美国印刷市场发展状况及印刷行业发展趋势

美国印刷市场发展状况及印刷行业发展趋势

1数码印刷印刷技术市场份额分析2006年和2007年，美国的全球印刷市场规模为1703亿和1721亿欧元，比前一年增加了2.5%3.0%和1.0%1.5%。其中,胶版印刷2006年比2005年增长1.5%,但2007年与2006年相比却没有发生变化;数码印刷却在这两年中分别比前一年增长4.0%～5.0%和2.5%～3.0%;其他相关辅助行业分别增长3.5%～4.0%和2.0%～2.5%。平版纸胶印机有25000台,市场占有份额为40%,已表现出下降趋势;胶印轮转机有4169台,市场占有份额为28%,略呈上升趋势;而数码印刷设备有11679台,尽管目前市场份额很小,只有7%,但却表现出强盛的上升势头。现在用于影印、办公印刷和商业印刷的数码印刷技术已占整个印刷市场份额的13%左右,且预计在未来10～15年内会上升到25%。数码印刷技术除了在办公打印系统占主导地位以外,正在向可变数量印刷、小批量高质量资料印刷以及按需印刷的书籍/手册和商业用表等印刷市场上呈快速增长态势。1997—2010年的印刷技术市场发展趋势见图1。由图1可以看出:除柔版印刷略保持原有水平外,其他大多数印刷技术所占市场份额呈下降趋势,而数码印刷技术所占市场份额却表现出非常明显的增长趋势。由上述印刷行业市场分析可以看出,数码印刷技术正在逐步占领着由胶版印刷主导的传统印刷市场。本文将介绍目前市场份额快速增长的主要数码印刷技术,并探讨数码印刷技术对纸张的性能要求和对造纸业的启示及亟需研发的一些关键问题。2数码印刷技术及其应用数码印刷技术的主要分类如图2所示。数码印刷技术主要包括两大类:基于墨粉的静电印刷和基于墨水的喷墨印刷,其他类型的数码印刷技术所占市场份额很小。而静电印刷又分干墨粉型和液态墨粉型两大类;喷墨印刷又分为加热(气泡)型和压电型两类。就印刷质量而言,干墨粉型静电印刷>液态墨粉型静电印刷>喷墨印刷;而就印刷速度而言,顺序正好相反,即喷墨印刷>液态墨粉型静电印刷>干墨粉型静电印刷。表1为数码印刷技术与其他主要印刷技术间的对比。当前,数码印刷技术呈以下发展趋势:(1)静电印刷技术的发展趋势印刷幅面变宽,可达到0.46m;速度更快,如施乐(Xerox)公司的DocuPrint印刷速度高达74m/min;更广的纸张定量范围,从60～250g/m2都适用;在图像印刷中广泛使用涂布纸;轮转印刷,用于可变数据、杂志、新闻等的印刷;色彩更丰富;在线加工、折叠、表面修饰。(2)喷墨印刷技术的发展趋势印刷幅面更宽,最宽幅面可达1.8m;卷筒印刷,用于实用报表/交易单据、新闻等的印刷;较宽的纸张定量范围,如惠普(HP)的Versamark从45～160g/m2都可适用;更快的印刷速度,如惠普(HP)的Versamark喷墨印刷机速度可达152m/min;油基墨水能更快地干燥;紫外固化墨水,如用于包装的Sunjet/Inca喷墨打印机。(3)越来越注重修饰和加工数码印刷对“在线修饰”的期待越来越高;能自动调整的书籍装订;对涂饰、折叠、施胶等操作的良好运转性能要求越来越高;加工卷筒的宽度越来越宽;在折叠加工之前就进行刻蚀。3数码喷墨印刷的技术特点不同印刷技术对纸张性能的要求不同。一般说来,数码印刷对纸张的亮度要求要高于其他印刷技术,而对纸张平滑度、光泽度、适印性的要求相对较低,尤其是与典型的单张平版胶印相比。高品质的数码印刷技术,如相片质量的喷墨印刷,无论是对纸张的亮度,还是平滑度、光泽度、适印性等性能的要求都是很高的;而新一代轮转喷墨印刷对纸张的性能要求明显降低,在低档纸上也能达到一定的印刷质量。如图3所示。3.1磁性墨粉带墨粉包墨粉干墨粉型静电印刷是基于墨粉对印刷底物的黏着及脱离来实现的。施乐公司(Xerox)的iGen3型静电印刷机(见图4)是这种印刷技术的典型代表。(1)主要特点四色干墨粉技术;墨粉颗粒大(8µm左右);墨粉直接从色带传递到纸上;可识别磁性墨粉;印刷速度可达33.5m/min;分辨率可达600×600dpi。(2)对纸张性能的要求·尺寸稳定性控制合适的水分含量,避免纸张卷曲;厚度均匀,有一定挺度。·表面性能平滑,一定光泽度水平;无磨损性。·纸张结构/匀度纸张成形;空隙率。·电导性/电阻率·光学性能不透明度、亮度、白度。·可加工性切纸性能好前印/后印相匹配。3.2印刷墨水-纸张墨粉墨水对以液态墨粉为调色剂的静电印刷来说,墨粉对印刷纸张的黏着性能最关键,此外,还要考虑纸张的掉粉、掉毛及毛毯上的色粉沉积。以惠普公司(HP)的Indigo型静电印刷机(见图5)为例说明其特点及对纸张性能的要求。(1)主要特点液态墨粉技术;墨粉颗粒小(1µm左右);类似于平版胶印的色粉传递;印刷速度可达32m/min(当用6色印刷时,印刷速度15m/min);分辨率可达812×812dpi。(2)对纸张性能的要求·需通过罗彻斯特工学院(RIT)的认证,运转性能良好;墨水转移性能好,即能够瞬间附着;毛毯-底物相合性好,减少起毛和堆积;能适应毛毯的运行温度;墨水-纸张的相互作用(色粉附着)良好。·可进一步表面处理。3.3墨印刷的特点喷墨印刷是基于墨水在纸张表面的扩展、蒸发及在纸张内部的渗透来实现的。以柯达公司(Kodak)的Versamark型喷墨印刷机(见图6)为例。(1)主要特点真正的非接触式印刷技术;连续的压电喷墨技术;水基染料墨水(4色);印刷速度达152m/min;印刷质量接近静电印刷技术。(2)对纸张性能的要求·适度的吸水性。·对水的敏感性耐水性、水洇色;耐湿磨性。·尺寸稳定性卷曲、起皱。·印刷质量光密度,光通度,黑线质量;颜色间的洇色,色域。·光学性能亮度。·与胶印之间的匹配。3.4离线操作系统间的转换胶版印刷可丰富颜色的种类和数量,而数码印刷可适于各种可变数据的印刷目前,该技术大多数为非连续的离线操作系统。这是因为两者印刷速度上的差别造成的,但这是一个正在高速发展的研究领域。对纸张性能的要求是首先要满足所有胶版印刷和数码印刷的所有性能要求,此外,还要考虑胶版印刷导致的尺寸变化,数码印刷中的墨水/墨粉与平版印刷所使用墨水的兼容性和储存过程中的一些变化。4数码喷墨印刷:高速高效平版印刷DRUPA印刷贸易展览会每4年在联邦德国的杜塞尔多夫举行1次,是世界上最大的印刷设备展览会。通常,印刷界的创新和发明都是在这里首次对外发布的。每届DRUPA展会都有相应的主题,代表着当时印刷技术的最新前沿/动态。以前的展会主题主要集中在胶版印刷和它的一些改进技术方面,但2008年DRUPA展会的主题是“轮转喷墨印刷”(webinkjetprinting)。这喻示着:尽管传统印刷技术,如胶版印刷、凹版印刷、柔版印刷,仍然占据着印刷市场主导地位,但数码印刷技术时代已经到来,且正在呈迅猛的发展势头。在2008年展会上,数码印刷机制造商如惠普、柯达、国际商用机器公司(IBM)、奥西(Océ)等展示了新一代数码印刷机。其中高速轮转喷墨彩色打印机尤其引人瞩目。当前,数码印刷技术的发展正朝高速的轮转印刷和低速但高质量的平版印刷发展。在高速轮转印刷方面,报纸印刷很可能是一个突破点。因为,就打印速度和质量而言,数码印刷(喷墨印刷)已和胶版印刷越来越接近,而且还具有不受地域限制、可进行特定专辑制作、实现个性化印刷及印刷底物尺寸可变等特点。此外,在包装市场,高质量的数码印刷已得到了越来越多的应用。对于数码印刷来说,每一页都可以不一样。这就意味着能按客户个性化需要印刷。因而数码印刷将会对一系列“按需印刷”的出版物和商用打印资料印刷市场带来深刻的影响。5数码印刷印刷的应用当1984年惠普公司成功推出第一台桌面喷墨打印机(HPThinkjet)时,由于墨滴较大,需要制造专门的纸张与之配合使用才能得到满意的打印质量。1988年,惠普公司的第一台可与激光打印机相媲美的喷墨桌面打印机(HPDeskjet)问世后,因为墨滴小,能够用于普通纸的打印,因此取得了非常大的成功。现在,面对正在快速发展中的数码印刷市场和呈高速的轮转印刷和低速但高质量的平版“两极”发展的技术趋势,造纸业既要调整大宗商品的等级以适应高印速的数码印刷技术的需求,同时又要开发技术含量高的专用高端纸产品以满足数码印刷的特殊需求。如办公/家庭打印、可变数量的资料印刷、小批量/高质量资料印刷、按需印刷的书籍/手册印刷、商业用表的印刷、低流通量/大幅面喷墨印刷的专用纸,以及多用途普通纸,即同时可用于激光打印、喷墨打印、影印及印刷的“通用纸”。胶版印刷与数码印刷的混合使用也会持续不断增长,这就对印刷纸张的印前和印后匹配性提出了更高的要求。就工艺技术而言,为满足数码印刷技术的快速发展对印刷纸张性能的要求,造纸业的在线修饰和加工需求比例将会快速增大,这就意味着纸机的良好运转性能和加工性能将变得越来越重要。6喷墨墨水印刷技术数码印刷机生产商已在印刷技术方面做了很多工作,取得了很大进展,印刷质量对纸张性能的依赖性已经降低。但是仍有一些方面还需进一步的研究。(1)纸张在打印过程中的运行性能,包括纸张的尺寸稳定性、变形、起皱等。这是因为高速印刷中,墨粉的融化和墨水的干燥过程进行得都非常快,容易造成纸张卷曲、起皱等,影响印刷机的正常运行,甚至印品的印刷质量。(2)墨粉/水与印刷底物(纸张)间的相互作用,包括黏着、扩散、渗透,分辨率与图像质量,以及颜色牢度、水牢度与纸张结构(尤其是表面结构)和性能间的关系。(3)脱墨技术。静电印刷的脱墨已得到较好地解决,但对水基喷墨印刷而言,脱墨仍是一个问题,目前惠普等公司正组织多家公司合作研究解决这一难题。(4)开发以机械浆为主的纸张用于数码印刷。2007年施乐公司和AbitibiBowater公司成功推出了高得率浆复印纸(基于100%的漂白热磨机械浆,表面用重钙进行颜料化处理),主要适用于静电、激光打印。目前在北美已开始推向市场。机械浆用于喷墨打印问题较多,主要是机械浆纤维更容易吸水润胀,影响喷墨印刷质量;表面处理也需解决一些化学方面的问题,主要是墨水与化学匹配的问题。(5)改进纸张的涂层结构和表面处理方法研发新的纸产品,以更好地适应快速发展中的喷墨印刷技术。这种研究需要造纸业和喷墨印刷制造商密切配合,不断开发出与新兴的喷墨印刷技术,如各喷墨印刷机制造商推出的新型墨水/墨粉,相匹配的新纸品,如