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時間:2022-07-01 15:27:34
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【關(guān)鍵詞】錫膏印刷;生產(chǎn)效率;工藝改進
一、前言
隨著國產(chǎn)錫膏印刷機的性能和品質(zhì)與國際一流品牌的差距日益縮小,具有明顯價格優(yōu)勢的國產(chǎn)錫膏印刷機被國內(nèi)電子制造行業(yè)廣泛應(yīng)用,相比較人工或半自動印刷,其印刷質(zhì)量的穩(wěn)定性和對生產(chǎn)效率的提升都是不爭的事實。根據(jù)行業(yè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計,在SMT生產(chǎn)過程中,60%的品質(zhì)問題都是由印刷不良導致,進而也拖累了SMT的整體生產(chǎn)效率提升。如何降低印刷不良提高印刷效率,本文力圖從優(yōu)化設(shè)計和工藝改進角度進行探討,相信對業(yè)內(nèi)有關(guān)人士能有一定的幫助。
二、不斷優(yōu)化模板設(shè)計以及對準視覺掃描定位
模板印刷工藝中,如果焊膏被刮刀推入模板開孔,同時出現(xiàn)轉(zhuǎn)移,焊膏轉(zhuǎn)移到印制電路板上。主要影響焊膏印刷的因素以下幾點:首先是模板開孔尺寸的發(fā)小,這決定著焊膏印刷量的多少;其次是模板開口的縱橫比大小、寬厚比大小以及面積比大小;再次是焊膏印刷精度高低;最后是開孔壁的幾何形狀以及其光潔度的好壞,會直接影響到焊膏脫模質(zhì)量的好壞以及脫模速度的快慢。
所以,如果在待加工產(chǎn)品上有以下高密度多引腳封裝器件的時候:BGA、CSP、FCOB、多芯片組件(MCM)等。就需要模板制造工藝越過激光或電鑄成型工藝,在最后還要采取電拋光工藝。分析實際情況,如果還需要得話就進行鍍鎳、錐形開孔工藝,有利于提升高孔壁光潔度。各種不同雷劈的處理工藝模板入圖1所示。
圖1 不同工藝模板示意圖
模板設(shè)計中最重要的指標就是模板厚度,在厚度上,不一致的元器件所要求的厚度是不一致的。例如:CSP要求的厚度一般在0.10mm至0.13mm之間,BGA要求的厚度一般在0.13mm至0.15mm之間,而0603以上元件要求的厚度一般則是在0.15mm以上。這樣一來就造成了模板厚度選擇困難。除此之外,因為模板薄,在進行印刷的時候需要避免焊膏從開孔中掏出,CSP和BGA一般是以一比一的比例進行印刷的。但是,因為CSP較小,其實際印刷需要比凸起尺寸大,一般是在0.05mm至0.076mm之間。這樣一來,就使再流焊后的器件支撐高度比原來的高,有利于他死額很難過其高熱適應(yīng)性。所以,制造模板一般可以使用局部減薄或者是局部增厚的方法。
1)首先需要憑借視覺掃描系統(tǒng)來有效的對準漏板開孔和電路板上焊盤圖形。具備的對準系統(tǒng)一定要有全集成圖像識別處理的功能,接下來就需要按照掃描得出的結(jié)果,通過印刷機的計算機控制系統(tǒng)分析,
2)按照待生產(chǎn)的PCB類別、刮刀以及焊膏的相關(guān)重要的技術(shù)參數(shù)進行迅速優(yōu)化選擇,最后選擇出一系列科學合理的印刷行程、印刷間隙、刮刀速度、刮刀壓力、脫模速度等重要的工藝參數(shù)。
3)通過印刷設(shè)備自身的2D激光檢測系統(tǒng)以及3D激光檢測系統(tǒng)可以很快的檢測出錫膏印刷的質(zhì)量,進一步確定先進組裝是否滿足基本條件,是否可以滿足印刷精度的標準需要。
三、不斷改善和創(chuàng)新印刷設(shè)備
印刷機是焊膏印刷的主體設(shè)備,發(fā)揮著非常重要的作用。印刷機的工作效率直接影響到焊膏印刷的整體生產(chǎn)效率。目前,不斷改善印刷機的生產(chǎn)效能的主要途徑有以下幾種:
1.實現(xiàn)雙路輸送PCB
想要有效的提升生產(chǎn)的效率,避免生產(chǎn)設(shè)備占地面積過大。如果還使用傳統(tǒng)形式的單路傳送PCB運行模式是不可行的。一個新型的SMT模板印刷設(shè)備的出現(xiàn),綜合了傳統(tǒng)的單路輸送、印刷PCB向雙路輸送跟印刷PCB方向發(fā)展的需要。與此同時,也滿足了雙路貼裝以及焊接的實際需要。雙路輸送PCB從根本上保留了印刷機主要性能,在這個前提下,把傳統(tǒng)的輸送和印刷單路結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)殡p路運行結(jié)構(gòu),實現(xiàn)了結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。所以,雙路輸送PCB能夠進行雙路PCB的輸入、定位、印刷、檢測以及校正。進行雙路PCB的生產(chǎn)效率相比單路結(jié)構(gòu)的印刷機的生產(chǎn)效率提升了一半以上。
2.智能化印刷系統(tǒng)
在計算機的高速運算能力以及先進的視覺算法的基礎(chǔ)上,新型印刷機得到了空前的發(fā)展和進步,可以更加方便、更加準確地對準模板和PCB,其運動加速度曲線也可以有效的提升各個軸的運動精度以及對應(yīng)的重復(fù)精度。智能化印刷系統(tǒng)通過四軸同時驅(qū)動,有利于提升速度控制的能力。在智能化軟件的控制前提下,可以實現(xiàn)多個印刷動作同時進行,有利于生產(chǎn)效率的有效提升。
在進行連續(xù)印刷的過程中,智能化印刷系統(tǒng)可以根據(jù)實際情況提供一個最優(yōu)的支撐方案,可以實現(xiàn)Y軸以及Z軸的PCB定位夾具的獨立控制。如果實際情況需要,就可以配備自動焊膏點涂裝置來輔助涂覆焊膏,通過在線SPC數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可以實現(xiàn)檢測數(shù)據(jù)整理,之后將這些信息數(shù)據(jù)反饋到相應(yīng)的智能系統(tǒng)中,由系統(tǒng)進行及時正確的調(diào)整以及修補。與此同時,還要深入分析外在環(huán)境變化情況,按照閉環(huán)控制生產(chǎn)環(huán)境來實現(xiàn)模板印刷的高質(zhì)量以及高效率。
3.封閉的工作環(huán)境
在已有的焊膏印刷過程中,就算在印刷機內(nèi)腔達到了高效的環(huán)境控制的相關(guān)要求,但是,焊膏仍然長期被暴露在開放環(huán)境下。根據(jù)相關(guān)調(diào)查顯示,因為焊膏長期暴露在開放環(huán)境下,導致印刷缺陷的大量產(chǎn)生。隨著社會的發(fā)展,DEK和MPM公司向市場上推出了RheoPump封閉擠壓式印刷頭以及ProFlow封閉擠壓式印刷頭(如圖2所示)。這兩種類型的印刷頭其結(jié)構(gòu)以及其操作過程都是不一致的。但是,這兩個印刷頭的最終目的以及其作用的效果大致上是一致的。也就是說,這兩種印刷頭可以通過封閉擠壓的方法來實現(xiàn)保護焊膏免受污染,有效的提升焊膏的利用效率,可以有效的節(jié)約百分之五十的焊膏。同時還可以延長焊膏的使用壽命,避免產(chǎn)生相應(yīng)的有害焊膏廢料,降低了焊膏浪費率,消除影響焊膏印刷的因素,使焊膏的轉(zhuǎn)移特性得到了有效的改善。在使用之后,還不需要清洗模板,產(chǎn)品轉(zhuǎn)換周期加快。可以有效的縮短添加焊膏所耗時間,有效的提升生產(chǎn)效率。
圖2 ProFlow封閉擠壓式印刷頭、
RheoPump封閉擠壓式印刷頭示意圖
四、不斷更新清洗工序
清洗工序?qū)Ω呔雀咝视∷⒐に囍械那逑垂ば蚴且粋€非常重要的組成部分,發(fā)揮著不可或缺的重要作用。清洗工序決定了焊膏印刷工作進行情況的好壞,一個優(yōu)秀的清洗工序可以保證焊膏印刷工作無故障高質(zhì)量地順利進行。但是,優(yōu)于模板背面殘余的焊膏沒有辦法及時的發(fā)現(xiàn)和處理,導致整個產(chǎn)品存在很大的隱患。所以,提高清洗工序的時效性是非常重要的。首先,通過真空吸力以及紙架跟模板底部的壓力的增大,改進系統(tǒng)性能可以實現(xiàn)加快擦拭速度的最終目的;其次,清洗頭的設(shè)計需要符合發(fā)展的需要,同時可以支持各種清洗,減少清洗的次數(shù)以及更換頻率;再次,清洗頭覆蓋模板表面的有效面積的擴大,可以有效的縮短整體所需時間;最后,對清洗頭增加橫向的擦洗動作,加快清洗的速度,為清洗效果和節(jié)省擦拭紙?zhí)峁┣袑嵉谋U稀?/p>
五、不斷優(yōu)化印刷工藝
影響其印刷生產(chǎn)效率的原因主要有以下幾個方面:模板底部清洗時間以及其清洗頻率的長短、PCB的傳送時間以及等待時間、印刷速度以及行程、在印刷后2D檢測時間以及3D檢測時間、補充耗材的時間以及頻率等[1]。通過分析實際情況,采取相應(yīng)科學有效的措施來縮短這些因素所耗時間,疊加這些因素所耗時間可以有效的提升印刷的生產(chǎn)效率。在印刷的過程中,印刷工藝師需要在進行印刷工作的前期按照模板種類、間距、開孔尺寸以及焊膏的最低用量等通過SPC程序分析出這些因素的極限值,進一步確定每次模板底部清洗之間的最大間隔時。被確定的時間就是滿意的印刷結(jié)果對應(yīng)工藝能忍受的時間。如此一來,印刷工藝師就可以將之前耗費的清洗時間轉(zhuǎn)移到盡可能多的PCB上。
在進行模板清洗的同時,可以同時進行PCB的傳送以及PCB印刷后的檢測工作,有利于縮短一次PCB的傳送以及PCB印刷后的檢測耗時。一般來說,PCB的傳送以及PCB印刷后的檢測消耗時間是共同進行的,在兩者耗時上,可以選擇其中之一來。這就要求印刷設(shè)備具備多軌道分段運行功能,同時也要具備相應(yīng)的使用性,便于將自身最大使用價值發(fā)揮出來。除此之外,在符合相關(guān)標準的前提下,盡可能的放大檢測權(quán)限,有效的提升產(chǎn)品的直通率。
六、總結(jié)
綜上所述,錫膏印刷工藝有著非常顯著的優(yōu)點,但事物是辯證統(tǒng)一的,也就是說錫膏印刷工藝也存在相應(yīng)的缺點[2]。所以,我們要不斷創(chuàng)新和改進錫膏印刷工藝,借此提升印刷的生產(chǎn)效率。本文分析了如何有效的提升錫膏印刷的生產(chǎn)效率,同時進行相關(guān)工藝的更新改進,借此對錫膏印刷工藝的改進以及進步提供相應(yīng)的借鑒以及參考。
參考文獻
包裝材料異味產(chǎn)生成因比較復(fù)雜,具體分析如下:(1)紙張因素盒包裝紙主要使用銅版紙、白卡紙和鐳射轉(zhuǎn)移紙作為原紙進行印刷。鐳射轉(zhuǎn)移紙主要由底紙、鍍鋁層、轉(zhuǎn)移膠水、表面涂層等組成。鍍鋁層本身不存在異味,產(chǎn)生異味的主要是底紙、轉(zhuǎn)移膠水和表面涂層。通過感官鑒別,紙張在加工前本身異味不大。由于一般盒包裝紙印刷較為復(fù)雜,為盡快干燥油墨多需經(jīng)過UV燈進行烘烤,烘烤后原紙異味明顯增加。(2)油墨因素印刷品離不開油墨。油墨主要由顏料、連接料、填料、助劑組成,異味的產(chǎn)生主要來自連接料中的活性單體及助劑中光敏劑等成分。尤其是絲印油墨及有機溶劑易產(chǎn)生異味。(3)印制因素在印制過程中,對UV光能量、印刷速度控制不好,造成油墨與溶劑揮發(fā)不徹底,殘留物易產(chǎn)生異味。(4)印刷工藝因素由于盒包裝紙印刷為追求亮麗效果,多采用絲印的印刷方式。尤其是幾道絲印工藝疊加經(jīng)UV燈反復(fù)烘烤后材料會發(fā)生固化反應(yīng),同時產(chǎn)生一些新的揮發(fā)性物質(zhì),更易使印刷品產(chǎn)生異味。(5)儲存因素煙草企業(yè)材料采購周期較短,而印刷企業(yè)一般都是按訂單生產(chǎn),造成材料從印刷下機到上機包裝時間短,批量生產(chǎn)時包裝紙積壓在一起,異味不易散發(fā)。
2異味主要成分
使用氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀對揮發(fā)性物質(zhì)進行儀器鑒別,通過感官鑒別配合圖譜表進行分析,研究表明產(chǎn)生異味的主要成分有以下兩類:(1)第一類是自身有很強烈氣味的物質(zhì),如丁二酸二甲脂、苯甲酸甲脂、戊二酸二甲脂、對甲氧基苯酚等,它們會對卷煙的香氣產(chǎn)生不良影響,造成香氣不協(xié)調(diào),甚至造成異味。這些組分種類很多,含量也偏高。(2)第二類是二苯基甲酮等醛酮類化合物,它們本身雖然沒有強烈的氣味,但會與卷煙中的一些組分(如丙二醇)發(fā)生反應(yīng),生成有強烈異味的物質(zhì),從而對卷煙內(nèi)在質(zhì)量產(chǎn)生不利的影響。
3控制方法
色彩管理技術(shù)的實施包含3個內(nèi)容,也就是我們所說的“3C”,即設(shè)備校正(Calibration)、特征化(Characterization)和顏色轉(zhuǎn)換(Conversion),3個步驟的關(guān)系如圖1所示。
1.設(shè)備校正
設(shè)備校正是整個色彩管理金字塔的根基,對于色彩管理的影響是至關(guān)重要的,設(shè)備的校正包括了對設(shè)備、印刷工藝參數(shù)、紙張、油墨等多方面的調(diào)整和優(yōu)化,這一步是色彩管理最關(guān)鍵的一步,也是最難做到的一步。這一步與整個印刷工藝中的印前制版、印刷、材料等多個部門都有關(guān)聯(lián)。目前印刷機比較權(quán)威的校正化方法有G7、GATF、SWOP和FORGRA-PSO。
2.設(shè)備特征化
設(shè)備的特征化是指在設(shè)備校正的基礎(chǔ)上輸出能夠代表設(shè)備描述顏色能力的標版如IT8.7/4、ECI2002,然后通過專業(yè)的測色儀器以及測色軟件獲取數(shù)據(jù),建立設(shè)備所能描述顏色空間(CMYK)與人眼識別色空間(LAB)的對應(yīng)關(guān)系文件。這一步需要注意的是,數(shù)據(jù)的準確性對設(shè)備特征化至關(guān)重要,測量人員應(yīng)該嚴格進行數(shù)據(jù)測量操作,并且被測樣張是代表設(shè)備本身描述顏色的能力。需要注意的是在進行印刷標版樣張時,印版上加載的網(wǎng)點擴大、印刷曲線必須是設(shè)備校正后得到的校正曲線,同時也是生產(chǎn)時采用的曲線。同時在生成設(shè)備特征文件時,分色參數(shù)的設(shè)置也要重點考慮,UCR/GCR的選擇也應(yīng)該根據(jù)實際情況選擇。
3.顏色轉(zhuǎn)換
在設(shè)備校正和設(shè)備特征化正確的前提下,顏色轉(zhuǎn)換只需在色彩管理軟件里進行正確的設(shè)置就很容易實現(xiàn),這一步的實現(xiàn)是沒有什么難度的,因為轉(zhuǎn)換的算法在色彩管理軟件里面已經(jīng)做好。需要注意的是,印刷品從原稿到打樣、出版印刷整個過程只需要一次轉(zhuǎn)換,并且在一個具有色彩管理功能的軟件下進行,否則顏色的轉(zhuǎn)換是不可預(yù)知的。顏色轉(zhuǎn)換的方式也需要根據(jù)原稿類型、輸出目的等因素綜合考慮。
色彩管理與全面的印刷質(zhì)量控制的關(guān)系
綜上所述,色彩管理的基礎(chǔ)和關(guān)鍵在于設(shè)備校正,設(shè)備校正的目的是得到穩(wěn)定的印刷參數(shù),而穩(wěn)定的印刷參數(shù)就能得到穩(wěn)定的印刷色彩質(zhì)量,只有實現(xiàn)了穩(wěn)定的印刷色彩質(zhì)量,印刷色彩管理才會實現(xiàn)其意義,整個關(guān)系如圖2。穩(wěn)定的印刷參數(shù)是與整個印刷工藝流程中的物料、環(huán)境、設(shè)備息息相關(guān)的,只有通過對生產(chǎn)流程中一切能夠影響顏色質(zhì)量相關(guān)的因素進行全面的質(zhì)量控制,色彩管理最終才能成功地實現(xiàn)。
如何實施全面的印刷質(zhì)量管理
1.控制印刷原料
整個印刷工藝中,印刷物料的控制對于最終的印刷效果起到了決定性的作用。印刷原料的穩(wěn)定性控制包括紙張、油墨、潤版液、印版的控制。尤其是紙張和油墨的穩(wěn)定性控制是非常重要的。
紙張的影響因素包括平滑度、吸墨性、白度等。吸墨性能影響油墨的干燥速度、墨層厚度,而白度影響最后顏色復(fù)現(xiàn)的準確性。具體控制時是通過檢查紙張色度、光澤度、亮度看是否達到ISO 12647-2中紙張標準(表1)。
影響油墨印刷適性的因素主要是顏料,理想的三原色油墨應(yīng)該是完全吸收一個光譜區(qū)的色光,實際上使用的油墨都不能達到這些要求,從而使油墨在疊印的時候,形成的顏色飽和度低、色相不準等結(jié)果,從而影響顏色的準確復(fù)制,因此對油墨的控制是至關(guān)重要的,具體控制時是通過檢查油墨實地色度值看是否達到ISO 2846-1實地油墨參數(shù)標準(如表2)。
2.控制設(shè)備穩(wěn)定性
整個印刷工藝流程所涉及到的設(shè)備的穩(wěn)定性是最終印刷質(zhì)量可重復(fù)實現(xiàn)的保證。如果設(shè)備不能保證穩(wěn)定性,不管色彩管理軟件功能多么強大,色彩轉(zhuǎn)換是多么的精確,最終的色彩管理都是沒有意義的。設(shè)備的穩(wěn)定性控制包括了CTP、打樣機、印刷機的穩(wěn)定性控制。
①CTP的控制
控制CTP的輸出穩(wěn)定性,應(yīng)該定期檢查其線性是否良好,并做好對其出版環(huán)境條件的監(jiān)測,如影液濃度、溫度、電導率、pH值、版房溫度等參數(shù),當發(fā)現(xiàn)參數(shù)發(fā)生變化時應(yīng)采取相應(yīng)的措施保證CTP網(wǎng)點穩(wěn)定正確的輸出,并且定期做好設(shè)備保養(yǎng)工作。
②數(shù)碼打樣機的控制
控制打樣機的穩(wěn)定性,應(yīng)該嚴格控制其打樣紙張、油墨,并定期檢查其打樣質(zhì)量,定期進行數(shù)碼打樣機的線性校正以保證數(shù)碼打樣機打樣的穩(wěn)定性、準確性以及定期做好設(shè)備的保養(yǎng)維護。
③印刷機的控制
控制印刷機的穩(wěn)定性,應(yīng)該對其印刷車間環(huán)境嚴格控制,包括車間溫濕度、潤版液、印刷過程中紙張變形、水墨平衡、干燥、印刷壓力等的控制,從而保證在同樣紙張、油墨、放墨參數(shù)、印刷參數(shù)下能夠得到相同質(zhì)量的印刷品。
3.印刷質(zhì)量過程控制
印刷質(zhì)量的過程控制對于保證印刷品質(zhì)量來講是至關(guān)重要的,目前比較主流的控制方法有兩種,一種是基于密度的TVI(網(wǎng)點擴大)控制方法,另一種是基于色度的NPDC(Neutral Print Density Curve)控制方法。
①TVI(網(wǎng)點擴大)印刷控制方法
基于密度的TVI(網(wǎng)點擴大)印刷質(zhì)量控制方法是保證CTP輸出正確的前提下,輸出測試印版,印刷時在保證印刷機均勻的印刷壓力、實地密度前提下調(diào)節(jié)實地密度控制CMYK、RGB的色度值以達到ISO中色度值容差內(nèi),在此基礎(chǔ)上通過樣張獲取印刷機的基礎(chǔ)網(wǎng)點擴大數(shù)據(jù),然后與ISO 12647-2中規(guī)定的相應(yīng)的紙張網(wǎng)點擴大曲線(如圖3)比較計算,通過印前RIP補償使網(wǎng)點擴大曲線達到標準的容差值,然后出版進行驗證印刷。
②NPDC(Neutral Print Density Curve)印刷質(zhì)量控制方法
基于色度的NPDC(Neutral Print Density Curve)印刷質(zhì)量控制方法是在保證CTP輸出正確的前提下,輸出測試印版,印刷時在保證印刷機的均一印刷壓力、實地密度前提下調(diào)節(jié)實地密度控制CMYK、RGB的色度值以達到ISO中色度值容差內(nèi),在此基礎(chǔ)上通過樣張獲取印刷機的基礎(chǔ)中性灰密度曲線數(shù)據(jù),與G7中規(guī)定的單K和CMY中性灰密度曲線(如圖4)標準值作比較,再通過軟件或者手繪計算出補償值加載到印前RIP補償中出版進行驗證印刷。
兩種控制方法的不同點在于,基于密度的TVI(網(wǎng)點擴大)印刷質(zhì)量控制方法著重考慮了網(wǎng)點擴大,而基于色度的NPDC(Neutral Print Density Curve)印刷質(zhì)量控制方法重點考慮了色度值,同時也考慮到了承印物的顏色影響。
關(guān)鍵詞:低溫;浮雕;亮金;花紙;技術(shù)研究。
1 研發(fā)背景
隨著花紙的種類越來越豐富,花紙的應(yīng)用行業(yè)也越來越廣泛,功能越來越多樣化,也為我們的生活帶來了精妙絕倫的藝術(shù)珍品。但企業(yè)原來的低溫亮金花紙的表面是平面的,印制的圖案沒有在平面上凸出,缺乏立體效果。傳統(tǒng)的浮雕圖案實現(xiàn)的方法是在玻璃、陶瓷等物件上進行雕刻,或者是在表面上描上立體圖案,經(jīng)過高溫燒制而成。傳統(tǒng)方法使用的昂貴重金屬,成本高;另外制作過程使用有毒有害的有機溶劑,對操作人員有健康傷害,并且污染環(huán)境;采用高溫燒制的辦法對某些不耐高溫物件不適用,運用范圍窄。
2 研究內(nèi)容
設(shè)計思路是通過優(yōu)化和改進低溫亮金花紙印刷工藝,加厚絲網(wǎng)印刷模版設(shè)計和制作,以及開發(fā)適合浮雕花紙的觸變性油墨,成功研發(fā)出低溫浮雕亮金花紙產(chǎn)品,同時采用節(jié)能減排、低碳經(jīng)濟的設(shè)計理念。主要從以下幾個方面進行研發(fā):
2.1 低溫浮雕花紙印刷技術(shù)路線研發(fā):在原有低溫亮金花紙生產(chǎn)技術(shù)的基礎(chǔ)上,重新優(yōu)化和設(shè)計制作工藝,突破浮雕亮金花紙生產(chǎn)技術(shù)難題,實現(xiàn)項目產(chǎn)品的批量化生產(chǎn)。
2.2 研究絲網(wǎng)版結(jié)構(gòu)參數(shù)對印刷油墨厚度的關(guān)系,優(yōu)化絲網(wǎng)版結(jié)構(gòu)參數(shù),確保在保證印刷精度的同時,增加印刷油墨厚度。
2.3 研究采用控制涂刷感光膠的方法調(diào)整絲網(wǎng)版厚度的技術(shù)工藝,實現(xiàn)不同浮雕圖案厚度的需要。
2.4 研發(fā)低溫浮雕亮金花紙專用油墨。研究觸變劑對改善油墨的流變性能的影響;研究界面活性單體對UV固化速度和耐摩擦能力的影響;研究界面增強劑對油墨層間粘合力的影響。
2.5 UV固化技術(shù)對環(huán)保、節(jié)能影響。
3 研發(fā)過程
3.1 大量收集國內(nèi)、國外浮雕亮金花紙的圖片、應(yīng)用、技術(shù)、外觀、樣品信息以及國內(nèi)技術(shù)查新報告。經(jīng)綜合研究、分析后,對各類浮雕亮金花紙的制造工藝和使用方法進行詳細的分析研究,找出需改進的缺陷結(jié)構(gòu)部分并設(shè)計研發(fā)措施及方法。
3.2 集中并分類各種措施及方法,排除在成本、功能相互矛盾,在現(xiàn)有條件下不可能實現(xiàn)或?qū)崿F(xiàn)成本較高的措施及方法,優(yōu)選出有比較優(yōu)勢的方法和思路。
3.3 按照優(yōu)選出的設(shè)計方安案及措施,采購設(shè)備和原材料,從原材料進行把關(guān),選擇不含重金屬、增塑劑的基礎(chǔ)油墨等無毒無害材料。
3.4 設(shè)計與優(yōu)化低溫浮雕亮金花紙生產(chǎn)工藝路線:在公司現(xiàn)有技術(shù)基礎(chǔ)上,設(shè)計和優(yōu)化低溫浮雕亮金花紙印刷工藝,實現(xiàn)低溫浮雕亮金花紙的生產(chǎn),同時達到節(jié)能、環(huán)保和生產(chǎn)高效率。
3.5 研究對油墨層厚度即圖案厚度的影響因素,綜合各種因素確定參數(shù)。
3.6 加厚絲網(wǎng)印刷模版設(shè)計和制作。傳統(tǒng)的絲網(wǎng)印刷模板不能滿足低溫浮雕亮金花紙的生產(chǎn)。通過在絲網(wǎng)版兩表面多次涂刷、干燥專用的感光膠,達到設(shè)計需要的厚度。不同顏色和不同層的分圖案需要設(shè)計不同厚度的絲網(wǎng)版。
3.7 開發(fā)適合浮雕花紙的觸變性油墨。調(diào)整浮雕亮金光亮油墨配方,添加適量的觸變劑達到適合浮雕亮金花紙生產(chǎn),添加特定的顏料,進一步增加在光照下的浮雕、立體視覺效果。
4 研發(fā)的生產(chǎn)技術(shù)工藝
瀘州金鑫科技有限公司低溫浮雕亮金花紙生產(chǎn)工藝技術(shù)依次包括如下步驟:(1)繪制圖案與分色:根據(jù)客戶要求或產(chǎn)品要求利用電腦設(shè)計繪制圖案,并將圖案分解成不同顏色的分圖案,為下一步制作相應(yīng)的網(wǎng)版做好準備。(2)制作菲林片:根據(jù)步驟(1)制作的不同顏色的分圖案,按照同一顏色制作同一菲林片的方法,分別制作菲林片。(3)制作圖案模具加厚絲網(wǎng)版母版:將水溶性感光膠和光引發(fā)劑混合物均勻涂抹在0.1-0.5mm厚的印刷絲網(wǎng)版上,可多次涂抹直到將絲網(wǎng)孔全部堵上并要求厚度均勻,根據(jù)設(shè)計的立體效果要求,制作不同厚度的絲網(wǎng)模版,具體制作方法見本小節(jié)3所述。(4)預(yù)制作分圖案模具網(wǎng)版:根據(jù)步驟(2)不同顏色的圖案制作的菲林片,按照同一顏色制作同一印刷絲網(wǎng)版的方法制作相應(yīng)的圖案模具網(wǎng)版,具體方法是將(2)中的菲林片粘貼在(3)母版上。(5)曝光:將(4)置于密閉曝光室內(nèi),按一定的距離、時間曝光,被光照射的地方的感光膠發(fā)生交聯(lián),而被菲林片遮擋的部分未發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)。(6)沖洗:將(5)中的菲林片去掉,在高壓水的作用下,將未發(fā)生反應(yīng)部分(不同顏色的分圖案)的感光膠沖洗掉,形成絲網(wǎng)通孔。(7)印刷浮雕亮金底油:將制作好的絲印網(wǎng)版安裝在全自動印刷機生產(chǎn)設(shè)備上,在絲印網(wǎng)版下方鋪設(shè)好空白水轉(zhuǎn)印紙;啟動開始按鈕,刮板運動將浮雕亮金底油通過通孔將油墨印刷堆積在空白水轉(zhuǎn)印紙上,形成浮雕亮金底油墨層。(8)干燥浮雕亮金底油墨:將步驟(7)的半成品輸入UV光固化裝置進行快速干燥固化,達到預(yù)定的曝光時間后,取出半成品冷卻。(9)檢測與卷曲:檢查樣品是否達到質(zhì)量要求,并將干燥好的印有浮雕亮金底油的半成品恒溫恒濕放置一段時間。(10)重新多次印刷:將印有浮雕亮金底油的半成品重新放入印刷裝置,根據(jù)需要套上相同的模具網(wǎng)版重新涂刷相同的油墨,或者換上另外制作的分圖案模具網(wǎng)版,重新印刷、干燥直到水轉(zhuǎn)印紙上出現(xiàn)完整清晰的預(yù)先設(shè)計的浮雕圖案。(11)轉(zhuǎn)印浮雕亮金:根據(jù)不同顏色的亮金圖案的需要,按照同一顏色印刷在一次的方法,將電化鋁箔或者燙金紙箔分別轉(zhuǎn)印在步驟(10)干燥后的亮金底油上。(12)干燥浮雕亮金膜:每次轉(zhuǎn)印亮金膜后,干燥浮雕亮金膜。(13)上保護光油:完成全部圖案印刷后,涂一層燙金面油為保護光油;干燥保護光油。(14)上一層可撕封面膠膜。(15)干燥可撕封面膠膜。(16)檢驗。(17)包裝入庫。
目前,在國內(nèi)尚未發(fā)現(xiàn)采取本項目所述的低溫浮雕亮金花紙環(huán)保綠色生產(chǎn)工藝,本項目屬于原創(chuàng)性發(fā)明。
結(jié)束語
該項目通過立體光亮油墨改性、加厚絲網(wǎng)模板、UV固化技術(shù)的應(yīng)用,自主研發(fā)了用于圖案粘貼的低溫浮雕亮金花紙生產(chǎn)工藝等技術(shù)研究,實現(xiàn)了低溫浮雕亮金花紙的規(guī)模化生產(chǎn),其核心技術(shù)獲得發(fā)明專利1項、實用新型專利2項。
2016年3月29日,由科學技術(shù)部西南信息中心查新中心(國家一級科技查新咨詢單位)出具的查新報告(報告編號:J201606012336)結(jié)論為:見有浮雕蓋金瓷花紙的制造方法的文獻報道,但綜合本項目所述主要技術(shù)特征的低溫浮雕亮金花紙的研究與應(yīng)用,在所檢文獻以及時限范圍內(nèi),國內(nèi)未見文獻報道。
2016年7月25日“低溫浮雕亮金花紙的研究與應(yīng)用”項目通過了四川省科技成果鑒定,鑒定結(jié)論確認該技術(shù)為國內(nèi)領(lǐng)先。
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1.印刷過程中潤版液及油墨對環(huán)境的污染
相對于傳統(tǒng)的水潤版液來說,這種潤版方式可大大減少水的用量,又避免因水過量引起的紙張變形和油墨乳化,從而大大提高印刷效率。但是,由于異丙醇揮發(fā)后產(chǎn)生的醇蒸氣有毒,會對人體健康造成一定危害。目前印刷行業(yè)中廣泛使用的還是溶劑型油墨,它所用的溶劑主要是芳香烴類、酯類、酮類、醚類等有機溶劑,這些溶劑大都具有毒性,會污染所包裝的物品,且具有揮發(fā)性,污染環(huán)境并影響工人的身體健康,有機溶劑易燃、易爆,還存在生產(chǎn)安全隱患。
2.印刷過程中飛墨所帶來的污染
油墨不但在印刷過程中污染環(huán)境,危害身體健康,在印刷產(chǎn)品上的殘留物還會繼續(xù)污染環(huán)境,這些有機殘留物及所含的鉛、汞、鉻等有害物質(zhì)還會危害印刷品使用者的身體健康。長期以來,飛墨現(xiàn)象一直困擾著整個印刷過程。印刷機在高速運轉(zhuǎn)時,墨輥間的墨膜被分裂、拉長,產(chǎn)生斷片,在表面張力的作用下,這些斷片收縮,形成眾多球狀的細小墨滴散落到空氣中,即所謂的飛墨現(xiàn)象。飛墨既是高速印刷過程中危害性極大的常見印刷故障,也是造成環(huán)境污染的原因。飛墨給印刷過程帶來的較大危害性有:
⑴對環(huán)境造成污染油墨飛散到空氣、機器設(shè)備、墻面等,輕者會影響環(huán)境的整潔、美觀,重者還會引發(fā)安全事故。
⑵對產(chǎn)品質(zhì)量造成不良影響油墨飛散到印刷品上,會使印刷品表面產(chǎn)生一定程度的臟污,嚴重時會導致印刷品報廢。
⑶對人的身體健康造成不良影響目前油墨中普遍采用有機顏料、有機溶劑及添加劑,這些原材料中不少含有重金屬成分。這些有害物質(zhì)會通過飛墨吸附到工人的皮膚表面,被吸入呼吸道,對操作人員的健康造成不良影響。
3.印刷過程中與油墨有關(guān)的輔料帶來的污染
目前,膠印離不開油墨,也少不了各種輔助材料。
⑴不可回收再利用材料,如橡皮布、膠紙帶、噴粉,可建立保養(yǎng)程序、使用程序、廢料集中回收收集裝置程序。
⑵可回收再利用的材料,如膠片、定影液和顯影液、印版、油、膠黏劑、裝幀材料,可建立回收系統(tǒng),讓專業(yè)公司收集回收。汽、煤油作為一種有機溶劑,適用于很多行業(yè),雖然絕大部分印刷企業(yè)逐步用清洗劑替代,但由于其價格低廉仍被大量使用。以印刷業(yè)比較發(fā)達的上海為例,還是有印刷企業(yè)或多或少地在使用汽、煤油作為清洗劑。質(zhì)量合格的清洗劑與汽、煤油相比,清洗效果好,安全性能高,并且對人體及環(huán)境的污染危害小,但是價格比較高。但清洗劑也并非完美無缺的。首先,大部分合格清洗劑的閃點在40℃以上,最高的在200℃左右,但它仍屬于易燃物,如果操作不當,會存在爆炸可能。其次,溶解在清洗劑中的油墨等物質(zhì)對人體及周圍環(huán)境造成的危害還是不容忽視的。
二、針對膠印中環(huán)境污染的處理
1.減少含有異丙醇類潤版液的使用
異丙醇是一種光化學氧化劑,受陽光照射會產(chǎn)生臭氧,從而出現(xiàn)所謂的“夏季煙霧”現(xiàn)象。光化學煙霧會刺激人的眼睛和呼吸系統(tǒng),危害人的身體健康和植物生長。因此,異丙醇是一種對環(huán)境、植物、人體均有害的化學品,在印刷中減少其用量或不用是一種必然的趨勢。2.改進印刷裝置
⑴改進烘干裝置的控制系統(tǒng)
現(xiàn)在許多新型烘干裝置可直接測量承印物表面的溫度,而不像以前烘干裝置測量的是烘箱內(nèi)的空氣溫度,這樣可以對承印物表面的溫度變化及時作出反應(yīng),調(diào)速和熱量,進而節(jié)省能源。
⑵循環(huán)使用熱風
在熱風出口處安裝熱交換器,對抽入的冷空氣進行預(yù)熱,這樣可以達到節(jié)能的目的。
⑶使用低溫烘干系統(tǒng)
這使得UV固化系統(tǒng)的使用效率大大提高,可使印張表面溫度降至40℃以下,干燥氣體用量減少一半,不僅減少了烘干能量的消耗,還降低了成本,而且避免了高溫干燥引起的印刷質(zhì)量問題。⑷采用印刷品在線質(zhì)量檢測系統(tǒng)及時發(fā)現(xiàn)廢品及時調(diào)整,采用色彩管理系統(tǒng),提高印刷品質(zhì)量,減少廢品。⑸各種預(yù)置和自動調(diào)整如油墨預(yù)置與快速調(diào)整和自動控制,紙張規(guī)格預(yù)置和相關(guān)機構(gòu)聯(lián)動調(diào)整,紙張運動風量預(yù)置和優(yōu)化,滾筒壓力預(yù)置和遙控調(diào)整,同步自動換版、印版位置自動識別和預(yù)套準系統(tǒng)等各種預(yù)置同步進行。
3.對印刷過程中產(chǎn)生危害的處理措施
⑴粉塵
印刷車間里,印刷過程中產(chǎn)生的紙毛以及其他物質(zhì)形成的顆粒進入人體呼吸道后,根據(jù)其物理性狀,在呼吸道各部位通過截留、撞擊、沉降、彌散等方式沉積、貯留,大部分進入呼吸道的可被清除,小部分經(jīng)長期積累,會對人體產(chǎn)生不同程度的影響。粉塵的防護措施:加強工藝改革,消除塵源或強化工藝自動化、機械化和密閉化水平;加強崗位局部的密閉、通風、除塵凈化措施,盡量使設(shè)備處于負壓狀態(tài)運行,防止粉塵外逸;定期監(jiān)測作業(yè)環(huán)境中有害物質(zhì)的濃度,保證濃度范圍符合相關(guān)衛(wèi)生標準;確保車間有足夠的新風量補充,并對通風系統(tǒng)定期檢修、調(diào)試和維護保養(yǎng),確保其有效運轉(zhuǎn)。
⑵噪聲
膠印機車間人員長期接觸噪聲后,會有頭痛、頭暈、耳鳴、心悸、睡眠障礙等癥狀出現(xiàn)。應(yīng)對噪聲污染的措施有:合理規(guī)劃和設(shè)計廠區(qū)、廠房,將有噪聲源的設(shè)施盡量設(shè)置在廠區(qū)邊緣,并設(shè)立相應(yīng)的隔離帶;將產(chǎn)生噪聲的設(shè)備盡量布置在廠房的下層及車間邊上,盡量減少對車間其他崗位的影響;在車間墻裙以上部位及吊頂、立柱上均放置吸聲材料,有效降低車間噪聲強度;操作人員佩戴護耳器,并定期檢查。
⑶廢水排放
膠印車間在清洗印版和橡皮布時,會產(chǎn)生少量潤版液和清洗劑廢液,廢液中的主要成分是異丙醇和油墨等,應(yīng)委托具有危險廢棄物經(jīng)營許可證的公司處置。
三.綠色印刷實踐和經(jīng)驗
1.節(jié)能
上海世光印務(wù)有限公司選用T5節(jié)能燈管取代市場上普遍使用的T8燈管。照明用電測試的結(jié)果顯示,在相似的照明度下每支燈管的用電能耗降低了6W,此類T5燈管的節(jié)能效用達到30%以上。此外,在生產(chǎn)廠房內(nèi)用95W的T5節(jié)能球型燈代替常用的250W鹵素燈,輪轉(zhuǎn)膠印車間采用發(fā)光二極管燈管代替T8燈管。這些措施使公司節(jié)約大量電費。
2.降耗減排
世光印務(wù)安裝使用卷筒紙分切設(shè)備,按各類印刷品幅面需要在生產(chǎn)前分切上機,避免市場上采購的常規(guī)紙張產(chǎn)生大小不一的邊角料,不僅為公司減少了物料成本,而且支持了森林環(huán)保事業(yè)。公司在生產(chǎn)過程中,輪轉(zhuǎn)及單張紙印刷機均使用低揮發(fā)性環(huán)保油墨。從2006年起,公司用環(huán)保清洗劑代替汽、煤油清洗墨輥;采用中央真空泵系統(tǒng),減少單機使用的獨立真空泵。
3.潤版液的改進
為減少表面張力,確保印版表面水膜的質(zhì)量,目前膠印機普遍采用醇類潤版液。世光印務(wù)在已安裝的4臺海德堡和3臺輪轉(zhuǎn)機組上全部采用免醇潤版液印刷工藝。采用這一工藝后,每年異丙醇的使用量大幅度減少,達到環(huán)保和節(jié)約的效果,但是這種代替品也帶來一些新的問題。
⑴免醇潤版液在水路系統(tǒng)傳遞過程中,對水路的穩(wěn)定性和輥間壓力、膠輥表面狀況都有一定要求。這些要求主要是基于免醇潤版液的黏度比醇類潤版液的低,因此在橡膠輥上傳遞的水膜相對比較薄,在輥間壓力不平、膠輥表面破損或膠輥同心度不夠的情況下,免醇潤版液的傳遞就會出現(xiàn)不足或版面起臟。
⑵免醇潤版液揮發(fā)太慢,不利于機器降溫。
⑶免醇潤版液的消毒效果比醇類潤版液的差,印刷品干燥慢。
4.印刷飛墨環(huán)節(jié)的設(shè)備改造
為了減少印刷過程中的飛墨現(xiàn)象及印刷車間的空氣污染,在廢氣產(chǎn)生部位安裝排風罩,將產(chǎn)生的廢氣用排風系統(tǒng)排到專門的處理系統(tǒng)中,收集印刷過程中的揮發(fā)性有機化合物,應(yīng)用活性炭纖維吸附有機廢氣回收凈化裝置,進行廢氣的回收與治理。據(jù)華測環(huán)境檢測站統(tǒng)計,該設(shè)備的改進使印刷車間廢氣的去除率達80%以上,甲苯去除率達95%以上,機器設(shè)備整潔、美觀。
5.曬版車間的設(shè)備改造
針對印前制片過程中的主要污染物,制訂相應(yīng)的降耗減排措施:化學廢料、廢紙回收統(tǒng)一由供應(yīng)商或合格的承包商定期回收;使用計算機直接制版技術(shù)可減少軟片輸出、顯影、定影和曬版等步驟,大大減少含銀、苯等的廢液排放。
6.膠印車間的廢水排放
選用環(huán)保油墨、免醇潤版液,但是膠印車間在清洗印版和橡皮布時,還會產(chǎn)生極少量的潤版液和清洗劑廢液,如果和生活污水一起排放還是達不到綠色環(huán)保的要求。考慮到生活污水可生化性好的特點,重新改造污水處理池,采用低能耗、低運行費用、低基礎(chǔ)建設(shè)費用、占地面積小、操作管理穩(wěn)定方便的處理工藝——接觸氧化污水排放工藝。該工藝的原理如下:
⑴通過預(yù)處理沉淀的生產(chǎn)廢水與調(diào)節(jié)池內(nèi)的生活污水一起進入水解酸化池。在池內(nèi)的反應(yīng)分為兩個階段:第一階段為水解酸化階段,通過水解池中的細菌將復(fù)雜的大分子、不溶性有機物在細胞外酶的作用下分解為小分子和溶解性有機物,然后滲入細胞體內(nèi),分解產(chǎn)生揮發(fā)性有機酸、醇、醛等,經(jīng)過這一階段的反應(yīng),廢水的可生化性大大提高,以利于后續(xù)的生化處理;第二階段為產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸階段,該階段在產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細菌的作用下,將第一階段產(chǎn)生的各種有機酸分解轉(zhuǎn)化成乙酸和H2,有時還會形成CO2。
⑵從水解酸化池進入接觸氧化池,利用羅茨風機提供好氧微生物賴以生存的溶解氧,以保證池內(nèi)的好氧微生物正常生長。
⑶接觸氧化池的生物膜生長到一定厚度時,內(nèi)層的微生物吸收不到氧分,厭氧微生物大量繁殖,逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)閮?yōu)勢菌群,這些厭氧微生物將廢水中的有機物分解,產(chǎn)生氣體,使生物膜脫落。這些脫落的生物膜隨著水流一同排至豎流沉淀池進行泥水分離,沉至泥斗的生化污泥的一部分作為回流污泥經(jīng)污泥泵回流至水解酸化池和接觸氧化池,以補充接觸氧化池和水解酸化池的微生物濃度;另一部分則作為剩余污泥排至污泥池。污泥池里的污泥定期由環(huán)衛(wèi)部門處理。
關(guān)鍵詞:印刷高等教育;清潔生產(chǎn);綠色印刷;數(shù)字印刷
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)35-0137-02
一、引論
隨著社會的進步與發(fā)展,清潔生產(chǎn)方案的設(shè)計與實施得到社會各界越來越多的關(guān)注。特別是近幾年來我國出現(xiàn)的各種污染現(xiàn)象已經(jīng)嚴重影響了人們的正常生活和身體健康,清潔生產(chǎn)已經(jīng)成為急需建立的一種理念并扎根于企業(yè)的實際生產(chǎn)中。清潔生產(chǎn)是將綜合預(yù)防的環(huán)境保護策略持續(xù)應(yīng)用于生產(chǎn)過程和產(chǎn)品中,以期減少對人類和環(huán)境的風險。清潔生產(chǎn)從本質(zhì)上來說,就是對生產(chǎn)過程與產(chǎn)品采取整體預(yù)防的環(huán)境策略,減少或者消除它們對人類及環(huán)境的可能危害,同時滿足人類需要,使社會經(jīng)濟效益最大化的一種生產(chǎn)模式[1]。對印刷與包裝企業(yè)來講,雖然沒有像造紙、化工等行業(yè)那樣大的廢水、廢氣產(chǎn)生,也沒有像機械、鋼鐵制造等行業(yè)需要大量的電能消耗。但是印刷與包裝工藝過程中產(chǎn)生的廢水、廢紙、廢版、廢墨盒以及部分電子設(shè)備對環(huán)境也產(chǎn)生著負面影響。比如油墨中含有毒化合物,清洗設(shè)備所用的溶劑由于其高揮發(fā)性會造成空氣污染,廢紙、廢版等的隨意丟棄而造成部分可回收資源的浪費等[2]。同時,部分印刷企業(yè)的噪聲污染也是不可忽視的一個方面。很多企業(yè)在做生產(chǎn)設(shè)計或者設(shè)備設(shè)計時,尚未考慮噪聲因素的影響,從生態(tài)文明來講,也屬于清潔生產(chǎn)應(yīng)當關(guān)注的一部分。從國外發(fā)達國家的印刷企業(yè)生產(chǎn)管理先進經(jīng)驗來看,他們始終將人的安全和健康放在首位。[3]因此印刷包裝行業(yè)與其他行業(yè)一樣,也面臨著清潔生產(chǎn)體系的建立與實施。
二、印刷高等教育中清潔生產(chǎn)教學內(nèi)容的基本情況
印刷高等教育涉及的課程內(nèi)容較多,分屬不同基礎(chǔ)學科,包括材料、化工、信息、機械、設(shè)計等。不同學科內(nèi)容互相交叉,形成了一些支撐印刷專業(yè)高等教育的教學科研內(nèi)容。各個高校因此制定了相應(yīng)的專業(yè)培養(yǎng)目標和教學內(nèi)容。但教學內(nèi)容中,特別是目前的教材體系中涉及到由印刷工藝過程而造成的環(huán)境影響和相關(guān)預(yù)防手段,少之又少。一方面,由于印刷行業(yè)相對于其他行業(yè)來講,污染較為不明顯,既不會排放大量的廢氣,也不會產(chǎn)生大量的固體、液體廢棄物;另一方面,印刷專業(yè)部分教材內(nèi)容老舊,清潔生產(chǎn)理念沒有滲入其中,甚至部分專業(yè)人士也認為清潔生產(chǎn)當屬環(huán)境專業(yè)范疇,無需在印刷專業(yè)中體現(xiàn)。因此,清潔生產(chǎn)在印刷高等教育中的設(shè)計與實踐需要加強和落實。在這方面北京印刷學院綠色印刷包裝產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院的成立對清潔生產(chǎn)在印刷中的地位給予了肯定[4]。
清潔生產(chǎn)采用“廢物減量”、“無廢工藝”和“污染預(yù)防”作為主要思想,對產(chǎn)品和產(chǎn)品的設(shè)計、生產(chǎn)、服務(wù)以及消費完成后處理等進行全程控制,并將整體預(yù)防的環(huán)境理念持續(xù)應(yīng)用于生產(chǎn)過程、產(chǎn)品和服務(wù)中,提高生態(tài)文明程度,減少環(huán)境風險。其主要環(huán)境目標廣義上可以包括以下幾個方面:
1.節(jié)約原材料與能源,從原料和能源消耗上減少浪費和資源利用,盡可能合理利用;
2.使用綠色環(huán)保型材料,逐步淘汰有毒原料;
3.對生產(chǎn)過程,節(jié)約原材料與能源,降低廢棄物的數(shù)量和毒性;
4.減少從原材料提煉到產(chǎn)品最終處置的全生命周期對環(huán)境的不利影響;
5.采用經(jīng)濟效益最大化和環(huán)境效益最大化的生產(chǎn)模式、消費模式。
從其內(nèi)容來看,將其融入到本科教學中,完全可以實現(xiàn)。關(guān)鍵是如何設(shè)計教學方案和優(yōu)化教學內(nèi)容,使學生或者培訓人員能夠更好地理解和掌握清潔生產(chǎn)在專業(yè)教學中的作用和地位,最終達到學以致用的目的。
三、印刷企業(yè)生產(chǎn)過程中的主要污染源
印刷企業(yè)的生產(chǎn)過程可以概括為印前、印刷和印后三大工序,主要包括印前設(shè)計、排版、制版、印刷和印后加工等。
(一)印前工藝
印前工藝以設(shè)計、排版和制版為主。產(chǎn)生污染的主要階段是制版,主要污染物是廢液。大多數(shù)企業(yè)的制版廢液并沒進行處理而是直接排放,這無疑對環(huán)境造成了較為明顯的負面影響。
(二)印刷工藝
傳統(tǒng)印刷的四大工藝主要包括平版印刷、凹版印刷、凸版印刷和絲網(wǎng)印刷等。其主要產(chǎn)生的污染包括廢氣污染、廢液污染、固體廢棄物污染和噪聲污染。其中廢氣污染主要是指印刷過程中的油墨、潤版液、洗車水等的揮發(fā)、烘干等,包含了大量的VOC;印刷過程中產(chǎn)生的粉塵顆粒污染也是廢氣污染的重要組成部分。廢液污染,主要是指廢潤版液、廢洗車水和零部件的清洗液等。固體廢棄物污染主要是指廢版、廢墨、廢塑料桶、廢抹布、廢油渣、廢紙板和其他有關(guān)印刷的廢棄品等。噪聲污染主要是指印刷設(shè)備運行過程中產(chǎn)生的噪聲污染,對操作員工的身體傷害造成了一定影響。
(三)印后加工
印后加工包括裝訂、表面整飾、糊盒成型等。印后加工存在的污染主要表現(xiàn)為廢氣污染、固體廢棄物污染和噪聲污染。廢氣污染主要是黏合劑、上光油等揮發(fā)出的VOC含量較高。固體廢棄物主要是指印后加工會產(chǎn)生大量的廢紙、廢膜及印刷品廢品。這一部分如果處理得當,部分資源可以回收利用,則不會對環(huán)境造成影響。噪聲污染主要是指印后加工設(shè)備工作時產(chǎn)生的高分貝噪聲。
(四)其他輔助材料
印刷生產(chǎn)所涉及的主要原輔材料包括菲林所需要的各種化學藥品、油墨、油墨清潔劑、潤版液、各種覆膜材料和上光材料等。
四、清潔生產(chǎn)教育
根據(jù)印刷生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)過程,依靠我校“山東省輕工生物基地產(chǎn)品清潔生產(chǎn)與煉制協(xié)同創(chuàng)新中心”,增加印刷本科教學中關(guān)于清潔生產(chǎn)理念的教學和實踐內(nèi)容。具體設(shè)計方案如圖1所示。
如圖1所示,印刷專業(yè)教學內(nèi)容離不開實際生產(chǎn)的參與。在設(shè)計清潔生產(chǎn)教學理念的過程中,需要把握好課程教學內(nèi)容的安排,要減少重復(fù)設(shè)計,優(yōu)化設(shè)計過程,提高設(shè)計質(zhì)量。一方面,通過清潔生產(chǎn)內(nèi)容的講授和實踐,提高所培養(yǎng)學生或者員工的清潔生產(chǎn)理念,將清潔生產(chǎn)融入印刷企業(yè)生產(chǎn)過程中。另一方面,通過清潔生產(chǎn)內(nèi)容的講授和實踐,能夠提高印刷相關(guān)企業(yè)的清潔生產(chǎn)進程,優(yōu)化生產(chǎn)工藝設(shè)計,特別是對于印刷材料、印刷電子企業(yè)等污染較高的企業(yè),會有較大的提升。
綠色印刷是目前倡導的口號和實現(xiàn)目標,但綠色印刷所產(chǎn)生的廢棄物若不能有效轉(zhuǎn)化為再生資源,其最終結(jié)果也是不清潔的。所以清潔生產(chǎn)教學內(nèi)容的引進和設(shè)計能夠促進綠色印刷的實現(xiàn),同時也會提升印刷企業(yè)的公眾形象。
五、總結(jié)
印刷企業(yè)的清潔生產(chǎn)實踐已經(jīng)有案例在實行,比如光華公司的清潔生產(chǎn)實踐案例。這說明印刷企業(yè)的清潔生產(chǎn)理念已經(jīng)開始進入到實際生產(chǎn)過程中。清潔生產(chǎn)不是一個人、一個企業(yè)的事情,是需要企業(yè)所涉及的產(chǎn)業(yè)鏈共同參與,并將其轉(zhuǎn)化為自覺的行動,長期堅持下來的。而這種意識的培養(yǎng)急需在本科教育加以引進與實踐,讓本科生在進入行業(yè)之前就產(chǎn)生清潔生產(chǎn)意識,有助于將整體預(yù)防的環(huán)境策略應(yīng)用于行業(yè)生產(chǎn)過程中,提高生產(chǎn)效率,減少環(huán)境污染,減少能耗。
印刷高等教育應(yīng)該借鑒國內(nèi)外有關(guān)行業(yè)的經(jīng)驗和教訓,根據(jù)清潔生產(chǎn)的要求,通過課程內(nèi)容創(chuàng)新,將節(jié)約能源、減少廢棄物的產(chǎn)生,有效處理生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢氣、廢水、廢紙和廢版等廢棄物,從生產(chǎn)的全過程控制污染,實現(xiàn)印刷包裝行業(yè)與環(huán)境經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展理念貫穿于整個本科教學過程中。
參考文獻:
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隨著社會的發(fā)展,印刷制造業(yè)飛速提升也加快了世界經(jīng)濟前進的腳步。然而,印刷業(yè)作為一個具有著悠久歷史的行業(yè),在不斷的進步和歷史的變革下已經(jīng)發(fā)展成為一個橫跨多領(lǐng)域、融合多種技術(shù)的新時代產(chǎn)業(yè)。數(shù)字印刷,是將設(shè)計好的作品文件直接轉(zhuǎn)印在承印物上,區(qū)別于傳統(tǒng)印刷的工藝過程的一種全新印刷方式,省去了傳統(tǒng)印刷的制作菲林片、制版等繁雜工藝,大大提高了成品印刷的速度。在二十世紀九十年代,Indigo和Xeikon兩企業(yè)相繼推出各自的第一臺數(shù)字印刷設(shè)備,成為全球最早的數(shù)字印刷機。數(shù)字印刷在簡化了傳統(tǒng)印刷工藝過程的基礎(chǔ)上,真正實現(xiàn)編輯、印刷一體化。
二、數(shù)字印刷的發(fā)展現(xiàn)狀
(一)國外數(shù)字印刷發(fā)展現(xiàn)狀
據(jù)中國產(chǎn)業(yè)信息量的統(tǒng)計,在2012年數(shù)字印刷產(chǎn)值占比全球印刷總值的12%。其中數(shù)字印刷總產(chǎn)值為800億美元,應(yīng)用數(shù)字印刷技術(shù)最廣泛的是戶外廣告業(yè),占比約為25%;截至2014年12月,數(shù)字印刷占印刷行業(yè)的產(chǎn)值比例翻番,由2004年的12%上升到30%左右。換句話說,全球印品的三分之一均適合由數(shù)字印刷技術(shù)來完成。國外發(fā)達國家的數(shù)字印刷技術(shù)在市場中紛紛找尋著合適于其國情并且附帶有足夠進步空間的發(fā)展方向。到2014年6月為止,澳大利亞印刷業(yè)產(chǎn)值為79.69億澳元,比上年同期下降了2.7%,行業(yè)年增長率預(yù)計為-4.3%。在未來5年內(nèi),預(yù)測降幅會縮小至2.6%。日本的數(shù)字印刷市場在不斷增長,2014年日本數(shù)字印刷產(chǎn)值達到2940.58億日元,占整個印刷市場的6.5%。數(shù)字印刷的需求增長,說明在不斷的技術(shù)革新下越來越多的印刷品被數(shù)字印刷市場所兼容。
(二)國內(nèi)數(shù)字印刷發(fā)展現(xiàn)狀
在中國,根據(jù)國家印刷總局2014年印刷企業(yè)年度核驗的統(tǒng)計,截至2013年年底,中國印刷業(yè)總產(chǎn)值達10398.5億元,整體規(guī)模位居全球第二位。全行業(yè)資產(chǎn)總額10624.7億元,利潤總額796.2億元,對外加工貿(mào)易額837.5億元。2013年全國2488家主營與兼營數(shù)字印刷的企業(yè)年印刷總量為103億元。目前國內(nèi)印刷業(yè)主要集中在三大沿海地帶:以廣東為中心的珠三角印刷產(chǎn)業(yè)帶、以上海和蘇浙為中心的長三角印刷產(chǎn)業(yè)帶、以京津為中心的環(huán)渤海印刷產(chǎn)業(yè)帶。而中國的西北則為印刷技術(shù)產(chǎn)業(yè)相對薄弱的地帶,以新疆為例,新疆作為中國的多語種印刷大省,根據(jù)中國產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng)的統(tǒng)計,50年來新疆累計用維、哈、蒙、柯、錫伯、漢等多種文字出版各類圖書3.82萬種,其中少數(shù)民族文字圖書2.67萬種,占出版總數(shù)的70%,新疆少數(shù)民族出版物占到全國少數(shù)民族出版物總數(shù)的一半,但數(shù)字印刷設(shè)備資產(chǎn)卻不及發(fā)達片區(qū)的1%。截至2014年新疆,市場上目前較為主流的幾大品牌(惠普、柯達、富士施樂)的大型數(shù)字印刷設(shè)備覆蓋量勉強破百臺,遠不及國內(nèi)其他省市的平均水平。
(三)新疆數(shù)字印刷發(fā)展滯后的原因分析
造成滯后問題的原因是多方面的:首先,新疆經(jīng)濟的起點較低是影響數(shù)字印刷工業(yè)發(fā)展的因素之一,經(jīng)濟基礎(chǔ)差造成地方社會貧富差距明顯;其次,工業(yè)發(fā)展依賴于經(jīng)濟增長和科技技術(shù)的革新,然而在新疆這歷史悠久的農(nóng)牧片區(qū),實現(xiàn)起來無疑是緩慢的;另外,在國家政策的鼓勵下和市場需求的刺激下,除了國企和大型的民營企業(yè)也出現(xiàn)了一批又一批的印刷業(yè)廠商加盟和投資,從發(fā)展的角度講是好事,同時也帶來了問題,實力強的企業(yè)能立足于市場形成壟斷,造成小型企業(yè)讓利求存,使得市場上產(chǎn)生價格亂像;最后,人才的緊缺也是制約企業(yè)、行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵瓶頸,新疆帶有印刷專業(yè)的技校、中專、高等院校較少,人才培養(yǎng)量嚴重不足,具有一定理論水平、掌握較高專業(yè)技能的生產(chǎn)一線人才成為了行業(yè)內(nèi)中堅力量。按照目前教育的培養(yǎng)速度比較行業(yè)發(fā)展速度,專業(yè)人才缺口將愈發(fā)明顯。
三、新疆的民族文化對數(shù)字印刷業(yè)的影響
新疆的民族文化比較具有代表性,其內(nèi)容豐富,類型多樣。對于具有代表性的民族文化作品在印刷工作時也具有特殊性。正是這份特殊性給新疆的印刷業(yè)帶來了新的“色彩”——不同種類的民族文化作品在給數(shù)字印刷工藝提出新的要求的同時也帶給人們對數(shù)字印刷新的體驗,直接影響著數(shù)字印刷未來的發(fā)展方向;民族文化精神間接影響了一代代印刷專業(yè)人仕的創(chuàng)業(yè)熱情,在保持著嚴謹?shù)挠∷⑺刭|(zhì)基礎(chǔ)上創(chuàng)新出新的工作方式,橫向擴大市場,讓產(chǎn)業(yè)在祖國的西部穩(wěn)步發(fā)展。
(一)民族文化的特殊性
以新疆為例,生活在新疆這片土地上的維吾爾、哈薩克、回、蒙古、柯爾克孜、錫伯、塔吉克、烏孜別克等47個少數(shù)民族,各有自己特殊的歷史發(fā)展經(jīng)濟生活和,因此,他們的文學藝術(shù)也各具自己的特色。以維吾爾族為例,維吾爾族的民族特點豐富多樣,與生俱來的熱情好客,在濃郁的西北邊塞風情渲染下,讓維吾爾族人民普遍帶有豪爽的性格。
(二)民族文化作品突出實現(xiàn)數(shù)字印刷技術(shù)色彩管理功能
維吾爾族所獨有的藝術(shù)審美觀是奔放的,創(chuàng)作素材中偏好濃烈艷麗的顏色,對視覺有強烈的沖擊感。特別是繪畫作品和帶有民族特色的圖書類作品中暖色調(diào)的顏色成為主流,帶著西域的奔放風格,畫風也彰顯熱情,畫面更加飽和。在完成此類作品的印刷工作時往往出現(xiàn)不同的數(shù)字印刷設(shè)備所生產(chǎn)出的同類作品具有明顯色差的問題。此類問題引起了數(shù)字印刷企業(yè)越來越多的關(guān)注,原因在于不同的設(shè)備對于原稿色彩的辨識度不同,計算機所遵照的顏域不同,針對每一種設(shè)備顏色的算法也不同,為了追求原汁原味的民族化作品,把作品色彩更加準確的呈現(xiàn)出來,對不同的印刷設(shè)備中的色域做標準化的統(tǒng)一就產(chǎn)生了一項新的功能——色彩管理。色彩管理的意義在于將作品原始的顏色由數(shù)字印刷設(shè)備中的CMS色彩管理模塊來進行解析,將解析的結(jié)果與ICCProfile進行找尋匹配,將結(jié)果與設(shè)備特性文件(設(shè)備所能識別的色域文件)進行對應(yīng)的轉(zhuǎn)換;這一功能對于不同的顏色,數(shù)字印刷設(shè)備用統(tǒng)一化的標準,將顏色原有的Lab數(shù)值轉(zhuǎn)化為CMYK數(shù)值來定義,同時用Lch的數(shù)據(jù)來對應(yīng)顏色約束,就像給每一種顏色標記了“身份證號”,在統(tǒng)一標準下定義每一種顏色的數(shù)值,無論怎樣的數(shù)字印刷設(shè)備都能準確的解析識別出作品中原汁原味的顏色。色彩管理功能將顏色數(shù)值化,不同品牌的數(shù)字印刷設(shè)備在印刷同一種顏色時,都能將原稿顏色準確無色差地輸出,真正做到數(shù)字印刷設(shè)備不會出現(xiàn)色差。
(三)開發(fā)優(yōu)化的民文信息處理軟件
與漢字不同的有各類民族文字,以維吾爾語言文字為例;維吾爾語是主要分布于中國新疆維吾爾自治區(qū)的維吾爾族使用的語言,使用人口約有1,200萬;維吾爾人信奉伊斯蘭教之后,逐漸改用以阿拉伯字母為基礎(chǔ)的文字。這種文字經(jīng)過不斷改進和補充,迄今已成為維吾爾族全民通用的文字。維吾爾文在維吾爾族的文化發(fā)展上起了很大作用,并由它保存了豐富的文化遺產(chǎn)。在民文信息處理領(lǐng)域,民文文字區(qū)別與漢語的是文字書寫和排版順序,以維吾爾文字為例,其書寫特點突出行筆的流暢,字體縝密雋秀。維吾爾文字在書寫時,相鄰字母在同一水平線上有連接時均可連筆書寫;而維文文字寬度和高度亦沒有統(tǒng)一的標準約束,比較隨意,甚至同一個字符的不同書寫形式也會造成寬、高不相等的情況;另外,印刷品通常是文字與插圖相結(jié)合的呈現(xiàn)形式,因此,這對印刷維文圖文資料時排版工序帶來了不便,要把此類文字呈現(xiàn)出印刷體的整齊統(tǒng)一是不易的。在現(xiàn)有微軟Word軟件中相連接的字符之間利用插入水平線的方式調(diào)整字符寬度,雖然能解決文字輸入時水平線上的整齊問題,但相對圖文結(jié)合的部分仍是會產(chǎn)生一定的難度;印刷體的維文文字既要表現(xiàn)出印刷體的嚴整、統(tǒng)一,又要有獨特的風格,洋洋灑灑。為解決此類問題,數(shù)字印刷的業(yè)內(nèi)人士針對不同民族的文字開發(fā)出各語言文字的輸入法。截至目前主流的維文輸入法有:Alkatip、Hiyal、Alpida等軟件。這類軟件中維哈柯文字符支持Unicode5.1、ISO10646、GB18030及新疆維吾爾自治區(qū)信息交換用維吾爾文、哈薩克文及柯爾克孜文標準;維哈柯文鍵盤標準符合國家標準,同時滿足完全與計算機windows系統(tǒng)兼容。另外,維文不同于中文的讀寫順序在排版方面也有不同的要求。在文章中,維文的讀寫順序是由右至左的,那么排版時也就要按照相應(yīng)的順序進行。由于微軟的Word軟件在處理此類問題時單純追求維文的按詞斷行,在版式整齊的條件約束下只能使用兩端對齊,這就導致了詞與詞之間的空格寬度不一致,行間距不統(tǒng)一,縮進量不同,致使文章版式錯亂無章,為閱讀者帶來視覺的干擾和煩躁情緒。為能更好地解決此類問題,更具兼容性的各類維文排版軟件廣泛的應(yīng)用于新疆的數(shù)字印刷市場,針對斷行要求,衍生出按音節(jié)斷行的設(shè)定功能,使得維文字符在斷行時自動拉長、連音符控制行格撐滿等功能,排版時文字與文字間縝密相連,行間距統(tǒng)一,更好的滿足維文排版視圖飽滿、行間整齊的要求。目前市場廣泛應(yīng)用的維文排版軟件有:方正飛騰、超捷等。
(四)民族審美觀推動創(chuàng)意類印刷包裝的發(fā)展
各類極具民族特色的外包裝制品廣泛流通在市場,以維吾爾族特色為例,從民族特色的審美觀得到靈感,維吾爾族特色的四方帽,美麗絲綢上印制的艾德萊斯條紋都被應(yīng)用在了數(shù)字印刷的行業(yè)。各類市場貨品的包裝盒,被數(shù)字化十字折頁機做成四方帽的造型,美觀大方;各類民族商家的廣告牌、商品、裝潢建材等被艾德萊斯元素的美麗條紋渲染,符合少數(shù)民族的審美標準;民族文化的審美思想與數(shù)字化的設(shè)備碰撞,打開了新的包裝業(yè)市場,為印刷包裝品注入了新的血液。
四、將印刷專業(yè)的知識民族化
(一)改變傳統(tǒng)的觀念意識,推動行業(yè)發(fā)展
數(shù)字印刷要實現(xiàn)穩(wěn)步發(fā)展,針對西部地區(qū)要做的有很多。在政策的鼓勵下,要讓少數(shù)民族的精神文化繼續(xù)流傳,同時也要弘揚少數(shù)民族人民的勤勞務(wù)實的勞動精神,參與印刷行業(yè),讓印刷成為提升經(jīng)濟和致富家庭的一份穩(wěn)定保障;在政府的支持和幫助下開設(shè)試點工程,在地州市、縣級單位開展建設(shè)數(shù)字印刷企業(yè)的活動,面向中亞、東歐的國家,加強民族文化合作交流,共同提升行業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量。
(二)提高地區(qū)專業(yè)文化水平