柔印技術的新視點與新突破

蔡成基

柔印在國內市場已經過10多年的發展，在以下5大應用領域取得了令人矚目的成績：瓦楞紙箱后印與預印，以利樂包為代表的多層復合紙塑飲料包裝，衛生材料包裝，快餐行業食品包裝（如肯德基、麥當勞的餐盤紙、漢堡盒、紙袋等），學生教材印刷。需要說明的是，學生教材印刷是一個新興的柔印市場，雖然目前的市場份額還很小，質量也還不穩定，但有著強大的生命力，今后的路將會越走越寬。

從這5大應用市場可以看出，當前柔印市場的質量特點是：大圖案，大色塊，以文字、線條見長，中粗網點（印版加網線數在133線/英寸以下），最佳色域為中間調（網點面積在2%～3%以上、70%以下區域的圓網圖像的層次表現力最強），對包裝產品的環保與衛生要求日趨關注，容易遭到非議的敏感市場。雖然柔印在上述市場中已經獨樹一幟，但是在軟包裝領域（尤其是食品軟包裝領域）以及寬幅卡紙（飲料包裝）印刷領域，卻仍舊面臨一些困難與挑戰。

柔印在軟包裝領域徘徊的原因

先講一下海南永光的案例，海南永光是國內第一家用柔印133線/英寸印版在薄膜上印刷之后再干法復合加工食品軟包裝的企業，它的產品曾在1998年全國柔印產品質量評比中獲得過一等獎，但最終還是失敗了。為什么？因為當時在食品包裝領域，凹印已經是175線/英寸的印版，而柔印最多只能采用133線/英寸的印版，兩者的質量水平不在一個檔次。而且，凹印網點可以漸變到零，柔印網點卻只能衰減到2%～3%，最小網點邊緣存在明顯的硬口。另外，多聯拼版是薄膜復合軟包市場的一個顯著特點，印版加網線數低，拼版后圖像的清晰度下降非常明顯。柔印也曾嘗試過提高印版加網線數，但印刷過程中堵版故障會明顯，材料損耗大幅上升。因此，沒有哪個用戶愿意接受柔印產品。沒有訂單，海南永光的試驗必然要失敗。

那么，柔印現階段面臨的質量需求又是怎樣的呢？以前，人們常說柔印就是柔印，它不同于凹印，不能用凹印的質量去要求柔印。這種說法在業內一直很流行，但是現在情況已經有所變化了。2013年，德國柔印技術協會（DFTA）呼吁進一步提高柔印質量，并明確提出三點要求：高清晰度，細網點，擴大色域。而且，我們國內柔印標簽已經達到175線/英寸印版、1%網點漸變到零的質量水平，產品的批量穩定生產說明柔印工藝已經成熟。

市場對更高質量的柔印提出了需求，但是反觀現有的薄膜柔印，仍然停滯在133線/英寸印版的水平，所以也就只能在質量要求明顯高出一籌的食品復合軟包裝大門外徘徊。

柔印在寬幅卡紙印刷上的應用

先說一下2005年發生在歐洲的利樂包ITX危機。2005年9月，在意大利馬爾凱地區環保所的一次例行質量檢查中，發現采用UV膠印工藝的無菌復合包裝的雀巢嬰兒配方牛奶中含有微量的感光化學品異丙基噻噸酮（ITX）。這種化學品本來是在嬰兒配方牛奶包裝盒UV膠印過程中使用的，可能有殘留物遷移并滲入到了嬰兒牛奶中。

針對這一事件，利樂中國隨即發表聲明，稱事件與利樂中國沒有關聯。聲明中稱：首先有問題的嬰兒牛奶在中國市場沒有銷售；其次，利樂中國（包括臺灣省在內）所有工廠均采用柔印水墨工藝，不存在UV膠印工藝中的ITX污染問題，雀巢公司在中國市場的所有利樂包裝均來自利樂中國工廠，不涉及ITX。由此可見，寬幅柔印水墨技術方案為利樂贏得了中國飲料包裝市場。

同以利樂包為代表的柔印飲料包裝相競爭的是以康美包為代表的凹印飲料包裝，據了解，匯源果汁至今還采用凹印包裝。凹版能達到175線/英寸，而柔版只能達到133線/英寸，但由于飲料包裝是從歐洲傳過來的，它沿用了歐洲大色塊、粗網線的設計風格，所以柔印利樂包的印刷質量并沒有同凹印形成很鮮明的對比，用戶也都能接受柔印的這種工藝設計。但是兩者在成本上有很大的差異，因為柔印對紙張的要求不高，對不同質量的紙張都能適應，因為它能夠用不同硬度的印版來進行匹配；而凹印即使加裝了靜電吸墨裝置，對紙張平滑度等還是有較高的要求，否則容易出現堵版、刀絲、小網點掉網等故障。

這里說一個案例，上海新洲當年印刷麥當勞漢堡盒時，采用的是博斯特凹印機和溶劑型油墨，但出現了一個客戶投訴：兒童把漢堡盒拿在手里后，不經意地搓了一下，手上就沾上了黃色的墨漬。接到投訴后，上海新洲馬上從青州意高發購進了一臺機組式柔印機，將漢堡盒的印刷工藝由凹印改為柔印，迅速扭轉了市場局面。所以，環保以及對紙張成本的控制就是寬幅卡紙柔印的優勢所在，也是它能夠取勝的一個主要特點。

前面也提到，當前市場對柔印質量提出了更高的要求。但是，現有的寬幅卡紙柔印還停滯在120～133線/英寸的水平，漸變網衰減到零不可避免地存在硬口，其印刷質量與凹印相比差距還很明顯。

柔印現階段的工藝水平

對于柔印現階段的工藝水平，下面分別從印版、油墨、網紋輥、柔印機，以及以標簽柔印為代表的柔印工藝控制5個方面加以介紹。

1.已經公開的柔版最新技術

其一，激光柔版的平頂網點技術，這是近年來很熱的一個技術，是在直接制版技術的基礎上進一步提高了高光小網點的耐磨性，從而提高印版的耐印率。其二，柯達Flexcel NX柔印網點技術，它采用方形激光器技術，隨機生成多邊矩形，印版的最小網點直徑達到10μm。其三，艾司科HD網點技術，采用圓形激光器，主曝光過程中由于氧氣參與，使感光樹脂反應不徹底，通過洗版使網點變尖，直徑變小。其四，日本旭化成（Asahi）的水洗版技術，它的特點是具有與UV油墨表面張力相匹配的印版表面張力，所以印刷中不容易出現堵版。我對這種印版做過跟蹤測試，發現其表面張力比我們平時所使用的激光印版的表面張力低1～2mN/ m。其五，杜邦的熱敏版技術，這是真正值得我們關注的一種環保技術，它通過加溫使未固化的感光樹脂從固體變為液體，然后在一定壓力下由無紡布將液化的樹脂吸出，擺脫了用洗版液（包括有機溶劑和水性溶劑）洗版時對印版表面張力的干擾，可以控制印版著墨區與凹陷區的表面張力不產生波動。其六，康迪泰克的橡皮版技術，它是建立在膠印馬牌橡皮布基礎上的，膠印橡皮布的耐印率非常高，可以達到500萬～600萬印，所以要降低柔印成本，這是一個值得考慮的途徑。其七，柔版的其他印前技術，如方圓網技術、特殊區域的混合網技術、印版表面微孔技術（實地加網技術）。為什么在這里要強調印前技術？俗話說“七分制版，三分印刷”，說的就是制版的重要性，而制版的重要性主要就體現在印前技術上。所以，我們搞印刷的也必須要了解和掌握印前技術。

柔版新技術的特點是什么呢？第一，平頂網點是對激光柔版的重大修正，恢復與改善了印版UV固化強度，提高了印版耐印率。第二，柔版最基礎的原理決定了印版特點，柔版水墨印刷工藝的印版耐印率是最高的，可以超過凹版60萬～70萬印的耐印率（不退鍍，一次電雕后的耐印率），但柔版UV油墨和溶劑墨印刷工藝的印版耐印率就要差許多，其印版在第二次印刷時往往就會出現大量問題，如獨立點斷掉、印版開裂、磨損、耐印率不夠、缺網等。第三，傳統洗版方法存在不足之處，即洗版溶劑的溶解性波動。其實，柔性版供應商對洗版溶劑是有固定測試方法的，比如要定期測試幾個數據，然后按照測試數值有針對性地添加某幾種溶劑。但業內有多少企業堅持這樣做了？據我所知很少，大家都是用完了舊的溶劑，然后換一桶新的溶劑而已，至于說缺什么補什么，只有個別企業在這么做。正因為此，就造成了印版表面張力的波動。第四，同油墨表面張力相匹配的印版表面張力研究值得關注，近幾年國內已經有不少企業在開展這方面的工作。據我所知，一家做肯德基產品包裝的企業在生產中就發現，在確定了某一種印版以后，假如換用不同表面張力的油墨，印版不堵版的概率大大上升。所以，立足于柔版基礎原理的新技術是值得我們大力關注的，國內一線的柔印技術人員已經很敏銳地觀察到了這一點。

總之，質量與成本是柔版革新的內在動力，平頂網點也罷，精細小網點也罷，都是為了提高柔印的質量與降低它的成本，它不是一個純粹的理論問題，而是一個實實在在的成本問題、實踐問題。

2.柔印油墨技術

近年來，柔印油墨技術已經有了很大的進步，在薄膜印刷上使用溶劑型油墨可以達到600m/min干燥速度已經不成問題了，紙張印刷上以利樂包為代表的達到600m/min干燥速度的水性油墨也已經不成問題，在薄膜、鋁箔等非吸收性材料上印刷的UV油墨在標簽上用得很普遍，也不成問題。值得注意的是，柔印油墨在非吸收性材料上的附著、干燥速度，以及不黏附并滯留在印版上的特點，使柔印油墨質量體系更趨完整。

3.新型網紋輥技術

以前談到網紋輥技術時，我們更多的是關注印版加網線數與網紋輥線數的匹配，最早是1：4，后來提高到1：5、1：6、1：7。依據的一個基本原則是：印版最小網點直徑必須大于等于網紋輥網穴開口直徑，以免印版最小網點塞進網紋輥網穴中。激光陶瓷網紋輥圍繞網穴深度與開口直徑最佳比值的網形改善，正是基于這一基礎理論進行的，一般要求網穴深度是開口直徑的23%～33%，最佳比值為28%。

近年來，市場上還出現了與電雕凹版通溝技術極其相似的連通型網紋輥，如圖1所示。連通型網紋輥可以把配置繁雜的網紋輥精簡到4～5類，而且在同一類儲墨量級別的網紋輥中，油墨轉移量可以得到明顯提升。為什么要強調網紋輥的儲墨量呢？因為“凹轉柔”像“膠轉柔”那樣采用傳統網紋輥是不行的，必須要考慮大幅度提高油墨的顏色密度，因為凹印網點有兩維性，既有面積大小，也有深淺，而柔印網點只有一維性，所以大或較大儲墨量的網紋輥將是解決“凹轉柔”難題的利器。連通型網紋輥就是解決這個問題的一種網紋輥技術，目前國內的網紋輥制造廠家都有這種技術。

4.柔印機新技術

第一，機組式機型的版輥輥枕技術。目前該技術在標簽印刷機上用得很普遍，如基杜柔印機的Flower結構、麥安迪P系列、太陽機械的STF-340-8C組合式柔印機、歐米特的新機型等，都已經采用了輥枕技術（如圖2所示），就是在版輥兩端增加兩個鐵盤，起到控制齒輪節圓的作用。我覺得這種技術非常有必要推廣到其他印刷機上。第二，衛星式機型的中心壓印輥溫度控制技術。為什么窄幅機組式柔印機可以印175線/英寸、1%網點，而寬幅衛星式柔印機就只能印133線/英寸以下的產品？難道說寬幅機的精度比窄幅機差嗎？其實原因就在于寬幅衛星式柔印機中心壓印輥受熱后會膨脹，就會使印刷網點增大，容易造成堵版。美國PCMC柔印機上有專門的控制技術，但價格很高，所以難推廣開來。幸運的是，現在市場上已經有了中心壓印輥溫度控制技術，而且非常有效。今年5月我曾測試過一臺柔印設備，色組間干燥溫度設置在60℃，開機前測定中心壓印輥的表面溫度為30℃，機器運轉一整天，到晚上停機前再次測定中心壓印輥的表面溫度，基本仍保持在30℃，絕對誤差不超過1℃。第三，采用CCD照相機采樣的Kiss & Go印刷壓力開環控制技術。當中心壓印輥受熱膨脹之后，可以通過自動控制軟件使印刷色組向后退，使印刷壓力保持恒定，這個技術開創了用衛星式機型印刷高線數印版的先河。第四，以AVT為代表的采用CCD照相自動檢測并反饋的印刷壓力閉環控制技術。先印刷一個光標，然后測定這個印刷光標，用這個印刷光標來衡量網點擴張，其實就是檢測中心壓印輥與版輥之間的間隙，并實現印刷壓力自動調節。相較于開環控制方式，閉環控制方式更穩定，當然成本也更高。此外，基于全伺服機型的阻力矩檢測并反饋，以控制柔印兩個壓力的精度，目前國內柔印機械制造行業也已經有相關技術了，它開創了柔印有可能走照相機行業的“傻瓜機”的操作方法。

下面重點介紹一下輥枕結構與齒輪節圓控制技術。齒輪節圓控制技術的特點就是傳動齒輪節圓直徑等于版輥外圓直徑，其實，生產中的墊版、調壓等都是為了保證這一點。在此需要向大家說明的是，齒輪節圓直徑是不變的，而版輥外圓直徑是可變的。為什么版輥外圓直徑可變？這是由于印版厚度誤差、雙面膠彈性層精度誤差，以及影響版輥圓度的其他因素（比如墊版）等造成的。標簽印刷中常常碰到由于排版因素引起的版輥跳動，造成墨杠與齒輪杠。但自從柔印機上采用了輥枕技術之后，這個缺陷就被克服了。膠印的印版是有缺口的，但是膠印印版不會跳動，就是因為膠印印版滾筒和橡皮滾筒上有輥枕（俗稱肩鐵）。柔印把膠印中的輥枕借用到自己的版輥上來，所以這幾年柔印的質量精度有了大幅提升。輥枕的作用主要是將版輥外圓控制在節圓范圍內，輥枕技術能夠將復雜的柔印兩個壓力的控制簡化為照相機中的“傻瓜機”。

5.不斷完善的柔印工藝技術

標簽柔印反映了最高端的柔印工藝，成功實現了175線/英寸印版、1%網點漸變到零且沒有硬口，成熟的“膠轉柔”鍛煉了日趨成熟的柔印工藝。柔印工藝的頂層設計特點有別于膠印與凹印工藝對一線操作人員的依賴，所有印刷企業都說機長的作用很大，凹印機是機長“一把刀”，膠印機的水墨平衡也都由機長來控制，只有柔印強調的是工程師，對機長的要求卻不高。只要柔印工程師設計好合理的柔印工藝路線并推廣下去，機長只管照著工藝要求執行就行，哪怕是操作水平相差很大的機長，印刷出來的產品質量波動也是很小的。因為柔印是舶來品，從國外傳過來的時候就有自己一套成熟的工藝理論，在國內市場是一種逐步成長的工藝。有幸的是，國內柔印界的不少年輕人在這上面確確實實下了功夫，他們把自己的經驗上升為理論，又用理論來指導實踐，所以柔印工藝控制的一個特點就是“理論—實踐—理論”，這使柔印工藝同其他印刷工藝相比，基礎要扎實得多。國內一家知名柔印企業提出的口號是“In the know，on the go”，就是提倡講究理論，而不是憑經驗。

薄膜和卡紙凹印工藝面臨的困境

成熟的凹印工藝首推溶劑油墨方案，但采用溶劑油墨在環保與成本上面臨無法回避的壓力，主要是由于大量的有機溶劑排放。舉一個溶劑型油墨薄膜凹印的案例加以說明：1臺薄膜凹印機，印刷速度300米/分鐘，門幅1米，每天運轉20小時，每天的產量為36萬平方米，需要消耗油墨約2.52噸（按平均耗墨量7g/m2濕墨計算）。按油墨與有機溶劑的配比1：1.5計算，則需要消耗3.78噸溶劑；凹印油墨的固含量按30%計算，則油墨中的溶劑為1.76噸。這樣算下來，1臺凹印機運轉1天的溶劑耗用量為5.5噸。這5.5噸有機溶劑排放到空氣中，會造成大氣污染和霧霾。霧霾已經引起整個社會對有機溶劑排放的警覺，據悉北京已經將包裝印刷業列入大氣污染防控范疇。

當然，也可以對有機溶劑進行在線回收，目前不少凹印企業已經在做了，但是面臨著混合溶劑回收成本與收益不相符的尷尬。回收的混合溶劑只能賣到精餾廠進行精餾之后，再買回來，一出一進，受損失的還是凹印企業。此外，雖然凹印也在提倡采用水墨印刷工藝，但是由于難以解決刀絲和干燥速度慢兩大難題，所以凹印水墨工藝至今很少有成功的案例。

試想，如果我國政府采取類似于北美的環保政策，對有機溶劑排放進行處罰，那么凹印將如何應對？我想，答案應當是高質量的薄膜和卡紙柔印。

高質量薄膜和卡紙柔印呼之欲出

柔印的環保與低成本特點是傳統印刷在與數字印刷抗衡中最有力的武器，但是這是有時間節點的。所以，我覺得最近這個時段是給我們柔印行業推廣自己產品最好的時段，因為數字印刷目前還沒法解決它耗材高昂的成本，它的噴嘴沒法實現國產化，它的耗材沒法實現低成本，在這種狀態下正是柔印躍進的大好時機。而且，當前國產全伺服寬幅柔印機的質量已經能夠擔當此重任了，印前技術也正日趨完善，比如暗調區域的方圓網技術、臨界區域的鏈形網點技術、高光區域的混合網技術、實地區域的加網技術等，有許多印刷工藝中難以解決的難題，可以采用制版軟件進行事先補償來加以預防。

“膠轉柔”的成功實踐為“凹轉柔”已經做了可靠的鋪墊，高精細的薄膜和卡紙柔印必須要達到凹印的印刷質量而不增加新的成本，是食品終端企業對包裝供應商的迫切要求。所以說，傳統凹印企業應該要考慮積極轉型了。

最后要強調的是，質量和成本是柔印勝出的唯一理由。如果說環保是柔印的旗幟的話，質量和成本一定是柔印克敵制勝的武器，跌宕起伏的中國柔印的成長史，其最顯著的特點就是堅持質量與成本，柔印技術的任務也就是為質量與成本沖鋒陷陣。柔印工藝技術的特點是頂層設計，必須要重視柔印工藝工程師的作用，因此柔印技術團隊的建立十分重要，遠比招一批機長更重要。重視并發揮技術人員的作用是每一個柔印投資者必須要注意的，因為資本只有在同技術的結合中才能發揮更大的作用。