柔印技术的新视点与新突破

蔡成基

柔印在国内市场已经过10多年的发展，在以下5大应用领域取得了令人瞩目的成绩：瓦楞纸箱后印与预印，以利乐包为代表的多层复合纸塑饮料包装，卫生材料包装，快餐行业食品包装（如肯德基、麦当劳的餐盘纸、汉堡盒、纸袋等），学生教材印刷。需要说明的是，学生教材印刷是一个新兴的柔印市场，虽然目前的市场份额还很小，质量也还不稳定，但有着强大的生命力，今后的路将会越走越宽。

从这5大应用市场可以看出，当前柔印市场的质量特点是：大图案，大色块，以文字、线条见长，中粗网点（印版加网线数在133线/英寸以下），最佳色域为中间调（网点面积在2%～3%以上、70%以下区域的圆网图像的层次表现力最强），对包装产品的环保与卫生要求日趋关注，容易遭到非议的敏感市场。虽然柔印在上述市场中已经独树一帜，但是在软包装领域（尤其是食品软包装领域）以及宽幅卡纸（饮料包装）印刷领域，却仍旧面临一些困难与挑战。

柔印在软包装领域徘徊的原因

先讲一下海南永光的案例，海南永光是国内第一家用柔印133线/英寸印版在薄膜上印刷之后再干法复合加工食品软包装的企业，它的产品曾在1998年全国柔印产品质量评比中获得过一等奖，但最终还是失败了。为什么？因为当时在食品包装领域，凹印已经是175线/英寸的印版，而柔印最多只能采用133线/英寸的印版，两者的质量水平不在一个档次。而且，凹印网点可以渐变到零，柔印网点却只能衰减到2%～3%，最小网点边缘存在明显的硬口。另外，多联拼版是薄膜复合软包市场的一个显著特点，印版加网线数低，拼版后图像的清晰度下降非常明显。柔印也曾尝试过提高印版加网线数，但印刷过程中堵版故障会明显，材料损耗大幅上升。因此，没有哪个用户愿意接受柔印产品。没有订单，海南永光的试验必然要失败。

那么，柔印现阶段面临的质量需求又是怎样的呢？以前，人们常说柔印就是柔印，它不同于凹印，不能用凹印的质量去要求柔印。这种说法在业内一直很流行，但是现在情况已经有所变化了。2013年，德国柔印技术协会（DFTA）呼吁进一步提高柔印质量，并明确提出三点要求：高清晰度，细网点，扩大色域。而且，我们国内柔印标签已经达到175线/英寸印版、1%网点渐变到零的质量水平，产品的批量稳定生产说明柔印工艺已经成熟。

市场对更高质量的柔印提出了需求，但是反观现有的薄膜柔印，仍然停滞在133线/英寸印版的水平，所以也就只能在质量要求明显高出一筹的食品复合软包装大门外徘徊。

柔印在宽幅卡纸印刷上的应用

先说一下2005年发生在欧洲的利乐包ITX危机。2005年9月，在意大利马尔凯地区环保所的一次例行质量检查中，发现采用UV胶印工艺的无菌复合包装的雀巢婴儿配方牛奶中含有微量的感光化学品异丙基噻吨酮（ITX）。这种化学品本来是在婴儿配方牛奶包装盒UV胶印过程中使用的，可能有残留物迁移并渗入到了婴儿牛奶中。

针对这一事件，利乐中国随即发表声明，称事件与利乐中国没有关联。声明中称：首先有问题的婴儿牛奶在中国市场没有销售；其次，利乐中国（包括台湾省在内）所有工厂均采用柔印水墨工艺，不存在UV胶印工艺中的ITX污染问题，雀巢公司在中国市场的所有利乐包装均来自利乐中国工厂，不涉及ITX。由此可见，宽幅柔印水墨技术方案为利乐赢得了中国饮料包装市场。

同以利乐包为代表的柔印饮料包装相竞争的是以康美包为代表的凹印饮料包装，据了解，汇源果汁至今还采用凹印包装。凹版能达到175线/英寸，而柔版只能达到133线/英寸，但由于饮料包装是从欧洲传过来的，它沿用了欧洲大色块、粗网线的设计风格，所以柔印利乐包的印刷质量并没有同凹印形成很鲜明的对比，用户也都能接受柔印的这种工艺设计。但是两者在成本上有很大的差异，因为柔印对纸张的要求不高，对不同质量的纸张都能适应，因为它能够用不同硬度的印版来进行匹配；而凹印即使加装了静电吸墨装置，对纸张平滑度等还是有较高的要求，否则容易出现堵版、刀丝、小网点掉网等故障。

这里说一个案例，上海新洲当年印刷麦当劳汉堡盒时，采用的是博斯特凹印机和溶剂型油墨，但出现了一个客户投诉：儿童把汉堡盒拿在手里后，不经意地搓了一下，手上就沾上了黄色的墨渍。接到投诉后，上海新洲马上从青州意高发购进了一台机组式柔印机，将汉堡盒的印刷工艺由凹印改为柔印，迅速扭转了市场局面。所以，环保以及对纸张成本的控制就是宽幅卡纸柔印的优势所在，也是它能够取胜的一个主要特点。

前面也提到，当前市场对柔印质量提出了更高的要求。但是，现有的宽幅卡纸柔印还停滞在120～133线/英寸的水平，渐变网衰减到零不可避免地存在硬口，其印刷质量与凹印相比差距还很明显。

柔印现阶段的工艺水平

对于柔印现阶段的工艺水平，下面分别从印版、油墨、网纹辊、柔印机，以及以标签柔印为代表的柔印工艺控制5个方面加以介绍。

1.已经公开的柔版最新技术

其一，激光柔版的平顶网点技术，这是近年来很热的一个技术，是在直接制版技术的基础上进一步提高了高光小网点的耐磨性，从而提高印版的耐印率。其二，柯达Flexcel NX柔印网点技术，它采用方形激光器技术，随机生成多边矩形，印版的最小网点直径达到10μm。其三，艾司科HD网点技术，采用圆形激光器，主曝光过程中由于氧气参与，使感光树脂反应不彻底，通过洗版使网点变尖，直径变小。其四，日本旭化成（Asahi）的水洗版技术，它的特点是具有与UV油墨表面张力相匹配的印版表面张力，所以印刷中不容易出现堵版。我对这种印版做过跟踪测试，发现其表面张力比我们平时所使用的激光印版的表面张力低1～2mN/ m。其五，杜邦的热敏版技术，这是真正值得我们关注的一种环保技术，它通过加温使未固化的感光树脂从固体变为液体，然后在一定压力下由无纺布将液化的树脂吸出，摆脱了用洗版液（包括有机溶剂和水性溶剂）洗版时对印版表面张力的干扰，可以控制印版着墨区与凹陷区的表面张力不产生波动。其六，康迪泰克的橡皮版技术，它是建立在胶印马牌橡皮布基础上的，胶印橡皮布的耐印率非常高，可以达到500万～600万印，所以要降低柔印成本，这是一个值得考虑的途径。其七，柔版的其他印前技术，如方圆网技术、特殊区域的混合网技术、印版表面微孔技术（实地加网技术）。为什么在这里要强调印前技术？俗话说“七分制版，三分印刷”，说的就是制版的重要性，而制版的重要性主要就体现在印前技术上。所以，我们搞印刷的也必须要了解和掌握印前技术。

柔版新技术的特点是什么呢？第一，平顶网点是对激光柔版的重大修正，恢复与改善了印版UV固化强度，提高了印版耐印率。第二，柔版最基础的原理决定了印版特点，柔版水墨印刷工艺的印版耐印率是最高的，可以超过凹版60万～70万印的耐印率（不退镀，一次电雕后的耐印率），但柔版UV油墨和溶剂墨印刷工艺的印版耐印率就要差许多，其印版在第二次印刷时往往就会出现大量问题，如独立点断掉、印版开裂、磨损、耐印率不够、缺网等。第三，传统洗版方法存在不足之处，即洗版溶剂的溶解性波动。其实，柔性版供应商对洗版溶剂是有固定测试方法的，比如要定期测试几个数据，然后按照测试数值有针对性地添加某几种溶剂。但业内有多少企业坚持这样做了？据我所知很少，大家都是用完了旧的溶剂，然后换一桶新的溶剂而已，至于说缺什么补什么，只有个别企业在这么做。正因为此，就造成了印版表面张力的波动。第四，同油墨表面张力相匹配的印版表面张力研究值得关注，近几年国内已经有不少企业在开展这方面的工作。据我所知，一家做肯德基产品包装的企业在生产中就发现，在确定了某一种印版以后，假如换用不同表面张力的油墨，印版不堵版的概率大大上升。所以，立足于柔版基础原理的新技术是值得我们大力关注的，国内一线的柔印技术人员已经很敏锐地观察到了这一点。

总之，质量与成本是柔版革新的内在动力，平顶网点也罢，精细小网点也罢，都是为了提高柔印的质量与降低它的成本，它不是一个纯粹的理论问题，而是一个实实在在的成本问题、实践问题。

2.柔印油墨技术

近年来，柔印油墨技术已经有了很大的进步，在薄膜印刷上使用溶剂型油墨可以达到600m/min干燥速度已经不成问题了，纸张印刷上以利乐包为代表的达到600m/min干燥速度的水性油墨也已经不成问题，在薄膜、铝箔等非吸收性材料上印刷的UV油墨在标签上用得很普遍，也不成问题。值得注意的是，柔印油墨在非吸收性材料上的附着、干燥速度，以及不黏附并滞留在印版上的特点，使柔印油墨质量体系更趋完整。

3.新型网纹辊技术

以前谈到网纹辊技术时，我们更多的是关注印版加网线数与网纹辊线数的匹配，最早是1：4，后来提高到1：5、1：6、1：7。依据的一个基本原则是：印版最小网点直径必须大于等于网纹辊网穴开口直径，以免印版最小网点塞进网纹辊网穴中。激光陶瓷网纹辊围绕网穴深度与开口直径最佳比值的网形改善，正是基于这一基础理论进行的，一般要求网穴深度是开口直径的23%～33%，最佳比值为28%。

近年来，市场上还出现了与电雕凹版通沟技术极其相似的连通型网纹辊，如图1所示。连通型网纹辊可以把配置繁杂的网纹辊精简到4～5类，而且在同一类储墨量级别的网纹辊中，油墨转移量可以得到明显提升。为什么要强调网纹辊的储墨量呢？因为“凹转柔”像“胶转柔”那样采用传统网纹辊是不行的，必须要考虑大幅度提高油墨的颜色密度，因为凹印网点有两维性，既有面积大小，也有深浅，而柔印网点只有一维性，所以大或较大储墨量的网纹辊将是解决“凹转柔”难题的利器。连通型网纹辊就是解决这个问题的一种网纹辊技术，目前国内的网纹辊制造厂家都有这种技术。

4.柔印机新技术

第一，机组式机型的版辊辊枕技术。目前该技术在标签印刷机上用得很普遍，如基杜柔印机的Flower结构、麦安迪P系列、太阳机械的STF-340-8C组合式柔印机、欧米特的新机型等，都已经采用了辊枕技术（如图2所示），就是在版辊两端增加两个铁盘，起到控制齿轮节圆的作用。我觉得这种技术非常有必要推广到其他印刷机上。第二，卫星式机型的中心压印辊温度控制技术。为什么窄幅机组式柔印机可以印175线/英寸、1%网点，而宽幅卫星式柔印机就只能印133线/英寸以下的产品？难道说宽幅机的精度比窄幅机差吗？其实原因就在于宽幅卫星式柔印机中心压印辊受热后会膨胀，就会使印刷网点增大，容易造成堵版。美国PCMC柔印机上有专门的控制技术，但价格很高，所以难推广开来。幸运的是，现在市场上已经有了中心压印辊温度控制技术，而且非常有效。今年5月我曾测试过一台柔印设备，色组间干燥温度设置在60℃，开机前测定中心压印辊的表面温度为30℃，机器运转一整天，到晚上停机前再次测定中心压印辊的表面温度，基本仍保持在30℃，绝对误差不超过1℃。第三，采用CCD照相机采样的Kiss & Go印刷压力开环控制技术。当中心压印辊受热膨胀之后，可以通过自动控制软件使印刷色组向后退，使印刷压力保持恒定，这个技术开创了用卫星式机型印刷高线数印版的先河。第四，以AVT为代表的采用CCD照相自动检测并反馈的印刷压力闭环控制技术。先印刷一个光标，然后测定这个印刷光标，用这个印刷光标来衡量网点扩张，其实就是检测中心压印辊与版辊之间的间隙，并实现印刷压力自动调节。相较于开环控制方式，闭环控制方式更稳定，当然成本也更高。此外，基于全伺服机型的阻力矩检测并反馈，以控制柔印两个压力的精度，目前国内柔印机械制造行业也已经有相关技术了，它开创了柔印有可能走照相机行业的“傻瓜机”的操作方法。

下面重点介绍一下辊枕结构与齿轮节圆控制技术。齿轮节圆控制技术的特点就是传动齿轮节圆直径等于版辊外圆直径，其实，生产中的垫版、调压等都是为了保证这一点。在此需要向大家说明的是，齿轮节圆直径是不变的，而版辊外圆直径是可变的。为什么版辊外圆直径可变？这是由于印版厚度误差、双面胶弹性层精度误差，以及影响版辊圆度的其他因素（比如垫版）等造成的。标签印刷中常常碰到由于排版因素引起的版辊跳动，造成墨杠与齿轮杠。但自从柔印机上采用了辊枕技术之后，这个缺陷就被克服了。胶印的印版是有缺口的，但是胶印印版不会跳动，就是因为胶印印版滚筒和橡皮滚筒上有辊枕（俗称肩铁）。柔印把胶印中的辊枕借用到自己的版辊上来，所以这几年柔印的质量精度有了大幅提升。辊枕的作用主要是将版辊外圆控制在节圆范围内，辊枕技术能够将复杂的柔印两个压力的控制简化为照相机中的“傻瓜机”。

5.不断完善的柔印工艺技术

标签柔印反映了最高端的柔印工艺，成功实现了175线/英寸印版、1%网点渐变到零且没有硬口，成熟的“胶转柔”锻炼了日趋成熟的柔印工艺。柔印工艺的顶层设计特点有别于胶印与凹印工艺对一线操作人员的依赖，所有印刷企业都说机长的作用很大，凹印机是机长“一把刀”，胶印机的水墨平衡也都由机长来控制，只有柔印强调的是工程师，对机长的要求却不高。只要柔印工程师设计好合理的柔印工艺路线并推广下去，机长只管照着工艺要求执行就行，哪怕是操作水平相差很大的机长，印刷出来的产品质量波动也是很小的。因为柔印是舶来品，从国外传过来的时候就有自己一套成熟的工艺理论，在国内市场是一种逐步成长的工艺。有幸的是，国内柔印界的不少年轻人在这上面确确实实下了功夫，他们把自己的经验上升为理论，又用理论来指导实践，所以柔印工艺控制的一个特点就是“理论—实践—理论”，这使柔印工艺同其他印刷工艺相比，基础要扎实得多。国内一家知名柔印企业提出的口号是“In the know，on the go”，就是提倡讲究理论，而不是凭经验。

薄膜和卡纸凹印工艺面临的困境

成熟的凹印工艺首推溶剂油墨方案，但采用溶剂油墨在环保与成本上面临无法回避的压力，主要是由于大量的有机溶剂排放。举一个溶剂型油墨薄膜凹印的案例加以说明：1台薄膜凹印机，印刷速度300米/分钟，门幅1米，每天运转20小时，每天的产量为36万平方米，需要消耗油墨约2.52吨（按平均耗墨量7g/m2湿墨计算）。按油墨与有机溶剂的配比1：1.5计算，则需要消耗3.78吨溶剂；凹印油墨的固含量按30%计算，则油墨中的溶剂为1.76吨。这样算下来，1台凹印机运转1天的溶剂耗用量为5.5吨。这5.5吨有机溶剂排放到空气中，会造成大气污染和雾霾。雾霾已经引起整个社会对有机溶剂排放的警觉，据悉北京已经将包装印刷业列入大气污染防控范畴。

当然，也可以对有机溶剂进行在线回收，目前不少凹印企业已经在做了，但是面临着混合溶剂回收成本与收益不相符的尴尬。回收的混合溶剂只能卖到精馏厂进行精馏之后，再买回来，一出一进，受损失的还是凹印企业。此外，虽然凹印也在提倡采用水墨印刷工艺，但是由于难以解决刀丝和干燥速度慢两大难题，所以凹印水墨工艺至今很少有成功的案例。

试想，如果我国政府采取类似于北美的环保政策，对有机溶剂排放进行处罚，那么凹印将如何应对？我想，答案应当是高质量的薄膜和卡纸柔印。

高质量薄膜和卡纸柔印呼之欲出

柔印的环保与低成本特点是传统印刷在与数字印刷抗衡中最有力的武器，但是这是有时间节点的。所以，我觉得最近这个时段是给我们柔印行业推广自己产品最好的时段，因为数字印刷目前还没法解决它耗材高昂的成本，它的喷嘴没法实现国产化，它的耗材没法实现低成本，在这种状态下正是柔印跃进的大好时机。而且，当前国产全伺服宽幅柔印机的质量已经能够担当此重任了，印前技术也正日趋完善，比如暗调区域的方圆网技术、临界区域的链形网点技术、高光区域的混合网技术、实地区域的加网技术等，有许多印刷工艺中难以解决的难题，可以采用制版软件进行事先补偿来加以预防。

“胶转柔”的成功实践为“凹转柔”已经做了可靠的铺垫，高精细的薄膜和卡纸柔印必须要达到凹印的印刷质量而不增加新的成本，是食品终端企业对包装供应商的迫切要求。所以说，传统凹印企业应该要考虑积极转型了。

最后要强调的是，质量和成本是柔印胜出的唯一理由。如果说环保是柔印的旗帜的话，质量和成本一定是柔印克敌制胜的武器，跌宕起伏的中国柔印的成长史，其最显著的特点就是坚持质量与成本，柔印技术的任务也就是为质量与成本冲锋陷阵。柔印工艺技术的特点是顶层设计，必须要重视柔印工艺工程师的作用，因此柔印技术团队的建立十分重要，远比招一批机长更重要。重视并发挥技术人员的作用是每一个柔印投资者必须要注意的，因为资本只有在同技术的结合中才能发挥更大的作用。