包裝印刷技術(shù)及設(shè)備發(fā)展趨勢

包裝印刷的市場構(gòu)成及特點

1.包裝印刷的范圍

包裝印刷（package printing）是指以各種包裝材料為主要產(chǎn)品的印刷，在包裝材料、包裝容器上印刷各種圖文的統(tǒng)稱。根據(jù)生產(chǎn)材料的不同，包裝印刷產(chǎn)品可分五大類：紙板類、塑料類、金屬類、薄膜類、玻璃類。

2.包裝印刷市場的構(gòu)成

根據(jù)國家新聞出版廣電總局發(fā)布的數(shù)據(jù)（如表1），2014全國印刷復(fù)制業(yè)營業(yè)收入為11740.16億元，增加值為3079.22億元，利潤總額為814.66億元。如圖1所示，包裝裝潢印刷品印刷的營業(yè)收入為8764.62億元，約占77%；出版物印刷（含專項）的營業(yè)收入為1514.29億元，約占13%；其他印刷品印刷的營業(yè)收入為1077.96億元，約占10%。

雖然新媒體對紙質(zhì)出版物的影響較大，但對包裝印刷行業(yè)影響較小。特別是隨著快遞物流行業(yè)的快速發(fā)展，也帶動了包裝印刷行業(yè)發(fā)展。因此，很多印刷企業(yè)均看好快遞包裝印刷市場的行情，加大該領(lǐng)域的投入力度。

3.包裝印刷的特殊性

包裝印刷既有與一般印刷方法相同的技術(shù)工藝，又有其特殊工藝。包裝印刷的特殊性主要體現(xiàn)在3個方面：一是涉及面廣，二是工藝復(fù)雜，三是設(shè)計、材料、工藝、裝備、產(chǎn)品的一體化融合。

包裝印刷技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用

包裝印后加工工藝主要有：上光、燙印、覆膜、制盒、模切壓痕、分切、復(fù)卷、復(fù)合、涂布等。

1.包裝印刷后加工新技術(shù)

包裝印刷后加工新技術(shù)主要有UV冷燙印技術(shù)、LED-UV印刷技術(shù)、EB固化技術(shù)、UV模壓成型技術(shù)、納米壓印技術(shù)和無溶劑復(fù)合技術(shù)等，下面簡單介紹其中幾種。

①UV冷燙印技術(shù)

UV冷燙印技術(shù)的冷燙原理：是指先預(yù)印UV固化膠，再將冷燙箔轉(zhuǎn)移到要燙印的基材上。

優(yōu)勢是：A.成本低：無需熱燙印的經(jīng)驗和特殊燙印設(shè)備；B.靈活、經(jīng)濟：尤其適合于少批量生產(chǎn)；C.成本低、效率高：可使用標準印刷板；D.高速高效：生產(chǎn)速度可達120m/min；E.印刷、燙印聯(lián)機一次完成：易控制印刷精度。

主要應(yīng)用范圍有兩個方面：一個方面是包裝領(lǐng)域，如酒標簽、醫(yī)藥標簽、飲料標簽、糖果紙卡、酒盒、膠卷盒、煙包等；另一個方面是食物及藥品領(lǐng)域，如洗發(fā)液標簽、牙膏外盒等。

②UV-LED印刷技術(shù)

UV-LED固化原理及工藝：指在紫外（UV）光譜區(qū)的發(fā)光二極管輸出能量使涂布液、黏合劑、油墨和其他UV固化材料處理技術(shù)，是一種環(huán)保的多功能制造工藝。（如圖2）

UV-LED相對于傳統(tǒng)燈是一種冷光源，特點有：A.效率高，能夠節(jié)能約50%～75%；B.環(huán)保，不產(chǎn)生臭氧且不含汞。

UV-LED印刷技術(shù)近幾年在歐洲快速擴張，由于成本降低，每年呈倍數(shù)增長。此外，由于UV固化能效比高，UV-LED的低能耗技術(shù)是未來固化技術(shù)的關(guān)鍵。

③EB固化技術(shù)

EB固化原理及工藝：EB固化是利用電子束中的電子與反應(yīng)物中的電子作用，此時處于電子束的能量沉積階段，能量沉積的結(jié)果是使反應(yīng)物產(chǎn)生電離。如圖3為EB設(shè)備原理圖。

EB固化技術(shù)的特點是高效、節(jié)能、環(huán)保、經(jīng)濟，以及技術(shù)的廣泛適用性。

從目前應(yīng)用情況來看，已經(jīng)有多種產(chǎn)品加工的EB固化生產(chǎn)線，技術(shù)成熟，工藝完善。

④納米壓印技術(shù)

納米壓印的基本方法：在不使用電子和光子的前提下，直接利用物理機理機械在光刻膠上構(gòu)造納米尺寸圖形，不再受到光子衍射和電子散射的限制，可大面積制備納米級圖形。制作模具的方法如圖4所示。

特點是設(shè)備簡單，制備時間短，壓印模板可重復(fù)使用。

⑤無溶劑復(fù)合技術(shù)

無溶劑復(fù)合技術(shù)的原理：采用無溶劑型膠黏劑將兩種或多種基材復(fù)合在一起，又稱反應(yīng)型復(fù)合。

該技術(shù)的特點是無廢氣排放，不需要復(fù)雜加熱、廢氣排風(fēng)裝置，設(shè)備簡單，能耗少，工藝流程簡單，設(shè)備占地面積小。無溶劑復(fù)合與普通復(fù)合不同，如表2所示。

無溶劑復(fù)合技術(shù)的應(yīng)用范圍非常廣泛，尤其是醫(yī)藥、食品行業(yè)等。

2.包裝印刷方式

柔性版印刷是包裝印刷中的一種重要方法。主要用于商標、標簽、折疊紙盒（煙盒、酒盒、化妝品盒、藥盒、保健品盒等）、紙杯、商業(yè)表格等印品的印刷，其質(zhì)量已能與凹印及膠印媲美。

各類印刷方式在包裝（標簽、折疊紙盒、紙箱、塑料軟包裝、金屬與玻璃包裝容器）印刷中的應(yīng)用工藝及相關(guān)技術(shù)主要有：鐵皮印刷、軟管印刷、塑料印刷、商標印刷、貼花印刷、全息印刷、立體印刷、發(fā)泡印刷、磁性印刷、液晶印刷。以下簡單介紹幾種值得關(guān)注的包裝印刷方式：

①利樂包印刷

利樂包裝是指采用瑞典利樂公司的全無菌生產(chǎn)線生產(chǎn)的復(fù)合紙質(zhì)包裝，其特點是材料、工藝、技術(shù)、設(shè)備、產(chǎn)品的集成。

②鐵皮印刷

鐵皮印刷是在金屬板上進行印刷的方法，即在鍍錫鐵皮或鋁皮等材料上印刷圖文。例如，2008年上海寶印金屬涂彩有限公司引進德國高寶MetalPrint公司的六色UV彩印線，該生產(chǎn)線已在中國大陸約10臺。2010年上海寶鋼包裝股份有限公司成立，目前寶鋼包裝共有29條印涂線，服務(wù)于可口可樂、百事可樂、百威啤酒、雪花啤酒、燕京啤酒等國內(nèi)外知名飲料品牌客戶。

③塑料軟管柔印機（“曲面柔印技術(shù)”）

例如，意大利某公司生產(chǎn)的七色塑料軟管柔印機，具有柔印、絲網(wǎng)和上光功能，由自動上管、表面處理、印刷（含柔印、絲?。⑸瞎?、光油固化、自動檢測等單元組成。

技術(shù)特征：A.各印刷單元依靠獨立伺服電機驅(qū)動，通過虛擬電子軸實現(xiàn)同步；B.利用伺服控制驅(qū)動印刷定位系統(tǒng)；C.生產(chǎn)效率達150支/分。

此外，輕量化包裝印刷和包裝上的溯源碼印刷等也值得關(guān)注。

印刷包裝設(shè)備的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化、綠色化

1.《泉州制造2025》的啟發(fā)

2015年初，泉州市政府正式發(fā)布《泉州制造2025》發(fā)展綱要，主要包括智能制造、優(yōu)質(zhì)制造、綠色制造、服務(wù)型制造四大重點領(lǐng)域。

2015年，在全國機械裝備制造業(yè)普遍低迷的背景下，泉州智能裝備產(chǎn)業(yè)卻一枝獨秀。通過實施“數(shù)控一代”示范工程，推動了泉州裝備產(chǎn)業(yè)向數(shù)控化、自動化、智能化發(fā)展。全市裝備產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值達1350億元，增長12.5%。

案例1：紡織行業(yè)整體提升。研發(fā)和應(yīng)用國產(chǎn)數(shù)控圓網(wǎng)印花機、電腦提花機等數(shù)控產(chǎn)品，逐步取代進口數(shù)控產(chǎn)品，降低設(shè)備成本。國內(nèi)占有率70%，實現(xiàn)了環(huán)保、低碳、節(jié)能、減排的目標。

案例2：石材產(chǎn)業(yè)提升加工精度。采用數(shù)控技術(shù)對石材機械升級改造，提高了整機的性能和加工精度。在我國石材行業(yè)得到廣泛應(yīng)用，部分產(chǎn)品出口歐美市場。研發(fā)的國產(chǎn)五軸橋式切石機采用國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)，可實現(xiàn)復(fù)雜五面體曲面加工，達到國外同類產(chǎn)品技術(shù)水平，價格比國外同類產(chǎn)品低50%，效率比傳統(tǒng)設(shè)備提高一倍。

案例3：建材家居產(chǎn)業(yè)解決用工緊張難題。集成應(yīng)用國產(chǎn)化數(shù)控產(chǎn)品，在石材等領(lǐng)域開發(fā)了一批數(shù)控產(chǎn)品和自動化生產(chǎn)線。研發(fā)的拋光、噴涂、組裝、搬運機器人、自動滾壓生產(chǎn)線推動了“機器換工”。通過拋光機器人，實現(xiàn)了衛(wèi)浴車間無噪聲無粉塵。結(jié)合個性化需求， 效率提高20%以上，一套拋光機器人可替代10名熟練技工，大大提高了拋光精度，解決了用工緊張的難題。

另外，嘉泰數(shù)控實施了我國第一個“智能工廠示范項目”，車間面積只有1500平方米，但安裝設(shè)備150臺（采用“眾籌”模式），效率非常高。

2.數(shù)控一代“十三五”發(fā)展思路

技術(shù)階段是“數(shù)字化+智能化”，技術(shù)路線是“創(chuàng)新工藝+專用數(shù)控+智能傳感+機器人+創(chuàng)新設(shè)計”，從而制造出新型裝備、生產(chǎn)線、車間。

因此，印刷業(yè)應(yīng)引領(lǐng)高端機械產(chǎn)品的創(chuàng)新升級。例如，陜西北人研發(fā)出數(shù)控化環(huán)保型卷筒料凹版印刷機，特點是：①用國產(chǎn)伺服電機直接驅(qū)動印刷版輥，實現(xiàn)光電套準與無軸傳動一體化控制；采用高效節(jié)能烘箱，降低綜合能耗50%以上，減排30%以上。②自動化、智能化：采用印品在線檢測、遠程診斷與技術(shù)支持系統(tǒng)，智能生產(chǎn)管理系統(tǒng)等控制系統(tǒng)。

3.對智能制造的理解與分析

①智能制造的內(nèi)涵

智能制造的內(nèi)涵是數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化，是第三次工業(yè)革命的核心技術(shù)之一，也是《中國制造2025》的主攻方向。智能制造作為一個系統(tǒng)工程，需要從產(chǎn)品、生產(chǎn)、模式、基礎(chǔ)4個維度理解和推進（如圖5）。

②數(shù)控技術(shù)與數(shù)字化

數(shù)控化是對于機械運動的驅(qū)動和控制系統(tǒng)的創(chuàng)新，機械產(chǎn)品創(chuàng)新的重要途徑、技術(shù)路線如圖6所示。

數(shù)控技術(shù)是實現(xiàn)機械產(chǎn)品創(chuàng)新的顛覆性共性使能技術(shù)，是信息技術(shù)與自動控制、機械制造技術(shù)相結(jié)合的集成技術(shù)，其核心是數(shù)字化。數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用使機械產(chǎn)品內(nèi)涵發(fā)生了根本性變化：產(chǎn)品功能極大豐富，性能發(fā)生質(zhì)的變化；提高產(chǎn)品水平和市場競爭力；使機械產(chǎn)品向智能化方向擴展。

③《中國制造2015》推進策略

第一階段（2015～2020）：全面推廣數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)應(yīng)用，部分行業(yè)和企業(yè)開展智能化技術(shù)應(yīng)用試點，“工業(yè)2.0補課，3.0普及，4.0試點”，如推進“數(shù)控一代”創(chuàng)新應(yīng)用工程。

第二階段（2020～2025）：推進網(wǎng)絡(luò)化智能化技術(shù)的應(yīng)用，如推動“智能一代”創(chuàng)新應(yīng)用工程。

4.面對“智能裝備制造”的冷思考

①切入點是：用戶、終端消費者需求及制造商主動改進；

②把服務(wù)作為企業(yè)新增長點：由制造到“制造+服務(wù)”；

③包裝印刷設(shè)備應(yīng)數(shù)控化、綠色化先行；

④把技術(shù)集成作為產(chǎn)品創(chuàng)新的重要驅(qū)動力；

⑤提高設(shè)備的精度保持性及可靠性。

總之，現(xiàn)階段我們應(yīng)該“補課工業(yè)2.0”，“普及工業(yè)3.0”，同時“試點工業(yè)4.0”。