喷墨打印机、墨水及其用纸的最近动向

喷墨打印机、墨水及其用纸的最近动向 喷墨打印机用纸的最近动向 摘要:本文从最近日本的〈纸、纸浆时代〉杂志中题为“喷墨打印机、油墨及其用纸的最近动向”一文而来。主要叙述最近办公用纸市场(主要是西欧市场)各种纸品的消费需求情况，喷墨打印纸也是其中之一。认为目前办公用纸有从黑白向彩色转移的倾向(打印和复印两者)，结果，高附加值纸的需求上升。 喷墨打印纸能获取优美的彩色图像，但价格高是它的致命弱点，故消费量不大，增长较慢。最近许多制造商在寻求一种廉价又质量高的喷墨打印纸，以使喷墨打印纸市场更加拓展。 一、 概论 (一)喷墨打印用纸当前的状况 喷墨打印用纸一般指在办公室以喷墨打印机印刷(打印)的用纸。喷墨打印的主要目的——可以将鲜艳的彩色印刷(打印)以轻便、廉价的方式实现，而且也可实施少量印刷。近年来，电脑和数码相机发展和普及的结果，开发了价廉的又能得到高质量图像、信赖程度高的喷墨打印方式，目前已渗进万千家庭及办公场所，已达相当普及之程度。 然而，喷墨打印要求使用水性油墨(墨水)，这样，就要求其图像接受用纸必须能迅速吸收墨水中的大量水分且能获得鲜明而保存长久的图像。这种纸的性能要求加上如今的喷墨打印机已相当先进，那么采用适合该要求的高级纸的话，获得近似银盐彩色照相的美丽图像是完全可能的。 当前由于适合上述要求的高级纸价格偏高，这便成了喷墨打印的致命弱点。在办公用纸的彩色印刷领域，人们宁愿采用设备价格较高的激光打印机来完成彩色印刷(打印)工作，因为它使用的纸张是价格低廉的不涂布的普通纸，这几乎已成了该领域的主流。现实中，即使是喷墨打印机，目前在欧美甚至日本，其用纸大部分也采用激光打印或复印用纸，一种廉价的表面施胶的非涂布高档纸，所谓的复印纸，它比普通纸好，但它的价格却与可得到美丽彩色图像的喷墨打印纸相差很大，这样，复印纸用于喷墨打印是必然趋势。 让我们拿高级喷墨打印纸与复印纸比较一下，喷墨打印纸，除了代替相纸的最高级光泽纸，以欧洲的亚光纸为例，大多采用硅颜料和PVA胶粘剂配方，这种纸美国的价格达0.3—1.5美元/张，相对而言的复印纸，以合成施胶剂作表面施胶处理的上等纸的价格约0.01—0.02美元/张，两者的费用相差15—150倍;即使在日本国内，A4大小的光泽高级纸商店价格约15日圆，而同样大小的复印纸只需1日圆/张，也相差15倍或更多。 由于这一价格悬殊，就以硅/PVA配方的喷墨打印纸为例，尽管其印刷质量等级高于复印纸，相信也会越来越多的被复印纸替换的。 人们也许有这样的见解:“喷墨中的最高级品—彩色相纸的替代品的需求量可以大约见之于历来的照相用纸的需求量”，然而，从造纸业的很多主要品种来看，这只是极微小的部分。又由于价格高，即使在喷墨 1 打印机高度普及的情况下，喷墨打印纸也不会成为造纸产业的支柱产品或大品种的。 而从需求趋势来看，尽管彩色印刷比单色黑白印刷价格高，其需求量还是有明显上升。现介绍一下欧美情况来说明这一问题。 欧美的报纸与日本不同，不是订阅而是零卖的，它以其艳丽的彩印封面来赢得人们的购买欲望，报纸的封面使用高白度纸张，这样，一般印刷就可以得到好的彩印效果。从报纸的定量看，在日本，邮递费用较高，是以43g/?的低定量纸为主，其次是40g/?的超低定量纸，而美国则使用45g/?以上的纸。从报纸的尺寸而言，欧美是标准尺寸，有使购买者取递方便的倾向，即使同种的报纸也与日本有这样那样的差异。这种报纸的彩色化倾向对办公用纸的彩色化多少带来了些影响。 复印纸原本与喷墨打印纸彩印目的有功能上的差异，然而，即使喷墨打印也不能达到十分满意的印刷画面的，所以期望更满意的彩印画面的需求会扩大。另一方面，喷墨打印机的产量和购买金额两方面正向着成为印刷机械的主流方向发展，走向每个家庭，其数量继续扩展。 从这样的趋势看，图像质量优异的喷墨打印纸需求量扩大应该可能性较大，然而，它的高价是使其发展受到限制的最大问题，若价格能降低，那么印刷适性良好的喷墨打印纸的需求量当然就有可能扩大。 针对以上问题，目前造纸业界正在努力开发新品种，它的价格要像复印纸那样便宜，而所得的印刷画面又要接近高级品。在欧美和日本都在进行着这样的尝试。以下介绍一些欧洲的状况。 (二) 硅/PVA配方的亚光涂布纸及其价高的理由 在欧美，硅/PVA配方的亚光涂布纸是喷墨用纸的主流，这种纸大量生产价格也不低，这里将其制作略作介绍，以说明价格因素存在的一定难度。 涂布颜料之所以使用硅，是因为它的粒子小、所形成的涂层结构表面布满细孔(硅本身多孔);比表面积大;和水的亲和性强，很容易将墨水中作为载体的水迅速吸收，在纸表面留下分离的染料分子。这样的结果是:以喷墨打印机印刷时，形成的图像清晰、鲜艳。而其它的诸如高岭土、碳酸钙等颜料因不具备大的多孔性和比表面积，不能使油墨(墨水)迅速干燥，不适合作喷墨打印纸颜料。 硅颜料在美国是2—4美元/磅，PVA也是高价材料。且在制造时，由于硅的多孔和亲水性，当加入水时便在其粉体空隙中充满水而成糊状，流动性差，必须加入大于其体积的水才能流动。这样，涂料只能以15%左右的低浓度涂布，需用大量蒸汽热能干燥;另外，涂布机也不能使用高速的薄膜施胶方式，只能用较低速的辊式或气刀为主的方式，提高了制造成本。 除外，由于硅的多孔性，所形成的涂层表面强度低，有必要使用像PVA这样的强力粘合剂。PVA的粘合强度是淀粉的3—4倍，涂层掉粉的危险性小:从涂层开始发生掉粉的硅的临界添加量来讲，淀粉是30%的话，PVA可达100%。又，PVA作表面施胶剂的话，会增加干燥时间，但与硅一起用，却能缩短干燥时 2 间。硅与造纸用标准胶乳的相容性差，与其一起使用会产生斑点、印刷密度低、油墨(墨水)渗化污染等缺陷，由此，PVA与硅是最佳组合。 一般彩色喷墨打印涂料的配比是100份的硅使用30份PVA左右。此外，喷墨印刷时阴离子性的油墨(墨水)与涂料相容性差，易造成渗化现象或抗水性差。为此，要加入阳离子聚合物。但阳离子电荷与硅表面相互作用，涂料液粘度会明显升高，所以添加的阳离子聚合物必须是极少量(通常100份的硅加入0.25—1份)才能弥补这一缺陷。 (三) 关于光泽喷墨打印纸 代替照相纸的最高级彩色光泽纸的制法与上述亚光纸不同，除了采用一般涂布法外还采用铸涂，在日本喷墨打印纸以光泽纸为主流，但其制法、配方各制造商都很保密，只能介绍个概况。 1、油墨(墨水)膨润涂布层法 表面涂层中使用PVA、淀粉及明胶类能产生光泽的亲水性聚合物，能得到较强的光泽，但存在耐水性差、有粘性, 且虽然涂层具亲水性却非多孔，因而油墨干燥速度也稍慢。 2、空隙涂布层方式 多孔涂布层中含有苯乙烯丙烯酸胶乳和SBR(丁苯胶乳)之类的合成聚合物，使用能产生光泽的颜料。由于这类水性胶粘剂具有抗水性，消除了上述不利之点。 据日本文献报道，光泽喷墨打印纸的基纸使用聚乙烯双面涂布纸(RC纸)和PET聚酯薄膜，配方中的胶粘剂使用明胶等，与照相纸类似之处较多。极端而言，有认为与照相纸的差异“只是纸的内部发色机理的问题”。 (四) 昇华热转移打印及其用纸 当前也有使用升华转移打印纸作为光泽印刷的高级品的，这里稍作介绍。 升华热转移，采用3原色的色带，使染色染料升华转移到纸上实现彩色印刷，它比喷墨打印能再现更多样的色调，图像保存性好，印刷速度也较快，打印机价格低廉(3—8万日圆)，又可适应数码相机的各种特性，但不像喷墨打印那样普及于一般家庭。其所用的纸价格比喷墨打印纸高，故目前的主要用途是在DPE(显影、洗印、放大)店内置换银盐照相的显影系统，它的显影设备费用与银盐系统比较不足它的1/10。 升华热转移用纸的表面涂有聚酯类的染料接受层，具有极高的平滑度，因为在高温下使用，要求耐热性强，热伸缩性少。由于这样，纸的价格也高，这是它需求量不多的主要原因。制造商须进一步降低它的制造成本。 (五) 喷墨打印用纸的继续研究开发种种 鉴于以上所述，可以说，在当前市场上的高级喷墨打印纸和实际使用较多的复印纸之间需填补一种中 3 间产品，即要求开发价格低廉、喷墨打印的性能优越的纸。图1是在美国Solution杂志上刊载的喷墨打印用纸(及办公印刷使用更多的激光打印纸)的性能和费用的关系层次图。此三角形的最上层是可替代印相纸的喷墨打印光泽纸，它具备的树脂光泽涂层能与照相纸匹比;下面是亚光型的硅/PVA涂布纸;然后是尚待开发的低价高质量纸;最下层是表面施胶的复印纸。 图2与图1同样性质，不过它是德国淀粉制造商Cerester公司所发表的，它将中间尚待开发的纸又分为“改良喷墨打印用纸”和“通用办公打印用纸”两种。所谓的“通用办公打印用纸”不仅可用于喷墨打印机同时也可使用于复印机等多种办公用机，还包括以后所述的通用复印打印机(UCP)。这种纸属于非涂布纸，与历来的复印专用非涂布纸比较，不但不失其复印性能还具备喷墨打印适性，意即须开发具有两者折中功能的纸。 4 图1 喷墨和激光打印纸的质量与费用的锥型图 图2 喷墨打印纸的质量锥型图 能代替硅的较经济的颜料研究方向着眼于粒子大小和分布可进行调节的轻质碳酸钙(PCC)和美国高岭土。在德国, Cerester公司正在试图开发以轻质碳酸钙作颜料、淀粉做粘合剂的组合配方，并采用计量施胶压榨来降低制造费用。特别是淀粉，须使用能迅速地将染料固定于纸纤维的兼具阳离子聚合物功能的特殊阳离子淀粉。这是当前的热点开发产品，若开发成功将可制得消耗低、性能良好的纸。 又，在北美正在研究工程瓷土，特别着眼于利用沸石的颜料，报道说尚有希望。北美还没有这类研究的报道。 关于非涂布喷墨打印纸也有兼用作激光打印纸的，期待这方面能有更优秀的产品出台，目前的方向较多。举其中的一个Hercules 公司的开发研究例:为克服非涂布喷墨打印用纸的缺陷——油墨(墨水)光学密度和图像保存性差，有发表了以下三方面的开发技术: (1)新的媒染剂技术以提高黑色油墨(墨水)的光学密度。 (2)新的阳离子树脂技术，以提高图像保存性。 (3)添加苯乙烯丙烯酸将荧光染料的影响抑制到最低程度，同时提高施胶度。在日本也发表有三晶公司的喷墨打印纸用施胶剂和日本化药公司的抗水剂等的开发资料。 二、 西欧的办公用纸的需求预测 (一)办公用纸总体的需求动向 5 关于喷墨打印纸的消费量，没有作具体的统计，只能推测估计。根据矢野经济研究所的推测数，日本的高级打印纸用量在本节的 第(七)节有述。 图3、图4是英国的Info Trends CAP公司所做的、作为造纸业国际会议的演讲资料，显示了从2002年到2007年关于加盟欧洲造纸联合会(CEPI)的19个国家的全部办公用纸和各种纸别的消费量和卖货款的实际数和推测数。 办公用纸的总计消费量的年增长率平均为1.5%，前几年发展更快些。而其卖货款的增长率些低，预计年增长率为1.2%。办公用纸的消费量增长趋势渐缓，预计价格也有下降的趋势。 图3 西欧办公用纸需求的实际和预测 注:回收用纸中包括小平张非涂布纸 另外，欧洲CEPI加盟国的纸、纸板的总产量03年比前一年增长2.2%，达9,200万吨，这也是西欧历史上的最高产量。近年也有向东欧输出，生产有所发展。该地区的人口是日本的3倍多，纸、纸板的生产规模却为日本的3倍不到。若不计输出输入量，办公用纸的消费量2003年为490万吨，只占西欧纸、纸板市场的5%左右。其新闻纸的消费量是960万吨，那么，办公用纸的消费量占新闻纸的一半左右。 据英国2000年的报道介绍，99年英国的情报产业用纸中，商业印刷和文具用纸占55%、新闻用纸(包括综合杂志用纸)占36%、家庭和办公印刷用纸(就是指办公用纸)占9%。其中，在过去十年间的家庭和办公印刷的增长最大，其次是商业印刷和文具，新闻杂志的增长最小。英国是欧洲最大的新闻纸消费国，其消费量现在约270万吨/年。综合杂志的消费量尚不知，若新闻纸占36%的大部分话，英国的办公用纸市场规模约70万吨。 (二)对办公用纸市场的认识;以IP为例 IP(国际制纸)在2000年出的”Rey 报告 软件系统测试报告下载sgs报告如何下载关于路面塌陷情况报告535n,sgs报告怎么下载竣工报告下载 和该公司的英国最终消费者部门顾问的推荐中提到:“由于企业和家庭办公的办公用纸市场的结构变化，制纸公司有必要对所评价的消费纸种进行投资。然而，在英国 6 尚无这个市场领域商品的真正商标，要为投资者启用这类商标。” Rey商标作为新的办公用纸的开发纸种，以其最终消费者来分有以下4个特定领域:(1)复印商店，打印、直接邮寄、加工业者等事业者的市场。(2)大企业顾客(3)大小办公室市场(4)个人和个体营业者。 国际制纸在开发纸的市场中，须掌握的产业和技术的必要的需求为:(1)对于他们而言的特种需求(2)共有同种需求的集团。例如，有需要加深影响的小型办公室用于全国直接邮寄广告的展示，企业办公用户与台式电脑连接一起的大型彩色喷墨打印机，家庭中的个人打印(印刷)等都反映了这种需求的急剧增加。 像IP那样对最终消费者的 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 结果，打出了3个尺寸、20种产品和100个参考数值、28个色调的办公产品结构。A，A+这类简单易懂的等级名也代替了“Rey Today”“Rey Success”“Rey Expresson”这些研究范畴的名称。但尚未得到该IP政策是否成功的情报。 (三)向彩色化进展中的产品结构变化 办公用纸的品种结构随着彩色化的新印刷技术的发展而向高附加值方向发展。非涂布的小平张产品占了办公用纸的大部分，这种状况可能今后也不会有什么改变。但目前涂布纸正从低水平的领域范围内迅速发展起来。从图4可见，预计到2007年涂布的小平张纸所占的比例从现在的14.9% 增到19.8%。平均年增长率涂布小平张纸是20.8%，比起非涂布小平张纸的2.6%来要高得多。估计到2007年，总计小平张纸以平均年增长率2.9%缓慢发展。 图4西欧各种办公用纸的卖货款比例 注:回收用纸中包括小平张非涂布纸 7 另外，非涂布纸领域也与涂布纸一样正向彩色化方向移动，向着高附加值纸种的方向发展。图5显示了非涂布纸在2002—2003年间各等级纸种分占的比例，其结果是:复印专用的C级品和多种用途的B级品渐渐统一。B级品是打印机和复印机用配方纸。然而，预测者却无视这一等级比例统一的情况，预测说新的办公技术会造成A、B级纸的需求增加而使市场分化。 然而，高附加值产品需求的量虽有增加，热敏纸(传真用)的需求量却以每年-44%的速度大幅度的减少，预计到2007年其卖货款不会超过办公用纸全量139亿美元中的0.1%，连续发票用纸也以每年-17.7%的相当大的降幅减少;预计其它的卷筒连续用纸的年增长率也甚微，只有+0.3%。 图5 西欧各等级非涂布小平张纸的比率 (四)成为主体的非涂布裁切纸，激光印刷和喷墨印刷的比较等 虽然非涂布小平张纸增长率低，但它在办公领域内无论消费量还是卖货款估计都可能占据主导地位。其2003年的消费量约389万吨，卖货款是全卖货款132亿美元的58.1%，预计2007年的消费量增加到432亿美元，卖货款也上升到占全卖货款139亿美圆的62.9%。 图6为非涂布小平张纸总体和各种用途的消费趋势推测，其中，喷墨打印用纸的消费量在西欧现在约30万吨/年，2007年也只有40万吨/年的较小量;而占最大重量比例的是页式打印用纸(以页为单位进行印刷而得此名)，激光打印和占第二位的复印用纸则在办公用纸的彩色技术中占了优势。预计非涂布平张纸在今后还会是消费量和卖货款的主体。 8 图6 西欧各种非涂布平张纸的需求预测 ( 回收用纸中包括小平张非涂布纸) 超级复印机现在多数可能达到全彩色，但其费用而言，A3大小的单色(黑白)纸是10日圆/张，而全彩色的A4纸是50日圆/张，A3纸是80日圆/张，这个价格，即使不用激光打印，使用廉价的模拟复印机的话，其费用相差之大使彩色复印暂时难以推广。然而，在消费量大的业务场所，有共用的激光打印机的话，彩色印刷不用喷墨打印而用激光打印，以廉价的纸就可得到良好的彩色印刷图像了。 此外，在西欧的最近研究中，关于油墨的脱墨性，使用激光印刷那样的调色剂就不存在此方面的问题，而喷墨打印用的是水性油墨(墨水)，存在脱墨性差的问题，这也许应该是将来应考虑的问题。 (五)彩色化的技术革新的可能性及文书印刷的转向 彩色化是促使办公用纸市场变化的动力，对制纸业提供了维持价格水准的机会。现在，个人用的桌上印刷(打印)正在移向大的彩色印刷。打印机、复印机、传真等的单色(黑白)印刷(打印)纸的消费量，在2002年—2004年的峰值时达420万吨，其后便减少了，而其它彩色印刷纸的消费量就以每年16.5%的速度迅速增长，从目前的50万吨/年预计到2007年将达100万吨/年(图7)。 9 图7西欧的单色(黑白)印刷向彩色印刷转移(各含复印纸)的推测 这样的发展速度归功于技术革新，文书的生产从商业用的胶版印刷转向台式印刷(打印)，其印刷质量也达到接近胶版印刷的水平。 当前的办公室内，由于有了更新的可以利用的技术和直接数字印刷，文书制作的工作由个人转向作业集团。在作业集团中，单色(黑白)印刷的量发展较慢，预计在2006年达到蜂值，而彩色印刷量在01—07年间则以每年32.5%的高速率持续增长。 (六)复印、打印通用纸(UCP) 由于通用复印、打印机(简称UCP，复印和打印兼用机)的普及渗透，促进了转向彩色化的进程。这一装置能进行彩色和单色(黑白)的印刷和复印，且速度快、具有价格竞争力。所出售的办公作业集团用和生产用大型彩色图像UCP机, 就有佳能的IR3100; 理光的Aficio 1224C; 施乐的DC1632等型号。它们可采用各种不同的纸，减少了颜色数和印页的费用，是为彩色复印和印刷通用的大的市场创造设计的。但UCP机所需的投资额还须降低，须达到比黑白复印的费用略高20%—25%这样的价格水平。 (七)单色(黑白)和彩色的价格差及向彩色转换的关系预测 据西欧四国的调查，消费者中30—35%有意由单色(黑白)转向彩色印刷，为此，现在要禁止此彩色印页价格过高。 目前，单色(黑白)复印或印刷的每页费用是0.02欧元，若彩色的费用可以与之相当的话，估计有28.2%的单色会转向彩色，这一消费数量以03年为基础来算，达到370亿页，但每页的彩色印刷费用比较高的话，向彩色印刷的转换率就会减少，表1是这方面的预测。由该预测，彩色胶印的市场占有率稍有减少。 10 表1 彩印的每页费用和单色(黑白)向彩色转换之关系 每页彩印费用 单色(黑白)向彩色的转换率 5分 19.5% 7分 12.7% 10分 6.6% 新的办公技术提高了办公能力，这样，办公室生产的印刷物和印刷厂生产的印刷物的界线模糊起来，因此，办公室的融入个人意气的再生印刷与接近胶印的印刷美术之间产生了新的交叉领域，这一交叉领域长期的占有着大部分，这成了办公室高附加值纸需求提高的要素,Info Trends CAP这样说。 Info Trends CAP的结论是:西欧办公用纸总的增长产生于彩色技术领域内，高附加值纸的需求量正在增长，到07年的几年间，激光打印机的数量将以每年37.5%的速率继续增长，单色(黑白)印刷的平均年增长率将减少2.4%，将它换算成纸量的话，可得以下数据: (1) 高附加值纸的需求量到2007年每年增加47.7%，可达50万吨/年。 (2) 激光打印机的单色(黑白)印刷量年增长率1.9%，达300万吨/年。同一时期，彩色复印机 年增长率8%，其用纸需求量的年增长率为9.2%，同时，单色(黑白)复印机的年增长率则 为-4.3%。 (八)关于日本喷墨打印纸的产量 表2为矢野经济研究所对喷墨打印纸近些年来的产量推算，可以看出，它以每年30%的速率急速增长，以03年上期4,190吨/月为基础，换算出每年也只有比较少量的5万吨。 这里，即使在日本，办公室业务用纸也以使用廉价的激光打印为主，高级的喷墨打印只有少量的使用，以家庭使用为主; 户外大部分用于邮政广告或大幅的宣传画面用。在喷墨打印纸中，最近，代替相纸的高级光泽纸增长较快，以家庭用为主，而普通用亚光纸增长较慢，在04年的贺年片用6000吨/年，约20亿张，另外，表2也可看出，输出量占了总产量的三分之一。 表2 日本喷墨打印用纸消费量的推测 1998年夏 1990年秋 2000年夏 2001上期 2002上期 2003上期 出(吨/月) 1,005 1,360 1,770 2,490 3,320 4,190 同前一年比(%) +34.9 +35.3 +30.1 +40.7 +33.3 +26.2 11 曹丽云翻译整理 12