探析標簽印刷與油墨
2009-08-26 13:04 來源:www.ysgang.com 責編:劉文越
【我要印】訊:標簽可以說是近幾年印刷行業中的一個亮點,特別是不干膠標簽,在國內已經形成一個完整的產業鏈,標簽印刷在市場中的地位也逐漸被人們所重視。
就目前而言,標簽印刷存在的最大問題就是標簽印刷的小批量需求、多品種趨勢和環保問題。其實,這些問題不僅發生在標簽印刷行業上,也是印刷業面臨的一個共同課題。但標簽行業必須做出相應的反應,對于小批量多品種的要求,有些印刷公司提出了如下方案:引進換版容易的印刷機;構筑起一個從接單、承印到發貨的廠內管理體制;在印前印后工序引進電腦控制設備等,不失為一種因時制宜的妥帖辦法。
一、標簽印刷市場的現狀
綜合許多印刷業內人士的觀點,目前國內的標簽市場具有以下特征:紙質標簽仍是標簽的主流,但薄膜類標簽的增長十分迅速,比如中高檔日化產品多采用薄膜類標簽,理由是由于薄膜類標簽具有優良的耐水防潮性、耐高溫性、耐磨性、耐撕裂性。
相對而言,在各種類型的標簽中,收縮標簽的增長速度最快。標簽所使用的材料和形式也日趨多樣化,采用卷筒方式印刷的標簽產品越來越多。柔性版印刷技術的應用逐漸增多,而且許多柔性版印刷機都采取組合印刷方式,安裝輪轉網印單元、熱燙印或冷燙印單元等。小批量訂單、快速更換活件和快速交貨已成為終端用戶的主要要求。作為有高科技含量的新產品,RFID標簽具有產品追蹤、控制等功能,這也預示著標簽印刷進入數字印刷領域。
主要的標簽類型及應用范圍,我們可以參考下表。后文將對目前市場上的主流標簽作一簡單的概述。
1、不干膠標簽。
不干膠標簽也叫自粘標簽,及時貼,即時貼等,是以紙張、薄膜或特種材料為面料,背面涂有粘合劑,以涂硅保護紙為底紙的一種復合材料,并經印刷和模切等加工后成為成品標簽。應用時只需從底紙上剝離,輕輕一按,即可貼到各種基材的表面,也可使用貼標機在生產線上自動貼標。
在我國標簽市場中,不干膠標簽占據了主導地位,其年增長率在20%左右,但和發達國家相比,還有很多的增長空間和發展潛力。我們的不干膠標簽行業有自己的特色,即中小型廠多、專業化的大型印刷廠少;印刷廠初級設備多,高檔設備少;不干膠標簽市場發展不平衡,沿海地區發達,中部地區正在發展,邊遠地區比較落后。
2、收縮標簽。
收縮標簽市場正處于快速增長之中,市場份額不斷擴大,遠遠超過普通標簽市場的年增長率。收縮標簽的主要應用領域是飲料行業,此外,在食品、保健品及個人護理品行業的增長勢頭也很強勁。收縮標簽的適應性很強,在塑料、木質、紙質、金屬、玻璃、陶瓷等包裝容器上都可采用。
收縮標簽常用的薄膜材料主要有PVC、PE、PET、OPP等,它們在收縮特性、環保性等方面各具特色,在選擇時要針對產品的特定應用綜合考慮。比如 PET材料的環保性好,在十分重視回收再利用的歐洲市場上扮演了重要的角色。從印刷工藝來看,目前收縮標簽仍以凹版印刷為主,柔性版印刷所占的市場份額較小。另外,膠印和數字印刷也有一定的應用范圍,以滿足客戶的特定需求。
3、模內標簽。
模內標簽的結構與常用的不干膠標簽不同,它的背面有一層固態的膠黏劑,這種膠黏劑在一定的溫度下會熔化,同被貼的容器表面粘為一體。模內標簽最早用于注塑類容器,后來發展到吹塑類容器,并廣泛應用于多種塑料材質的容器包裝中,如HDPE、PP、PET等。
在北美地區,模內標簽主要用于吹塑成型容器,而在歐洲則多用于注塑成型容器,容器標簽中采用模內標簽的比例在12%至15%,主要應用于護理用品、日化、食品、飲料、潤滑油、醫藥等行業。在我國,模內標簽開始進入規模化發展是近幾年的事,但發展速度卻相當驚人,目前主要集中在潤滑油和日化行業。
4、RFID標簽。
RFID標簽是在電子技術的基礎上發展起來的,它存儲的信息量巨大,非接觸式讀寫靈活快速,且環境適應能力較強。根據專業人士對全球RFID標簽應用市場的分析與預測:到2009年,全球RFID市場將從2003年的20億美元猛增到100億美元。
與此同時,RFID標簽的應用領域不斷拓展,快速滲入到各個領域。RFID標簽在物流倉儲、生產制造、商業零售、商品防偽、交通運輸、國防軍事等領域的試驗與實際應用正逐步展開。如果RFID技術能與電子供應鏈緊密聯系,那它很有可能取代條形碼掃描技術。從長遠來看,在物流領域之外,比如產品級的RFID 標簽可用于醫藥用品的防偽、航空行李和圖書管理等方面有很大的發展空間。
我國RFID標簽市場起步較晚,在應用上與國外存在相當大的差距。最直接的RFID標簽頻率問題,國外許多地區都已經基本確定下來,但我國尚未批準。而且,國內市場存在基礎研發力量薄弱、標準化方面企業參與程度不夠、國內企業大多持觀望態度等諸多問題。
目前,就整個RFID技術而言,面臨三大障礙:標準障礙、成本障礙和技術障礙。標準障礙指的是要應用RFID,就必須制定一個統一、開放的技術標準,但目前市場上同時存在多個標準,另外還有許多國家和地區正在制定適合自己的相應標準;成本障礙指的是應用領域對成本的增加一直非常敏感,如何推廣應用,成本也可以說是主導因素;技術障礙,比如RFID標簽的可識讀率、型號匹配、數據處理,都是需要解決的棘手問題。
5、數字標簽。
在過去的幾年中,標簽市場發生了顯著的變化,市場以及消費者需要更小批量的產品、更短的交貨期、更強的個性化。傳統印刷在時間和成本上很難滿足這種需求,作為傳統印刷方式的一種補充,數字印刷具有更高的靈活性和更好的成本效益,還可以實現可變數據印刷,印刷好的標簽在倉庫中成批積壓的情況不再出現。而且,隨著數字印刷機性能的逐漸提高,使用的承印材料范圍日益廣泛,數字印刷在包裝印刷領域也得到越來越多的應用。數字印刷技術最早進入包裝印刷領域就是用于可變數據印刷及短版標簽印刷。
具有可變數據印刷功能的數字標簽解決方案使標簽印刷企業具備了以低成本快速提供短版標簽的能力,實現了長短版兼顧,為印刷客戶提供一張起印的低成本解決方案。滿足了客戶的多方位需求,個性化印刷滿足了用戶對產品在市場中細分的需求,防偽印刷功能為客戶提供了更安全的全程服務,進一步增強了企業的市場競爭力。
二、標簽油墨的選擇
標簽印刷油墨種類很多,根據所采用溶劑的不同,可分為三大類:水性標簽印刷油墨、溶劑型標簽印刷油墨和UV標簽印刷油墨。
水性油墨安全衛生、無污染,符合環保要求,有利于人體健康;但也存在缺點,如干燥速度慢、色飽和度不高,穩定性差等,不宜印刷大面積實地,久置易發生沉淀、分層現象。
溶劑型標簽印刷油墨對標簽材料的適應性強,性能穩定,印刷質量較高;但存在環境污染問題,有些揮發性溶劑對人體有害。
UV標簽印刷油墨性能優良、質量可靠、適用范圍廣;但價格偏高,且需專門的干燥設備,對配套材料也有一定的要求。
在選擇標簽印刷油墨時要綜合考慮承印材料的類型、印刷方式和印刷條件、客戶的特殊要求、印后加工工藝、標簽的用途及使用條件、成本等幾方面因素。標簽印刷油墨的性能主要包括色相、細度、飽和度、光澤度、附著力、黏度、干燥性等,這些性能對印刷工藝及印刷質量都有重要影響。
三、不干膠印刷工藝
柔性版印刷是當前國際印刷業中普遍推廣的一種新型的印刷工藝,其優點是機器結構簡單、成本低、印刷質量可與膠凹印媲美,且具有膠印不具有的墨層厚的優點;其油墨采用水性油墨,不污染環境。一些發達國家立法規定用于食品和藥類的包裝標簽,必須采用柔性版印刷。
現在不干膠標簽柔版印刷的印版大多采用固體樹脂版,油墨采用普遍油墨或UV油墨。柔版雖具有墨色飽滿的優點,但印刷網線受到限制,一般只能達到133線/英寸,遠遠不能滿足不干膠標簽用戶對印品質量越來越高的要求。
柔版不干膠標簽印刷設備全部為窄幅柔印機,以國產為主,設備有兩個特點:一個是使用UV油墨代替水性油墨。UV油墨穩定性好,避免頻繁清洗印版和輸墨系統。更重要的是UV油墨的色密度大于水性油墨,可提高標簽的印刷質量。還有一個特點是普遍使用無膠片直接激光制版技術,避免了小網點損失、大網點并級,改善圖像層次,圖文清晰度和印刷質量大幅度提高。
柔性版印刷以其高質量的印品,獨特的、稱之為“綠色印刷”的優點將成為未來不干膠標簽印刷的發展趨勢。所以,可以不夸張地說,柔版印刷不干膠標簽是今后的發展方向,目前國內企業采用國內資源、國外技術生產出的柔版印刷設備在印刷質量和價格上都在逐步被國內印刷企業所接受,應用柔版印刷不干膠標簽的市場份額正在快速增長。
四、不干膠材料
不干膠標簽應用范圍主要有裝潢用材料和商標材料。裝潢用材料是以薄膜為主,主要用于汽車、摩托車上的裝飾貼花、商標櫥窗上的標識文字、高速公路上的反光膜、集裝箱上的標記等。商標材料則是以紙張和薄膜為主,按應用范圍再細分為基礎標簽和可變信息標簽。基礎標簽主要有食品和飲料、化工產品、藥品、辦公用品、玩具、洗發水、電器、衛生用品等商品用標簽。可變信息標簽則有批號、次序碼、條形碼、生產日期、有效期、價格、郵寄過程信息處理、分銷、倉庫管理、庫存數據等。
不干膠材料由三部份組成:面材、膠和底紙。選擇一個合適客戶的不干膠產品,絕非是一件容易的事,根據專業從事工作者的經驗,要從以下幾個方面了解:
1.粘膠劑的永久性和可移除性。以粘膠劑的表現性能來看,總體可分為兩類:永久性和可移除性。
2.強調標貼表面的意義。不干膠材料加工的標簽,可能被標貼在各種材料的表面,不同的標貼表面對表現的影響很大。
3.標貼基材的表面結構和形狀。直觀地說,粗糙的標貼表面就需要粘度較強的膠水。標貼基材表面有平面和曲面之分,如果標貼表面具有一定的弧度(例如直徑小于三公分的藥瓶表面)就可能需要面紙具有良好的適貼性或粘度較強的膠水。
4.標貼表面的清潔狀況。不干膠材料最適于表面清潔、干燥、無油跡和灰塵的標貼基材。
5.增塑性對膠的不良影響,也就是氣候耐性的要求。比如說,是否不干膠粘度需要在冷、熱、潮濕或室溫條件下粘貼;是否不干膠標簽暴露在冰點以下的環境;是否用于戶外、高溫、潮濕或含有紫外線的光線之下,以及是否接近溫度較高的汽車引擎。
6.印刷方式和加工方式對不干膠材料的要求。在選擇不同的印刷方式(如柔性版印刷、凸版印刷、膠印、熱轉移和激光打印)及加工方式(如卷到卷、卷到單張、折疊式進紙方式、單張到單張)以后,方可決定印刷材料。
五、標簽油墨的應用
1、不干膠標簽油墨。
對于普通的不干膠標簽,一般以柔性版印刷為主,再連線配合模切及分切等裝置;對于有特殊要求的印刷品,也可以考慮增加網印裝置,用于一些特殊效果的印刷。對于不干膠標簽產品,實際上,更多的是需要考慮生產效率的問題,因此,高速柔性版印刷設備成為了首選。另外,針對普通的不干膠標簽,還可以選配例如超級上光等特種工藝單元,實現如鏡面效果的UV上光等,以增加產品的附加值。
UV油墨固化的主要原因是受紫外線的照射作用,UV油墨中的光聚合引發劑吸收一定波長的光子后轉為游離態分子,成為自由基,然后通過分子間能量的傳遞,使聚合性預聚物和感光性單體變為激發態,產生電荷轉移絡合體,絡合體間不斷交聯聚合,固化成膜。UV油墨的固化過程是一個光化學反應的過程,即在紫外線能量的作用下,預聚物在極短的時間內固化成膜,紫外線除了造成油墨的表面固化外,更能滲透深入液狀的紫外線固化油墨中,并刺激深層墨膜的進一步固化。傳統油墨是在氧化作用下凝固干燥的,而以溶劑或水為基礎的油墨則是靠水或溶劑的蒸發而固化,部分油墨能滲入紙張。因此與傳統油墨相比較,紫外線固化油墨的聚合干燥要更為徹底,沒有任何蒸發或溶劑性的污染物,墨膜百分之百的固化。
UV印刷時的主要注意事項有:
(1)對UV油墨來說,一般紫外線比較容易透過黃色和紅色,而藍色和黑色特別是黑色很難透過。所以如果為了提高印刷效果而過于增加印刷濃度,會造成硬化不良、油墨擦落、密著性不良,甚至造成反面粘滾筒。在UV印刷中特別要注意黑墨的印刷濃度。
(2)在各種基材中,也有少量對UV油墨的密著性、耐刮性、折曲適性不良的基材。特別是合成紙和塑料的基材,品種相當繁多,并且還有基材表面處理過和未處理的。油墨對于各種基材,密著性能等也有相當的不同,所以必須選擇對UV油墨適合的基材,或者選擇適應于基材的油墨,這是非常重要的。UV油墨中,有紙用和塑膠用,在塑膠用UV油墨中還分有幾種。在使用前一定要進行密著性和其它性能的測試。即使基材是紙,但由于紙張的不同,油墨種類的不同和硬化條件的不同,也有可能發生密著性能低下的事故,望注意進行事前測試。
(3)一般情況下,UV油墨原則上是不用調整即可使用的,但根據紙的質量、室內溫度及印刷條件,可以適當添加2至5%的UV專用調墨油或退粘劑。還有一點,如果使用輔助劑或洗凈劑時,請使用UV油墨專用的。
(4)UV油墨不要和油性油墨混合使用,若一定須和其它品種油墨混合時,事前必須確認混合后油墨的流動性、密著性和印刷適性及凝固程度。UV的金銀墨和UV的一般油墨混合后,會發生流動性惡化凝固,速度增快,光輝性變弱等現象。所以混合后的油墨請不要長期保存。
(5)如果把油墨存放于高溫處,會發生凝固、硬化等現象,一定注意要把UV油墨保存于25攝氏度以下的陰暗處。特別是金銀墨,比一般的UV油墨容易發生凝固和光輝性變弱,所以不要長期貯藏。
(6)UV油墨和一般的油性油墨相比,水幅比較狹窄,特別是當油墨乳化后,乳化油墨會堆積在著墨輥,并殘留于版面和橡皮布上,造成起臟。而且剛開始印刷時,UV油墨和油性油墨相比,墨斗中油墨的供給不會很好,所以就會有過分打開墨斗的傾向,途中油墨的供給量逐漸增多,印刷機上的油墨過剩造成油墨乳化。所以要特別注意油墨和水的供給量。
2、收縮標簽油墨。
針對薄膜類標簽,在設備的配置上需要考慮如何消除薄膜變形及靜電。變形的原因主要有兩方面,一是拉伸變形,二是熱變形。解決薄膜的變形問題,首先要選用質量穩定、均勻性好的材料;其次,在設備的配置方面,最好選用冷UV固化方式,不僅固化速度快,而且理論上不會使材料產生形變。另外,還要考慮設備是否具備分散張力的裝置,如主動力的傳動輥或壓輥裝置等。
用于收縮標簽印刷的油墨主要有四大類:溶劑型油墨、水基油墨、陽離子型UV油墨和自由基型UV油墨。從目前的應用情況來看,溶劑型油墨所占市場份額最大,其次是水性油墨和自由基型UV油墨。這主要是由于目前收縮標簽市場的主要客戶是大公司,它們的要求往往是大批量的長版活。其實,溶劑型凹印油墨最適合長版活印刷,這使得溶劑型油墨成為收縮標簽市場的最佳選擇。然而,隨著收縮標簽市場的發展,一些小客戶對此也表現出很大興趣,小批量、短版活的增多帶動了水性油墨和自由基UV油墨需求量的增長。而陽離子型UV油墨由于價格較高,且印刷時比較麻煩,在收縮膜領域的應用較少。
收縮標簽印刷油墨需要具有較強的附著力、柔韌性,相當的耐熱性,油墨中的顏料在高溫下不能變色或褪色。在選擇時,主要考慮油墨的摩擦系數、收縮率、附著力、化學物質的殘留和遷移等性能指標。
3、RFID標簽油墨。
RFID標簽用的導電油墨是由細微導電粒子或其他特殊材料(如導電的聚合物等)組成,印刷到承印物上后,起到導線、天線和電阻的作用。這種油墨印刷在柔性或硬質承印物上可制成印刷電路,用導電油墨印制的天線可接收RFID專用的無線電信號。
導電油墨從兩方面節約了RFID標簽的成本。首先,從材料成本上,油墨要比沖壓或蝕刻金屬線圈的價格低;其次,從材料耗用量上說,沖壓或蝕刻要消耗大量金屬,而導電油墨印刷天線或電路速度高、成本低、效率高。過去,導電油墨只用絲網印刷,如今,已擴展到膠印、柔性版印刷、凹印。
六、標簽印刷現場管理的注意事項
目前市場上的標簽印刷油墨存在很多不足,最突出的問題就是油墨色相偏差問題:一方面表現為不同油墨廠家生產的同種油墨的色相不同;另一方面,即使是同一廠家生產的同種油墨,批次不同,色相也會偏差,有時甚至很大。為此,印刷廠經常要停機調試,對印刷質量的穩定性十分不利,給生產帶來極大不便,嚴重妨礙了印刷品質量的提高。
我們一再建議:使用同一油墨廠家生產的同一品牌油墨,避免不同廠家、不同類型油墨混用的印刷故障。油墨在使用前充分攪拌,在印刷過程中也要經常攪拌,保證油墨體系分散均勻。每次調配的油墨不宜過多,應遵循“少加、勤加”的原則,既有利于油墨性能的穩定,又能有效避免浪費;另外,對于專色油墨,還應做好調配記錄。在印刷過程中,為保證標簽印刷品的質量及生產的順利進行,應向油墨中添加某些助劑,如抗靜電劑、消泡劑、撤黏劑等,注意添加量一定要控制在規定范圍內。
為了達到較好的保存效果,應當在常溫、陰涼、干燥、避光、通風的環境下用密閉容器來保存標簽印刷油墨。在標簽印刷油墨的儲存和管理過程中還應當注意下面一些問題:
1、儲存油墨時盡量遠離火源、熱源。油墨庫房內最好保持恒溫,與印刷車間的溫度相差不能太懸殊。如果兩者溫差較大,應提前把油墨放入印刷車間,不僅有利于油墨性能的穩定,還能保證生產的高效率。
2、北方冬季,應避免將油墨存放在戶外,以防發生膠凝現象。一旦發生膠凝,應將其轉移到溫度高的庫房內,或置入熱水中,使不溶物恢復原狀。
3、在油墨存儲和管理中應遵循“先入先出”的原則。油墨也有一定的保質期,一般保存期限以一年為宜如果存放太長,油墨中的各種成分會發生分離、沉淀現象。印刷后的剩余油墨必須密封存放在陰暗處,在重新使用之前先用100目以上的過濾網過濾,充分攪拌之后再與新墨混合使用。
4、標簽印刷廠要設立專門的物料管理部門,負責對包括油墨在內的原輔材料進行統一管理,建立完善的物料管理制度,制定合理的進料、領料程序,執行嚴格的入庫、出庫手續。即由專人負責油墨的管理,對油墨產品進行分區存儲,避免誤領、誤用。此外,對油墨的種類、產地、批次、數量及領用等情況要做詳細記錄,確保產品的可追溯性。
七、結束語
由于標簽產品在美觀、防偽、個性化方面的多樣化需求,綜合各種印刷方式的優點是體現印刷效果的最好選擇。因此,具有平、凸、柔、網多功能的組合式印刷機的設計和應用將越來越多.這也是標簽設備制造企業的開發方向。
每個企業都面臨越來越嚴峻的考驗,明天的市場對今日的標簽印刷將提出更高的要求:多種印刷工藝組合、靈活多樣化生產、新品種、高印刷質量、高生產效率、低生產成本等。這些都是標簽印刷企業面臨的新的機遇與挑戰。對于我們油墨制造商而言,研制生產適合市場需要的各類標簽油墨,也是得以生存和再發展的必由之路。
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一、標簽印刷市場的現狀
綜合許多印刷業內人士的觀點,目前國內的標簽市場具有以下特征:紙質標簽仍是標簽的主流,但薄膜類標簽的增長十分迅速,比如中高檔日化產品多采用薄膜類標簽,理由是由于薄膜類標簽具有優良的耐水防潮性、耐高溫性、耐磨性、耐撕裂性。
相對而言,在各種類型的標簽中,收縮標簽的增長速度最快。標簽所使用的材料和形式也日趨多樣化,采用卷筒方式印刷的標簽產品越來越多。柔性版印刷技術的應用逐漸增多,而且許多柔性版印刷機都采取組合印刷方式,安裝輪轉網印單元、熱燙印或冷燙印單元等。小批量訂單、快速更換活件和快速交貨已成為終端用戶的主要要求。作為有高科技含量的新產品,RFID標簽具有產品追蹤、控制等功能,這也預示著標簽印刷進入數字印刷領域。
主要的標簽類型及應用范圍,我們可以參考下表。后文將對目前市場上的主流標簽作一簡單的概述。
1、不干膠標簽。
不干膠標簽也叫自粘標簽,及時貼,即時貼等,是以紙張、薄膜或特種材料為面料,背面涂有粘合劑,以涂硅保護紙為底紙的一種復合材料,并經印刷和模切等加工后成為成品標簽。應用時只需從底紙上剝離,輕輕一按,即可貼到各種基材的表面,也可使用貼標機在生產線上自動貼標。
在我國標簽市場中,不干膠標簽占據了主導地位,其年增長率在20%左右,但和發達國家相比,還有很多的增長空間和發展潛力。我們的不干膠標簽行業有自己的特色,即中小型廠多、專業化的大型印刷廠少;印刷廠初級設備多,高檔設備少;不干膠標簽市場發展不平衡,沿海地區發達,中部地區正在發展,邊遠地區比較落后。
2、收縮標簽。
收縮標簽市場正處于快速增長之中,市場份額不斷擴大,遠遠超過普通標簽市場的年增長率。收縮標簽的主要應用領域是飲料行業,此外,在食品、保健品及個人護理品行業的增長勢頭也很強勁。收縮標簽的適應性很強,在塑料、木質、紙質、金屬、玻璃、陶瓷等包裝容器上都可采用。
收縮標簽常用的薄膜材料主要有PVC、PE、PET、OPP等,它們在收縮特性、環保性等方面各具特色,在選擇時要針對產品的特定應用綜合考慮。比如 PET材料的環保性好,在十分重視回收再利用的歐洲市場上扮演了重要的角色。從印刷工藝來看,目前收縮標簽仍以凹版印刷為主,柔性版印刷所占的市場份額較小。另外,膠印和數字印刷也有一定的應用范圍,以滿足客戶的特定需求。
3、模內標簽。
模內標簽的結構與常用的不干膠標簽不同,它的背面有一層固態的膠黏劑,這種膠黏劑在一定的溫度下會熔化,同被貼的容器表面粘為一體。模內標簽最早用于注塑類容器,后來發展到吹塑類容器,并廣泛應用于多種塑料材質的容器包裝中,如HDPE、PP、PET等。
在北美地區,模內標簽主要用于吹塑成型容器,而在歐洲則多用于注塑成型容器,容器標簽中采用模內標簽的比例在12%至15%,主要應用于護理用品、日化、食品、飲料、潤滑油、醫藥等行業。在我國,模內標簽開始進入規模化發展是近幾年的事,但發展速度卻相當驚人,目前主要集中在潤滑油和日化行業。
4、RFID標簽。
RFID標簽是在電子技術的基礎上發展起來的,它存儲的信息量巨大,非接觸式讀寫靈活快速,且環境適應能力較強。根據專業人士對全球RFID標簽應用市場的分析與預測:到2009年,全球RFID市場將從2003年的20億美元猛增到100億美元。
與此同時,RFID標簽的應用領域不斷拓展,快速滲入到各個領域。RFID標簽在物流倉儲、生產制造、商業零售、商品防偽、交通運輸、國防軍事等領域的試驗與實際應用正逐步展開。如果RFID技術能與電子供應鏈緊密聯系,那它很有可能取代條形碼掃描技術。從長遠來看,在物流領域之外,比如產品級的RFID 標簽可用于醫藥用品的防偽、航空行李和圖書管理等方面有很大的發展空間。
我國RFID標簽市場起步較晚,在應用上與國外存在相當大的差距。最直接的RFID標簽頻率問題,國外許多地區都已經基本確定下來,但我國尚未批準。而且,國內市場存在基礎研發力量薄弱、標準化方面企業參與程度不夠、國內企業大多持觀望態度等諸多問題。
目前,就整個RFID技術而言,面臨三大障礙:標準障礙、成本障礙和技術障礙。標準障礙指的是要應用RFID,就必須制定一個統一、開放的技術標準,但目前市場上同時存在多個標準,另外還有許多國家和地區正在制定適合自己的相應標準;成本障礙指的是應用領域對成本的增加一直非常敏感,如何推廣應用,成本也可以說是主導因素;技術障礙,比如RFID標簽的可識讀率、型號匹配、數據處理,都是需要解決的棘手問題。
5、數字標簽。
在過去的幾年中,標簽市場發生了顯著的變化,市場以及消費者需要更小批量的產品、更短的交貨期、更強的個性化。傳統印刷在時間和成本上很難滿足這種需求,作為傳統印刷方式的一種補充,數字印刷具有更高的靈活性和更好的成本效益,還可以實現可變數據印刷,印刷好的標簽在倉庫中成批積壓的情況不再出現。而且,隨著數字印刷機性能的逐漸提高,使用的承印材料范圍日益廣泛,數字印刷在包裝印刷領域也得到越來越多的應用。數字印刷技術最早進入包裝印刷領域就是用于可變數據印刷及短版標簽印刷。
具有可變數據印刷功能的數字標簽解決方案使標簽印刷企業具備了以低成本快速提供短版標簽的能力,實現了長短版兼顧,為印刷客戶提供一張起印的低成本解決方案。滿足了客戶的多方位需求,個性化印刷滿足了用戶對產品在市場中細分的需求,防偽印刷功能為客戶提供了更安全的全程服務,進一步增強了企業的市場競爭力。
二、標簽油墨的選擇
標簽印刷油墨種類很多,根據所采用溶劑的不同,可分為三大類:水性標簽印刷油墨、溶劑型標簽印刷油墨和UV標簽印刷油墨。
水性油墨安全衛生、無污染,符合環保要求,有利于人體健康;但也存在缺點,如干燥速度慢、色飽和度不高,穩定性差等,不宜印刷大面積實地,久置易發生沉淀、分層現象。
溶劑型標簽印刷油墨對標簽材料的適應性強,性能穩定,印刷質量較高;但存在環境污染問題,有些揮發性溶劑對人體有害。
UV標簽印刷油墨性能優良、質量可靠、適用范圍廣;但價格偏高,且需專門的干燥設備,對配套材料也有一定的要求。
在選擇標簽印刷油墨時要綜合考慮承印材料的類型、印刷方式和印刷條件、客戶的特殊要求、印后加工工藝、標簽的用途及使用條件、成本等幾方面因素。標簽印刷油墨的性能主要包括色相、細度、飽和度、光澤度、附著力、黏度、干燥性等,這些性能對印刷工藝及印刷質量都有重要影響。
三、不干膠印刷工藝
柔性版印刷是當前國際印刷業中普遍推廣的一種新型的印刷工藝,其優點是機器結構簡單、成本低、印刷質量可與膠凹印媲美,且具有膠印不具有的墨層厚的優點;其油墨采用水性油墨,不污染環境。一些發達國家立法規定用于食品和藥類的包裝標簽,必須采用柔性版印刷。
現在不干膠標簽柔版印刷的印版大多采用固體樹脂版,油墨采用普遍油墨或UV油墨。柔版雖具有墨色飽滿的優點,但印刷網線受到限制,一般只能達到133線/英寸,遠遠不能滿足不干膠標簽用戶對印品質量越來越高的要求。
柔版不干膠標簽印刷設備全部為窄幅柔印機,以國產為主,設備有兩個特點:一個是使用UV油墨代替水性油墨。UV油墨穩定性好,避免頻繁清洗印版和輸墨系統。更重要的是UV油墨的色密度大于水性油墨,可提高標簽的印刷質量。還有一個特點是普遍使用無膠片直接激光制版技術,避免了小網點損失、大網點并級,改善圖像層次,圖文清晰度和印刷質量大幅度提高。
柔性版印刷以其高質量的印品,獨特的、稱之為“綠色印刷”的優點將成為未來不干膠標簽印刷的發展趨勢。所以,可以不夸張地說,柔版印刷不干膠標簽是今后的發展方向,目前國內企業采用國內資源、國外技術生產出的柔版印刷設備在印刷質量和價格上都在逐步被國內印刷企業所接受,應用柔版印刷不干膠標簽的市場份額正在快速增長。
四、不干膠材料
不干膠標簽應用范圍主要有裝潢用材料和商標材料。裝潢用材料是以薄膜為主,主要用于汽車、摩托車上的裝飾貼花、商標櫥窗上的標識文字、高速公路上的反光膜、集裝箱上的標記等。商標材料則是以紙張和薄膜為主,按應用范圍再細分為基礎標簽和可變信息標簽。基礎標簽主要有食品和飲料、化工產品、藥品、辦公用品、玩具、洗發水、電器、衛生用品等商品用標簽。可變信息標簽則有批號、次序碼、條形碼、生產日期、有效期、價格、郵寄過程信息處理、分銷、倉庫管理、庫存數據等。
不干膠材料由三部份組成:面材、膠和底紙。選擇一個合適客戶的不干膠產品,絕非是一件容易的事,根據專業從事工作者的經驗,要從以下幾個方面了解:
1.粘膠劑的永久性和可移除性。以粘膠劑的表現性能來看,總體可分為兩類:永久性和可移除性。
2.強調標貼表面的意義。不干膠材料加工的標簽,可能被標貼在各種材料的表面,不同的標貼表面對表現的影響很大。
3.標貼基材的表面結構和形狀。直觀地說,粗糙的標貼表面就需要粘度較強的膠水。標貼基材表面有平面和曲面之分,如果標貼表面具有一定的弧度(例如直徑小于三公分的藥瓶表面)就可能需要面紙具有良好的適貼性或粘度較強的膠水。
4.標貼表面的清潔狀況。不干膠材料最適于表面清潔、干燥、無油跡和灰塵的標貼基材。
5.增塑性對膠的不良影響,也就是氣候耐性的要求。比如說,是否不干膠粘度需要在冷、熱、潮濕或室溫條件下粘貼;是否不干膠標簽暴露在冰點以下的環境;是否用于戶外、高溫、潮濕或含有紫外線的光線之下,以及是否接近溫度較高的汽車引擎。
6.印刷方式和加工方式對不干膠材料的要求。在選擇不同的印刷方式(如柔性版印刷、凸版印刷、膠印、熱轉移和激光打印)及加工方式(如卷到卷、卷到單張、折疊式進紙方式、單張到單張)以后,方可決定印刷材料。
五、標簽油墨的應用
1、不干膠標簽油墨。
對于普通的不干膠標簽,一般以柔性版印刷為主,再連線配合模切及分切等裝置;對于有特殊要求的印刷品,也可以考慮增加網印裝置,用于一些特殊效果的印刷。對于不干膠標簽產品,實際上,更多的是需要考慮生產效率的問題,因此,高速柔性版印刷設備成為了首選。另外,針對普通的不干膠標簽,還可以選配例如超級上光等特種工藝單元,實現如鏡面效果的UV上光等,以增加產品的附加值。
UV油墨固化的主要原因是受紫外線的照射作用,UV油墨中的光聚合引發劑吸收一定波長的光子后轉為游離態分子,成為自由基,然后通過分子間能量的傳遞,使聚合性預聚物和感光性單體變為激發態,產生電荷轉移絡合體,絡合體間不斷交聯聚合,固化成膜。UV油墨的固化過程是一個光化學反應的過程,即在紫外線能量的作用下,預聚物在極短的時間內固化成膜,紫外線除了造成油墨的表面固化外,更能滲透深入液狀的紫外線固化油墨中,并刺激深層墨膜的進一步固化。傳統油墨是在氧化作用下凝固干燥的,而以溶劑或水為基礎的油墨則是靠水或溶劑的蒸發而固化,部分油墨能滲入紙張。因此與傳統油墨相比較,紫外線固化油墨的聚合干燥要更為徹底,沒有任何蒸發或溶劑性的污染物,墨膜百分之百的固化。
UV印刷時的主要注意事項有:
(1)對UV油墨來說,一般紫外線比較容易透過黃色和紅色,而藍色和黑色特別是黑色很難透過。所以如果為了提高印刷效果而過于增加印刷濃度,會造成硬化不良、油墨擦落、密著性不良,甚至造成反面粘滾筒。在UV印刷中特別要注意黑墨的印刷濃度。
(2)在各種基材中,也有少量對UV油墨的密著性、耐刮性、折曲適性不良的基材。特別是合成紙和塑料的基材,品種相當繁多,并且還有基材表面處理過和未處理的。油墨對于各種基材,密著性能等也有相當的不同,所以必須選擇對UV油墨適合的基材,或者選擇適應于基材的油墨,這是非常重要的。UV油墨中,有紙用和塑膠用,在塑膠用UV油墨中還分有幾種。在使用前一定要進行密著性和其它性能的測試。即使基材是紙,但由于紙張的不同,油墨種類的不同和硬化條件的不同,也有可能發生密著性能低下的事故,望注意進行事前測試。
(3)一般情況下,UV油墨原則上是不用調整即可使用的,但根據紙的質量、室內溫度及印刷條件,可以適當添加2至5%的UV專用調墨油或退粘劑。還有一點,如果使用輔助劑或洗凈劑時,請使用UV油墨專用的。
(4)UV油墨不要和油性油墨混合使用,若一定須和其它品種油墨混合時,事前必須確認混合后油墨的流動性、密著性和印刷適性及凝固程度。UV的金銀墨和UV的一般油墨混合后,會發生流動性惡化凝固,速度增快,光輝性變弱等現象。所以混合后的油墨請不要長期保存。
(5)如果把油墨存放于高溫處,會發生凝固、硬化等現象,一定注意要把UV油墨保存于25攝氏度以下的陰暗處。特別是金銀墨,比一般的UV油墨容易發生凝固和光輝性變弱,所以不要長期貯藏。
(6)UV油墨和一般的油性油墨相比,水幅比較狹窄,特別是當油墨乳化后,乳化油墨會堆積在著墨輥,并殘留于版面和橡皮布上,造成起臟。而且剛開始印刷時,UV油墨和油性油墨相比,墨斗中油墨的供給不會很好,所以就會有過分打開墨斗的傾向,途中油墨的供給量逐漸增多,印刷機上的油墨過剩造成油墨乳化。所以要特別注意油墨和水的供給量。
2、收縮標簽油墨。
針對薄膜類標簽,在設備的配置上需要考慮如何消除薄膜變形及靜電。變形的原因主要有兩方面,一是拉伸變形,二是熱變形。解決薄膜的變形問題,首先要選用質量穩定、均勻性好的材料;其次,在設備的配置方面,最好選用冷UV固化方式,不僅固化速度快,而且理論上不會使材料產生形變。另外,還要考慮設備是否具備分散張力的裝置,如主動力的傳動輥或壓輥裝置等。
用于收縮標簽印刷的油墨主要有四大類:溶劑型油墨、水基油墨、陽離子型UV油墨和自由基型UV油墨。從目前的應用情況來看,溶劑型油墨所占市場份額最大,其次是水性油墨和自由基型UV油墨。這主要是由于目前收縮標簽市場的主要客戶是大公司,它們的要求往往是大批量的長版活。其實,溶劑型凹印油墨最適合長版活印刷,這使得溶劑型油墨成為收縮標簽市場的最佳選擇。然而,隨著收縮標簽市場的發展,一些小客戶對此也表現出很大興趣,小批量、短版活的增多帶動了水性油墨和自由基UV油墨需求量的增長。而陽離子型UV油墨由于價格較高,且印刷時比較麻煩,在收縮膜領域的應用較少。
收縮標簽印刷油墨需要具有較強的附著力、柔韌性,相當的耐熱性,油墨中的顏料在高溫下不能變色或褪色。在選擇時,主要考慮油墨的摩擦系數、收縮率、附著力、化學物質的殘留和遷移等性能指標。
3、RFID標簽油墨。
RFID標簽用的導電油墨是由細微導電粒子或其他特殊材料(如導電的聚合物等)組成,印刷到承印物上后,起到導線、天線和電阻的作用。這種油墨印刷在柔性或硬質承印物上可制成印刷電路,用導電油墨印制的天線可接收RFID專用的無線電信號。
導電油墨從兩方面節約了RFID標簽的成本。首先,從材料成本上,油墨要比沖壓或蝕刻金屬線圈的價格低;其次,從材料耗用量上說,沖壓或蝕刻要消耗大量金屬,而導電油墨印刷天線或電路速度高、成本低、效率高。過去,導電油墨只用絲網印刷,如今,已擴展到膠印、柔性版印刷、凹印。
六、標簽印刷現場管理的注意事項
目前市場上的標簽印刷油墨存在很多不足,最突出的問題就是油墨色相偏差問題:一方面表現為不同油墨廠家生產的同種油墨的色相不同;另一方面,即使是同一廠家生產的同種油墨,批次不同,色相也會偏差,有時甚至很大。為此,印刷廠經常要停機調試,對印刷質量的穩定性十分不利,給生產帶來極大不便,嚴重妨礙了印刷品質量的提高。
我們一再建議:使用同一油墨廠家生產的同一品牌油墨,避免不同廠家、不同類型油墨混用的印刷故障。油墨在使用前充分攪拌,在印刷過程中也要經常攪拌,保證油墨體系分散均勻。每次調配的油墨不宜過多,應遵循“少加、勤加”的原則,既有利于油墨性能的穩定,又能有效避免浪費;另外,對于專色油墨,還應做好調配記錄。在印刷過程中,為保證標簽印刷品的質量及生產的順利進行,應向油墨中添加某些助劑,如抗靜電劑、消泡劑、撤黏劑等,注意添加量一定要控制在規定范圍內。
為了達到較好的保存效果,應當在常溫、陰涼、干燥、避光、通風的環境下用密閉容器來保存標簽印刷油墨。在標簽印刷油墨的儲存和管理過程中還應當注意下面一些問題:
1、儲存油墨時盡量遠離火源、熱源。油墨庫房內最好保持恒溫,與印刷車間的溫度相差不能太懸殊。如果兩者溫差較大,應提前把油墨放入印刷車間,不僅有利于油墨性能的穩定,還能保證生產的高效率。
2、北方冬季,應避免將油墨存放在戶外,以防發生膠凝現象。一旦發生膠凝,應將其轉移到溫度高的庫房內,或置入熱水中,使不溶物恢復原狀。
3、在油墨存儲和管理中應遵循“先入先出”的原則。油墨也有一定的保質期,一般保存期限以一年為宜如果存放太長,油墨中的各種成分會發生分離、沉淀現象。印刷后的剩余油墨必須密封存放在陰暗處,在重新使用之前先用100目以上的過濾網過濾,充分攪拌之后再與新墨混合使用。
4、標簽印刷廠要設立專門的物料管理部門,負責對包括油墨在內的原輔材料進行統一管理,建立完善的物料管理制度,制定合理的進料、領料程序,執行嚴格的入庫、出庫手續。即由專人負責油墨的管理,對油墨產品進行分區存儲,避免誤領、誤用。此外,對油墨的種類、產地、批次、數量及領用等情況要做詳細記錄,確保產品的可追溯性。
七、結束語
由于標簽產品在美觀、防偽、個性化方面的多樣化需求,綜合各種印刷方式的優點是體現印刷效果的最好選擇。因此,具有平、凸、柔、網多功能的組合式印刷機的設計和應用將越來越多.這也是標簽設備制造企業的開發方向。
每個企業都面臨越來越嚴峻的考驗,明天的市場對今日的標簽印刷將提出更高的要求:多種印刷工藝組合、靈活多樣化生產、新品種、高印刷質量、高生產效率、低生產成本等。這些都是標簽印刷企業面臨的新的機遇與挑戰。對于我們油墨制造商而言,研制生產適合市場需要的各類標簽油墨,也是得以生存和再發展的必由之路。
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