這樣控制和改善模壓工藝,煙包質(zhì)量將大大提高!
時(shí)間:2022-09-07 來源:
煙包設(shè)計(jì)時(shí),設(shè)計(jì)師為獲得實(shí)體凹凸效果經(jīng)常會(huì)用到壓凹凸工藝。壓凹凸工藝對突出煙包主體和提升煙包檔次效果顯著,因此在煙包裝潢設(shè)計(jì)中被廣泛應(yīng)用。因壓凹凸工藝與模切工藝所采用的加工設(shè)備和工作原理基本一致,故在此統(tǒng)稱為模壓工藝。本文將重點(diǎn)探討煙包模壓的質(zhì)量控制及改善方法。
煙包模壓質(zhì)量是影響煙包合格率的主要因素之一,而控制煙包模壓質(zhì)量的關(guān)鍵在于模壓精度控制。這是因?yàn)椋阂环矫妫壕纫蟾摺煱\(yùn)用的壓凹凸工藝幾乎都是套壓方式,即通過模壓工藝讓特定文字和圖案呈現(xiàn)凹凸立體效果。煙包對外觀效果要求較高,特別是高檔煙包,如果發(fā)生套壓偏差,則會(huì)出現(xiàn)“重影”現(xiàn)象(如圖1所示),嚴(yán)重時(shí)還會(huì)讓消費(fèi)者產(chǎn)生視覺不適,因此煙包壓凹凸工序一般要求套壓偏差值≤0.25mm,而且模切加工對精度要求更高,通常要求模切誤差≤0.20mm。模切精度直接決定包裝成型效果,隨著精美小型煙包(如細(xì)支、中支煙包)的引入,它們對模切精度又提出了更高要求。另一方面,模壓精度影響因素多,控制難度大。
圖1 “白沙(精品三代)”煙包壓凹凸偏位問題
目前,影響模壓精度的主要因素有紙張伸縮穩(wěn)定性、車間溫濕度、工序控制、模壓設(shè)備等。下面,筆者將從煙包工藝設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過程兩大方面探討模壓精度控制及改善方法。
煙包工藝設(shè)計(jì)時(shí),設(shè)計(jì)師需盡量減少在細(xì)小文字和圖案上運(yùn)用壓凹凸工藝,因?yàn)榇祟惸汗に嚲纫蟾撸袝r(shí)雖然可以制作出樣品,但是在煙包批量生產(chǎn)過程中因受多種因素的影響,輕則合格率下降,重則生產(chǎn)中斷。此外,設(shè)計(jì)師應(yīng)盡量避免運(yùn)用線條或圖案與壓痕線卡邊設(shè)計(jì),以降低模切加工精度控制難度,實(shí)現(xiàn)提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品合格率的目標(biāo)。
雖然產(chǎn)品的工藝設(shè)計(jì)被動(dòng)性較強(qiáng),最終工藝方案的確定還得以產(chǎn)品外觀效果和客戶要求為準(zhǔn),但優(yōu)秀的設(shè)計(jì)師應(yīng)熟悉模壓加工的難點(diǎn)所在,若客戶認(rèn)可的設(shè)計(jì)方案對模壓加工并不友好,那么設(shè)計(jì)師就得在生產(chǎn)過程控制方面著手優(yōu)化改進(jìn)。
對于模壓精度控制而言,在工藝設(shè)計(jì)上也許已經(jīng)無能為力,但在生產(chǎn)過程控制方面仍大有可為,它是模壓精度控制及改善的重點(diǎn)所在。目前,生產(chǎn)過程中煙包模壓精度的影響因素主要有以下3個(gè)方面。
(1)紙張伸縮穩(wěn)定性。紙張伸縮穩(wěn)定性是保障模切精度的前提,而原紙伸縮穩(wěn)定性的影響因素主要有以下4個(gè)方面。
①紙張庫存期。紙張內(nèi)部物理性能需要一定時(shí)間才能趨向穩(wěn)定,紙張?jiān)诓煌瑴貪穸葏^(qū)域使用需要一定時(shí)間穩(wěn)定性能,所以庫存期不夠是導(dǎo)致紙張伸縮不穩(wěn)定的一個(gè)重要因素。
②紙張背涂層。紙張背涂層直接決定著紙張內(nèi)部水分變化,而水分變化過快則會(huì)導(dǎo)致紙張伸縮變形,所以穩(wěn)定、均勻的紙張背涂層是保持紙張局部或整體穩(wěn)定的重要部分。
③原紙紙漿。目前,造紙所用紙漿主要有機(jī)械木漿和化學(xué)木漿兩種,兩種木漿各有所長,但化學(xué)木漿成本相對較高,因此在造紙過程中需找到成本與性能的平衡點(diǎn),最終實(shí)現(xiàn)紙張伸縮穩(wěn)定性滿足印刷要求的目標(biāo)。
④張力穩(wěn)定性。對于卷筒紙凹印而言,紙張張力穩(wěn)定性非常重要,張力不穩(wěn)定會(huì)導(dǎo)致凹印機(jī)張力系統(tǒng)工作異常,印刷套印跑動(dòng),模壓廢品率上升,嚴(yán)重時(shí)還會(huì)導(dǎo)致模壓生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。
(2)印刷工藝控制。印刷工藝是“龍頭”,要想模壓精度有保障就必須有全面、完善的印刷工藝控制方案。在印刷過程中,我們應(yīng)當(dāng)控制哪些關(guān)鍵點(diǎn)呢?在此,筆者重點(diǎn)探討煙包印刷企業(yè)主流膠印和凹印工藝的控制要點(diǎn)及改善方法。
①控制要點(diǎn)。第一,膠印潤版系統(tǒng)控制。在膠印潤版系統(tǒng)發(fā)生故障或工作不穩(wěn)定時(shí),印版表面潤版液量會(huì)出現(xiàn)不穩(wěn)定或不均勻現(xiàn)象,從而使紙張印刷面吸水量不一致而發(fā)生伸縮不穩(wěn)定,特別是對低定量紙張影響更明顯。對此,膠印潤版系統(tǒng)控制應(yīng)遵循供液均勻穩(wěn)定、越小越好的原則。
第二,凹印速度控制。在凹印過程中,印刷速度變化會(huì)影響印刷張力系統(tǒng)工作,進(jìn)而造成紙張伸縮不穩(wěn)定,印刷圖案變形不穩(wěn)定。因此,在凹印過程中,我們需關(guān)注印刷速度對紙張和印刷圖案伸縮變化量的影響。
第三,印刷圖案位置控制。在印刷中還需重點(diǎn)關(guān)注印刷圖案相對紙邊位置的穩(wěn)定性,它是保障模壓精度的前提,因此在印刷過程中需隨時(shí)檢測印刷圖案相對紙邊位置的穩(wěn)定性。
②改善方法。第一,在產(chǎn)品生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)時(shí)加入梯尺線(如圖2所示,梯尺線一般每根線粗0.10mm),以便在印刷過程中能直觀檢測印刷圖案在紙張版面位置的穩(wěn)定性,為高精度模壓提供前提。通常情況下,凹印產(chǎn)品印刷精度一般控制在兩根規(guī)線(0.20mm)以內(nèi),而膠印產(chǎn)品印刷精度則可控制在一根規(guī)線 (0.10mm)以內(nèi)。產(chǎn)品只有達(dá)到規(guī)線最低控制要求,模壓時(shí)才能滿足質(zhì)量要求。
圖2 梯尺線
第二,用菲林尺測量印刷規(guī)線伸縮量(為提高檢測效率可設(shè)計(jì)專用檢測菲林尺),讓不直觀的印跡變形直觀可見。這種方法主要用于監(jiān)控易變形紙張的膠印產(chǎn)品,以及對模切精度要求較高的凹印產(chǎn)品。
第三,針對膠印“扇形”變形問題,在膠印時(shí)需監(jiān)控印刷圖案的變形量,膠印完畢后測量印品叼口兩端和拖梢兩端的成品規(guī)線尺寸,再比對兩個(gè)測量結(jié)果,對于普通品牌而言,印品橫向偏差量不得超過0.50mm,否則后續(xù)模壓精度就難以保障,當(dāng)然印刷幅面越小,偏差量的允差值也越小。
第四,針對模切精度要求較高的凹印產(chǎn)品,如“芙蓉王(硬中支)”煙包等,在凹印時(shí)需要測量印跡縱向(根據(jù)煙包為橫拼方式確定)偏差量,將縱向偏差量控制在±0.1mm范圍內(nèi),如超出范圍則需及時(shí)調(diào)節(jié)凹印張力大小,否則產(chǎn)品模切后會(huì)在視覺上產(chǎn)生明顯的偏差而被判定為模切廢品(如圖3所示)。
圖3 “芙蓉王(硬中支)”煙包模切偏位視覺效果對比
(3)溫濕度控制。車間溫濕度變化是紙張伸縮變形的重要因素,特別是對低定量紙張而言尤為重要,所以生產(chǎn)區(qū)域環(huán)境溫濕度的穩(wěn)定是保證模壓精度的基礎(chǔ)。煙印車間常用溫濕度控制標(biāo)準(zhǔn)為:夏秋季溫度23~28℃、濕度55%~65%RH;春冬季溫度18~26℃、濕度50%~60%RH。當(dāng)然,車間溫濕度控制標(biāo)準(zhǔn)與印刷企業(yè)所處地域有關(guān),不可一概而論。除此之外,車間還需配置專用調(diào)濕間,用于處理紙張含水量和平整度問題。
此項(xiàng)工作可以在原紙入庫檢驗(yàn)時(shí)完成,即原紙到貨后對白料紙進(jìn)行模切,觀察紙張是否平整,有無翹曲情況。將模切后的成品盒片平放在桌面上,如果盒片“燕尾”和“飛機(jī)頭”翹起小于5.0mm,則視為平整;如果盒片對角線不在同一平面上,則視為原紙模切后扭曲,原紙不合格。
車間溫濕度的變化會(huì)直接影響紙張含水量的多少,車間濕度超過65%RH時(shí),紙張就會(huì)從空氣中吸收水分,紙張纖維就會(huì)因吸水而膨脹。因?yàn)樵谠旒堖^程中,紙張纖維的排布方向具有規(guī)則性,所以當(dāng)紙張吸水時(shí)垂直紙張纖維的方向就會(huì)出現(xiàn)較大的變形。
如果是復(fù)合紙,則會(huì)向膜方向彎曲,相反當(dāng)紙張失水時(shí)就會(huì)向下彎曲,這兩種情況都會(huì)引起紙張變形。經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn),在通常情況下,模切和清廢工序的濕度控制在50%~60%RH之間,小張檢驗(yàn)濕度標(biāo)準(zhǔn)控制在45%~55%RH之間較為理想。當(dāng)然,這個(gè)濕度值 同樣跟企業(yè)所在地域有關(guān),通常南方濕度控制標(biāo)準(zhǔn)要比北方高5%RH左右。
煙包木模版常用鋼線規(guī)格為0.71mm×23.40mm的圓頭鋼線,常用底模規(guī)格為1.10mm×0.40mm;鋼模版常用鋼線規(guī)格為0.71mm×23.85mm的圓頭鋼線,鋼底版常用溝槽規(guī)格為1.20mm×0.60mm(改進(jìn)型溝槽規(guī)格為1.40mm×1.20mm×0.60mm)。按圖4所示,木模版常用壓痕線和底模重要參數(shù)計(jì)算公式如下:槽深d1=紙厚;槽寬b=紙厚×1.5+壓痕線厚度;壓痕線高度h1=鋼刀高度-(紙厚+0.10mm~0.25mm)。
對于復(fù)合紙來說,壓痕線會(huì)導(dǎo)致膜面收縮,引起成品盒片向上翹曲,而對于轉(zhuǎn)移紙來說,則很少出現(xiàn)此類翹曲情況,所以壓痕線深淺控制主要針對復(fù)合紙。我們可以通過降低鋼線高度、增加壓痕底模寬度、加大壓痕底模倒角等方式來緩解盒片因壓痕發(fā)生翹曲的問題。一般情況下,對于盒片容易出現(xiàn)翹曲的“飛機(jī)頭”部分,可以將煙包頂蓋的兩壓痕線和“飛機(jī)頭” 處的壓痕線高度降低0.05mm,此時(shí)煙包的平整度會(huì)好很多,但工藝參數(shù)調(diào)整后必須關(guān)注其壓痕挺度的變化,最好能上包裝機(jī)測試其包裝適性。
圖4 木模板常用壓痕線和底模重要參數(shù)
在煙包清廢和檢驗(yàn)過程中,合適的操作手法可以緩解煙包翹曲問題。例如,在清廢過程中,手拿盒片“飛機(jī)頭”向下拆盒,不可向上撕扯,那樣會(huì)讓盒片更向上翹,也可以設(shè)計(jì)專用“楔形”工具,插在需分離的兩組盒片的“飛機(jī)頭”之間,再用力將“楔形”工具下壓分離盒片。
在盒片檢驗(yàn)時(shí),可將盒片正面朝上拿住其中一頭,另一頭用手壓住,利用盒片回彈力由上往下檢驗(yàn),不可將盒片向上翻,使用從下往上的方式檢驗(yàn)產(chǎn)品質(zhì)量,檢驗(yàn)時(shí)如發(fā)現(xiàn)盒片向上翹曲較大,可將產(chǎn)品反向彎曲一下,以減輕盒片向上翹曲的程度。總之,要盡量避免因操作手法而導(dǎo)致盒片翹曲加重的問題。
眾所周知,煙包在模切過程中經(jīng)常出現(xiàn)切邊不光潔、起毛現(xiàn)象, 特別是使用復(fù)合紙印刷的產(chǎn)品在切邊處還會(huì)出現(xiàn)起刀絲問題。在我公司系列煙包模切時(shí)曾常出現(xiàn)此類問題,這也是眾多煙包印刷企業(yè)普遍存在的問題。為確保煙包外觀質(zhì)量,煙包印刷企業(yè)通常采用刷毛和除塵的方法解決此類問題。下面重點(diǎn)探討煙包模切起毛和起刀絲的原因和解決方案。
(1)紙張性能對模切起毛的影響。煙包用原紙多為白卡紙,由3層紙漿壓榨結(jié)合而成。其中,上下兩層為白度較高、纖維長度較長且結(jié)合緊密的漂白化學(xué)漿。化學(xué)漿纖維長、挺度好、破裂強(qiáng)度高且耐久性好,不易產(chǎn)生碎末。中間芯層為黃芯紙漿,從撕裂的黃芯層邊緣觀察,紙漿纖維短、結(jié)合松散且容易脫落,基本可以判定為機(jī)械磨木漿。這些紙漿纖維短,易于形成致密的表面,但破裂強(qiáng)度低、挺度 差,由于含有大量木質(zhì)素,所以白度較低且在模切工序容易產(chǎn)生紙毛、紙灰。
通過調(diào)查紙張的生產(chǎn)工藝, 我們進(jìn)一步證實(shí),多數(shù)紙廠為了節(jié)約生產(chǎn)成本,只要求紙張正反兩面的外觀、白度、平滑度、印刷適性等性能符合要求便可,所以紙張中間芯層一般采用產(chǎn)出率較高的磨木漿。通過這3層紙漿制造出來的紙張雖然能滿足表面印刷性能和紙張復(fù)合加工要求,但在煙包模切過程中,中間芯層就會(huì)成為模切起毛的隱患,如圖5所示。
圖5 煙包模切起毛問題
(2)紙張性能對復(fù)合紙模切起刀絲的影響。“芙蓉王(硬紅寶石)”煙包使用的是PET膜鐳射定位紙,其表面光澤度和平整度高、耐折性強(qiáng)、包裝成型好,非常適合高檔煙包品牌的開發(fā)和應(yīng)用,但PET膜有極強(qiáng)的韌性和抗撕裂性,這些特性讓該產(chǎn)品在后加工模切時(shí)容易出現(xiàn)模切不斷的質(zhì)量問題。如圖6所示,這些散落在紙邊的PET膜細(xì)絲就是通常所說的模切起刀絲,一般解決方法是在模切操作過程中加大模切壓力,但這樣處理會(huì)降低模切刀的使用壽命,不能治本。
相比之下,使用OPP膜復(fù)合紙的材質(zhì)較PET膜鐳射定位紙薄、韌性差,模切中起刀絲的現(xiàn)象就少得多。如果能轉(zhuǎn)換為鐳射轉(zhuǎn)移紙,此問題就可從根本上得到解決。通過多種煙包產(chǎn)品不同紙張類型產(chǎn)品的模切情況,我們可以判定,PET膜是產(chǎn)生模切起刀絲的主要原因。
圖6 煙包模切起刀絲問題
(3)操作手法對模切起毛和起刀絲的影響。模切工序采用正確、規(guī)范的操作步驟是減輕上述問題的有效手段。盡管紙張是模切起毛和起刀絲的客觀原因,但機(jī)臺(tái)員工參差不齊的操作水平也是導(dǎo)致模切質(zhì)量問題產(chǎn)生的主要原因。例如,操作不當(dāng)或壓力過大,都能使模切刀刀刃和鋼底板碰撞過猛,直接損傷刀刃;正式生產(chǎn)后連續(xù)加大壓力,以及頻繁換版等也是造成刀刃損壞的主觀原因,如未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)或及時(shí)更換,都可能使產(chǎn)品出現(xiàn)模切起毛和起刀絲。
在應(yīng)對易出現(xiàn)模切起毛和起刀絲的紙張時(shí),需要操作人員具備熟練的操作技巧和豐富的實(shí)操經(jīng)驗(yàn)。因此,一個(gè)優(yōu)秀的操作人員不僅要懂得控制壓痕效果,同時(shí)也要掌握不同紙張材質(zhì)所需的機(jī)械壓力。
(4)模切版材對模切起毛和起刀絲的影響。模切版材的正確選擇和規(guī)范安裝是提高模切質(zhì)量的有效手段之一。首先,應(yīng)選用高質(zhì)量的模切刀。如果用放大鏡觀察普通模切刀的刀鋒,會(huì)發(fā)現(xiàn)有不少瑕疵,如刀鋒不平直、不光滑等。有些模切刀表面上看很鋒利,但剛性差,短時(shí)間使用后刀鋒就會(huì)磨損,進(jìn)而造成紙邊模切起毛和起刀絲。
另外,模切刀與海綿條的配套安裝不當(dāng)也會(huì)引起模切起毛,海綿條應(yīng)具備足夠的硬度才可以壓緊紙張,讓模切刀順利將紙張切開。不同紙張應(yīng)當(dāng)使用不同硬度的海綿條,其安裝位置及高度也有考究,否則就不能達(dá)到應(yīng)有的作用。因此,在模切版材的選型、搭配以及工藝參數(shù)設(shè)定方面都應(yīng)注意,其對模切效果有著直接影響。
通過上述4個(gè)方面的分析可以看出,要從根本上解決模切起毛和起刀絲問題,最好的方式就是直接更換紙張,但鑒于對紙張成本、表面光澤度、包裝成型效果,以及耐折性和耐摩擦性等諸多因素的考慮,目前通常還是從規(guī)范操作、合理選用優(yōu)質(zhì)版材、優(yōu)化模切工藝、優(yōu)化生產(chǎn)安排等方面入手。
(1)規(guī)范操作。①裝版。當(dāng)一塊新刀片上機(jī)后首先要試壓,調(diào)試過程中壓力一定要輕,在使用復(fù)寫紙做面版紙后才能對產(chǎn)品進(jìn)行試壓,當(dāng)面版紙上有清晰均勻的痕線時(shí)則表示壓力調(diào)試結(jié)束。
②模切試壓。模切機(jī)初始?jí)毫σ阅G星锌?0%左右穿為宜,再通過局部墊紙平衡壓力。墊壓用紙一般選用厚、薄兩種專用墊版紙。當(dāng)所有模切刀壓力均勻一致時(shí),再逐漸增加機(jī)器壓力至切口處紙張剛好分離,最后鎖定壓力正式模切,遵循模切壓力越小越好的原則。在較小壓力情況下,模切刀不易磨損,且模切質(zhì)量比較穩(wěn)定。
③正式模切。在正式模切過程中,機(jī)臺(tái)人員需鎖定壓力、穩(wěn)定速度,模切時(shí)整體刀鋒會(huì)逐步變鈍,個(gè)別模切刀會(huì)出現(xiàn)缺口或鷹嘴處脫落的情況,這時(shí)操作人員就要勤換刀。換刀時(shí)也要考慮新刀的刀鋒會(huì)高出舊刀刀鋒的問題,必要時(shí)可打磨新刀背面,這樣不僅模切效果好,還可提高換刀后的生產(chǎn)效率。
(2)合理選用優(yōu)質(zhì)版材。模切刀和海綿條的選用與安裝是影響模切質(zhì)量的原因之一,不同紙張需使用不同模切刀和海綿條。
①海綿條的選用。紙張模切起毛是模切刀變鈍后紙張被機(jī)械壓力扯斷所致,因此可以適當(dāng)增加海綿條的硬度。較硬的海綿條能壓緊紙張并減緩痕線對紙張的拉力作用。
②模切刀的選用。根據(jù)模切紙紙的厚薄選擇高峰刀或矮峰刀,并留意刀峰的橫紋處理或直紋處理。橫紋處理的刀對于模切紙張效果更佳,更耐用,且穩(wěn)定性及精度更 高,彎刀處理后也不易開裂,所以煙包印刷企業(yè)可以優(yōu)先選用矮峰橫紋模切刀,因?yàn)榘宓兜牡斗鍎偠缺雀叻宓兜母撸袎耗芰Ω鼜?qiáng),耐用性更好。
(3)優(yōu)化模切工藝。“芙蓉王(硬紅寶石)”煙包的框線和痕線均對模切刀的壓力平衡有影響,在設(shè)計(jì)模切工藝時(shí)應(yīng)盡量避免壓框和模切工藝組合。對于復(fù)合紙而言,在模切版材的選用上盡量使用鋼模版進(jìn)行模切,因鋼模版的壓力均衡性相對較好,這樣更有利于減少模切起刀絲的產(chǎn)生;在海綿條的選擇上,可全部選用60邵氏硬度固體型海綿條,以提高模切時(shí)紙張的穩(wěn)定性。
(4)優(yōu)化生產(chǎn)安排。針對模切精度要求較高的產(chǎn)品,在生產(chǎn)安排上,車間盡量保障專機(jī)、專人、專版。
①專機(jī)。指定一臺(tái)精度高、壓力平的模切設(shè)備專門用于模切該類產(chǎn)品,不僅能減少換版次數(shù),而且可以減輕因換版調(diào)試而對模切刀造成的損傷,還為批量模切質(zhì)量的穩(wěn)定奠定了基礎(chǔ)。
②專人。從模切機(jī)長中挑選出經(jīng)驗(yàn)豐富、技術(shù)過硬的優(yōu)秀機(jī)長擔(dān)此重任,這樣不僅能使操作人員積累更多經(jīng)驗(yàn),更有助于發(fā)現(xiàn)問題并及時(shí)解決,還能為產(chǎn)品質(zhì)量提升提供技術(shù)支持。
③專版。運(yùn)用鋼模版進(jìn)行模切,紙張受力變形要小很多,而且鋼模版的壓力均衡性相對穩(wěn)定,在長時(shí)間加工中不易出現(xiàn)局部壓力變化,從而有效控制模切起刀絲問題。
本文從多方面、多角度探討了煙包模壓質(zhì)量控制及改善方法,希望能為從事模壓生產(chǎn)操作和工藝研究的技術(shù)人員起到拋磚引玉的作用。相信,隨著煙包環(huán)保紙張的廣泛應(yīng)用,模切版材的改良,模切工藝、模壓設(shè)備的不斷更新,煙包模壓的各種質(zhì)量問題將會(huì)逐步得到有效控制與積極改善,煙包模壓工藝也將擁有更多的選擇和更廣闊的創(chuàng)新空間。
作者:常德金鵬印務(wù)有限公司 周 宏