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　　PrintCity（印刷城市）是一個(gè)將全球印刷業(yè)各獨(dú)立企業(yè)聯(lián)合在一起的戰(zhàn)略性聯(lián)盟。PrintCity的合作伙伴們共同努力，通過(guò)分享大家彼此的技術(shù)與經(jīng)驗(yàn)，尋求實(shí)際解決方案以?xún)?yōu)化生產(chǎn)與工作流程。

　　最近，一項(xiàng)由PrintCity出具的有關(guān)報(bào)紙印刷方面的研究報(bào)告引起了全球業(yè)界人士的廣泛關(guān)注，這項(xiàng)研究針對(duì)報(bào)業(yè)卷筒紙印刷機(jī)獨(dú)特的經(jīng)濟(jì)性和技術(shù)性進(jìn)行了系統(tǒng)評(píng)估，旨在提升產(chǎn)品印刷質(zhì)量。事實(shí)上，印刷質(zhì)量取決于紙張、油墨和固化系統(tǒng)，這三大要素之間相互作用，最終影響著資金投入、運(yùn)營(yíng)成本、最高生產(chǎn)速度、印刷質(zhì)量和承印材料范圍等。

　　對(duì)處在高速運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下的多功能卷筒紙印刷機(jī)而言，熱固裝置是成熟工藝的標(biāo)準(zhǔn)，除此之外，可供選擇的還有普通UV型、惰性UV型、電子束（EB）型，它們也被廣泛應(yīng)用在印刷、包裝領(lǐng)域，而且相關(guān)技術(shù)已經(jīng)非常成熟。

　　研究中，PrintCity具體對(duì)比了UV、EB固化技術(shù)，連同其他在生產(chǎn)工序中發(fā)揮重要作用的裝置，以分析配置不同的報(bào)業(yè)卷筒紙印刷機(jī)。

　　油基膠印冷固和熱固油墨干燥裝置能夠很好地滿(mǎn)足高速生產(chǎn)的要求，礦物油基油墨和植物油基油墨的分子鏈很長(zhǎng)，不易出現(xiàn)飛墨現(xiàn)象，而且在生產(chǎn)速度高達(dá)3500英尺/分鐘的情況下，熱固裝置也能夠在不同質(zhì)量的卷筒紙上完成無(wú)約束干燥。

UV油墨與EB油墨

　　利用UV光和EB能量，UV/EB輻射固化油墨即發(fā)生化學(xué)粘連而被固化。不同的是，UV油墨需要光引發(fā)劑，用以加速固化時(shí)間；而EB油墨需要一種惰性氣體，以維持特定的固化環(huán)境。UV/EB油墨具有可在任何承印材料上印刷，傳遞給紙張的熱量很少等優(yōu)勢(shì)。坦白地講，UV/EB油墨都是平版印刷中的強(qiáng)者，然而目前存在的諸多問(wèn)題與其自身的特性密不可分，如分子量較低，持續(xù)印刷速度只能在1000～1400英尺/分鐘等。而且，UV/EB油墨需要比傳統(tǒng)油墨更高的附加條件，黑墨固化受到UV光吸收程度的影響，UV油墨需要光引發(fā)劑且需要提高燈管能量等，因此，短期內(nèi)解決上述問(wèn)題、提高速度非常困難。另外，丙烯酸脂是一種非常昂貴的配料，屬于限量供應(yīng)，由此導(dǎo)致UV/EB油墨比油基油墨貴了300%～500%，而且在成本上沒(méi)有降低的可能。

　　目前，EB系統(tǒng)多用于卷筒紙印刷機(jī)，以及使用水性油墨印刷紙箱和塑料的凹版印刷機(jī)。從理論上講，EB固化完全屬于一種冷加工技術(shù)，不存在固化強(qiáng)度的下降問(wèn)題，不受油墨顏色的影響，而且EB固化所需能量較少，無(wú)需經(jīng)常維護(hù)。

　　惰性UV是一種全新的技術(shù)，利用惰性氣體和電離子發(fā)生器，減少臨近紙面的氧氣分隔層，以免固化受阻，提高報(bào)紙的生產(chǎn)效率。通過(guò)減少燈管數(shù)量或增加固化速度，該系統(tǒng)可節(jié)約燈管能量高達(dá)35%，并可大大減少熱傳遞，改善油墨光澤。

技術(shù)性評(píng)估

1.印刷質(zhì)量

　　UV/EB固化裝置的應(yīng)用使得印刷質(zhì)量大為改觀(guān)，然而UV/EB油墨普遍存在著印刷網(wǎng)點(diǎn)增大的問(wèn)題，對(duì)于仍希望使用冷固裝置的印刷商而言，高附加值的銅版紙不失為解決這一難題的首選。

2.技術(shù)局限

　　UV/EB系統(tǒng)的應(yīng)用雖然使各種限制明顯減少，但卻依然存在。首先，當(dāng)前最常見(jiàn)的印刷故障就是油墨懸?guī)�與飛濺，從而限制了印刷速度；其次，在交替使用不同類(lèi)型的油墨時(shí)，必須徹底清潔供墨系統(tǒng)，即便一個(gè)微小的殘?jiān)�，也�?huì)污染輻射油墨；再次，UV油墨自身的黏度較高、流動(dòng)性較低，給大多數(shù)墨杠問(wèn)題的解決和清洗工作帶來(lái)很多不便；最后，膠輥和橡皮布必須符合UV油墨的要求，否則將導(dǎo)致質(zhì)量的極速降低。
如果設(shè)置專(zhuān)用印刷單元生產(chǎn)100%的UV產(chǎn)品，那么各方面的限制將大大減少。

3.印刷速度

　　普通熱固裝置的生產(chǎn)速度能夠保持在3600英尺/分鐘，但UV/EB油墨本身的特性卻限制了這一速度的實(shí)現(xiàn)。目前，窄幅商業(yè)卷筒紙印刷機(jī)的印刷速度最高可達(dá)1500英尺/分鐘，單張紙印刷機(jī)和報(bào)業(yè)卷筒紙印刷機(jī)的印刷速度最高可達(dá)1000英尺/分鐘，而在涂布材料上印刷速度可提高到1500英尺/分鐘，但對(duì)于報(bào)業(yè)卷筒紙印刷機(jī)而言實(shí)現(xiàn)起來(lái)非常困難，因?yàn)橛湍�黏性是一個(gè)很大的問(wèn)題，高溫條件下UV墨輥上的飛墨問(wèn)題非常頻繁。

　　到目前為止，惰性UV系統(tǒng)在測(cè)試條件下的生產(chǎn)速度最高可達(dá)2000英尺/分鐘，由此維持在1600英尺/分鐘左右的實(shí)際生產(chǎn)速度有可能進(jìn)一步提升。

　　至于EB油墨，從理論上講，在印刷速度上擁有更大的潛力，因?yàn)槠淠芰扛�，無(wú)須光引發(fā)劑，且固化效率優(yōu)于UV油墨，因此在解決油墨懸?guī)Ш惋w濺的問(wèn)題上具有更高的靈活性。

4.運(yùn)行成本

　　運(yùn)行成本主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：油墨成本和固化裝置的開(kāi)支。

　　受稀缺材料及提煉技術(shù)的影響，UV/EB油墨的成本居高不下，超出油基油墨300%～500%。另外，將冷固裝置改裝成UV系統(tǒng)所需的費(fèi)用也是相當(dāng)可觀(guān)。

　　另外，這份報(bào)告有關(guān)氣體和能量的單位成本分析還顯示，配有氧化劑的熱固裝置的能量成本消耗最低，這一水平與EB系統(tǒng)相差無(wú)幾，但常規(guī)的UV系統(tǒng)要貴出50%，而且通常情況下UV系統(tǒng)每1000～1500小時(shí)即需要更換燈管。

5.安裝問(wèn)題

　　緊湊型的UV/EB系統(tǒng)擁有一個(gè)突出的優(yōu)勢(shì)，即便現(xiàn)有的冷固型印刷機(jī)已經(jīng)局限了空間，但其同樣可以對(duì)固化裝置進(jìn)行翻新。

經(jīng)濟(jì)性評(píng)估

　　更新技術(shù)時(shí)，大家通常要考慮的一個(gè)主要的問(wèn)題就是使用過(guò)程中的經(jīng)濟(jì)性。通常情況下，我們只能獲取部分信息，而且這部分信息是不可比的。鑒于此，PrintCity將此次研究委托給了經(jīng)驗(yàn)豐富的專(zhuān)業(yè)公司，通過(guò)科學(xué)建模的方式做出全面、系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析。圖1所示為熱固系統(tǒng)、普通UV系統(tǒng)、惰性UV系統(tǒng)和EB系統(tǒng)的具體表現(xiàn)。

圖表1

 

　　以一臺(tái)報(bào)業(yè)卷筒紙印刷機(jī)為例，其幅寬47.7英寸，裁切尺寸18.5英寸，印刷速度2400英尺/分鐘，作為其附加的印刷單元，其全部的安裝內(nèi)容包括印刷塔、涂布裝置、自動(dòng)接紙裝置以及起輔助作用的干燥單元，其中干燥裝置的投入具體體現(xiàn)在安裝以及油墨干燥過(guò)程中必備的各類(lèi)裝置等，如冷卻輥、導(dǎo)紙輥、惰性氣體等。
　　相對(duì)而言，由于必需氧化劑，因此熱固裝置的投資成本最高；而惰性UV系統(tǒng)的投資成本比普通UV系統(tǒng)少一些，在獲取相同速度的前提下其需要更少的燈管；EB系統(tǒng)處在兩者之間，但與UV系統(tǒng)相比其固化速度幾乎沒(méi)有任何約束，如圖2所示。

圖表2

　　圖2所示，在工作狀態(tài)下，熱固裝置和EB系統(tǒng)每小時(shí)所需的費(fèi)用差不多，而普通UV系統(tǒng)和惰性UV系統(tǒng)每小時(shí)所需的費(fèi)用與其相比高出了8%左右。同時(shí)兩者每小時(shí)的生產(chǎn)輸出有較大差別，與熱固和冷固裝置相比，普通UV系統(tǒng)和惰性UV系統(tǒng)低一些，但是這種差距在慢速單幅印刷設(shè)備上表現(xiàn)得不是很明顯。

　　以三班制計(jì)算，一年內(nèi)印刷操作人員的工作時(shí)間有5307小時(shí)。每小時(shí)的費(fèi)用包括勞動(dòng)力（一名印刷操作人員和一名助手）成本，還有橡皮布、膠輥、水、電、服務(wù)、維護(hù)以及必要的管理和營(yíng)銷(xiāo)等間接成本，資本成本涉及貨幣貶值和利息，另外空間成本并未計(jì)入，因?yàn)橥ǔＦ洳町愋暂^大且未對(duì)生產(chǎn)產(chǎn)生影響。針對(duì)干燥裝置“開(kāi)”與“關(guān)”這兩種不同的工作狀態(tài)，分別計(jì)算出了相關(guān)費(fèi)用，對(duì)于冷固產(chǎn)品而言投資一個(gè)干燥裝置就意味著每小時(shí)都會(huì)發(fā)生費(fèi)用。因?yàn)樾枰�能量和消耗，所以工作狀態(tài)下所需的費(fèi)用更高些。然而一旦應(yīng)用了干燥裝置，就意味著成本將增加。

　　在加工同一具有代表性的印刷品的前提下，總體成本反映出了準(zhǔn)備時(shí)間、生產(chǎn)速度以及油墨和紙張更換時(shí)間的不同。為了對(duì)比所有成本因素這是一個(gè)主要的計(jì)算方法。樣本是一個(gè)幅面為9.25×12.4英寸且共有16頁(yè)的簽名冊(cè)，試驗(yàn)過(guò)程中需要應(yīng)用配置不同干燥系統(tǒng)的印刷機(jī)在6種紙張上印刷10萬(wàn)份。

　　圖2具體顯示了這一活件總體生產(chǎn)成本的對(duì)比情況，假定印刷機(jī)有50%的時(shí)間用于印刷，剩余50%的時(shí)間用于干燥，冷固裝置的生產(chǎn)成本位于100%的基線(xiàn)價(jià)格，可以看到，熱固裝置的生產(chǎn)成本還需要14%，UV/EB系統(tǒng)要高出60%。分析一下，有3個(gè)因素導(dǎo)致了輻射固化成本的增加：首先，油墨成本更高；其次，生產(chǎn)速度方面受限（這一因素在慢速單幅印刷設(shè)備上不是很明顯）；最后，更換油墨需要清洗印刷機(jī)。

后序

　　改善報(bào)紙印刷質(zhì)量的方法并不是惟一的。當(dāng)前熱固和冷固裝置的技術(shù)已經(jīng)非常成熟，速度、質(zhì)量和總體生產(chǎn)成本方面均為市場(chǎng)認(rèn)可。相比之下，普通UV系統(tǒng)在低速報(bào)業(yè)卷筒紙印刷機(jī)上非常有建樹(shù)，而惰性UV系統(tǒng)可以適應(yīng)速度更高一些的報(bào)業(yè)卷筒紙印刷機(jī)，另外值得一提的是，EB系統(tǒng)看起來(lái)是最具前景的。報(bào)紙的印刷工藝不同于商業(yè)印刷，并不能由簡(jiǎn)單的最低總體運(yùn)行成本來(lái)決定，還涉及干燥裝置的頻繁使用，可投入資金量，現(xiàn)有印刷機(jī)的安裝空間等方面。但畢竟我們應(yīng)該具體問(wèn)題具體分析，在做出投資決策前應(yīng)該做一個(gè)全面、系統(tǒng)的分析。UV/EB系統(tǒng)并不適合商業(yè)卷筒紙印刷機(jī)，因?yàn)榕c熱固裝置相比，其生產(chǎn)成本高、印刷速度慢，而且操作受約束。