蔡成基:从亚洲标签大奖质量评审探寻标签印刷市场技术发展趋势(上)

时间:2020-11-11 来源:

 

亚洲标签大奖历经12年的积淀,已经发展成为国内标签印刷行业技术交流的专业化展示平台,见证着我国标签印刷行业技术的更迭变化。很荣幸,笔者曾于2016、2018、2020年连续三届担任该赛事的印制评委,对从历届参赛标签作品的印刷质量变化中探寻标签印刷业市场技术发展趋势有了些许深入的体会。本文,笔者根据评审过程中的“所见所得”和自己对行业的“所思所想”整理成文,希望能给读者以启示。

 

(注:由于蔡老师的文章内容丰富充实,角度齐全,见地深刻,《从亚洲标签大奖质量评审探寻标签印刷市场技术发展趋势》一文将分为上、下两篇全面展示,本篇内容聚焦凸印、柔印、胶印三个部分展开分析,凹印和数字印刷部分将于明日《从亚洲标签大奖质量评审探寻标签印刷市场技术发展趋势(下)》刊登,敬请期待~)

 

Part 1
凸印标签印刷质量大幅提升
 
凸印曾经是国内标签印刷业的主力工艺,成本低、上马快、收效好是其被标签印刷业广泛采用的理由,然而其印刷质量相对较差,且凸印网点有一个显著的特征:圆形网点中心是一个深色的点,网点外缘是一个深色的圈,在中心色点和圆圈之间的区域,呈现的是凸印网点的基本色,只不过颜色会很浅,如图1所示。这样的网点显示特征就会导致在上墨环节如果因印刷压力大而使墨量偏大,网点四周就会出现油墨外溢现象;如果印刷压力过大,网点就会发生严重变形,由圆形网点变成椭圆形网点,甚至会变成四周呈圆角的矩形网点。此外,采用凸印工艺印制的标签其色差也比较大,如果将刚下机的卷料展开,观察起卷处与收尾处的标签颜色,会很容易看出色差,将同一图案但取之这两个部位的不同标签放在一起比较,肉眼就能分出差别,如果用分光密度仪测量,色差△E为 5.0是大概率事件,有时色差值甚至会大于5.0
 

图1 2018亚洲标签大奖凸印类某参赛作品网点微观图
 
凸印工艺成本较低(包括设备投资,油墨、印版甚至双面胶价格等),其产能也较低,生产速度仅为每分钟30多米,比较适合短订单的需求。基于此,凸印工艺曾一度是国内标签印刷业的主流技术,标签设备数它最多,标签产品也数它最多
 
近10年来,由于柔印技术在标签印刷业的大力推广,市场对产能的需求不断提升,一线操作人员的人工成本不断上升等因素,目前从标签印刷机的总量来看,虽然凸印仍然占据了很大的市场份额,但就标签产品的总量来看,柔印已经把凸印远远甩在身后,成为了市场的新一代主力。
 
以印刷质量作比较,柔印比凸印强许多。因为柔印工艺具有控制色差的网纹辊上墨计量系统,具有在印版辊与压印辊之间承担缓冲层作用的泡棉双面胶。而且,近年来柔印机原有的吊架式压力调节机构逐步被辊枕(又称“肩铁”)机构所替代,上墨压力与印刷压力的精细调节不再完全依靠机长的操作水平,印刷机设立的规矩比机长的个人魅力操作更为可靠。因此,不少大、中型标签印刷企业停开了原有的凸印机,转而投资技术更新颖的柔印设备。
 
但是当市场的中、长订单减少,短单逐渐成为主流时,凸印的机会又回来了。这时,我们不免有个疑问:凸印的印刷质量能满足用户的需求吗?从2016亚洲标签大奖评比的数据来看,当时凸印并没有准备好,凸印的印刷质量特点几乎全部与图1所示的网点特点相同。唯一例外的是,当年被评为“凸印线条+加网类最佳印制奖”的一款产品,该产品为简单的三四条长方形色块,在底色上挂了一层平网,像是某种色卡。笔者用100倍放大镜观察网点的细节部分,竟然没有找到凸印的基本特征,且凸印的圆形网点同柔印网点极为相似,网点墨色均匀,外型基本完整,说明印刷压力十分合适,网点没有明显的扩张。
 
该凸印产品产生的上述表征奇异的网点,可能许多人都认为这与机长的操作水平有关,其实这是一个误解。凸印与柔印具有不同的压印辊结构,柔印压印辊是表面光洁的钢辊,镀有镍、铬等合金层,而凸印压印辊是在钢辊外面包裹一层合成橡胶,胶层厚度约8~12mm。柔印的印版同凸印很相似,都是感光树脂版,但厚度有差异,柔印较厚,凸印较薄。,且一般情况下凸版的硬度高于柔版的硬度。此外,凸印同柔印一样,制版时都采用圆形网点,原理相同,即同其他形状相比,圆形网点的扩张不易被肉眼所察觉,换句话来说,对各种形状曲线变动求最小极限,圆形曲线最小。
 
柔印网点与凸印网点各自具有的表征性差别,其关键在于缓冲层。印版辊与压印辊在运动中的相切,由于机械误差的不可避免,就需要缓冲层。柔印的缓冲层是泡棉双面胶,泡棉的可压缩性与良好的回弹性,可以使因金属辊筒误差与印版厚度误差所造成的网点扩张不易察觉。理论上来讲,凸印也有缓冲层,包裹在压印辊表面的合成橡胶层应该就是凸印单元的缓冲层。值得一提的是,如果不注意橡胶层与印版的硬度匹配,当橡胶层的硬度大于印版的硬度时,理论上的缓冲承担者就会是印版,而不再是8mm~12mm的合成橡胶。国内不少凸印企业都没有考虑过这一细节,长期以来凸版很不幸总是不得不承担机械误差的缓冲。凸印产品呈现的表征性网点,其实正是印版上网点受压变形所致。国际上日、韩等国也有凸印,前几年的质量也不过如此,因此也可以判定以前日、韩凸印技术同我国也相差无几。
 
目前,凸印机合成橡胶层的硬度还一直存在变硬的趋势,究其原因,主要有2个方面:一是时间因素,橡胶因时间长而老化使得硬度增高,从而使理论上的缓冲层与实际上的缓冲层错位,并不断拉开距离;二是辐射因素,辐射主要是UV灯干燥装置对合成橡胶的影响,因此耐辐射、耐老化的性能成了必需,硅橡胶成了热门选择。监控印版与橡胶层的硬度匹配,使橡胶硬度不超过印版硬度,并且尽可能地拉开这一距离,使橡胶层真正起到缓冲作用,这是凸印工艺很重要的一个方面。
 
当然,橡胶层变软,压印时摩擦力增大,这会对承印材料的匀速前行形成阻力,需要机械上做出运动补偿,不然会影响走料,影响套准。这个课题对现在的国内凸印机制造企业而言并不困难。更简单的办法是改变凸版贴版胶带的结构,将原本只有粘性没有回弹的0.1mm双面胶换用柔印的泡棉双面胶,将缓冲层牢牢锁定在泡棉胶带上。需要注意的是,这种改变必须立足于不改动原有的齿轮节圆数据,因此增加的胶带厚度必须在版辊直径上有所减小。
 
2018亚洲标签大奖的参赛作品中,来自韩国的凸印标签差不多都已经克服了凸印网点原有的表征性缺陷,笔者在200倍电子放大镜下观察发现凸印网点同柔印网点已经十分相似。当时,韩国的参赛标签获得好评,凸印标签获奖大面积丰收。
 
2020亚洲标签大奖参赛的国内凸印作品以令人难以想象的速度快步追赶了上来。以本届获奖的凸印标签为例,它们的网点细部特征如图2、图3所示,在电子放大镜下,若将凸印和柔印的作品放在一起比较,网点已经很难准确判断。
 

图2 2020亚洲标签大奖某凸印获奖作品网点微观图

 

 

图3 2020亚洲标签大奖某凸印获奖作品网点微观图
 
用凸印工艺印出柔印工艺的水平,其市场价值难以估量。其一,由于凸印产品与柔印产品客观上存在的价格差是以客观上存在的质量差距为前提的,当质量差距越来越小,意味着承印企业的利润空间可以增大。其二,面临标签的短单市场,换单成本、换单速度是十分关键的因素,凸印换单只要比柔印略微快些,就将有效助力同柔印的竞争。其三,正因为市场上的短单,凸印产品很可能在产品墨色还没有明显起变化之前,即目测产品色差还未到质量控制界限之前,生产任务就已完成。这对柔印采用高价格的网纹辊系统控制色差是一个必要成本上的有力打击。
 
但是,解决了缓冲层工艺的凸印,同柔印相比,仍然存在明显差距,这就是实地与色块印刷中的小白点。把凸印产品墨色中的小白点,归咎于承印材料上的灰尘颗粒所致,这也是一个常见的误解。笔者当年曾收集过用同一批次不干胶材料,以凸印与柔印不同工艺印刷所产生的小白点故障样本,在不计灰尘颗粒影响的条件下,凸印与柔印的小白点是有差异的,这种差异在高倍放大镜下可以观察得到。凸印产品中的小白点,与凸印机匀墨能力稍差,而所用油墨特性又比较硬有关,这也是凸印工艺的诟病。
 
在许多标签印刷企业,凸印所用的油墨都是胶印UV油墨。胶印UV油墨适应的是单张纸胶印机的墨路及其匀墨特性,每色组大约20~30多根墨辊,门幅宽、辊轴粗、,表面积大、匀墨能力强。因为胶印机匀墨性能与墨辊表面积成正比,所以单张纸胶印机的网点印刷就墨色匀称而言,是经得起挑剔的。但标签凸印机门幅窄、墨辊少、辊轴细,匀墨所需的墨辊表面积较小,匀墨能力稍差。用不同匀墨特性的油墨单元去适应相同硬度的油墨,匀墨性能差,出现小白点是大概率事件。
 
其实,我们所谓的油墨硬度,追求的是油墨的切变性能,即剪切变稀能力。切变性大称之为软,切变性小称之为硬。正因为标签凸印机的匀墨性能不及单张纸胶印机,选择不同切变性能的油墨应该是印刷企业所关注的。
 
希望在下一届亚洲标签大奖赛上能看到解决了油墨问题的凸印标签,不是一张两张,而是一整批。这就像此次凸印标签印刷质量大幅度提升一样,不是仅仅依靠操作人员的精心调节,而是通过印刷机或印刷基本工艺的改善,成规模地提升凸印工艺质量水平。
 
在这里,有必要就凸印标签质量提升提一下其市场意义。近几年,由于环保因素的增强,客观上提升了印企的门槛,企业兼并形成潮流。但这种兼并,不是大厂吃掉小厂,而是小厂接不到订单而关门,大厂产能提升而扩张。年销售5000万这一条界限,使印企的整合,市场的分布都有了明显变化。由于标签行业主要采用的不干胶材料在应用上有地域距离要求,即该产品有明显的地域销售半径,因此在某一地域的标签印刷企业不仅要有大体量的“航空母舰”,也要有小体量的“快艇舢板”,这种分布才合理。这几年的状态,在合理扶植小企业方面是略有欠缺的,而凸印工艺的复兴,其投资小、成本低的特点,为小企业的兴起打下了有力的基础。衷心地希望标签界有更多的小企业涌现。
 
Part 2
胶印标签的利与弊
 
2020亚洲标签大奖赛参赛的胶印标签不少。按照组委会的相关规则,根据申报的每类作品数量来确定每类作品入围数量,然后根据每个奖项最终进入复审的作品数来确定奖项个数。此次胶印彩色加网类的最佳印制奖同凸印持平,都达到了3个,说明胶印参赛的作品不少。胶印标签的增加,同这几年国内风行的间歇式标签胶印机的推广有关,当然,也同胶印PS版的价格低廉有关。
 
2018亚洲标签大奖参赛的胶印标签中提供了很好的无水胶印工艺作品,非常可惜的是本届亚洲标签大奖的无水胶印作品有些失常,网点不完整,变形比较严重。用电子放大镜观察,网点竟然与有水胶印差不多。质量控制水平有所下降,不知同墨辊系统的温度控制是否有关?
 
标签产品使用胶印工艺,其初衷是针对柔印与凸印在高光小网点区域的堵版问题,即一个或数个小网点搭桥而误连接在一起形成脏点。当印版加网线数采用133lpi 时还好些,加网线数上升到150lpi 或175lpi 时,故障更严重。柔印的控制精度比凸印高,但是在使用加网线数为175lpi 的印版时,若用户要求渐变到1% 再绝网,为避免出现硬口,也不得不采用混合网掩盖。这是因为能达到1% 网点且直径不超过15um~16um,以调幅网渐变到零而没有硬口,只有胶印最为可靠。
 
胶印标签大行其道,从高光的渐变到零,到C、M、Y叠色为K,甚至连机组式或间歇式很难达到的单张纸胶印的套色工艺也用于标签之上。有长处,但也不乏有短板。说明在采用胶印工艺印刷标签之前,印制企业的准备工作并不充分。
 
传统胶印工艺,尤其是间歇式胶印标签工艺,水墨平衡控制是个大问题。印刷品因水大而造成的油墨乳化加剧,从而网点不完整的现象成了该类标签的通病。初评时不少胶印作品因水大的问题被落选,非常可惜。评审中也有认为只要胶印网点不出现脏点,实地看上去色差不大就可以了,没有必要去追求网点细部。20年前,笔者也曾这样评估胶印质量,但在外企工作时接触到国际日化产品的巨头控制包装印刷品的细节,即每年对凹印版面从5%、10% 乃至100% 的各段作测定比较,不仅控制实地区域的色差,也控制各个层次的色差,大为叹服。包装产品的印刷质量只有经过这样的精心打磨,色差控制才能有所保证。仅控制实地色差,不控制各层次色差,包装上的造假与仿冒将不可能绝迹。即使再添加各种防伪手段,虽然可以增加仿冒难度,但赝品同样不会绝迹。因此,胶印控制色差,不仅要控制实地色差,更应该控制层次色差,这才比较完整可靠。
 
控制胶印层次色差,必然会涉及到胶印网点的完整性与平服性,即我们常用来表述胶印水墨平衡的两大指标。水墨平衡是胶印工艺的核心技术,但在这个核心问题上,我们的工作显然是有缺陷的。
 
所谓胶印水墨平衡,显然,不是简单的墨量与水量的平衡。胶印界的老人们常说不能墨大水大,指的就是胶印追求的是墨量大而水量不大。平衡肯定不是指量,也不会是指黏度,因为胶印油墨属于浆状油墨,虽经墨路匀墨,但其黏度同含有一定胶量与助剂的润版液系统的水,差别很大。那么,到底应该什么平衡呢?
 
笔者尝试过测定水与油墨的表面张力,还测定过PS版上着水区与着墨区的表面能,全部数据都统一用表面张力的物理单位来计算。结果很遗憾,按合规的润版液配比的水的表面张力,与稀释过的浆状油墨在表面张力测试仪上的测定值,并经折算过的最终数值相比,达不到数值相等、方向相反的结果。因此,表面张力的平衡也不成立。至于水与油墨同印刷版面的平衡,更是不可能。因为水或油墨要在版面上润湿,一定是表面张力小于版面的表面张力。因此,胶印的水墨平衡问题不仅是对从事胶印几十年的老胶印人来说,还是对高校从事印刷工艺教学的老师们来说,至今还是一笔糊涂帐。
 
其实,从当年海德堡的工程师们提出用异丙醇润版代替乙醇润版,虽然同样采用了酒精润版的原理,但是逐渐使人看出了端倪。根据长期的操作经验与效果评估,根据异丙醇与乙醇用于润版液系统的本质性差别,我们逐渐形成了胶印水墨平衡其实是版面上油墨与水在着墨区与着水区边缘平衡,即位置平衡的观点。胶印是平版,着墨区与着水区在表面能(也称之为表面张力)上有明显区别,理想的水墨平衡就应该像无水胶印一样互不干涉。胶印单元中水辊最先接触印版,水在着水区的润湿与挥发,是水墨平衡的两大要素。至于业界认为印版上油墨与水的乳化是必然与必需的,用胶印油墨中可以包含多少水量来表示水墨平衡的能力,这些说法与做法,其实都体现了我们在理论缺失条件下的无奈。
 
胶印的这个理论性缺失在近几年国家环保要求提升,严控生产过程中的异丙醇添加,提倡应用无醇润版液时,更是显得捉襟见肘。无醇润版液在国内胶印界推广已有10年之久,以前一直用不好,水量大小不易控制。有些印刷厂在应用中实在调节不好,就会偷偷地加一点异丙醇,立马见好。很少有人对现今都已把无醇润版液用得很好提出过异议,现在的润版液在表面张力与蒸发速率方面究竟有了多少实质性改善,添加了润版液以后的水系统,表面张力能达到多少?相对于醋酸正丁酯的蒸发速率能达到200左右吗?显然,这些都没有具体的数据,人云亦云,焉能使人相信积压了10年之久的弊病如今已经顺利解决?
 
但是用观测胶印网点的完整性与平服性来表达墨大水不大的水墨平衡境界,应该是可以取得共识的。因此用放大镜观测胶印网点30%、40% 左右网点的完整性,是我们评估油墨过度乳化,水墨失衡以及网点变形的关键区域。从高光小网点到30% 左右处,网点面积过小,即使用电子放大镜观察,也不容易细辨。50% 是胶印的临界点,往上则进入反白区,更不容易观察。
 
本届亚洲标签大奖参赛的胶印作品,将水墨平衡控制好的不多,水平基本如图4所示,唯有被推为全场印制大奖的一款胶印白酒标——御花园瑞兽酒标在水墨平衡控制方面稍微好些,网点细节如图5所示。
 

图4 2020亚洲标签大奖某胶印参赛作品微观图

 

 

图5 2020亚洲标签大奖全场印制大奖胶印网点微观图
 
因此,如何在胶印工艺中控制好水量的调节,从而控制油墨乳化,进而控制网点的完整性,是胶印标签在今后一个很长时期内必须要解决的问题。不能因为产品成本低而降低印刷质量标准,胶印色差值△E不能超过5.0,否则会砸了自己的饭碗。
 
在这里,有必要给标签的设计单位提个建议,既然胶印工艺存在这个弊病,如果设计时高光的渐变不超过30% 的范围,用高光体现的明度与实地提供的密度配合,岂不是能有效减少胶印工艺目前的尴尬?其实,以前凹印也是这么解决暗调质量不佳的困境,即用50% 以前的高光与中间调直接同实地相配,设计中尽可能不去触碰暗调,这样凹印的缺陷就被遮掩了近20年。可见,设计师与印刷厂作必要的沟通与匹配,是我们暂时解决胶印工艺弊病的有效方法。
 
Part 3
柔印工艺在标签领域的发展趋势
 
本届亚洲标签大奖柔印彩色加网最佳印制奖只有1个,同历届相比是最少的。有一种说法是许多企业避开了此奖项的申报,都转投组合印刷最佳印制奖。细数一下组合印刷最佳印制奖达到了8个,这确实有点令人惊讶。
 
柔印机组确实比较适合叠加其他工艺形成组合印刷,同胶印、凹印等传统印刷工艺相比,柔印的压力最轻,因摩擦力造成的逆向传递阻力最小,所需要的机械补偿最小,因此在保证套准精度上不必添加很多精确技术,可以节约大量成本。
 
同为卷材印刷的轮转机组,柔印的附加工艺比凹印的附加工艺要方便许多,成本也低许多。凹印烟包也采用组合印刷工艺,与同样采用组合印刷工艺的柔印相比,成本要高出很多。究其原因,补偿是否方便是很大的一个影响因素。
 
本届亚洲标签大奖柔印彩色加网印刷作品的难度有所下降,遍寻所有作品,175lpi 印版1% 网点以调幅网形式渐变到零的设计没有找到,看到的是以混合网渐变到零,如图6所示。
 

图6 2020亚洲标签大奖某柔印获奖作品网点微观图
 
同2018亚洲标签大奖参赛作品呈现的柔印工艺相比,操作上容易不少。其实,柔印的这个变化,反映了标签设计单位逐步接受了混合网的美学理念,主动降低了对印刷企业的难度,这是值得欣慰的。虽然目前柔印工艺已经具备辊枕式压力调节机构,HD高清网点制版,合适的高色浓度油墨,经得起苛刻挑战,但是降低难度,说明代表终端用户要求的设计单位摒弃了用高端设备的难度来筛选印刷企业的做法,给更多的柔印企业以竞争机会,也从侧面反映了终端用户对标签成本的降本需求。
 
2018亚洲标签大奖柔印有7色作品,是一款立白标签,C、M、Y、K、O、G、V,高保真印刷所需要的7色。在本届大赛评比中,终端评委就在众多印品中寻找7色作品,目的很清楚,7色印刷可以换单不换墨,可以用原色叠色代替专色,可以有效降低印刷成本。很可惜,本届入围的柔印作品没有7色作品,有一家参评单位提供的胶印7色作品并不是真正意义上的7色印刷,而是把百事公司logo的专色红与专色蓝也算了进去。但这个插曲从侧面反映了终端用户急于印刷企业采用新技术帮助他们降低产品价格的需求。
 
如此一来,柔印现在面临两方面的压力:一方面是凸印与胶印在短单市场的竞争与挑战;另一方面是终端用户每年都在提出的降价需求。那么,柔印应该如何作答?如何继续保持标签业产量上的主力地位?这将考验柔印人的智慧与经验。
 
凸印和胶印工艺在短单领域对柔印标签的挑战,促使柔印工艺必须解决自己的短板,达到换单快、时间短、重新开机时损耗小的目的。柔印7色印刷方案,确实是可以应对的有效方法。虽然7色印刷方案对设备有要求,但这个要求在国产设备上已经不再是难题。
 
柔印可以用水墨来代替UV油墨。UV油墨的颜料比例一般在25%,水墨也可以做到25%,如有需要,甚至更高。因为水墨中的水性溶液与水性乳液分属不同体系,不受颜基比规律的限制。在现阶段,水墨+UV光油的技术方案质量上同全UV可以比肩,价格上比全UV要低许多。
 
此外,柔印的版费也有下降空间,国产固态版与进口固态版的价格差,液态版与固态版的价格差,只要真正把握版材的性能与价格,柔印标签的成本空间仍然很大。
 
如果柔印确实在短单市场难于同凸印、胶印竞争,本届参赛柔印作品中的收缩膜套标市场,给柔印标签打开了同凹印竞争的有效市场途径。上届柔印收缩膜套标作品仅有两个,其中一个还是由冷烫膜供应商提供。但本届参评的该类作品众多,有柔印+冷烫、柔印+凹印金属墨乃至全柔印,可以看出,柔印收缩膜套标市场已成气候,凹转柔逐步成了“集团军”。
 
柔印在收缩膜套标市场的凹转柔实践,其实也为软包装领域的凹转柔打了一个漂亮的前哨战。这几年,软包装领域由于市场的整合与变化,利润空间有效提升。据上海版专的有关市场调研数据显示,不少软包企业的净利润已经达到并超过了15%。这个水平在标签行业也已经非常不错,而且软包装领域的体量大,适时地从标签向软包装延伸扩张,应该是一个不错的选择。国际上最大的标签企业早已通过并购进入软包装行业,这应该可以给我们国内的标签印刷企业一定的启示。
 
(未完待续~~~)