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兰达纳米图像印刷白皮书

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数字印刷的短版个胜化与胶版印刷的高效高品质兼而有之的突破性印刷技术,将为主流商业印刷、包装和出版市场带来天翻地覆的变化。

2012年5月,班尼・兰达(Benny Landa)――lndigo数字印刷机的发明人,带来了一项突破性的新技术,这项技术或将极大地推动印刷技术及市场的发展。这个震撼性的消息传出后,网络上就有文章暗示这可能是自古登堡发明印刷机以来印刷行业最大的变革。

这项技术就是纳米图像印刷(Nanographic Printing)技术,又称纳米技术,之所以不同于其他印刷技术,是因为其采用了创新的印刷系统和印刷工艺,而其技术的核心是Landa Nanolnk(兰达纳米油墨)。这是一种专有的水性油墨。其颜料的颗粒直径只有几十纳米。

不同于平版印刷技术,纳米印刷技术拥有数字印刷省时省料。短版小印数以及可变数据印刷的优点,同时还具有胶版印刷的质量。

喷墨印刷是将油墨直接喷印到承印材料上形成图像,而纳米技术首先将纳米油墨喷到一个独特的经加热的橡皮布转印带上,形成超薄的聚合薄膜,最后被转印到承印材料上。本白皮书将展示纳米技术是如何将数字印刷的多功能、小印数的经济性,与胶印低单页成本、高生产能力集于一身的。

简介

在印刷市场,98%的印刷采用的是已有500多年历史的印刷技术,而非数字印刷技术。其中一个主要原因就是现代的数字印刷工艺将油墨直接喷到纸张上,含水分的墨水会渗透纸张,颜料颗粒也随之渗透到承印材料表面下,使得其对光线的吸收能力降低。

此外,当多种颜色需要叠印在一起时,对喷到纸张上的墨水总量就有一个限制,这个最大的阈值被称为TIC(总油墨覆盖率)或者是TAC(总面积覆盖率)。任何油墨的使用量超过这个限额后,将使后印刷的油墨无法附着在先印上的油墨上,更重要的是,墨水无法在纸张上完全变干,导致墨水会蹭脏随后印刷的纸张。

这个问题在任何印刷过程中都会产生,无论是胶印还是喷墨印刷。以喷墨印刷为例,油墨中含有大量水分,容易使纸张过分吸水、膨胀,变形和褶皱。因此印刷的纸张必须被加热,将水分从纸张中蒸发掉。这就限制了水性油墨仅可用于总面积覆盖率较低的印刷,如书籍和直复营销材料的印刷,而不适用于总面积覆盖率较高的印刷,例如商业印刷,包装印刷或彩色书刊印刷。

纳米图像印刷独特之处

兰达纳米图像印刷技术的创新性在于其采用纳米级的颜料,对于光的吸收比其他颜料更强,印刷图像的网点光滑锐利,非常均匀,光泽度高,可实现最广泛的CMYK色域――比胶版印刷多出至少15%的潘通色彩(如图1)。

兰达纳米图像印刷技术的许多优势是通过减少承印材料对液体油墨的吸收而实现的。

此外,超细的兰达纳米油墨颜料可形成一层超薄的油墨层,让数字印刷在高速下成像成为可能;兰达油墨能够在普通的未经处理的材料上进行印刷,包括各种涂布和非涂布纸张;另外,兰达油墨还适用于绝大多数的塑料薄膜、标签纸,耐磨产品以及防刮图像上。

兰达纳米油墨

许多材料达到纳米级别时就会得到意想不到的属性。一些粒子变得超级坚硬,从而能够保护表面免于磨损;一些粒子变得极易被血液吸收,成为独特的药物输送系统。通过10年的研究,兰达发现,当墨水颜料减小到纳米级别的大小时会变成异常强大的着色剂(如图1)。在这一发现的基础上,纳米油墨着色剂成为纳米图像印刷工艺的核心。

兰达纳米油墨中颜料颗粒的直径只有几十纳米。相比之下,质量较好的胶版印刷油墨颗粒大小大约是500纳米,至少是纳米油墨颗粒的10倍。此外,纳米油墨是水性油墨,拥有良好的环保特性。

纳米图像印刷工艺

纳米图像印刷一开始,先喷出数以亿计的墨滴。然而,油墨并非像传统喷墨技术那样直接喷射到承印材料上,而是由安装在喷头上的喷嘴喷到特殊的橡皮布转印带上,喷嘴距离橡皮布1~2毫米。

每个喷头印刷一种特定的颜色。兰达纳米图像印刷机装有8个喷头(如图2),因此可以同时印刷多达8种不同的颜色。另外,8个喷头可以印刷CMYK和专色,如白色。

由于配置有8个喷头,可以用每2个喷头印刷一种颜色,配合双倍速度的纸张传送系统,可以在印刷质量不变的同时,加倍提高生产效率。

每滴油墨喷到橡皮布上的时间都计算得极为精确,从而确保每种色彩的印刷更加精确到位,获得更加完美的色彩套准。

当墨滴落在经加热的橡皮布上时,墨滴便很快扩散开并失去水分变得很薄。当油墨中的水分受热挥发之后,油墨就在橡皮布上形成一层超薄、干燥的聚合薄膜(如图3)。

这时,再通过压印滚筒将聚合薄膜转印到承印材料上。通过压印,这层500纳米厚的油墨薄膜紧紧地附着在承印材料,并不会渗透进承印物(如图4)。最终形成的图像十分牢固。耐摩擦,不需要进行干燥处理,橡皮布上也不会有油墨残留。

所以,双面印刷就变得极为简单。完成的印刷品可以立即进行加工,即使是刚从印刷机出来,用最具挑战性的印后整饰设备来加工也完全没有问题。

转印橡皮布

独特的橡皮布及橡皮布传送系统的设计体现了确保完美印刷效果的一些关键考量,包括如何将图像完整地转移到纸张上,杜绝油墨残留以及橡皮布运动的稳定性和流畅性。

橡皮布及其传送系统的设计确保兰达纳米油墨能精确地滴落指定的位置上,形成完美的图像,同时又能将油墨薄膜干净利落地转印到各种承印材料上,而绝对没有油墨残留,这些问题都在设计中得到了很好地平衡和解决。这样,印刷图像可以100%转移到承印材料上,因此橡皮布是非常干净的,以便进行下一个图像的印刷。

网点特点

喷墨印刷形成的网点边缘模糊,这主要是由于水性油墨渗透并被纸纤维吸收造成的。胶印的网点通常比喷墨印刷的网点更锐利,但也容易由于渗墨现象导致边缘粗糙。

如前所述,兰达纳米油墨喷到纸张或其他承印材料上后形成一层干燥的油墨薄膜,而并不是直接喷在承印材料上,所以油墨不会渗透进纸张的纤维中,也不会沿着纸张纤维扩散。相反,油墨贴合纸张表面的粗糙度乃至每根纤维的表面状况,牢牢覆合在纸张表面上,形成非常薄的薄膜,因此油墨使用非常节约。这就是纳米印刷技术印刷的网点清晰锐利、均匀一致,光泽度高,以及网点极其光滑圆润的原因(如图5)。

更宽广的色域

Landa纳米图像印刷技术突破了另外一个技术障碍。因为兰达纳米油墨的颜料颗粒极其微小,所以,在兰达纳米图像印刷技术中,兰达纳米油墨的成分比其他印刷工艺具有更为广泛的光动态范围,并且比胶版印刷涵盖更多的潘通色彩及更丰富的灰度(如图6)。

此外,纳米图像技术和兰达纳米油墨在印刷实地时,比采用其他印刷技术所形成的墨层厚度更薄,密度更小。

光泽一致性

采用纳米图像印刷技术打印出来的墨层极薄,颜色浓度高,并且还具有另一个令人惊喜的印刷效果――印刷图像可保持与承印材料高度一致的光泽效果,也就是说,在高光纸上印刷出高光图像,在亚光纸上印刷出亚光图像,并且光密度、网点形状和图像质量依然保持完美。

相较之下,采用墨粉电子照相技术打印出来的图像就只有一种光泽度,不能根据承印材料光泽度的不同而有所不同。印刷图案区域和图案背景的光泽度不同会刺激眼睛,而这样的印刷效果被视为是低质量的。

优越的介质适印性

超薄的纳米图像印刷墨膜对各种纸张和塑料承印材料均具有优越的附着力。由于采用了上文所述的转印技术,兰达纳米油墨图像很容易被转印到几乎所有的单张纸或卷筒纸基材上,包括各种涂布纸和非涂布纸、塑料、新闻纸,薄膜等,且无需对基材进行预处理。在纳米图像印刷技术中,由于油墨在转印带上已经干燥,转印到承印材料上的油墨薄膜不含水分或者其他液体,所以承印材料不会因为湿润而受损或变形。

采用纳米图像印刷技术进行印刷,承印材料保持是干燥的,并且因为不需对承印材料进行加热干燥,承印材料也不会因受热过度而变形或受损。

纳米图像印刷的经济优势

纳米图像印刷技术是所有数字印刷技术中单页印刷成本最低的,这得益于其内在的以下技术特点:

油墨载体――兰达纳米油墨是基于水的,这是一个比任何基于溶剂或UV油墨都便宜的墨水载体。

油墨用量――兰达纳米图像印刷技术所形成的墨膜厚度约为500纳米,大约只有胶印图像的一半,因此印刷相同图像时,油墨使用量只有胶印的一半。

能源消耗――兰达纳米图像印刷技术中的加热过程主要是为了让油墨中少量的水分蒸发,而无需烘干湿润的纸张,因此可大量节约能源。

承印材料成本――适用于任何承印材料,可在低廉的、现成的未涂布纸上进行印刷,而无需选择昂贵的涂布纸或专用纸,从而降低印刷成本。

生产物流――兰达纳米油墨制造成浓缩溶液发运,从而降低的包装、运输和存储的成本。

兰达纳米油墨和纳米图像印刷技术的有机结合使得数字印刷的生产效率大大提升,单张纸印刷速度可高达每小时1300张B1纸,卷筒纸印刷速度可达每分钟656英尺(200米),将数字印刷的生产效率提高了几平一倍,显著提高了印刷企业的数字印刷生产能力。总结

纳米图像印刷技术是一项崭新的技术,开创了一项全新的印刷方式。它将特别的印刷工艺与水基的兰达纳米油墨以及设计独特的橡皮布转印带完美结合在一起。

凭借其高效的生产率、广泛的纸张适印范围、媲美胶印的品质,以及赢亏平衡点在约5000张的印刷量,纳米图像技术成为首个可在主流市场竞争的数字印刷技术。

随着印刷市场从胶印转向数字印刷。印刷企业将无法仅靠胶印在未来获得持续增长。纳米图像印刷技术清除了当前数字技术所面临的主要障碍,包括速度、质量和成本,并将彻底改变整个印刷行业。

关于兰达

兰达集团(Landa Group)由班尼・兰达(Benny Landa)于2002年创立,之前惠普公司收购了兰达先生于25年前创建的Indigo。兰达公司有4个经营机构:兰达数字印刷,面向商业、包装和出版市场的纳米图像印刷系统的开发:兰达实验室,开发替代能源技术,以及应用于颜料、药品运送、毛发着色剂和复合材料等领域的纳米材料;兰达风险投资,给在与纳米技术,成像。印刷和能源领域中有前途的技术公司进行投资;兰达基金,一个慈善实体,致力于让“有头脑无资金”的年轻人接受更高级教育,缩小社会中的经济差距。截至目前,Landa基金已使数千名贫困青年获得大学学位。

班尼・兰达是兰达集团的董事长兼首席执行官。他在全球范围内拥有超过700项专利,并将持续致力于增加专利数量,这些专利为他所创建的公司提供了坚实的知识产权基础。