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包装纸产生翘曲?六种原因、三种措施

条与盒包装纸翘曲度是造纸工艺、纸张复合工艺、印刷加工、产品包装过程综合形成的,是卷烟包装材料上机包装适应性的一项重要技术指标。

在卷烟机的卷包过程中,因为产品翘曲,上机容易飘纸,大幅增加卷烟生产过程中停机现象的发生,严重影响卷烟包装的生产效率和产品质量,并产生一定程度上的消耗和潜在的产品质量隐患。

存在问题和原因分析

01  存在问题

 

条与盒包装纸翘曲按方向分为纵向翘曲、横向翘曲、扭曲变形3种类型,如图1~3。根据用户要求,条与盒包装纸翘曲度需满足《条与盒包装纸翘曲度的技术指标》(如表1),通过上机包装实验以及统计分析,纸张翘曲主要影响商标纸包装时吸取不下、吸取后歪斜,高速包装机影响表现为导轨上、S轨道上无商标纸,中速包装机影响表现为商标纸吸取堵塞、转盘上没有商标纸、导轨上缺商标纸。

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图1 纵向翘曲(翘曲轴平行于纸张纤维方向)

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图2 横向翘曲(翘曲轴垂直于纸张纤维方向)

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图3 扭曲变形(翘曲轴与纸张纤维方向既不垂直也不平行)

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表1 条与盒包装纸翘曲度的技术指标

02 原因分析

现行的条与盒包装纸按纸张材料类型可分为铜版纸类、灰底白板纸类、白卡纸类、转移铜版纸类、转移卡纸类、PET膜铜版纸类、PET膜卡纸类,其产生翘曲的原因如下。

(1)纸张在造纸过程中两个表面受力不均衡和纸张本身收缩不均造成纸张不平整。另外纸张主要由纤维素组成,而纤维素是亲水性很强的物质,具有很强的亲水性和脱水性,当纸张吸水性控制不当,纸张纤维吸收水分膨胀或失去水分收缩,整个纤维形状会发生变化,从而引起纸张内部结构发生变化,造成纸张翘曲变形。

(2)纸张在涂布过程中正反面加工工艺不同发生纸张翘曲、变形。正面涂布和反面涂布次数与工艺要求不同,造成两面结构不同,这样两面对环境的敏感程度也不相同。

(3)纸张复合工艺造成纸张正反面吸水性不同,发生纸张翘曲、变形。纸张复合后正面完全防水,而背面对环境非常敏感。

(4)纸张印刷加工造成纸张两面失水不同,发生纸张翘曲、变形。

(5)印刷产品印后加工烫印、模切、压凹凸工艺造成纸张翘曲、变形。

(6)纸张在各生产加工、运输、包装环境的温湿度不一致造成纸张翘曲、变形。在各个环境达不到恒温恒湿的情况下,纸张在不同环境生产时因吸收或失去水分引起纸张不同程度的变形。

解决翘曲度的办法

纸张制造是一个复杂的工艺加工过程,随着现代造纸加工技术向信息化、数据化、智能化方向发展,现行纸张原纸质量大大提高,已经能够满足包装印刷生产与后加工质量需求。纸张扭曲变形经研究主要是在原纸生产过程中产生,可以在纸张进库检验时予以把关,由原纸生产厂家进行控制。现主要研究复合纸张纵向、横向翘曲。

为满足《条与盒包装纸翘曲度的技术指标》的技术要求,对复合纸张生产过程和印刷加工过程进行了跟踪、写实、实验,发现影响复合纸张翘曲度的因素主要有3个方面:转移膜张力、纸张含水量和模切工艺。

01 转移膜张力控制

转移膜张力一定程度决定了纸张挺度,张力控制过大,经过模切压痕后纸张卷曲严重,导致产品翘曲度增大,纸张不平整。对复合纸张厂家纸张生产过程进行监控,通过改变转移膜张力,纸张在加工为成品后,通过测试统计分析,转移膜张力越小,产品翘曲度越小,如表2。

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表2 转移膜张力对产品翘曲度的影响

纸张转移膜张力实施改进后,纸张及加工出来的产品较以前的翘曲度有了明显改善,考虑到印刷产品印刷适性与包装适性,转移膜张力控制在2~3kg左右为宜。

02 纸张含水量控制

 

纸张含水量的变化影响纸张的变形。在生产过程中,纸张失水过多,纸张就会向下变形,向下翘曲;相反,纸张吸水过多,纸张就会向上变形,向上翘曲。纸张含水量的控制有两个方面,一是对原纸含水量的控制,二是调整纸张背面的封闭效果,降低纸张对环境的敏感性。通过试验,我们发现,原纸含水量越大,加工出的产品翘曲度越小,如表3。

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表3 纸张含水量对产品翘曲度的影响

在生产过程中,我们将原纸含水量提高到7.8%,背涂量提高到5.3g/m2,对加工产品进行测量统计分析发现,产品翘曲度符合标准。考虑到产品包装的挺度和粘胶性,转移卡纸含水量一般控制在6.5%±1.5%范围内。为保证产品不翘曲,在生产加工过程中,必须控制好生产环境的温湿度。在生产加工运输的各个环节,对产品采用全包裹缠绕防护,保持纸张含水量的稳定性,达到减少产品翘曲度的目的。

 

03 模切工艺优化

 

分析条与盒包装纸整个加工生产过程,发现模切工序完成后产品变形现象最为明显,而且模切后的耳子形状也影响成品的上机包装,经常出现堵塞的情况。

分析其原因,模切时靠近痕线相对比较集中的地方,经过压力作用后,纸张伸缩变形较大,从而导致产品翘曲度偏大。结合产品生产加工工艺,在保证产品质量的情况下,对产品加工工艺实施优化:

一是对模切烟包耳子进行挖空,如图4;

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图4 模切烟包耳子改进前后对比图

 

二是在刀版上痕线比较密集的地方,加垫海绵条,达到减少产品变形的目的和解决产品上机包装时吸取性较差的问题。

通过对复合纸张加工工艺优化,控制了转移膜张力,调整了纸张含水量,优化了模切工艺,改变了烟包耳子形状、痕线集中处加垫了海绵条,通过批量生产试验,改进后的纸张在生产过程中翘曲度明显降低且稳定,达到了标准的区间范围,解决了成品翘曲度偏大造成上机包装时产品吸取性差、包装通道堵塞停机和商标纸上机使用前需人工预折的问题,减轻了包装车间操作工的劳动强度,为企业节约了人工成本。另外,通过以上问题的解决,促进了生产现场管理的提升,为企业智能化推进创造了良好的条件。

作者|常德金鹏印务有限公司  蔡兴明  夏平雨  袁子钧
来源|印刷技术

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