數字印刷的“無聲滲透”

數字印刷技術從“打印”到“印刷”的轉變已經有20多年。而數字印刷融入主流印刷加工的過程、被看作是主流加工手段的一部分，則是近幾年的事情。

新融合

一種印刷方式獨立完成印刷品的數量占印刷加工業整體印刷品的比例，往往是該技術在印刷加工中地位的最直接體現。2010年，全球印刷加工業的年銷售總額為4110億歐元（約合3.9萬億人民幣）。在4110億歐元的銷售總額中，商務印刷占43%，出版物印刷33%，包裝印刷24%。而從印刷加工業的加工手段方面看，膠印以66%的比例仍然占據主要地位，其次是柔版印刷，占10%，數字印刷占10%，凹版印刷占5%。詳見圖1。

數字印刷如果要進入主流印刷加工過程，必須克服和逾越由主流印刷手段（膠印）所形成的技術和成本門檻，那就是印刷質量、印刷速度、印刷幅面、印刷成本和印刷承印物范圍。考慮到數字印刷技術的特點（印刷信息可變），它與其他印刷技術或相關系統的合作（組合或混合），已經成為其存在于印刷加工過程的重要方式。這種方式既利用了數字印刷的靈活性，又可以部分回避它的高成本難題。

從印刷成品可能經歷的加工手段看，數字印刷在印刷加工流程中有如下表現方式：

1.數字印刷獨立完成的印刷品。

2.數字印刷和其他印刷技術合作完成的印刷品。

（1）數字印刷和其他印刷技術分別完成獨立的部分，然后裝訂組合在一起；

（2）數字印刷和其他印刷技術共同混合完成（同一張紙上有多種印刷方式完成）；

a. 連線方式（數字印刷裝置安裝到其他印刷設備上）

b. 離線方式（數字印刷機和其他印刷設備是獨立的）

（3）數字印刷和其他生產設備（郵件發送、包裝整理系統）共同混合完成（同一印刷品上特殊信息的印刷）。

3.印刷品生命周期里（圖書），前期（樣書）和后期（脫版書等）由數字印刷完成，中期（正式出版）由膠印完成。

由上述劃分可以看出，在質量、速度、成本、時間的有限選擇和不同的排列組合中，數字印刷技術正在并已經融入主流印刷加工過程。

圖1 全球印刷加工業結構和技術構成

新動向

2008年的Drupa上，柯達、惠普展出了各自的高速噴墨印刷機，4年之后的Drupa 2012，惠普、柯達的高速噴墨印刷機已經形成系列產品，還有數十家供應商加入這一陣營。除此之外，推出B2幅面數字印刷機的廠家從2008年Drupa上的3家增加到了9家。為數字印刷配套連線和離線數碼裝訂系統的公司數量更是多過印刷主機廠商數量，主要包括馬天尼、MBO、Hunkeler、好利用、Hohner Maschinenhau、C.P.Bourg、MB Bauerle、Kolbus、Magnum等，數字印刷技術融入主流印刷加工過程的條件已經基本成熟。另外，還有一些新的技術動向值得關注。

1. 蘭達的納米噴墨印刷技術

蘭達的納米印刷技術Nanographic應用了蘭達納米墨水NanoInkTM，該墨水中的顏料顆粒只有幾分之一納米的大小（人的頭發絲直徑約10萬納米），有非常強的光線吸附性，使印刷圖像的質量達到前所未有的品質。蘭達納米印刷技術可以在現有涂布與非涂布紙、再生紙、新聞紙和塑料薄膜等任何材料上印刷，而完全不需要對承印物進行任何一種預處理或特殊涂層處理，也不需要印刷后的干燥過程。值得一提的是，展會前后，全球印刷機制造業的三大巨頭海德堡、曼羅蘭和小森相繼與蘭達公司簽訂戰略合作協議，利用蘭達納米印刷技術開發自己的噴墨印刷機。

蘭達納米印刷技術的核心其實還不是其納米墨水中顏料顆粒的大小，而是墨水轉印到承印物之前的脫水技術。墨水很重要，不少廠商都可以做到把顏料顆粒造成納米級。蘭達納米噴墨印刷機印刷過程中，其墨水呈薄膜狀轉移到承印物上，而不是墨水直接轉印，如此一來承印物范圍會很廣，墨水在覆蓋率較高時不必減速，高速印刷時也沒有干燥問題。

但所有這些優點與墨水轉印到承印物之前的脫水技術，即從墨水轉變成墨膜的技術密切相關。Drupa 2012現場，蘭達的印刷樣張與早期Indigo印刷樣張非常相似，有強烈鮮艷的色彩和大幅半色調圖像，要達到色調平滑和色底均勻還需要時間。納米噴墨印刷機正式進入市場之前，蘭達還有很多的工作要做。即便如此，有膠印巨頭的加盟，掌握核心技術，相信蘭達的納米噴墨印刷將會對印刷加工技術和印刷設備制造產生重大影響。

2. MEMJET噴頭技術

Memjet噴墨系統是Silverbrook研發的，現由美國Memjet印刷科技公司擁有。Memjet噴墨系統采用熱敏按需噴墨技術，其噴墨頭長223mm，擁有70400個噴嘴，每秒可噴射7億墨滴，而每個墨滴只有1pl～2pl（微微米）；噴墨印刷速度可達每分鐘9m（分辨率1200 dpi×1200dpi）或每分鐘18m（分辨率1200dpi×800dpi）；每個噴墨頭裝有11個集成電路芯片以及5個墨水通道（可印刷CMYK+1或 5個不同的專色）；噴墨頭的預熱時間很短，而且是一次通印（one pass printing）。此外，Memjet 噴墨系統還使用了專門的水性染料墨水。

Memjet最獨特的是其營銷模式，即為授權OEM合作伙伴提供完整的噴墨系統，包括噴墨頭、控制器芯片、軟件和墨水。Memjet還為打印機和印刷引擎制造商提供各種技術支持，使Memjet噴墨系統更好地集成到合作伙伴的產品結構里。所有這一切都大大降低了打印機制造商的技術門檻，使其把更多精力放在市場銷售上。

美國Delphax公司是全球票據打印設備的領先者，作為Memjet噴墨系統在商業印刷領域的OEM合作伙伴，它在Drupa 2012上推出了Elan 500單張噴墨印刷機。該設備采用Memjet“大瀑布”噴墨系統，配置4個噴墨頭，可以在CMYK基礎上加裝2個專色和防偽磁性微縮MICR印刷。Elan 500的印刷速度達每分鐘500頁（A4），印刷紙張最大幅面450mm×640mm，承印紙張范圍60～350g/m²。

3. 液體墨粉技術

今年的Drupa上數字印刷技術發展的另一個亮點是液體墨粉技術。我們知道，采用電子成像原理的激光數碼印刷機都使用墨粉，只有Indigo例外。本次Drupa，除惠普推出使用液體墨粉的新產品系列Indigo 10000/20000/30000外，奧西也在其研發中心展示了使用液體墨粉的InfiniStream數碼印刷機，賽康展示了使用高黏度墨粉的Trillium概念機和賽康8000系列數碼印刷機，還有宮腰Digital Press 8000。

使用液體墨粉的數碼印刷機在印刷速度和印刷質量方面具有明顯優勢，奧西InfiniStream數碼印刷機的四色印刷速度可達每分鐘130米，而賽康Trillium概念機時速也超過每分鐘100米。在印刷成像和轉印過程中，去除液體墨粉中的載體油是這種技術開發應用的關鍵。與惠普Indigo的單色轉印，即四色印刷需4次轉印相比，奧西和賽康的技術是四色1次轉印，印刷速度提高空間更大。使用液體墨粉技術的數碼印刷機兼顧激光數碼印刷機的高質量和噴墨數碼印刷機的高速度，將是未來數碼印刷設備家族中的一個重要分支。

新問題

盡管數字印刷在按需印刷、減少庫存成本等方面具有諸多優點，但是與常規膠印、凹印等方式相比，水基墨水印刷品在回收環節的脫墨和液體墨粉印刷品的墨皮過濾存在很大困難。國際脫墨行業協會(INGEDE)已經告知各成員單位重視這一問題，該聯盟也在與相關數字印刷設備制造商合作，尋求解決方案。

造紙廠回收紙張脫墨制漿的生產工藝過程主要包括碎漿、篩選及凈化、洗滌和濃縮、脫墨、漂白等過程。廢紙的脫墨是這一過程中非常關鍵的環節，它是化學反應和物理反應相結合的過程，一般是通過脫墨化學品來破壞印刷油墨對纖維的粘附，在適當的溫度和機械力的作用下，將油墨從纖維上分離下來。

浮選法脫墨是目前造紙行業最常用的工藝技術，由于目前的廢紙中膠印和凹印紙張占95%以上，脫墨工藝也主要是針對膠印和凹印油墨開發的。現在的問題是噴墨印刷品上水基墨水中的色料顆粒太小，它不僅無法通過正常浮選工藝分離，而且還不斷積累沉淀在浮選設施中，對其他批次的生產造成影響；紙張預涂作為解決噴墨印刷品脫墨的一種解決方案，對水基顏料墨水的脫墨是非常有效的，但對染料墨水的脫墨效果不好。

與水基墨水中的色料顆粒太小難以分離不同，液體墨粉印刷品在正常脫墨制漿工藝條件下，紙漿中保留著大量可見的彩色墨皮，這些柔軟的墨皮是與紙纖維分離并按照正常生產工藝流程去除后遺留下的。如果要把這些遺留的墨皮徹底去除，需要額外的工藝過程，會增加能源消耗，還必須承擔纖維大量流失帶來的損失。

2010年8月，一家德國造紙廠由于其紙漿中混進了液體墨水印刷的相冊頁，140噸新紙不得不回收制漿。即使通過二次的制漿處理、消耗了雙倍的能源，這批紙漿造的紙也只符合中級質量標準。這家造紙廠的教訓也提醒了其他同行，液體墨水印刷品脫墨非常困難，只能用于紙板漿生產。