高組織的績效和能力,促進組織獲得持續發展和成功。”GB/T 19580-2012提出卓越績效的九項基本理念(核心價值觀):遠見卓識的領導;戰略導向;顧客驅動;社會責任;以人為本;合作共贏;重視過程與關注結果;學習、改進與創新;系統管理。
如果僅從學術上看,卓越績效確實是好東西,具有豐富的信息量和極高的管理理論價值。但是從一些全球印刷包裝機械制造業巨頭的窘況來看,我們還需要更加深入地理解卓越績效的真諦,并形成可以指導企業提高市場競爭能力的獨特經營思路和行動方案。在9項基本理念中,筆者認為“經營結果”和“顧客驅動”2項是核心。
(2)卓越績效體現在哪里?
在討論一些全球印刷包裝機械制造業巨頭失利原因的時候,業界普遍認為是以下兩種原因:①新媒體的迅速崛起使傳統產業規模迅速縮水;②企業未能把握客戶的實際需求及需求變化。前者是外因,無法控制,不可逆轉;后者是內因,可以調整,能夠應變。
實際上,很多全球印刷包裝機械制造業巨頭很早就引入了卓越績效的價值觀,也非常注重企業的多元化目標,比如除了通常的客戶滿意、員工滿意、股東滿意、社會滿意外,很多企業增加了供應商滿意、社區滿意等內容,而且他們也確實表現出了卓越的經營業績、豐滿的企業形象、眾口皆碑的品牌效應。但是有些印刷包裝機械制造業巨頭還是優秀的不再優秀,卓越的不再卓越,昔日的貴族淪為如今困難重重的被收購者、被整合者,這不能不令人扼腕痛惜!
與此同時,中國印刷包裝機械制造產業卻不斷有新企業涌入,一些老企業也在快速發展壯大,特別是民營企業,現在已經發展到企業規模、資源實力、市場占有率、產品盈利水平等各方面均超過國有企業的狀況。而且一個不爭的事實是,民營印刷包裝機械制造企業不僅鮮有虧損,而且盈利水平較高,凈利潤率普遍在10%左右,個別優秀民營印刷包裝機械制造企業的凈利潤率高達20%以上!
痛惜、震驚之余,我們還是要深思:曾經績效卓越的企業不再卓越的真實原因在哪里?看似不夠優秀,甚至管理一般的民營印刷包裝機械制造企業為什么能生機勃勃?這是因為企業的始點與終點都是逐利,企業可以有多重目標,但最基本的目標只有一個,就是利潤最大化,企業盈利靠的是客戶需要的產品,所以,客戶需求是卓越績效的起點,客戶滿意更是卓越績效的目的及終點。
全球印刷包裝機械制造業巨頭都是非常優秀的企業,但其中一些由于在行業發生變革時未能及時調整戰略方向,特別是在面對老客戶群不小的需求量和即將衰減但尚未衰減的需求勢頭時,未能采取變革措施以適應細分市場及客戶的個性化、特殊化需求。盡管企業生產的是全球一流產品,也能滿足高端客戶的需求,但市場的主流需求在悄悄發生轉變,高端市場雖然存在,可是需求在減少。而且有些全球印刷包裝機械制造業巨頭在技術水平不斷提升的國內民營印刷包裝機械制造企業的影響下,不得不一再降低售價,利潤空間持續降低,市場份額不斷被侵蝕,從而企業出現虧損、再虧損,直至破產。
反觀一些國內民營印刷包裝機械制造企業,憑借對市場的敏銳嗅覺和對客戶需求的深刻領會,他們不去追求高精尖產品,而是以滿足客戶現實需求為目的,并能夠有效地發揮企業的各種資源整合能力。盡管產品的技術水平不夠高,產品質量不夠精,但能夠滿足客戶主流需求和個性化需求,因此,一些國內民營印刷包裝機械制造企業在競爭中游刃有余,做到了“低端產品守得牢,中端產品上得去,高端產品盯得住”。
盡管絕大部分民營印刷包裝機械制造企業現在看上去不卓越,甚至談不上優秀,但他們的潛力不可小覷,從平庸到優秀,再到卓越,只要企業有很好的盈利能力,這樣的進步并非遙不可及。例如,天津長榮苦心經營,年年騰躍,已經在企業的綜合績效,特別是企業的盈利能力上向公眾證明了他們比外企、國企更加卓越。而且,作為上市公司,其經營價值已經在滿足企業多重目標上得以充分發揮。
2.企業經營風險
企業經營的第一類風險就是管理混亂、產品質量低劣的風險。第二類風險則是企業管理水平較好、產品技術能級高、產品質量優良、品牌形象優秀的企業也存在的潛在風險。一些全球印刷包裝機械制造業巨頭的倒閉驗證了這類風險確實存在。
為什么好的企業及好的產品也有如此之大的經營風險?主要原因是企業除了需要及時滿足市場及客戶需求,特別是變化的需求以外,還需要不斷根據市場變化調整企業經營戰略和策略,比如印刷市場規模在減小,企業也應及時“瘦身”;客戶對中低端產品需求強勁,企業就不能以貴族自居,要根據自身能力及時調整企業及產品定位。否則,高處不勝寒,企業經營風險不可避免。
第二類風險還反映出企業產品質量控制水平與產品成本之間的關系。理論上講,客戶需要的是最好的產品質量,但理智的客戶也明白,產品質量水平越高,需要付出的代價也要更高。實際上,客戶有一個質量底線,客戶愿意為之付出的代價與企業能夠提供的質量是個博弈過程。如果企業能夠掌握客戶的真實質量需求,并能夠提供合適的質量,這樣企業便能與客戶在博弈中實現雙贏。否則,無論是客戶在博弈中受損,還是企業在博弈中受損,都會引起企業危機。
一些全球印刷包裝機械制造業巨頭的產品質量堪稱一流,但在客戶需求的把握上或許存在“質量過剩”的困擾。不斷壯大的民營印刷包裝機械制造企業,深掘中低端市場,在收益不菲的同時,也逐漸具備了向高端產品進軍的實力。不管企業是否事先有知,但實際結果確實是民營印刷包裝機械制造企業有效地規避了產品質量風險。
此外,在印刷產業鏈中,印刷包裝機械產品處于中間環節,而且印刷產品在終端消費者那里幾乎很難發生關乎民生的重大質量問題及投訴,國家和消費者均對印刷質量有較高的“質量耐受度”,因此,處于中間環節的印刷包裝機械制造企業天然位于產品質量風險的“避風港”,盡管國產印刷包裝機械產品較之進口產品的印刷質量明顯處于下風,產品質量屬于“大毛病不多,小毛病不少”的狀態,但由于其直接服務下游環節,印刷企業也具有較高的“質量耐受度”,所以國內印刷包裝機械制造企業具有較高的生存活力。
企業的卓越之路
1.客戶需求與卓越目標
一些全球印刷包裝機械制造業巨頭雖然失利,但并不能否定卓越績效,相反,在準確把握客戶需求的基礎上,推行卓越績效能給企業帶來巨大收益這點毋庸置疑。1987年摩托羅拉公司力推“六西格瑪”(1986年由摩托羅拉公司的比爾?史密斯提出,屬于品質管理范疇,旨在在生產過程中降低產品及流程的缺陷次數,防止產品變異,提升品質),為摩托羅拉公司帶來了數十億美元的利潤,這一世人皆知的經典管理實踐仍然具有可貴的價值。
把握客戶需求是企業卓越的必要條件,但尚不具備充分條件。如果企業不能夠以卓越績效為高標準,那么企業可以稱雄一時,但絕不可以卓越一世。有些全球印刷包裝機械制造業巨頭倒下了,但他們的企業財富和價值仍然不低,我們需要繼續向他們學習,以彌補我們薄弱的地方,比如,高超的產品技術能級、優異的產品質量水準和控制能力、嚴謹的生產制造流程、規范的供應商管理制度等,繼續研究市場趨勢及變化,研究客戶現實需求和潛在需求。
2.市場制高點和技術制高點
不少企業經常在產品技術和市場需求概念上模糊不清,并認為企業的發展在于產品技術的不斷提升,把產品技術制高點等同于市場制高點。所以,我們經常忽視客戶和市場的主流需求,盲目行動。一方面,我們在技術制高點上不斷攀登,精疲力竭;另一方面,卻在市場制高點上節節敗退,捉襟見肘,為完不成指標而愁眉不展。這正是我們亟需糾正的認知誤區和經營偏差。
企業追求的真正目標是市場制高點,是市場占有率,特別是細分市場的地位,單純追求技術能級沒有意義,所有的產品技術都應該為市場服務,為滿足客戶需求服務,為公司的整體戰略服務。技術是企業經營手段,提高市場占有率并不斷從市場中獲得利潤才是企業經營的目的。因此,印刷包裝機械制造企業開發產品以及技術方案時,需要準確識別市場機會,明確產品定義,妥善處理經常遇到的“系列化與規模化、高速度與穩定性、多功能與專能、高自動化與低配置、國際化與國產化”等幾大矛盾,做出明智的技術取舍,特別要敢于放棄所謂的技術優勢。
3.卓越績效與管理基礎
英文名稱:China Printing and Packaning Study
主管單位:中國印刷集團公司
主辦單位:中國印刷科學技術研究所
出版周期:雙月刊
出版地址:北京市
語
種:中文
開
本:16開
國際刊號:1674-5752
國內刊號:11-5801/TS
郵發代號:
發行范圍:國內外統一發行
創刊時間:2009
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印刷史
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印包行業VOCs治理的必要性
2013年9月,國務院了《大氣污染防治行動計劃》,計劃中提到要對幾大行業VOCs進行綜合治理包括印刷包裝行業在內,從此各地對VOCs排放控制便納入到了大氣污染防治的工作之中。于2015年7月1日北京《印刷業揮發性有機物排放標準》的正式實施,一些省市和重點區域的印刷企業便開始關注VOCs的治理方案。2015年8月29日的新《大氣污染防治法》首次為VOCs的治理提供了法律依據。于2015年10月1日起《揮發性有機物排污收費試點辦法》的施行,也預示著印刷包裝行業VOCs排污工作的正式啟動,首次利用經濟手段限制印刷VOCs的排放,這無疑也給印刷企業帶來了巨大的經濟壓力。
這一系列和環保及VOCs治理相關的法律法規的出臺,也證明了中央及各地政府對環境保護的重視和VOCs污染治理的決心。針對目前嚴峻的環境保護狀況,不管是出于環境友好健康有益,還是出于遵守法規政策,還是顧及企業經濟利益,印刷包裝企業都該從綠色環保意識,轉到環境保護工作的正式啟動上。
印包行業VOCs治理的途徑
面對印刷包裝業VOCs排放治理的嚴峻工作,印刷包裝企業不僅要及時掌握國家的相關法律法規及VOCs排放標準,更要及時關注治理技術方案,以使用行之有效的方案完成VOCs的排放治理使之達標。目前,在印刷包裝行業,按照印刷生產流程中產生揮發性有機物的源頭,可將其控制途徑分為3個方面,即印刷材料VOCs治理、印刷工藝過程VOCs控制、印刷末端VOCs控制。
1.印刷材料VOCs控制
VOCs可揮發性有機物的排放量通常使用兩種方法來計算,可以使用物料平衡法和a污系數法。產污系數法是根據企業中使用油墨總量的70%來計算VOCs的排放。物料平衡法是用企業中能夠產生VOCs的材料使用量乘以所含VOCs百分比然后分別累加起來。以上兩種方法都要乘以集氣率、治理率等系數。以上兩種計算方法比較,明顯物料平衡法能激勵企業從印刷材料源頭進行VOCs的控制。
從印刷材料源頭控制揮發性有機氣體的排放主要有兩個方面:第一個方面是印刷油墨性質的問題,應使用水性油墨代替目前使用的油性油墨,便可以減少揮發性有機物的排放和治理。但目前水性油墨的附著力問題限制了其使用和推廣,尤其是軟包裝凹印企業,目前國內在煙包凹印中水性油墨的應用日趨成熟,但軟包裝凹印企業使用的承印材料并非紙張而是吸收性差的薄膜,這一現狀阻礙了水性油墨的全面普及,但國內外研究學家也正在研制水性丙烯酸和水性聚氨這兩種連結料的相互改性,以改善解決水性油墨存在的問題。第二個方面是印刷油墨的體系問題,應盡量使用單一溶劑型油墨或單一體系溶劑型油墨,避免使用目前的多溶劑型油墨。印鐵制罐工藝盡量使用含固體成分高的UV涂料。
2.印刷工藝過程VOCs控制
印刷工藝過程中還要盡最大努力解決凹版印刷時油墨難以回收的問題,還要加強能源的循環利用,例如凹印時烘干箱內的廢氣可以使用在印刷品的干燥處理中,便可減少能源的使用也可降低VOCs的排放量及處理代價,凹印企業可以使用LEL控制設備來解決廢氣回收的問題。印刷后期復合工藝中盡量使用無溶劑復合替代干式復合工藝,干式復合是我國軟包裝行業的主導復合工藝,但在生產過程中使用大量的溶劑型膠黏劑產生有機溶劑揮發和溶劑殘留,致使成為環保治理VOCs的目標。在這背景下,無溶劑復合便迎來了發展機遇,是一項綠色復合技術,在我國這種復合工藝還是一種新型工藝,尚未受到廣泛關注和應用。
3.印刷末端VOCs治理
印刷末端VOCs治理技術主要有低溫等離子體廢氣處理技術、蓄熱式廢氣焚燒爐技術、催化氧化處理技術、吸附處理技術(如活性炭、活性炭纖維、分子篩等)、吸附―冷凝回收技術、吸附―催化燃燒技術、光催化氧化技術等。干式復合有機廢氣可采用再生式固定床顆粒活性炭吸附裝置進行溶劑回收凈化處理,回收的有機溶劑直接回用,可獲得較明顯的經濟效益;輪轉膠印廢氣可采用蓄熱式熱燃燒爐凈化處理。相比之下,低溫等離子體處理技術處理過程不需其他添加物質,沒有二次污染,是最富有前景的技術,但廢氣濃度一般小于500mg/m3;燃燒法應用比較成熟,是大部分企業的選擇,有機廢氣經燃燒后產生的熱能可直接回收,將其與吸附法結合使用效果更佳。
印包行業VOCs治理的現有技術
上述3種VOCs治理途徑企業都要有所關注,其中末端治理技術是VOCs治理最主要的治理途徑,下面針對印刷包裝業VOCs排放具有大風量、低濃度、復雜性、難治理的特點,詳細介紹各類治理技術的原理、優缺點和治理工藝流程,為企業治理工作提供技術支撐,幫助企業合理的選擇適合自己情況的VOCs減排治理方案。
1.低溫等離子體廢氣處理技術
低溫等離子體不是我們所說的3種物態之一,是非固態、液態和氣態的另一種物態形式,低溫等離子的產生是通過外加電壓的形式,使之達到著火點并將其擊穿,產生一種非氣態的物態形式包含各種離子、電子及激發態分子等。雖然加壓過程溫度高,但是生成的各粒子及整個系統的溫度較低,故被稱為低溫等離子體。該種技術進行廢棄處理的原理在于利用產生的高能活性粒子與揮發性有機物相互作用,排放氣體中可溶性的有機物被這些高能活性粒子分解生成無二次污染的水和二氧化碳等物質。
低溫等離子體技術適用于排放低濃度VOCs(
低溫等離子體處理技術不需要其他催化劑及反應物,是一種不帶來二次污染的全新的廢氣處理技術,且在排放氣體處理過程中可以同時處理多種污染物。目前在國際氣體污染治理技術中,該技術是最成熟的技術方法之一,也是最有前景、處理效果最佳的技術之一,可應用于各類印刷工藝的VOCs治理。
2.蓄熱式廢氣焚燒爐技術(RTC)
蓄熱式廢氣焚燒爐是在消化蓄換熱原理、熱力氧化爐技術基礎上開發的兩室或三室蓄熱室氧化爐,處理的廢氣濃度在100~4500mg/m3范圍內,工作時將廢氣加熱升溫至760℃~820℃,使廢氣中VOCs氧化分解生成無害的CO2和H2O。氧化時產生的高溫氣體熱量被蓄熱體“貯存”起來,用于預熱新進來的有機廢氣,從而節省升溫所需的燃料消耗,降低運行成本。
待處理有機氣體經引風機作用進入蓄熱A室的陶瓷介質層,蓄熱陶瓷釋放熱量,溫度降低,而有機廢氣體吸收熱量,溫度升高,廢氣離開蓄熱式后以較高的溫度進入氧化室。在氧化室,有機廢氣再由燃燒器補償加熱升溫至設定的氧化溫度。使其中的氧化物被分解成CO2和H2O。由于廢氣已在蓄熱式內預熱,燃燒器的燃料用量大為減少。氧化是有兩個作用:一是保證廢氣能達到設定的氧化溫度,而是充分保證氧化的停留時間。氧化后高溫氣體經蓄熱B室陶瓷放熱降溫后排放,一般情況下排氣溫度比進氣溫度高約70℃左右。
循環周期完成后,進氣與出氣閥門進行一次切換,進入下一個循環周期,廢氣由蓄熱室B進入,蓄熱室A排出。這種爐型凈化率可達95%以上,工藝先進、運行穩定、運行成本低廉,系統實現PLC全自動控制,可適用于各類印刷工藝和使用溶劑型膠黏劑的復合工藝來治理VOCs的排放。
3.蓄熱式催化氧化技術(RCO)
蓄熱式催化氧化技術是在催化氧化和蓄熱式焚燒技術(RTC)的基礎上,采用了一系列節能設計和材料選擇繼而發展成為現在先進的有機廢氣處理技術。它的先進行主要表現在:低溫氧化條件(250℃~300℃)條件,避免了RTC由于高溫(760℃~800℃)而產生NOX二次氣態污染,符合國際上越來越嚴格的環保法規要求,同時大幅度降低運行溫度是運行能量大量節約。
RCO工藝的原理是,以較低溫度使有機物廢氣在催化劑的作用下將氣態污染物完全氧化,其去除效率可達95%以上,同時熱回收效率可達到90%以上。RCO的熱回收是利用陶瓷材料的高熱傳導特性作為熱交換介質,蓄熱催化氧化裝置是在一個固定床反應器中把化學反應和蓄熱裝置結合起來,大大提高了熱能的利用率,反應熱回收率高,達到節能減排功效。凈化有機廢氣后的產物是CO2和H2O,不會造成二次污染。在凈化高濃度廢氣時可從反應器中部高溫區移出部分反應熱,能在凈化廢氣的同時產生較高的熱能從而獲得經濟效益。RCO催化燃燒設備內的催化劑采用貴金屬蜂窩陶瓷催化劑,具有較強催化活性的特點,去除率達到95%以上,這種蓄熱式催化氧化技術適用于各類印刷和復合工藝過程的VOCs的排放治理。
4.吸附法
吸附法是利用吸附劑對廢氣中各組分選擇性吸附的特點,將氣態污染物富集到吸附劑上后再進行后續處理的方法,吸附劑可選顆粒活性炭、蜂窩活性炭、活性炭纖維和分子篩等,適應于有機廢氣VOCs濃度不高于200mg/m3的廢氣凈化。其典型的工藝流程如圖4。
吸附法的材料和工藝流程都有一定的標準要求,蜂窩活性炭和蜂窩分子篩的橫向強度應不低于0.3MPa,縱向強度應不低于0.8MPa,蜂窩活性炭的BET比表面積不應低于750m2/g,蜂窩分子篩的BET比表面積不應低于350m2/g;活性炭纖維氈的斷裂強度不應小于5N,BET比表面積應不低于1100m2/g;選定吸附劑后,吸附床層的有效工作時間和吸附劑用量,應根據廢氣處理量、污染物濃度和吸附劑的動態吸附量確定;采用纖維狀吸附劑時,吸附單元的壓力損失宜低于4KPa,采用其他形狀吸附劑時,吸附單元的壓力損失宜低于2.5KPa;固定床吸附裝置吸附層的氣體流速應根據吸附劑的形態確定,采用顆粒狀吸附劑時,氣體流速宜低于0.60m/s,采用纖維狀吸附劑時,氣體流速宜低于0.15m/s,采用蜂窩狀吸附劑時,氣體流速宜低于1.20m/s。
吸附法適用于各類包裝印刷工藝產生的VOCs廢氣治理,當設施風量按最大廢氣排量的120%進行設計時,有機廢氣處理效率能到90%以上,但是需要及時更換吸附劑以保證治理設施的治理效率。設備初次投入成本較低,但運行費用較高,且產生危險固體。吸附法可與其他技術聯用,如吸附―冷凝回收技術,吸附―催化燃燒技術等,提高治理效率,大大減少耗材成本和危險固廢的產生。
5.吸附―催化燃燒處理技術
吸附-催化燃燒處理技術是一種綜合處理有機廢氣體的工藝,該技術包括活性炭吸附、熱氣流脫附和催化燃燒3種技術工藝,根據3種處理技術將整個工作過程分為3個階段。首先是活性炭對有機廢氣體的吸附階段,對排放氣體進行第一步的吸附凈化,該階段利用了活性炭多孔、比表面積大、吸附性強的特點;然后,當活性炭小孔內填滿有機廢氣后,便利用熱氣流脫附技術將廢溶劑脫出,進行下一階段的催化燃燒;最后,利用催化燃燒技術將脫出的有機廢氣進行燃燒氧化,這一過程釋放大量熱量可用于熱氣流的脫附階段,整個工作過程十分節能。
該種工藝流程采用3種技術的組合來完成對有機廢氣體的吸附處理,所需能源少節約資金,且處理過程無有害氣體釋放。若處理過程在蜂窩陶瓷上的催化劑使用鈀、鉑等金屬,其凈化率能達到97%以上。
6.吸附―冷凝回收技術
吸附―冷凝回收技術是利用吸附劑將廢氣中的有機物富集,飽和后用高溫氮氣、水蒸氣、電加熱等方法對吸附劑進行脫附再生,吸附劑再生后可循環利用,脫附出的有機物通過冷凝、油水分離等工藝分離回收,可實現資源的二次利用。
吸附―冷凝回收技術具有治理效率高、吸附劑可循環利用、具有一定的經濟效益以及適用面廣等特點,其缺點是處理設備龐大,需要較高的設備投入,當處理體系中含有煙、粉塵、油等物質時,廢氣必須經過預處理;污染物種類復雜時,回收后的溶劑需要進一步處理才能使用。該技術適用于VOCs濃度≥1000mg/m3的有機廢氣,適宜溫度為0℃~45℃,單套裝置適用氣體流量范圍為10000~150000m3/h,可用于溶劑型膠黏劑的復合車間產生的VOCs廢氣的治理。
結束語
包裝數碼印刷潛力巨大
Smithers Pira的統計數據顯示:全球包裝數碼印刷市場增長勢頭強勁,從產值來看,2011年為48億美元,預計到2016年將接近122億美元,2011~2016年間的年均復合增長率高達20.6%;從印量(以A4幅面計)來看,2011年為370億張,預計到2016年將增長到759億張。
推動數碼印刷技術在包裝印刷市場應用的主要原因是短版和個性化印刷活件的需求增多,特別是在當前經濟低迷的環境下,為了追求更少的浪費和更低的廢品率,數碼印刷得到了越來越多包裝印刷加工商的青睞。數碼印刷省去了印前制版環節和浪費極大的傳統印刷機調試過程,可以極大地節省成本。標準化的活件文檔可以通過網絡傳送和接收,在經過快速的預檢和排版之后就能立即發送到數碼印刷機上進行印刷。因此,以前需要幾天才能完成的活件,現在只需一下午就能完成,完全能夠滿足終端客戶對即時供貨的需求。
包裝種類繁多,包括紙盒、紙箱、軟包裝、硬質塑料包裝、金屬包裝、玻璃包裝、標簽等。對于數碼印刷而言,標簽是最具發展潛力的領域,其次是小批量紙盒、軟包裝、金屬包裝和硬質塑料包裝。但總的來看,雖然包裝印刷市場規模龐大,但目前數碼印刷包裝所占的份額仍十分有限。2011年全球包裝印刷市場產值達到3000億美元,而數碼印刷包裝的產值僅占1.59%;從印量來看,數碼印刷包裝的占比更低,僅為0.63%,預計到2016年也僅能占到1%多一點。
從全球范圍來看,北美地區是最大的包裝數碼印刷市場,其次是亞洲地區。總體而言,發展中國家包裝印刷市場由于應用數碼印刷的基數較低,所以未來幾年會呈現出相對較快的發展態勢。預計到2016年,土耳其、中國、印度和巴西包裝數碼印刷市場的年均復合增長率都將超過30%。
包裝數碼印刷給品牌商帶來的優勢和收益
品牌商和零售商都在努力通過降低成本和提高效率來改善供應鏈。所有的品牌商都在想盡各種辦法來吸引消費者的目光。數碼印刷技術可以充分發揮其靈活性的優勢,比如將品牌和特定的市場營銷信息印刷到通用的包裝或標簽上,使得商品和包裝更具特色和個性化。需要說明的是,這些個性化的信息在商品上市之前才完成印刷,可以避免庫存造成的資金壓力以及對供應鏈造成的影響。
很多制藥企業現在早已不再采用大批量生產和倉儲方式來應對二次訂單,而是先生產大量通用包裝,然后再針對特定應用或產品對包裝進行個性化加工。這種現象在歐洲非常普遍,比如在特定生產線上采用數碼印刷方式在藥品泡罩包裝、折疊紙盒或藥瓶上印刷銷售目的地的語言文字信息,這種方式的好處是可以降低庫存,由此減少不必要的浪費并降低成本。噴墨印刷技術還可以應用到現有的包裝生產線上,代替速度緩慢、應用局限的熱轉印技術,為包裝提供更好的印刷質量和更強的靈活性。
而且,數碼印刷在品牌保護方面也能發揮積極作用,比如采用透明和UV熒光墨粉/油墨可以印刷隱形和顯形的防偽標識。同時,數碼印刷具有可變數據印刷能力,能夠實現特殊文字和識別編碼的印刷,實現印品的獨特性和唯一性,從而為產品在整個供應鏈中的跟蹤提供保障,這也是其受到品牌商青睞的重要原因之一。
此外,相關法律法規的逐步完善對包裝數碼印刷的發展也起到了積極的推動作用。比如,歐洲和美國要求藥品必須具備追溯功能,且包裝上要印刷盲文信息。要想實現藥品和包裝的可追溯性,就離不開可變數據印刷,自然也就離不開數碼印刷。
靜電成像VS噴墨印刷
當前,數碼印刷主要有兩大主流技術:靜電成像和噴墨印刷,這兩大技術各有千秋。就目前包裝數碼印刷市場來看,靜電成像技術占據著主導地位,特別是在高端標簽印刷領域,靜電成像技術更受青睞,應用也更普遍。
噴墨印刷技術近幾年取得了巨大進步,高性能的噴墨印刷設備在廣告市場已經大范圍地代替網印,現在正向包裝印刷市場拓展,這也引起了業界的廣泛關注。當前,平臺式噴墨印刷技術已經開始在紙盒紙箱、軟包裝和金屬包裝印刷領域嶄露頭角。預計未來幾年,噴墨印刷技術在包裝印刷市場將呈現高速增長態勢,應用也將快速擴大,預計到2016年底其印量和產值將超過靜電成像數碼印刷。
近幾年,數碼印刷設備制造商對包裝印刷市場的關注度明顯加強,原因之一就是,受網絡和新媒體的沖擊,報紙、雜志和圖書等傳統印刷業務日漸式微,相比之下,包裝印刷業務卻增勢強勁,因此數碼印刷設備制造商也開始將其視為“黃金寶地”。特別是一些新型B2幅面數碼印刷機的推出,將為此提供有力支撐。例如,惠普針對軟包裝印刷領域的HP Indigo 20000和針對折疊紙盒印刷領域的HP Indigo 30000、富士膠片專為折疊紙盒印刷而設計的Jetpress F噴墨印刷機、網屏針對標簽印刷推出的Truepress Jet L350UV噴墨印刷機等。
同時,數碼印刷設備制造商也在不懈努力,力求使設備在速度、質量和穩定性上更勝一籌,這也使得數碼印刷在與傳統印刷的競爭中更具優勢。據悉,在印刷7000米以下的訂單時,最新的HP Indigo和Xeikon窄幅數碼印刷機要比傳統的柔印機更經濟合算。這也表明,隨著今后市場上印刷活件批次印量的逐步下降,數碼印刷的市場份額將進一步增加。
積極應對未來挑戰
《大氣污染防治行動計劃》對軟包裝凹印行業的影響
2013年9月10日,國務院《大氣污染防治行動計劃》。計劃中明確了建立區域協作機制,分解目標任務,由國務院制定考核辦法并進行考核。為確保各項任務措施真正落地,《大氣污染防治行動計劃》對考核和問責也作了明確規定。環保部有關負責人表示,《大氣污染防治行動計劃》的工作重點放在京津冀、長三角、珠三角等區域,而京津冀及周邊地區則是重中之重,環境目標更高、治理措施更嚴、支持力度更大。
9月17日,環保部、發改委、工信部等聯合《京津冀及周邊地區落實大氣污染防治行動計劃實施細則》,提出經過五年努力,京津冀及周邊地區空氣質量明顯好轉,重污染天氣大幅度減少;力爭再用五年或更長時間,逐步消除重污染天氣,空氣質量全面改善。北京市、天津市、河北省也相繼了相應的大氣污染防治行動計劃,明確了目標、措施,狠抓大氣污染防治。
以北京市為例,《北京市2013~2017年清潔空氣行動計劃重點任務分解》規定,包裝印刷、木質家具制造、汽車制造等行業大氣污染物排放標準將于2014年制定,同時制定產品揮發性有機物限值標準。在實施重點行業揮發性有機物治理工程方面,主要措施是:配備有機廢氣高效收集和回收凈化設施,有機廢氣收集率逐步達到90%以上,確保達標排放;推進其他溶劑使用工藝揮發性有機物治理;包裝印刷業必須使用符合環保要求的油墨;嚴格執行相關行業揮發性有機物排放標準、清潔生產評價指標和環境工程技術規范。同時,環評審批與節能評估將進一步嚴格,減少工業領域新增污染排放。
北京市經濟和信息化委員會印發的《不符合首都功能定位的高污染工業行業調整、生產工藝和設備退出指導目錄(第一批)》中,就包括使用含苯油墨和添加劑進行表面印刷藥包材產品的工藝、用于凹版印刷的苯胺油墨、W1101型全張自動凹版印刷機、AJ401型卷筒紙單面四色凹版印刷機、溶劑型即涂覆膜機、承印物無法降解和回收的各類覆膜機等。
從北京市的角度來看,印刷包裝正在成為政策收緊的行業,曾經的都市型工業,已經與目前北京市的城市定位不再相符,印刷包裝行業在北京市范圍內,將受到政策、檢查的“重點關照”。對于印刷包裝企業來說,是否符合環保要求,將成為其能否生存下去的前提。
因此,印刷包裝企業只有走綠色環保之路,才能夠有繼續生存和發展的機會,否則就只能面臨被淘汰的結局。在這種情況下,軟包裝凹印企業必須要借助技術創新來適應綠色化的發展要求。那么,哪些創新技術值得當前軟包裝凹印企業特別關注呢?這些創新技術又能夠為軟包裝凹印企業帶來哪些收益呢?下面就一起來了解一下吧。
推廣多種節能技術
1.利用太陽能集熱系統
目前,太陽能集熱系統已成功應用到印刷機、復合機的烘干系統和熟化室的熱能供應中,并實現了太陽能加熱和電能(或蒸汽)加熱的全自動轉換。這種新能源的使用,不但實現了零污染,也大大節省了企業的生產成本,并且穩定性很高,是一種很有潛力的供熱方式。
中國大部分地區陽光充沛,非常有利于太陽能的利用,因此太陽能集熱系統非常值得推廣應用。以河北省為例,河北天龍彩印有限公司、河北洋浦包裝材料有限公司、河北永新包裝有限公司等省內領軍軟包裝凹印企業均已安裝了太陽能集熱系統,并取得了良好的經濟效益和社會效益。
2.烘箱排風余熱利用系統
印刷機、復合機及涂布機等設備的能耗主要來自于動力和烘箱,特別是烘箱的能耗占整機能耗的60%以上。國內一些企業現已研制出一種用超級導熱材料制成的熱交換器,能夠把烘箱排出的含有有機溶劑的熱風隔離,并對進入烘箱的新鮮風加熱,使排出烘箱的熱風從高溫降到低溫,進入烘箱的新鮮風從室溫升到一定的溫度,從而達到節能的效果。采用該技術之后,烘箱節能達50%以上,尤其是在冬季寒冷的北方地區,節能效果更為明顯。目前,該技術已經在一些軟包裝凹印企業得到了應用。
3.其他節能技術
天然氣等燃氣加熱技術、熱泵技術等,也是值得軟包裝凹印企業關注的節能技術。
引進無溶劑復合工藝
目前市場上的無溶劑復合設備、膠黏劑等已經有了更多選擇,特別是國產無溶劑復合設備和膠黏劑的成功研發和推出,降低了無溶劑復合工藝在國內推廣和應用的門檻。繼珠三角、長三角地區無溶劑復合工藝的應用實現快速增長之后,2013年,華北及環渤海地區無溶劑復合工藝開始出現高速增長態勢。
1.無溶劑復合是未來復合工藝發展的主要方向
無溶劑復合是一種新的工藝體系,是包括設備、膠黏劑、基材、油墨、人員和管理等在內的有機集成,因此,在應用無溶劑復合工藝過程中,應同時關注工藝體系中的各個因素,注重各方面因素的配合。雖然無溶劑復合工藝是成熟工藝,但由于諸多方面的原因,其在國內的應用仍較少,普及率較低,業內人士對該工藝應用的認知較少,經驗不多。因此,軟包裝凹印企業在初用無溶劑復合工藝時,還是應該把它當成一種“新工藝”來認真對待。
值得注意的是,無溶劑復合工藝和現有的干式復合等成熟的傳統復合工藝的關系,不應是一種簡單的替代或淘汰,而應該是一種并存和配合的關系。但今后,無溶劑復合工藝必定會快速發展,最終占據主導地位。軟包裝凹印企業對無溶劑復合工藝的正確定位應該是:引進、掌握、并存,進而將其發展成主導工藝。
2.無溶劑復合需要采用較嚴格的工藝管理規范
盡管無溶劑復合工藝有著諸多優點,但也有著如“初黏力低”、“復合效果要在幾個小時后才可顯現”等特點,以及存在透明油墨、金銀等金屬油墨應用上的一些限制,因此在工藝實施中需要有較嚴格的工藝管理規范作為保障。
3.無溶劑膠黏劑的研發方向
目前,市場上的無溶劑膠黏劑在耐高溫、耐介質、鋁箔復合等方面尚存在一定的限制,這些將是近期研發的重點。而紫外光固化型無溶劑膠黏劑具有固化速度快、產品透明、黏結強度高、膠膜柔軟性好等特點,將是無溶劑膠黏劑的最終發展趨勢。
溶劑回收與水墨印刷
溶劑型凹印油墨在印刷過程中所產生的VOC排放已成為整個印刷行業VOC排放的主要來源。因此,軟包裝行業有機廢氣凈化處理和溶劑回收技術的應用,將會大大減少VOC排放,并將有機廢氣變廢為寶,從而產生良好的社會效益和經濟效益。同時,希望該項技術的供應商盡快開發出適應中小型企業的廢氣凈化和溶劑回收系統。
此外,水性凹印油墨憑借突出的環保優勢,開始受到業界的廣泛關注。北京印刷學院研制的水性凹印油墨,填補了我國在軟包裝水性凹印油墨及水松紙水性凹印油墨領域的空白,目前該技術已經進入產業化進程,預計2014年底正式投產。當然,軟包裝水性凹印油墨還需要市場的進一步檢驗,其助劑安全性(助劑是否符合GB9685)、油墨揮發速度的調節等也應該予以足夠的考慮。
配置印刷質量檢測系統
在印刷過程中,操作人員的主要任務是防止因套印不準、刀絲、色差、大量飛墨等缺陷導致連續廢品的產生,避免大量材料的浪費。當前,印中質量控制的主要手段包括電腦套印控制系統、靜止畫面、頻閃燈控制系統。其中,電腦套印控制系統報警主要是針對套印標記線而言的,并不能完全代表整個版面的套印精度(尤其是非套印標記線的一側);靜止畫面和頻閃燈控制系統主要是對產品進行抽檢,因此也無法全面檢測產品質量。印后質量控制是在印刷完成后對印品整體質量的檢查和控制,當前主要的檢測手段是在復卷、分切、制袋過程中采用頻閃燈進行抽檢。
針對軟包裝凹印的印中質量控制和印后質量控制兩個方面,目前市場上已推出兩種基于機器視覺的印刷質量檢測系統,即在線質量檢測系統和離線質量檢測系統。浙江誠信包裝材料有限公司等一批業內企業已經開始使用印刷質量檢測系統。
就目前的市場情況看,離線質量檢測系統只需要檢測出缺陷問題并顯示出來,然后由人工判斷是否需要剔除,即可保證出廠質量,因此其在軟包裝市場的價值已逐漸凸顯出來;在線質量檢測系統能夠對印刷過程進行實時監控并及時提醒操作人員進行調整,最終達到節省成本的目的。雖然短期內離線質量檢測系統的市場情況要好于在線質量檢測系統,但從長遠來看,在線質量檢測系統將是未來軟包裝質量檢測的主要發展方向。
另外,印刷質量檢測系統用最新的CCD攝像技術代替傳統的使光電眼識別技術,具有對光油、淺色標及其他凹印缺陷進行檢測、報警等多種功能,廢品率更低。
實現產品差異化
陳廣學,1963年出生于河南省杞縣,1983年本科畢業于鄭州測繪學院地圖制圖與印刷專業。后又分別在西北大學和鄭州信息工程大學獲碩士和博士學位,并于2002至2003年在日本東京大學做高級訪問學者。上世紀80年代,陳廣學便開始從事地圖制版新材料、新技術的研究工作,他所參與完成的地圖彩色縮微技術已經達到國際先進水平,且首創感光撕膜片的單浴沖洗方法,使中國在這個領域上一直保持國際先進水平。
寒風刺骨的冬日,他走在祖國的大地上,測繪著每一寸土地;酷熱炎炎的夏天,他關在悶熱的研究室里,細數著枯燥的數據。但對他而言,寒風吹響了他前進的號角,烈日照耀著他前進的道路,陳廣學深知自己掌握的數據對于社會的意義,而他自己所做的就是不斷創新,勇攀高峰。作為中國測繪學會地圖學與GIS專業委員會委員,他是當年地圖制版工藝變革的推手,首次發現并提出單浴沖洗中的超加和作用機理,研制成功的“GS-II型正性重氮感光撕膜片”獲國家級新產品稱號,而他也順理成章地成為國內這個領域的先驅。
作為第一發明人,陳廣學先后申報國家發明專利4項,獲專利授權3項;主持完成“地圖電子出版系統”、“地圖數字成像印刷系統”、“多功能無銀膠片自動沖洗設備”、“異同像混用重氮復制膠片”等十多項部級科研項目,主持或參與完成的科研成果獲省部級科技進步一等獎1項,二等獎8項,三等獎9項。
華麗轉變 創建印刷專業
2008年,陳廣學以特聘教授身份調入華南理工大學,擔任輕化工程系主任,負責“印刷與包裝工程”新專業的創辦。開始了他傳奇的行業轉變之路。
陳廣學認為作為一個新成立的專業,必需要在學生培養和專業研究中取得突出成就,才能在學校站得住腳跟。他將專業定位在培養從事產品包裝印刷裝潢和紙品研究與開發、企業生產管理等工作的高級工程技術人才和管理人才,同時為碩士生和博士生的培養輸送可造之才。
他詳細制定新專業“印刷與包裝工程”的基礎課程和專業課程,他要求學生必需熟練掌握制漿造紙原理與工程、色彩學、印刷材料及印刷適性、制版工藝原理、印品質量檢測與控制、印刷圖像處理、數字印刷技術等專業內容,還要懂得計算機排版技術、包裝工藝等技術。
陳廣學非常重視新專業畢業生的就業情況,為新專業培養的畢業生謀劃了在印刷包裝及復合材料企業從事生產技術、管理工作,或到相關院校、研究機構、設計院從事教學科研、設計等工作,或到國內外經營制漿造紙及印刷包裝材料與機械設備的公司從事經貿等就業之路。
陳廣學教授主持完成“印刷工程”本科專業的籌備和申報工作,2010年獲教育部批準招生,正式成為華南理工大學輕工與食品學院一個新的專業。如今,在全體師生的共同努力下,華南理工大學的輕化工程系,已經成長為國家級特色專業、廣東省名牌專業。
潛心專研 深掘印刷科技
在主持輕化工程系教學工作的同時,陳廣學還堅持開展科學研究工作。調入華南理工以后,他先后持了國家自然科學基金“印刷圖像顏色信息的高保真傳輸與再現研究”、制漿造紙國家重點實驗室自主課題“紙張表面特性與印刷油墨轉移及色彩再現性能關系的研究”、“數字印刷關鍵技術基礎研究”以及廣東省高等教育教學改革項目“發揮輕工學科優勢,優化專業結構,構建印刷與包裝工程新專業體系”等課題研究。
在他主持的國家自然科學基金課題研究中,圍繞印刷圖像顏色信息的高保真傳輸與再現這一基本理論問題,在國內外學術期刊和國際會議上發表了30余篇高水平論文,其中被EI檢索的論文就有20多篇。2011年,他的《基于高保真顏色再現的色域拓展方法研究》刊登在《包裝學報》。陳廣學等人針對高保真顏色再現的需要,研究了多種拓展目標色域方法。這些方法包括基于新顯示技術的色域映射方法、改善紙張表面性能和采用多種數字印刷紙張、采用超過四色的高保真印刷方式等。
陳廣學等對多種擴大目標色域的方法進行研究,提出影響目標色域拓展的因素,并對這些因素進行實驗分析。實驗的結果表明,采用軟件方法與采用硬件方法對色域拓展的機理和效果并不相同。由此可以根據高保真顏色再現的具體要求采用不同的方法拓展目標色域。對于基于新的技術的色域拓展,通過新的映射算法,能夠實現色彩在不同標準下的轉換,并能夠充分利用目標色域的全部色彩空間;對于基本高保真數字印刷輸出的色域拓展,可采用紙張、油墨、加網方式和設備等的綜合方法,提高顏色再現的效果。
陳廣學等人的這一研究有助于進一步研究色域拓展的新方法,使顏色在傳遞過程中達到最佳的視覺效果。
陳廣學還主持制漿造紙國家重點實驗室的自主課題——“紙張表面特性與印刷油墨轉移及色彩再現性能關系的研究”和“數字印刷關鍵技術基礎研究”。制漿造紙工程國家重點實驗室,依托于華南理工大學,是國家重點學科,其一級學科“輕工技術與工程”在2004年全國一級學科評估中名列第一。
2011年,陳廣學等發表其課題研究成果《水性油墨在凹版印刷中的應用研究》。在文中,陳廣學先介紹了水性油墨的基本成份和特性,并通過水性油墨與常規溶劑型油墨的對比,詳細闡述了水性油墨在凹版印刷中的優勢以及在未來包裝印刷發展中的地位。
文章著重分析了凹印水性油墨的特點和優勢,指出其在使用性能上已取得了巨大的進步,尤其在著色力、附著牢度以及光澤度等方面,甚至超過了溶劑型油墨的性能。而且,水性油墨本身是一種環保型油墨,無溶劑揮發,無溶劑殘留,尤其適用于食品、藥品包裝印刷。但是它依然存在油墨干燥速度慢,干燥能耗高,生產效率低,成本高等問題,急需研究解決。
文章最后總結,水性油墨的開發符合市場要求,也能適應市場要求。他認為,隨著工業經濟的快速發展,國家節能減排壓力的增加,在印刷材料上必然需要環保型的凹印水性油墨。
凝聚團隊 重產學研合作
通過調研,陳廣學發現珠江三角洲的印刷產業總產值占全國的三分之一。其中,數碼印刷飛速發展,并以其高效節能、可變數據等特點成為印刷行業的大熱門。他認為,傳統印刷有十多個環節,只能大量印刷,資源污染、浪費嚴重;而數碼印刷只要輸出數據即可進行操作,而且輸出數據和數量靈活多變,不會產生廢氣廢水,具有廣闊的發展前景。
但是,如今數碼印刷的核心技術均被國外企業壟斷,以致國內90%的數字印刷機都需要從日本、美國等發達國家引進。雖然國內有少數擁有數字印刷自主研發設備的公司,但是國內數字印刷行業的研究人才依然緊缺。