試論薄膜凹印與薄膜柔印之成本對比
發布時間：2024-04-03 點擊：74
近年來，隨著印刷油墨的環保要求越來越高，薄膜越來越薄，以及印刷廠對生產效率逐年提高的要求，柔印在聚乙烯薄膜（ldpe）印刷領域開始越來越受歡迎，進入高速發展的階段，并有在紙張、復合薄膜等印刷領域應用越來越多的趨勢。
柔軟的聚乙烯薄膜印刷品廣泛用于生活用紙、婦女用品、飲料、紡織品、水果、食品包裝等領域，可以使用機組式凹印機或者衛星式柔印機進行印刷。在歐洲、北美和南美地區，這些產品幾乎100%采用柔印；在南亞地區，柔印占有率也超過80%；在東北亞地區的日本、韓國等幾乎都是采用凹印；而中國則是柔印占15%～20%，其他為凹印。
但是柔印與凹印相比，哪個成本更低呢？各方的觀點存在很多差異。本文根據薄膜印刷實際生產中幾年積累的數據進行一些對比，期望找到相對準確的答案，以引導國內企業在添置印刷機時的選型定向。通過對設備固定投資、印版版庫固定投資與維護成本、印版成本與壽命、印刷運營成本等方面的比較，筆者得出結論如下：在訂單量較小時，機組式凹印機的成本低；在訂單量大時，寬幅衛星式柔印機的成本低。
一、設備的固定投資對比
目前衛星式柔印機的主流供應商在歐洲，比如德國、西班牙、意大利等國，一臺中高檔1200mm幅寬的8色柔印機價格在1600～2000萬元；中高檔凹印機供應商在日本、歐洲，價格大概在1100～1300萬人民幣。可見，單單在印刷機投資成本上，一臺柔印機就要比凹印機高50%以上。
而且，每臺柔印機還需要配套很多裝置和備件，比如20～30根網紋輥（70～400l/cm）；40～50套印版套筒，3～4套中間套筒，一臺專用貼版機等。這些配套設備需要額外投資500～600萬元。所以一臺進口柔印機的固定投資大概相當于2臺進口凹印機。
二、印版版庫的固定投資與維護成本對比
柔印版是平張感光樹脂版，重量輕，易儲存，一般只要在印版之間用發泡膜隔開，再用兩張瓦楞紙板保護整套印版即可。柔印版一般采用豎放的形式，一個平方米的場地可存放10～20套印版，一臺柔印機每年大概有800～1000個產品在正常周轉，大概需要50m2一般倉庫儲存印版即可。另外，柔印機的網紋輥、印版套筒、中間套筒也需要場地存放，大概需要70～100m2。
凹版的印版滾筒由鋼、銅、鉻等金屬制成，重量大概25kg/根，一套8色的印版就要超過200kg。因此凹版的印版存放一般使用高位貨架，進出需要使用高位鏟車，一臺凹印機一般需要500m2的標準高位貨架。由于承重要求很高，凹版版庫幾乎是投資最高的倉庫。
不管是倉庫的固定投資，還是日常維護成本，柔版都遠比凹版低。
三、印版成本與壽命對比
柔版的制版費視不同的門幅、周長而定，價格在10000～20000元/套，而凹版只有8000～12000元。而且，柔版的平均壽命在90～100萬印，而凹版則可以超過150萬印，再加上凹版在磨損嚴重的情況下可以通過退鍍處理重新使用，這是柔版所無法比擬的。
這些情況雖然與目前柔版制版廠發展時間短、規模小有關，但是很重要的原因在于柔版的主要原材料——感光樹脂版材的價格始終居高不下。版材成本大概占印版售價的1/3～1/2，而目前感光樹脂版材主要由杜邦和富林特兩家國際公司供應，其高度的市場占有率也主導了柔版的市場價格。
當然，柔版制版也有其優勢，制版周期短，只有0.5～1天，比起凹版的3～7天，可以大大的提高效率，滿足客戶靈活的交貨要求。
四、印刷運營成本對比
1.效率
柔印印刷速度快，目前主流機型速度高達300～400m/min，這是凹印在印刷柔軟薄膜時80～150m/min的速度所無法比擬的。以柔軟的ldpe薄膜制品為例，柔印的合格率比凹印高5%～10%，而且柔印的套色精度高達25μm，這是凹印0.3～0.5mm的套色精度所無法比擬的。油墨消耗（kg/萬m2）39.0721.27單價（元/kg）32.8850.76成本（元/萬m2）1284.521079.45光油消耗（kg/萬m2）22.8120.30單價（元/kg）25.3627.56成本（元/萬m2）578.45559.46溶劑消耗（kg/萬m2）111.6063.94單價（元/kg）8.139.22成本（元/萬m2）907.34589.51合計由于凹印的穿料路徑長，每色高達4～6m，柔印的色組間距離只有40～60cm；同時凹印印刷過程中經常遇到的橫向套印不準問題（特別是柔軟、易拉伸的薄膜材料），在柔印中幾乎不會出現。因此，凹印在印刷柔軟、易拉伸薄膜時，由于橫向套印不準，只能選擇窄幅、低速印刷；柔印則是高速、寬幅。兩者之間的效率差別達4～6倍以上。
2.能耗
經過測算，柔印機與凹印機的蒸汽消耗基本相當。如果以0.68元/度的電價計算，一臺正常運營的凹印機電耗大概為51.4元/h，柔印機則只有20.67元/h。可見，柔印機的電耗只有凹印機的40%。
3.油墨消耗
雖然柔印油墨目前的售價要高于凹印油墨，但是柔印油墨的消耗量只有凹印的一半左右，溶劑的消耗則要低得多。表1是同一個產品在凹印和柔印生產時的實際。
表1凹印和柔印生產之油墨和溶劑消耗對比
凹印柔印成本（元/萬m2）12770.312228.42消耗和采購成本的跟蹤對比。據此計算，柔印生產時油墨和溶劑的消耗要比凹印低20%。
一臺穩定運營的凹印機和柔印機，年產量約為4000萬m左右的卷筒材料，以0.80m的平均門幅計算，一年可以生產3200萬m2的產品。經過表1的數據測算（含溶劑消耗和油墨中包含的溶劑），柔印相對凹印可以減少排放61.375kg/萬m2的溶劑到大氣中，以此計算出一臺柔印機比凹印機少排放溶劑196.4t/年。因此說，柔印是一種環保印刷方式就在于此。
柔印混合溶劑以乙醇為主，含少量的醚類溶劑；而環保的凹印混合溶劑含有大量的異丙醇、醋酸乙酯，不環保的凹印混合溶劑則還使用大量的甲苯和丁酮。可見即使同樣的排放量，也是柔印更加環保。
4.換版效率
凹印機更換一套8色印版大概需要1.5～2小時，消耗薄膜900～1500m。
柔印機更換一套8色印版，齒輪傳動柔印機需要2～4小時，無齒輪的伺服柔印機則需要0.75～1.5小時，消耗薄膜400～600m。而最新的帶自動清洗墨路系統和自動壓力控制系統的柔印機更換8色印版則只需要0.5小時，甚至更短的時間。
5.耗材消耗
凹印使用重壓力的同向單刮刀系統，柔印使用輕壓力的逆向雙刮刀系統，柔印的刮刀消耗大約只有凹印的30%。
柔印使用了凹印所沒有的雙面膠固定印版，在使用溶劑型油墨的傳統衛星式柔印機體系內，一般使用0.55mm厚度的雙面膠，供應商為3m、德莎等國際品牌，每臺穩定運營的柔印機雙面膠使用量在50萬元/年以上。
四、結論
圖3訂單量與生產成本對比
綜上所述，凹印和柔印各有優勢。在正常生產中，筆者通過對同一個產品的成本跟蹤發現（如圖3）：在訂單量比較小的情況下，凹印的成本更低，這主要是因為其制版費比較便宜；但隨著訂單量的增長，柔印效率高、能耗低、油墨溶劑消耗低的優勢越來越明顯，在訂單量超過某一個值（50萬張）時，柔印將比凹印的成本更低。
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柔軟的聚乙烯薄膜印刷品廣泛用于生活用紙、婦女用品、飲料、紡織品、水果、食品包裝等領域，可以使用機組式凹印機或者衛星式柔印機進行印刷。在歐洲、北美和南美地區，這些產品幾乎100%采用柔印；在南亞地區，柔印占有率也超過80%；在東北亞地區的日本、韓國等幾乎都是采用凹印；而中國則是柔印占15%～20%，其他為凹印。
但是柔印與凹印相比，哪個成本更低呢？各方的觀點存在很多差異。本文根據薄膜印刷實際生產中幾年積累的數據進行一些對比，期望找到相對準確的答案，以引導國內企業在添置印刷機時的選型定向。通過對設備固定投資、印版版庫固定投資與維護成本、印版成本與壽命、印刷運營成本等方面的比較，筆者得出結論如下：在訂單量較小時，機組式凹印機的成本低；在訂單量大時，寬幅衛星式柔印機的成本低。
一、設備的固定投資對比
目前衛星式柔印機的主流供應商在歐洲，比如德國、西班牙、意大利等國，一臺中高檔1200mm幅寬的8色柔印機價格在1600～2000萬元；中高檔凹印機供應商在日本、歐洲，價格大概在1100～1300萬人民幣。可見，單單在印刷機投資成本上，一臺柔印機就要比凹印機高50%以上。
而且，每臺柔印機還需要配套很多裝置和備件，比如20～30根網紋輥（70～400l/cm）；40～50套印版套筒，3～4套中間套筒，一臺專用貼版機等。這些配套設備需要額外投資500～600萬元。所以一臺進口柔印機的固定投資大概相當于2臺進口凹印機。
二、印版版庫的固定投資與維護成本對比
柔印版是平張感光樹脂版，重量輕，易儲存，一般只要在印版之間用發泡膜隔開，再用兩張瓦楞紙板保護整套印版即可。柔印版一般采用豎放的形式，一個平方米的場地可存放10～20套印版，一臺柔印機每年大概有800～1000個產品在正常周轉，大概需要50m2一般倉庫儲存印版即可。另外，柔印機的網紋輥、印版套筒、中間套筒也需要場地存放，大概需要70～100m2。
凹版的印版滾筒由鋼、銅、鉻等金屬制成，重量大概25kg/根，一套8色的印版就要超過200kg。因此凹版的印版存放一般使用高位貨架，進出需要使用高位鏟車，一臺凹印機一般需要500m2的標準高位貨架。由于承重要求很高，凹版版庫幾乎是投資最高的倉庫。
不管是倉庫的固定投資，還是日常維護成本，柔版都遠比凹版低。
三、印版成本與壽命對比
柔版的制版費視不同的門幅、周長而定，價格在10000～20000元/套，而凹版只有8000～12000元。而且，柔版的平均壽命在90～100萬印，而凹版則可以超過150萬印，再加上凹版在磨損嚴重的情況下可以通過退鍍處理重新使用，這是柔版所無法比擬的。
這些情況雖然與目前柔版制版廠發展時間短、規模小有關，但是很重要的原因在于柔版的主要原材料——感光樹脂版材的價格始終居高不下。版材成本大概占印版售價的1/3～1/2，而目前感光樹脂版材主要由杜邦和富林特兩家國際公司供應，其高度的市場占有率也主導了柔版的市場價格。
當然，柔版制版也有其優勢，制版周期短，只有0.5～1天，比起凹版的3～7天，可以大大的提高效率，滿足客戶靈活的交貨要求。
四、印刷運營成本對比
1.效率
柔印印刷速度快，目前主流機型速度高達300～400m/min，這是凹印在印刷柔軟薄膜時80～150m/min的速度所無法比擬的。以柔軟的ldpe薄膜制品為例，柔印的合格率比凹印高5%～10%，而且柔印的套色精度高達25μm，這是凹印0.3～0.5mm的套色精度所無法比擬的。油墨消耗（kg/萬m2）39.0721.27單價（元/kg）32.8850.76成本（元/萬m2）1284.521079.45光油消耗（kg/萬m2）22.8120.30單價（元/kg）25.3627.56成本（元/萬m2）578.45559.46溶劑消耗（kg/萬m2）111.6063.94單價（元/kg）8.139.22成本（元/萬m2）907.34589.51合計由于凹印的穿料路徑長，每色高達4～6m，柔印的色組間距離只有40～60cm；同時凹印印刷過程中經常遇到的橫向套印不準問題（特別是柔軟、易拉伸的薄膜材料），在柔印中幾乎不會出現。因此，凹印在印刷柔軟、易拉伸薄膜時，由于橫向套印不準，只能選擇窄幅、低速印刷；柔印則是高速、寬幅。兩者之間的效率差別達4～6倍以上。
2.能耗
經過測算，柔印機與凹印機的蒸汽消耗基本相當。如果以0.68元/度的電價計算，一臺正常運營的凹印機電耗大概為51.4元/h，柔印機則只有20.67元/h。可見，柔印機的電耗只有凹印機的40%。
3.油墨消耗
雖然柔印油墨目前的售價要高于凹印油墨，但是柔印油墨的消耗量只有凹印的一半左右，溶劑的消耗則要低得多。表1是同一個產品在凹印和柔印生產時的實際。
表1凹印和柔印生產之油墨和溶劑消耗對比
凹印柔印成本（元/萬m2）12770.312228.42消耗和采購成本的跟蹤對比。據此計算，柔印生產時油墨和溶劑的消耗要比凹印低20%。
一臺穩定運營的凹印機和柔印機，年產量約為4000萬m左右的卷筒材料，以0.80m的平均門幅計算，一年可以生產3200萬m2的產品。經過表1的數據測算（含溶劑消耗和油墨中包含的溶劑），柔印相對凹印可以減少排放61.375kg/萬m2的溶劑到大氣中，以此計算出一臺柔印機比凹印機少排放溶劑196.4t/年。因此說，柔印是一種環保印刷方式就在于此。
柔印混合溶劑以乙醇為主，含少量的醚類溶劑；而環保的凹印混合溶劑含有大量的異丙醇、醋酸乙酯，不環保的凹印混合溶劑則還使用大量的甲苯和丁酮。可見即使同樣的排放量，也是柔印更加環保。
4.換版效率
凹印機更換一套8色印版大概需要1.5～2小時，消耗薄膜900～1500m。
柔印機更換一套8色印版，齒輪傳動柔印機需要2～4小時，無齒輪的伺服柔印機則需要0.75～1.5小時，消耗薄膜400～600m。而最新的帶自動清洗墨路系統和自動壓力控制系統的柔印機更換8色印版則只需要0.5小時，甚至更短的時間。
5.耗材消耗
凹印使用重壓力的同向單刮刀系統，柔印使用輕壓力的逆向雙刮刀系統，柔印的刮刀消耗大約只有凹印的30%。
柔印使用了凹印所沒有的雙面膠固定印版，在使用溶劑型油墨的傳統衛星式柔印機體系內，一般使用0.55mm厚度的雙面膠，供應商為3m、德莎等國際品牌，每臺穩定運營的柔印機雙面膠使用量在50萬元/年以上。
四、結論
圖3訂單量與生產成本對比
綜上所述，凹印和柔印各有優勢。在正常生產中，筆者通過對同一個產品的成本跟蹤發現（如圖3）：在訂單量比較小的情況下，凹印的成本更低，這主要是因為其制版費比較便宜；但隨著訂單量的增長，柔印效率高、能耗低、油墨溶劑消耗低的優勢越來越明顯，在訂單量超過某一個值（50萬張）時，柔印將比凹印的成本更低。
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