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    煙包卷筒紙圓壓圓生產工藝的設計及優化——印刷篇

    作者:admin 發布日期:2017/10/26 二維碼分享

    隨著煙草行業品牌順利整合與發展,國產中高速卷煙包裝設備順利投產,為有效提高生產效率,各煙草企業均加快了對卷煙包裝設備的技術改造步伐,高速自動包裝設備以及卷盤包裝設備所占比重越來越大,對卷煙包裝材料的質量需求不斷提高,這就促使越來越多的煙包印刷企業加速配套生產設備的投資,進行產品生產工藝的升級,提高制程自動化和產品質量,有效降低成本。筆者所在的蚌埠金黃山凹版印刷有限公司就是在這個特定時期,通過購置、聯合研發等方式進行了卷筒紙圓壓圓生產線的配置。在卷筒紙圓壓圓生產線的應用過程中,筆者對硬包產品的印刷、燙印、模切檢品、自動打包等工藝的設計及優化進行了總結,將分成3部分與大家分享。本文首先探討煙包卷筒紙圓壓圓印刷工藝的設計及優化。

    近幾年,業內越來越多的煙包印刷企業已經實施卷筒紙印刷離線圓壓圓燙印模切的生產方式,關于個別產品卷筒紙無縫印刷和平張生產工藝在節省紙張方面的優勢及差別等,本文不再敘述,主要提出以下幾個要點與同行探討。

    關于印刷收卷系統

    煙包印刷企業如果計劃采用卷筒紙印刷卷筒收料生產模式,在選購凹印機或加裝卷筒收料裝置時,較好采購主動收卷的系統,其與被動收卷系統的主要區別如下。

    (1)主動收卷由電機經機械傳動直接驅動收卷軸收卷,一般采用二軸(或三軸)轉架式結構。而且,為了保證收卷軸收卷松緊一致,主動收卷必須要使收卷軸與復合線速度相同,因此要求有恒張力、恒線速傳動,并且要求隨著卷徑的增大而轉速下降的恒功率徑動。此外,主動收卷還要求選用傳動力矩與轉速成反比的軟特性電機,當前采用較多的為交流力矩電機和串激直流電機,其中,串激直流電機的特性與主動收卷特性相近,收卷質量較好。

    (2)被動收卷就是將收卷兩側用氣缸壓緊于大直徑表面輥上靠摩擦力帶動來收卷,因而收卷輥的線速度應始終與表面輥一致。由于煙用紙張較厚,內外圈收卷張力難以一致,因此對于卷筒紙無縫印刷,容易導致印刷圖案重復長度產生變化,尤其是薄型銅版紙,如果印后加工套印要求較高,往往套印損耗較大。

    對于原廠直接配置的收卷系統,例如博斯特凹印機大多配置法國Monomatic公司的收卷單元,一般廠家會進行詳細的培訓。有時廠家也會加裝其他系統,例如我公司有一臺博斯特凹印機較初配置的是連線切平張單元,后來加裝了馬汀收卷系統。該系統采用主動收卷設計,但在調試過程中曾出現印刷套準很好收料也很整齊,但紙卷在后工序離線圓壓圓燙印時套準跑動大、廢品率驚人,經過反復檢查分析,較后發現原因在于印刷張力和收卷張力沒有匹配好,印刷圖案重復長度不符合要求。

    印刷圖案重復長度的確認

    國內煙包凹印制版主要集中在運城制版和精工制版兩大集團,個別外煙指定印尼等廠家制版,都使用電子雕刻、激光雕刻等工藝,經過多年發展,各廠家的版輥質量都比較穩定。

    但由于不同煙包印刷企業的凹印設備品牌、驅動方式各有不同,在制定傳統卷筒紙印刷切平張制版工藝,確定印刷周長時,煙包印刷企業大多采用以下幾種方式。

    (1)版輥直徑按照0.02mm遞增,多見于傳統的機械軸驅動凹印機。

    (2)版輥無遞增或遞增很?。ɡ?.01mm),多見于電子軸驅動凹印機。

    (3)版輥無遞增,印刷圖案周向整體放大。

    無論采用何種方式,需要確保的是印刷收卷后,關鍵色的重復長度與設計周長的誤差為±0.15mm,且內外圈保持一致,如果關鍵色不是第一色,需要對每色直徑重新計算,個別色直徑可能需要遞減,有利于圓壓圓后加工的套準。

    套準光標的設計

    1.走紙方向(周向)套準光標的設計

    應根據凹印機套準系統的要求來確定,與傳統的卷筒紙印刷切平張方法一致,大部分使用三角標記或著楔形標記,以博斯特820凹印機為例,標準的楔形標記長度10mm,楔形短端1mm,如圖1所示,小號楔形標記長度6mm,多用于軟包煙包的套印。

    圖1 典型的凹印套準光標

    對于卷筒紙印刷后還需進行燙印、模切的煙包產品,需要了解清楚燙金機、模切機套準系統的工作原理和要求,在紙張適當位置單獨印刷后加工燙印、模切需要的套準光標或識別標記。

    目前,卷筒紙燙金機、模切機等后加工設備在走紙方向上的套準光標主要有以下幾種:矩形標記、色差明顯色塊(可以是印刷圖案的一部分)、共用印刷套準的楔形標記。該套準光標一般制作在相應加工工序關鍵套準色的印版上。制作后加工套準光標時應注意以下兩個問題。

    (1)個別品牌型號的卷筒紙印刷設備的套準系統防干擾性不強,周向套準光標前后30mm內不能有干擾,如產品圖案、凹印套準標記、色塊等,有的可以做到20mm的抗干擾能力,個別設備甚至要求套準光標在整個圓周內都不能有其他干擾圖案,但這會影響以后的生產成本,在購置設備時應重點考察。

    (2)大多使用矩形標記,寬度3mm,長度大于5mm,一般為3mm×7mm。個別品牌凹印機使用了歐特美(Eltromat)公司的Sincon-star套準系統或者博斯特的Registron套準系統,可以直接識別印刷套準楔形標記,還有個別設計方案使用攝像頭微點標檢測傳感器,光標特別小,該方案價格較高,使用較少。

    如果條件允許,每個重復周長內周向套準光標的數量盡量與后加工燙印、模切周期一致或者成比例關系。例如,硬包小盒一般采用18聯印刷、18聯燙印、24聯或30聯模切,此時可以考慮在每橫排的空余位置做一個套準光標,可供燙印和模切縱向套準共同使用,這樣既可以提高后加工設備套準光標的識別能力,又可以縮短后加工設備套準時間,減少材料浪費。

    2.軸向(橫向)套準光標的設計

    軸向(橫向)套準大多采用糾偏導正裝置來實現,套準光標一般為連續的跟蹤線,寬度為0.5~2.0mm,個別凹印機也使用跟蹤線橫向糾偏,則該跟蹤線可以共用。需要注意的是,采用識別印刷套準楔形標記的系統,使用套準信號直接驅動糾偏器,則不需要該跟蹤線。

    個別采用光點探頭的糾偏系統探頭精度低,抗干擾能力不強,且要求跟蹤線左右兩側必須預留2mm空白,不能有干擾,這將造成紙張的浪費,設備選型時必須注意,推薦使用CCD/CMOS探頭的糾偏導正系統。

    以某品牌凹印機為例,傳統的單角度反射白卡紙/銀卡紙工藝排版圖如圖2所示。

    圖2 單角度反射白卡紙/銀卡紙工藝排版圖

    對于鐳射轉移紙,特別是光柱鐳射紙,如果套準光標直接印刷在鐳射區,套準光電探頭在識讀標記時容易產生漫反射,信號波形不穩定,套印波動大,一般給印刷套準預留獨立的白邊或銀邊,典型的排版圖如圖3所示。

    圖3 鐳射轉移紙工藝排版圖

    預留白邊或銀邊一般為10~12mm(如圖4所示),對于硬包小盒,拼版橫向尺寸一般為730~735mm,如果設備采用支持CCD/CMOS探頭的糾偏導正系統,圖3中跟蹤線的寬度為1mm,與產品的出血位重合,與圖2相比可節約4~6mm紙張。

    圖4 光柱鐳射紙預留銀邊寬度示意圖

    3.其他標記的設計

    卷筒紙燙印、模切加工可能還需要其他標記,如預留給燙印、模切與印刷關鍵色套準檢查的十字標記,如圖5所示。

    圖5 預留給燙印、模切與印刷關鍵色套準檢查的十字標記

    制作這些標記,主要是為了方便后工序的檢品機識別印刷關鍵色與燙印、凹凸、模切的套印偏差,檢品機識別套印偏差時的效果圖如圖6所示。

    圖6 檢品機識別套印偏差時的效果圖

    卷筒鐳射紙印刷套印工藝的優化

    如前所述,對于光柱鐳射紙,需特別預留單獨的10~12mm的白邊或銀邊,對于批量大的產品,長期生產有較大的固定損耗。個別型號的凹印機,如博斯特較新型號的機型,可以對其Registron套準系統進行升級,增加信號放大、濾波系統,同時對套準軟件算法進行升級,可以將套準光標直接印刷在光柱鐳射區,這樣不需要白邊或銀邊,也能保證套準。

    如果凹印設備的套準系統升級困難,但印刷色組數足夠,經過反復實驗,我們實施了一種反向套印的方法供同行參考,將所有的套準光標印刷在成品余料區域,在第一色套準光標前,印刷遮蓋力強的油墨墊底,如白色、銀色,將光柱的強反射光遮住或部分遮住,減少漫反射,使得套準光電探頭讀出來的信號雜波較少,波形穩定,這個墊底的第一色以第二色為基準,反向跟蹤套印,也能實現套準,同時還可以在色組間增加反向套準的跟蹤監視,從而可以去掉10~12mm的白邊或銀邊,有效節約紙張。以條盒為例,紙張幅寬由740mm減小為730mm,拼版示意圖如圖7所示。該條盒產品通過插拼,同時將套準光標放在插拼的余料中,紙張節約率達到1.4%。

    圖7 條盒拼版示意圖

    上述內容便是筆者在煙包卷筒紙圓壓圓印刷工藝的設計與優化方面總結的一些經驗,希望能夠幫助業內同行在實施相同工藝時有所啟發。下一篇,筆者將探討煙包卷筒紙圓壓圓燙印、模切工藝的設計與優化,特別是本文中提到的各種標記在后加工中的實踐效果和優化思路,請持續關注。

    (轉自網絡,如有侵權請聯系)


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