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当前,我国凹印行业已经进入低利微利时代。国内凹印基本集中在包装印刷界,排除烟包凹印由于行业特点决定的高利润率外,一般凹印企业的年利润率在4%~5%已是不错的了,好的凹印企业可以达到7%~8%,能达到10%的凹印企业现在已经不多了。为了尽可能地提高利润率,凹印企业已开始走集团化之路,走资本扩张之路,意图将业务面扩展到上下游相关产业链,如薄膜材料等,通过做大来达到做强。这几年,凹印企业的扩张与兼并已成为潮流,年销售额超亿元的凹印企业越来越多,业务量在向大型企业集中;中小型凹印企业在调整和收缩,业务量不足、生产成本过高已经成为制约中小型凹印企业发展的大问题,不少中小型凹印企业面临生存危机,准备关停并转。
凹印企业的重新洗牌,对于改变因行业入门门槛较低、经多年迅速扩张而形成的良莠不齐局面未尝不是一件好事情。但按照适者生存法则,存留下来的凹印企业将怎样提升并扩展?这已是横亘在不少凹印业者面前一个不可回避的问题。
在低利微利背景下的行业困境
上规模的凹印企业这几年通过严格执行ISO9000、ISO14000等一系列管理性国际标准,以及通过ERP管理和员工技术培训,在生产管理、质量管理等方面确实已经尽力了。尤其是一些上市企业,除了企业内部控制外,上市公司的管控也越来越严,不论是传统管理经验,还是国际先进管理经验,能用上的全都用上了。职业经理人换了又换,但企业的利润率却不见明显上升,生产过程中的损耗照样存在,质量问题照样频出,生产成本也降不下来。而且,凹印生产对环境的影响也一直受到社会的非议。
凹印企业想做大做强,不管是自己生产薄膜,还是自己制造油墨,无非是“肥水不流外人田”,希望将所有的利润都附加在自己身上。但可惜的是,一旦同石油化工搅在一起,同石油价格绑在一块,企业的利润率就不受自己管控了。笔者当年从事薄膜生产时,曾看到一家薄膜企业前一年因国际市场PET价格上涨而获利,后一年则因PET价格大跌而亏损,企业的经营水平像过山车那样大起大落,直接影响管理层的信心与员工的认同感,最终受损的还是企业本身。凹印企业对石油价格的依赖性越深,越凸显企业生产成本居高不下的风险。
为凹印企业提供设备的凹印机制造行业,并不像凹印企业日子那么难过。国际金融危机初起那年,国内受到的波及还不深,凹印机制造行业的日子非常红火,据说不少企业的订单多到无法如期交货。但随着金融危机的影响日趋加剧,凹印机使用方(凹印企业)的需求在萎缩,订单势必受影响。国产凹印机的外销据说还有不少的量,但根据科印传媒《2011中国印刷业年度报告》中刊出的海关统计数据,2010年我国出口凹印机1738台,总计30142630美元,平均每台机器售价1.73万美元,如果按汇率1∶6.5粗算,约折合人民币11.25万元。我们知道,在国内要想以11万~12万元一台的低价购买凹印机是难以实现的。如果上述海关统计数据无误,那么这种外销很可能看中的不是销售价格本身,而是出口退税政策。另外,进口凹印机已经受到控制,但同样依据这份报告,2010年我国进口凹印机67台,总计42639715美元,平均每台机器售价63.64万美元,同样按汇率1∶6.5粗算,约合人民币414万元。一进一出,凹印机的价格相差如此之大,必然会引起关注和好奇。20世纪80年代中期,国内包装印刷界开始大幅引进进口凹印机,笔者当年是设备工程技术人员,从安装、调试、维修、测绘到制造,整个过程都经历过,当然当时制造的凹印机只供自己厂里使用,不面向市场销售。现在回过头来看国产凹印机,许多东西似曾相识,基本原理几乎没有改变,变动最大的仅是自动控制系统,尤其是电子轴技术,这在当时是没有的,但即使采用了最新的电子技术,凹印成品率究竟提升了多少?
凹印制版可谓一枝独秀,从20世纪90年代初的“春秋战国”到现今的“一统天下”,国内凹印制版业充分体现了垄断的作用。凹印制版费的话语权明显不在凹印企业一方,因为凹印企业没有太多的选择,一旦凹印制版业统一价格,凹印企业不得不照办,除非不用凹版。凹印制版业的垄断有利于凹版标准化的推进,但也阻碍了新技术的研究与推广。凹印界常说“三分印刷,七分制版”,说明凹版在整个凹印工程中的重要性。凹印要提升成品率,但又得不到凹版方面的改善与支持,劳而无功的结局是可想而知的。凹印制版企业可以保持“旱涝保收”,但面对利润水平日趋下降的凹印企业,也无法杀鸡取卵,凹印制版企业提升利润水平的空间必然受到重重挤压。
凹印溶剂型油墨在环保方面一直受到社会的非议,好不容易将苯类油墨替换为无苯类油墨,但环保方面还提出了进一步的要求—无苯无酮。凹印企业需要油墨环保但不能抬高价格,而且不能降低油墨质量,即必须保持苯类油墨的印刷适性。凹印溶剂型油墨的价格受国际石油价格的影响很大,树脂、溶剂和有机颜料都同石油有关,一旦石油价格大幅波动,凹印溶剂型油墨的价格势必随之波动。油墨的销售价格一般有滞后性,因此当石油价格波动时,首先需要油墨制造企业自我消化,如若无法消化,只能放弃市场。国际油墨制造业的常规做法是通过资本并购,收购中小型油墨制造企业,以保证市场份额。反观国内油墨制造企业,往往相关人员到跨国油墨制造企业去兜一圈,回来后自己就敢开厂,也就形成了众多小型油墨制造企业良莠不齐、大打价格战的局面。凹印油墨制造业目前有两大难关需要渡过:一是凹印水性油墨在薄膜上的应用问题迟迟不能根本解决;二是广东省率先推出并实施了控制印刷过程中有机溶剂排放总量的惩罚性条例—《印刷行业挥发性有机化合物排放标准》(DB44),看来凹印企业免费对空排放有机溶剂这一惯例快走到头了,至于下一步怎么走,油墨制造企业还没有头绪。
由此,凹印目前遇到的困境并不仅仅是凹印企业的困境,更是整个凹印行业的困境。凹印企业面临的问题仅靠企业本身是很难解决的,需要整个行业协同作战,共同来解决。
凹印在技术层面的困惑
凹印提升成品率的瓶颈同其常见的质量问题有关:凹印刀丝;套准误差超标;高光小网点不易转移,油墨易堵塞网穴;暗调区域容易并级,图案颜色发花,实地区域出现水波纹;印品溶剂残留过高……
10多年前的凹印质量指标远没有现在这样高,以前寻找凹印产品的质量瑕疵,一般只观察两点:刀丝与套准误差。好在这几年由于凹印行业竞争激烈,同时也提升了终端用户对产品质量的要求。以前分析凹印质量问题产生的原因时基本集中在生产一线,现在上溯到了凹印机、凹版、油墨以及将所有这些因素有机整合在一起的凹印工艺,因此关于凹印成品率的探讨势必也要从这些方面来剖析。
1.凹印的基本转印原理
说到凹印的基本转印原理,业内常见的说法是:使用凹版,使用刮刀,短墨路。这三点基本表述了凹印的特点,但遗漏了凹印的一个非常重要而且不可缺少的要素:凹印的油墨转移方式是吸墨。众所周知,凹版的网穴凹陷于印版表面之下,油墨浸润其中,经刮刀将印版表面不需要的油墨刮去以后,在压印辊的作用下,网穴中的油墨转印到纸张或薄膜等承印材料上。将网穴中的油墨转移出来,不外乎两种方法:倒与吸。对于凹印而言,“倒”的方法是不可能的,因为凹印油墨转移时,凹版位于承印材料的下方,凹版网穴的开口向上,网穴中的油墨是不可能倾倒在承印材料上的。另一种方法是“吸”,即将网穴中的油墨吸出来,这需要一个必不可少的条件:吸力。关于凹印油墨转移的吸力,以前有不少说法认为是纤维的毛细管作用,对此笔者不敢苟同:如果说承印材料是纸张还有这种可能性,但承印材料是薄膜呢?笔者从事过薄膜生产,是无法从吹胀薄膜或流延薄膜中分离出纤维来的。
公开表述凹印油墨是被吸出来的,笔者首见于静电吸墨装置。当年笔者用电雕凹版印刷纸张时,小网点的转移很困难,尤其是10%以下的高光网点经常会产生小白点。仔细观察,在应该出现网点的地方网点没有显示出来,一滩一滩的,很难看。传统的思路首先认为是油墨干得太快,干涸在小网穴中;对策是停机擦版,向油墨中添加慢干溶剂,似乎会好一些,但过后问题又会再次出现。这时,凹印的“杀手锏”就是换纸,即用表面光洁、平整度较好的纸张来取代原来的纸张。比如原先采用胶版纸,改用铜版纸后会好一些;但若原先采用的就是铜版纸,就不知如何是好了。换纸可能会解决一些高光小网点的转移问题,但换用质量好的纸张将大幅增加材料成本,而且也无法保证从根本上解决问题。静电吸墨装置就是在这种情况下进入中国市场的,它的基本作用就是要将凹陷在网穴中的油墨吸出来,顺利地转移到承印材料上,而不管承印材料是纸张还是薄膜。
静电吸墨装置的原理是将0~2000V可调直流电压输出到有导电介质的压印辊表层,电与电磁场作用使压印辊为正极,凹版辊为负极。在电场力作用下,带正电荷的承印材料将吸引带负电荷的油墨,将油墨从网穴中吸出,并完成转移。静电吸墨装置的电流由导电铝辊或导电毛刷传到压印辊上,空载电压为30kV,放电棒的针尖放电,压印辊带电后形成电场。放电棒的针尖到压印辊表面的距离一般为3~6mm,电压为7.5~12kV。实际使用时,可以根据油墨颜料和承印材料表面的静电荷情况,选择用正负电荷。当印刷速度在30m/min以上时,逐步加大电压,若作用不明显可改变加载电压极性。
之所以不厌其烦地介绍静电吸墨装置,是因为它使我们科学地明白了凹印油墨转移的基本原理是吸墨,而绝不是纤维的毛细管作用。静电吸墨装置是通过电场力将凹版网穴中的油墨吸出来,因此基本凹印单元中的吸力就来自于橡胶压印辊对凹版辊的压力。
橡胶压印辊与凹版辊相切,两辊为线接触方式,而作用在凹版辊上一条线的着力点是无法将油墨从网穴中吸出的,因此为了吸墨,凹印单元在两辊相压时必须形成一个面,只有作用在面上的力才可能在分离时将此面覆盖的网穴中的油墨吸出。为了达到这个必须的“面”,橡胶压印辊在受力时必须产生形变。根据国外同行提供的数据,橡胶压印辊同凹版辊受压变形的面的宽度为8~12mm。为此,凹印单元有两个因素必须考虑:一是橡胶压印辊要比较软,二是加在橡胶压印辊上的力要足够大。
但是非常遗憾,我们用了这么多年的凹印机,橡胶压印辊一直是比较硬的,一般肖氏硬度在85~90度以上。以前口口相传的凹印经验要求定期检查橡胶硬度,警惕处在高挥发溶剂环境下的橡胶压印辊因老化而变硬,因此需要定期打磨橡胶压印辊表面,将老化了的硬橡胶层磨去。但现在许多凹印企业打磨橡胶层更多的是为了修正橡胶压印辊磨损的不平整面,使印刷压力在轴向保持均匀。现在的凹印工艺也有选择橡胶压印辊硬度的要求,但一般都是按薄膜、卡纸来分类,承印材料越厚,选择的橡胶压印辊的硬度越高。
同样,在印刷压力的设置上,传统的凹印经验是根据不同的承印材料来决定橡胶压印辊的印刷压力,塑料薄膜的印刷压力为1~5Pa,铜版纸、薄卡纸的印刷压力为8~15Pa,白板纸的印刷压力为20~30Pa。这个压力到底是为了将凹版网穴中的油墨吸出来,还是为了拖动承印材料?莫衷一是,没有谁说得清。
其实,在考虑橡胶压印辊变形以增大对凹印油墨的吸力时,橡胶压印辊压在承印材料表面形成摩擦力,阻碍承印材料匀速运行的风险也是凹印机制造企业不能不考虑的。橡胶压印辊越软,印刷压力越大,凹版网穴中的油墨转移出来越方便,但承印材料在运行过程中受到的反向摩擦力也会越大,各色组单元需要的速度补偿也越大,不然必定会影响套准精度。目前的经验补偿数据是每色组凹印版辊的直径递增0.02mm,但依笔者看来,0.02mm的递增量仅仅是针对硬橡胶压印辊的变形而提供的经验值,这几年笔者在行业中得到的信息是:有的凹印企业的补偿量是0.02mm,也有的是0.03mm、0.04mm,最极端的案例是,北方一家软包装凹印企业的补偿量达到了0.05mm。
由于凹印机制造企业在制造凹印机时并不考虑橡胶压印辊变形以增大对油墨吸力的问题,因此在需要转移高光小网点油墨时,凹印企业就要依靠静电吸墨装置。在静电吸墨装置的作用下,凹印单元可以使用较硬的橡胶压印辊和较小的印刷压力来转移油墨,而不必去考虑橡胶压印辊的变形。但令人遗憾的是,静电吸墨装置至今尚有不可靠之处:当承印材料经过导电压辊时,承印材料本身也必然会带电,必须要及时释放承印材料上所带的静电,否则引起静电火灾的风险巨大,这已为许多案例所证明。因此,装有静电吸墨装置的凹印机必须加装多道静电消除器,但这会给凹印企业带来许多不便。
因此,凹印企业只剩下使用慢干溶剂这种唯一的办法,这其实是将油墨在转移过程中吸力不足、转移困难的原因归咎于油墨在网穴中干得过快。这种办法可以暂时掩盖一些矛盾,但殊不知同时也带来了印品溶剂残留过高的隐患,以及由于慢干溶剂带来的其他问题。
凹印油墨转移同凹版网穴结构也有密不可分的联系,凹版网穴的角度、深度、倒棱锥的形状与网穴内的棱角,也深深影响着油墨从网穴中转移的能力。
凹印网点具有二维特点,即网点的色泽深浅不仅同凹版网穴的开口面积有关,也同网穴深度有关,这是凹印区别于其他印刷工艺非常重要的特点,也使得凹印在层次表现力方面比其他印刷工艺更强、更细腻。凹印网点的二维特性诞生于电雕凹版产生之前,但电雕凹版的产生与推广则将这种特点推向了极致。采用刀头角度为110°~130°的钻石刀进行雕刻时,下刀频率、下刀深度及版辊的进给速度决定了凹版网穴的角度与深度,而且网点角度不同,其网穴转移油墨的性能有差别,其通沟出现的条件也有差别。角度不同的钻石刀雕刻出的网穴深度不同,转移油墨的性能也不同。现在我们已经知道,30°角的扁菱形网点比60°角的长菱形网点转移油墨要容易,深度为40~45μm的网穴比50~60μm的网穴转移油墨要容易。
另外,为了将网穴中的油墨吸出,要求油墨的黏度一定不能高。其实使用高黏度凹印油墨的案例也是有的,但仅限于雕刻凹版,这是一种古老的凹印制版工艺,现在有价证券、防伪材料等行业内还在使用这种凹版。油墨的黏度越高,将油墨从网穴中吸出来所需的吸力越大,因此橡胶压印辊要越软,印刷压力要越大,一系列的反应随之产生。但目前凹印行业内控制油墨黏度的考虑往往不是针对油墨转移,更多的是为了防止刀丝产生及刮刀刮墨不净。其实这是走入了误区,凹印刀丝的产生主要是油墨的溶解性与短墨路之间的问题,而刮刀刮墨不净造成污版主要是由于油墨表面张力过低,与凹版镀铬层的表面张力不匹配。由于业内在凹印基本转印原理的理解上存在偏差,在理论上说不透,就只能在实践中依靠一线操作人员的经验积累来解释,而一旦经验有偏差,就会出现好多风马牛不相及的解决办法,这正是目前凹印工艺的可悲之处。
由此,凹印仅就转印原理这一说,就需要凹印机、凹印制版、凹印油墨等方面的共同配合,在这些重量级的参与方面前,凹印企业的工艺制订与控制已不能算是矛盾的主要方面了。但目前恰恰是凹印企业在背着这沉重的“十字架”,承担着无法避免的质量损耗和减不下来的生产成本,这是整个凹印行业的悲哀。
2.凹印的干燥原理
主流的凹印工艺采用的是溶剂型油墨与水性油墨,采用UV油墨的极少,因为UV油墨价格较高。凹印工艺的特点是墨色厚实,耗墨量大,若使用UV油墨,成本压力会更大。溶剂型油墨与水性油墨同属于液体油墨系列,黏度比较低,其干燥原理主要是蒸发干燥,除了纸张凹印在油墨干燥时还具有一部分渗透吸收功能外,薄膜凹印则是百分之百的蒸发干燥。
在凹印溶剂型油墨和水性油墨中,溶剂或水占到一半,其首要作用是分散,所以业内常说溶剂或水是凹印油墨的“分散剂”。当油墨转移到承印材料上以后,溶剂或水作为“分散剂”的任务就完成了,在凹印机干燥装置热量与风量的作用下,溶剂或水逐步从墨膜中蒸发和挥发出来,使墨膜干燥,并使印品中的溶剂残留尽可能地少。
凹印机干燥装置可以采用电、蒸汽、热油等方式加热,也可采用红外与远红外加热,这都是为油墨蒸发干燥提供热源。但提供热源的温度不可能无限制地高,因为温度一旦超过承印材料的许可范围,承印材料就会发生形变,影响多色套准精度。不论是薄膜印刷还是纸张印刷,都必须遵守这一规则,因此凹印机干燥装置也很倚重风量,建立在风量基础上的热量,即热风,可以有效地为溶剂或水的蒸发和挥发提供热源,又不至于温度太高,使承印材料发生形变。
墨膜中的溶剂和水分在干燥装置作用下的蒸发与挥发,势必关系到溶剂的干燥速率,并进一步关系到溶剂型油墨和水性油墨的三大特性:溶解性、表面张力与干燥速率。判断油墨溶解性一般有三个原则:极性相似原则,溶解度参数相近原则和溶剂化原则。极性相似原则即“极性相似而相近,相近而相溶”,看似粗糙,却是判断油墨溶解性的第一道很实用的门槛,其指标是各种溶剂的偶极矩数值,并据此来判断溶剂是无极性、弱极性或强极性。溶解度参数可以根据树脂和溶剂的分子量来计算,指标是溶质与溶剂的溶解度参数配合误差控制在±(15%~20%)。溶剂化原则要通过分子结构分析,溶质与溶剂要分别具备亲电子基团和斥电子基团,即一个吸收电子,另一个释放电子,以便于建立新的氢键。
对凹印工艺来说,油墨的溶解性首先关系到刀丝故障的形成。因为凹印墨路短,从刮刀到压印点的距离一般小于1/4版辊周长,有时为了避免高光小网点的油墨过早干燥,还要有意识地将刮刀向压印点靠拢,使距离进一步缩短。如果油墨的溶解性出现问题,刮刀上很可能会嵌入油墨杂质和大颗粒,从而在凹版上拉出条纹,转移到承印材料上形成刀丝。尤其是混合溶剂的混合比例与各组成溶剂的蒸发速率相差很大时,更容易产生刀丝。例如,乙酸乙酯与乙醇的蒸发速率(以正丁酯的蒸发速率为100计算)分别为520和270,差不多相差一倍,若两者以1∶1的比例混合,挥发一段时间以后,混合溶剂的溶解性和干燥速率都会发生明显变化。干燥速率快的溶剂挥发得多,干燥速率慢的溶剂挥发得少。若挥发掉的溶剂的溶解度参数接近于溶质,即真溶剂挥发得多,此时油墨的复溶性会变差,已经均匀分散了的油墨颗粒会重新集聚,形成大颗粒,造成刀丝。
油墨的溶解性同油墨的干燥性能也有很大关系。油墨的溶解性越好,其挥发越困难,因为假溶剂容易从树脂中分离,而真溶剂不容易从溶质中析出。因此一款优秀的凹印油墨必须具备三个条件:首先是溶解性,其次是表面张力,最后才是干燥速率。不仅刚开桶的新墨要具备这种性能,在油墨中添加混合溶剂并工作了一段时间以后也必须具备这种性能。可惜的是,目前凹印行业添加溶剂的现状不如人意,干得太快了加慢干剂,干得太慢了加快干剂,头痛治头,脚痛治脚,全不知在这种添加过程中,油墨的核心数据已经发生了很大变化。
凹印油墨在转移到承印材料上以后形成墨膜,在热风作用下,其干燥特点是先表干,再里干。这种干燥特点在多色叠印时是有好处的,叠色率比较高,但在干燥时,由于表层先干,这对里层的干燥就起到了阻挡作用。国外印刷界对这种墨膜与大气的接触面的边界层称为“Boundarylayer”,直译为“分界层”,也有些国家称之为“镜膜”。这是一层包含着温度、空气和溶剂蒸汽的混合物。油墨干燥时,在温度的作用下,油墨中的液态溶剂会蒸发并移动至分界层,若分界层中无溶剂,溶剂蒸汽将很容易转移到大气中;但随着分界层中溶剂蒸汽浓度的不断增加,蒸发比率将减少,当分界层中的溶剂蒸汽趋于饱和时,蒸发过程将停止。目前的凹印干燥工艺还很少考虑分界层的作用,为了避免温度升高引起承印材料变形的风险,在提高风量、改善烘道曲线上下了不少功夫,力图减小风阻,增大风量。但可惜的是,10多年来我们看到的是,烘道热风喷口的形状由圆孔变成了窄缝,风速从20m/s提高到了40m/s,但由于这层不随空气流动的分界层仍然存在,墨膜中一些未挥发的残留溶剂仍然包裹其中,印品的溶剂残留问题无法彻底解决,凹印的印刷速度也没法进一步提高。
凹印干燥在注重风量作用时,有时会想用挥发来代替蒸发,其实这个问题很危险。国外的实际经验已经表明,大风量的挥发无法真正从分界层中驱赶溶剂,要破除分界层的屏障,除了必要的温度,还必须要注意提升风速,而提升风速最实用的办法是提高风压。国外有些凹印机已经采用了压缩空气加热的干燥方法,这种方法可以使干燥装置的风速提高到330m/s,有效改善了干燥效能。笔者去年在国外参观时看到过这类干燥装置的改进型,革除了空气压缩机,风速略有下降,但也达到了280m/s,能耗要小许多。
看来,凹印干燥效能的改善同凹印企业的关系倒不是最大的,但凹印机制造企业与凹印油墨制造企业倒是脱不了干系的。
凹印水性油墨在薄膜上的应用,也完全受制于国内凹印机与油墨制造业,凹印企业是无辜的。广东省去年推出的《印刷行业挥发性有机化合物排放标准》(DB44)对印刷企业提高了限制,但凹印机制造企业与油墨制造企业并没有为用户提供可信赖的产品。凹印水性油墨在薄膜上的应用,附着力问题牵涉到油墨的溶解性,刀丝问题牵涉到油墨的复溶性。水性油墨中水的蒸发潜热大,需要增大蒸发能量,但现在的凹印机干燥装置还无法解决这一问题,因此只能降低印刷速度。凹印水性油墨的色浓度比较高,但仅按现在的思路,很可能就是多加一些冲淡剂,使1kg油墨当作2kg用。但如果换一种思路,将凹版网穴制得浅一些,使转移的墨膜减薄,这样既减少了油墨耗用量,也提高了油墨干燥能力。这种做法,凹印制版企业同油墨制造企业为什么不能试一下呢?
3.凹印的套准精度与材料变形
套色损耗一直是令凹印企业头痛的一大问题,这包括开机时的套色损耗与印刷换卷时的套准损耗,凹印材料损耗中的很大一部分就来自于此。
我们已经对凹印机的传动方式做了很大改善,用伺服驱动代替了传统的长轴与齿轮箱,采用了预套准技术,三段四张力闭环控制确实使偏差纠正的速度提高了许多,但凹印企业的损耗并不见得有大幅度下降,这其中的一个重要问题就是对承印材料的变形很难控制。
承印材料,尤其是薄膜,在受热后容易变形,会造成套色损耗。即使是纸张,若含水率问题控制不好,在受热条件下也会变形,同样也会造成套色损耗。这些年来,凹印生产一线的技术人员根据对承印材料特性的控制,已经将受热特别容易变形的PE薄膜的凹印难题解决了,但要全面掌握好还是有些不容易,虽然损耗低一些,但仍然存在。
凹印机制造行业能否提供避免承印材料变形的印刷机构?其实,凹印行业早先也有能避免该故障的卫星式凹印机,但由于干燥性能问题被淘汰了。实际上,我们应该从中借鉴一些有益的经验,就好比在泼掉一盆给婴儿洗过澡的洗澡水时,难道也要泼掉婴儿本身吗?
凹印工艺在印刷过程中的作用亟待提高
在现在的凹印工艺控制水平条件下,凹印工艺技术人员在企业内的地位颇有些可悲。凹印企业现在崇尚经验,一切以经验说了算。当然,凹印工艺目前也确实还是以经验为主,离开了经验确实玩不转。但是,凹印工艺不应该仅仅建立在经验的积累上,还需要正确理论的指导。
凹印行业已经有不少工艺技术人员在试图用科学理论指导生产实践。例如,凹印软包装行业在春夏季节转换时质量问题频发,高温高湿条件下采用双组分聚氨酯油墨印刷并复合后的蒸煮包装的剥离强度会下降,在复合层会出现晶点和气泡。技术人员的分析是:双组分聚氨酯油墨中的-NCO固化剂在高湿条件下同空气中的-OH发生反应,消耗固化剂,增大成本,降低了剥离强度;同时在复合层产生气泡,反应产生内聚能很高的聚脲型聚氨酯,形成斑点、晶点;面层坚硬的壳体还会阻碍内部溶剂挥发,增加溶剂残留。又如BOPA薄膜在高湿条件下容易吸潮,影响印刷性能。对此,技术人员的分析是:BOPA分子结构中的-NH-和-C-O=发生反应会形成氢键,水分子接近时还会介入其中,形成分子链更长的氢键,使薄膜的柔润性和透气性增加。BOPA薄膜在高湿环境下放置一段时间后还会吸附空气中的水分,导致膜卷出现“荷叶边”,带来套印故障。从理论上弄清故障产生的原因,并按照理论的指引提出相应的解决办法,这同以前仅凭经验的口口相传相比,要合理得多、可靠得多。
这些案例说明凹印行业内不少工艺技术人员已经在自觉地运用科学理论来指导工作,并对一线操作员工下达符合科学的指令,凹印正从简单的经验积累、模糊的工艺控制逐步走向用系统科学来进行技术管理。
凹印工艺目前确实是建立在经验的基础上,但不能被经验所局限,必须要从经验上升到理论,并在实战中指导工作。毋庸讳言,目前真正能做到这点的凹印企业并不多,大多数凹印企业还是老师傅说了算,甚至是机长说了算,技术人员的作用仅仅是做个记录,做个总结,然后做个汇报,技术管理明显滞后于生产实践。同其他印刷工艺的管理水平相比,凹印的差距不小。以柔印为例,柔印工艺管理部门下达的技术指令中,规定了印版加网线数、印版最小网点百分比、网纹辊线数、网纹辊储墨量、色序、印刷速度、放卷张力、进料张力、出料张力、收卷张力,甚至收卷的衰减张力等。由于印前环节已经将印刷网点增大参数调整到制版层次还原曲线中,在柔印过程中只需要监控上墨压力与印刷压力是否合适,生产现场只需要相关人员用放大镜观测网点细部即可。成熟的柔印工艺管理应该是:工艺单一旦开出,不管实际操作人员的水平相差多大,生产过程中的损耗控制基本是八九不离十,并不会因机长的差异而造成成品率大幅波动。而这种工艺管理水平在凹印中确实不多见。
因此,凹印应尽快健全工艺技术队伍,提高技术管理水平。以前的误区是将生产关键落实在机长,技术部门开出的工艺单技术严密性不够,很大部分要靠机长临场发挥。其实,其他印刷工艺的管理经验已经表明,生产关键在于工艺工程师。工艺管理人员要熟悉设备、材料、印版和油墨,印刷技艺可以粗通,但必须精通各种材料的配合,以便科学地制定出符合本企业生产特点的印刷工艺。印刷专业出身的技术人员要学习一些高分子方面的知识,高分子专业出身的技术人员也要懂印刷、懂设备,融会贯通,将受益无穷。
期待行业协会的引导和协调
凹印行业即使暂时处于低迷时期,但客观地讲,凹印的市场总量不会有太大改变,即不会萎缩。柔印即使近10年来有很大发展,但在相当长的一段时期内还无法同凹印抗衡。低门槛曾经造成了凹印市场良莠不齐的尴尬局面,但凹印的普及面之广又是令其他印刷工艺羡慕不已的。凹印行业要迎接低利微利时代的挑战,仅靠该行业牵涉到的某一领域或某一企业显然是不行的,需要整个行业的协同作战,同时也需要行业协会的引导与协调。
这几年,中国印刷技术协会凹版印刷分会在促进凹印行业繁荣方面已经做了大量工作。在协会的努力下,凹印行业在环保方面已经迈出了很大的步伐,凹印产业链也得到了很大的发展。我们衷心希望协会能百尺竿头,更进一步,带领大家挑战凹印行业的低利微利局面,从设备入手,从材料入手,突破原有经验的羁绊,大胆革新,推出符合凹印生产实践、但又能克服目前凹印工艺瓶颈的新技术和新设备。
为凹印行业开发新的经济增长点,这已经成了一些凹印先行者在实践的课题,比如利用凹印特点为工业产品提供整饰,利用凹印墨层厚的特点同网印争夺市场,国外相关产品应该也可以为寻找凹印新经济增长点提供思路。利用凹印的特长,追求高产能、低损耗、合理的成本及对环境友好,这应该是凹印行业新市场的目标。我们希望行业协会能引导整个凹印行业朝着这个方向努力,尽早走出目前低利微利的局面。