報業(yè)卷筒紙印刷機干燥技術(shù)權(quán)威分析報告
福州眾印網(wǎng) 2007/7/2 8:56:00 來源:福州眾印網(wǎng)
PrintCity(印刷城市)是一個將全球印刷業(yè)各獨立企業(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,通過分享大家彼此的技術(shù)與經(jīng)驗,尋求實際解決方案以優(yōu)化生產(chǎn)與工作流程。
最近,一項由PrintCity出具的有關(guān)報紙印刷方面的研究報告引起了全球業(yè)界人士的廣泛關(guān)注,這項研究針對報業(yè)卷筒紙印刷機獨特的經(jīng)濟性和技術(shù)性進行了系統(tǒng)評估,旨在提升產(chǎn)品印刷質(zhì)量。事實上,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、運營成本、最高生產(chǎn)速度、印刷質(zhì)量和承印材料范圍等。
對處在高速運轉(zhuǎn)狀態(tài)下的多功能卷筒紙印刷機而言,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業(yè)卷筒紙印刷機。
油基膠印冷固和熱固油墨干燥裝置能夠很好地滿足高速生產(chǎn)的要求,礦物油基油墨和植物油基油墨的分子鏈很長,不易出現(xiàn)飛墨現(xiàn)象,而且在生產(chǎn)速度高達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。坦白地講,UV/EB油墨都是平版印刷中的強者,然而目前存在的諸多問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%,而且在成本上沒有降低的可能。
目前,EB系統(tǒng)多用于卷筒紙印刷機,以及使用水性油墨印刷紙箱和塑料的凹版印刷機。從理論上講,EB固化完全屬于一種冷加工技術(shù),不存在固化強度的下降問題,不受油墨顏色的影響,而且EB固化所需能量較少,無需經(jīng)常維護。
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,提高報紙的生產(chǎn)效率。通過減少燈管數(shù)量或增加固化速度,該系統(tǒng)可節(jié)約燈管能量高達35%,并可大大減少熱傳遞,改善油墨光澤。
技術(shù)性評估
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,然而UV/EB油墨普遍存在著印刷網(wǎng)點增大的問題,對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)前最常見的印刷故障就是油墨懸?guī)c飛濺,從而限制了印刷速度;其次,在交替使用不同類型的油墨時,必須徹底清潔供墨系統(tǒng),即便一個微小的殘渣,也會污染輻射油墨;再次,UV油墨自身的黏度較高、流動性較低,給大多數(shù)墨杠問題的解決和清洗工作帶來很多不便;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現(xiàn)。目前,窄幅商業(yè)卷筒紙印刷機的印刷速度最高可達1500英尺/分鐘,單張紙印刷機和報業(yè)卷筒紙印刷機的印刷速度最高可達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,但對于報業(yè)卷筒紙印刷機而言實現(xiàn)起來非常困難,因為油墨黏性是一個很大的問題,高溫條件下UV墨輥上的飛墨問題非常頻繁。
到目前為止,惰性UV系統(tǒng)在測試條件下的生產(chǎn)速度最高可達2000英尺/分鐘,由此維持在1600英尺/分鐘左右的實際生產(chǎn)速度有可能進一步提升。
至于EB油墨,從理論上講,在印刷速度上擁有更大的潛力,因為其能量高,無須光引發(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濺的問題上具有更高的靈活性。
4.運行成本
運行成本主要體現(xiàn)在兩個方面:油墨成本和固化裝置的開支。
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)所需的費用也是相當(dāng)可觀。
另外,這份報告有關(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小時即需要更換燈管。
5.安裝問題
緊湊型的UV/EB系統(tǒng)擁有一個突出的優(yōu)勢,即便現(xiàn)有的冷固型印刷機已經(jīng)局限了空間,但其同樣可以對固化裝置進行翻新。
經(jīng)濟性評估
更新技術(shù)時,大家通常要考慮的一個主要的問題就是使用過程中的經(jīng)濟性。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)驗豐富的專業(yè)公司,通過科學(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
以一臺報業(yè)卷筒紙印刷機為例,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程中必備的各類裝置等,如冷卻輥、導(dǎo)紙輥、惰性氣體等。 相對而言,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)每小時所需的費用差不多,而普通UV系統(tǒng)和惰性UV系統(tǒng)每小時所需的費用與其相比高出了8%左右。同時兩者每小時的生產(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。
以三班制計算,一年內(nèi)印刷操作人員的工作時間有5307小時。每小時的費用包括勞動力(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)、維護以及必要的管理和營銷等間接成本,資本成本涉及貨幣貶值和利息,另外空間成本并未計入,因為通常其差異性較大且未對生產(chǎn)產(chǎn)生影響。針對干燥裝置“開”與“關(guān)”這兩種不同的工作狀態(tài),分別計算出了相關(guān)費用,對于冷固產(chǎn)品而言投資一個干燥裝置就意味著每小時都會發(fā)生費用。因為需要能量和消耗,所以工作狀態(tài)下所需的費用更高些。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)備時間、生產(chǎn)速度以及油墨和紙張更換時間的不同。為了對比所有成本因素這是一個主要的計算方法。樣本是一個幅面為9.25×12.4英寸且共有16頁的簽名冊,試驗過程中需要應(yīng)用配置不同干燥系統(tǒng)的印刷機在6種紙張上印刷10萬份。
圖2具體顯示了這一活件總體生產(chǎn)成本的對比情況,假定印刷機有50%的時間用于印刷,剩余50%的時間用于干燥,冷固裝置的生產(chǎn)成本位于100%的基線價格,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。
后序
改善報紙印刷質(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)成本方面均為市場認可。相比之下,普通UV系統(tǒng)在低速報業(yè)卷筒紙印刷機上非常有建樹,而惰性UV系統(tǒng)可以適應(yīng)速度更高一些的報業(yè)卷筒紙印刷機,另外值得一提的是,EB系統(tǒng)看起來是最具前景的。報紙的印刷工藝不同于商業(yè)印刷,并不能由簡單的最低總體運行成本來決定,還涉及干燥裝置的頻繁使用,可投入資金量,現(xiàn)有印刷機的安裝空間等方面。但畢竟我們應(yīng)該具體問題具體分析,在做出投資決策前應(yīng)該做一個全面、系統(tǒng)的分析。UV/EB系統(tǒng)并不適合商業(yè)卷筒紙印刷機,因為與熱固裝置相比,其生產(chǎn)成本高、印刷速度慢,而且操作受約束。
本文標(biāo)題:報業(yè)卷筒紙印刷機干燥技術(shù)權(quán)威分析報告
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