Analyse des causes de gondolement du papier d'emballage pour tabac
Dans la production d'emballages imprimés pour le tabac, le gondolement du papier peut entraîner de graves problèmes lors du façonnage et de l'utilisation. Par exemple, les feuilles gondolées peuvent augmenter les erreurs de positionnement lors des opérations en aval telles que la découpe, la dorure à chaud et la découpe à l'emporte-pièce, ce qui peut provoquer des bourrages papier et des arrêts machine, affectant gravement l'efficacité et la qualité des traitements ultérieurs. Une fois les feuilles imprimées transformées en emballages de tabac finis, le gondolement peut compliquer l'alimentation dans les machines à encoller les boîtes et les machines d'emballage automatiques. En général, les papiers de faible grammage (comme le papier couché) sont plus sujets au gondolement que les papiers de grammage plus élevé (comme le carton blanc). Par conséquent, garantir la planéité du papier d'impression lors des étapes de transformation et de stockage est un problème crucial que nous devons résoudre.
1. Relation entre la rigidité du papier et le gondolement
La rigidité d'un papier de même grammage dépend du type de fibres de pâte utilisées lors de la fabrication, notamment leur épaisseur et leur longueur. Les papiers à fibres grossières et longues ont généralement une meilleure rigidité que les papiers à fibres fines et courtes. De plus, le procédé de fabrication et la structure du papier influent également sur la rigidité ; par exemple, un papier à structure « sandwich » à trois couches a une meilleure rigidité qu'un papier à structure « pleine ». Le gondolement causé par des forces externes lors de l'enroulement est difficile à corriger lors du processus d'aplatissement, en particulier avec des mandrins de petit diamètre, car le papier proche du mandrin a tendance à se gondoler plus fortement.
La caractéristique du gondolement dû à l'enroulement est qu'il se produit dans le sens des fibres, ce qui fournit une méthode claire pour identifier si un produit présente ce type de gondolement.
2. Relation entre la teneur en humidité du papier et le gondolement
Généralement, la teneur en humidité standard du papier immédiatement après sa sortie de la machine à papier est d'environ 7 % ± 2 %. Cependant, la teneur en humidité peut varier pendant le stockage et les processus d'impression, ce qui constitue une cause principale de gondolement du papier ; plus de 90 % des problèmes de gondolement sont attribués à ce facteur. L'humidité est principalement retenue entre les fibres du papier. Ainsi, les augmentations ou les pertes d'humidité peuvent entraîner des modifications de la distance entre les fibres, affectant principalement les dimensions transversales du papier. Lorsque la teneur en humidité varie uniformément, cela ne provoque que des changements de dimensions transversales, ce qui doit être évité lors du repérage en impression, mais ne cause pas de gondolement. Le gondolement se produit en raison de variations non uniformes de la teneur en humidité au sein du papier.
Les variations non uniformes de la teneur en humidité peuvent se produire dans deux scénarios principaux. Par exemple, si les bords d'une feuille ou d'un rouleau absorbent ou perdent de l'humidité de manière inégale, des problèmes tels que le gondolement des bords (où les bords absorbent l'humidité) ou le gondolement des bords serrés (où les bords perdent de l'humidité) peuvent survenir. De plus, lorsqu'une face du papier est traitée avec de l'encre d'impression, ce qui obstrue les pores capillaires du côté imprimé, tandis que la face non imprimée reste non traitée, des différences importantes de capacité d'absorption d'humidité peuvent apparaître entre les deux faces. Une exposition prolongée à un environnement d'humidité inadapté conduit inévitablement à un gondolement transversal : lors de l'absorption d'humidité, les fibres de la face non imprimée se dilatent plus que celles de la face imprimée, ce qui fait gondoler le papier vers la face imprimée. Inversement, lors de la perte d'humidité, la face non imprimée se rétracte plus que la face imprimée, ce qui entraîne un gondolement vers la face non imprimée.
De plus, l'utilisation répandue de papier transfert aluminium dans l'emballage actuel peut entraîner des problèmes de gondolement en raison de la construction en couches de la surface d'impression (qui comprend une couche d'aluminium, une couche adhésive, etc.) qui entrave la perte d'humidité du côté imprimé. Dans des environnements à faible humidité, cela peut entraîner un gondolement vers la face non imprimée, tandis que dans des environnements à forte humidité, un gondolement vers la face imprimée est plus probable. Par conséquent, le gondolement transversal est un résultat inévitable de variations non uniformes de la teneur en humidité, ce qui fournit une méthode utile pour diagnostiquer les causes du gondolement transversal.
Lorsque le lieu de production du papier diffère du lieu d'utilisation, en particulier dans des régions ou des saisons différentes, ou lorsqu'on compare des environnements climatisés et non climatisés avec des niveaux d'humidité différents, des problèmes de gondolement sont susceptibles de survenir.
Dans les procédés de production par composite humide couramment utilisés pour les papiers composites et les papiers transfert (où la surface est enduite d'un adhésif à base d'eau, le dos est enduit d'un adhésif imperméable, puis séché), un contrôle inapproprié de la teneur en humidité de l'adhésif, de la vitesse de composite et des étapes de séchage peut entraîner des écarts d'humidité importants entre les deux faces du papier composite ou transfert, provoquant un gondolement dans des directions imprévisibles.
De plus, d'autres causes de gondolement peuvent survenir dans le papier produit avec des matériaux composites. Par exemple, lorsque le papier est laminé avec du plastique, des températures de laminage excessives ou des forces de traction excessives du film plastique peuvent déformer le plastique, entraînant un gondolement après la solidification du composite ou lors de la découpe ou du retrait du film.
Mesures anti-gondolement
Pour résoudre le gondolement causé par l'enroulement, une approche consiste à sélectionner, lors de la commande, des rouleaux de papier dont le mandrin présente un grand diamètre. Par ailleurs, l'utilisation de dispositifs d'humidification et de dispositifs anti-gondolement sur les presses permet de corriger le problème. L'humidification laisse l'humidité pénétrer entre les fibres du papier, ce qui augmente la distance qui les sépare. Cet assouplissement des fibres réduit rapidement la rigidité et permet aux fibres précédemment gondolées de se remettre à plat. Toutefois, le contrôle de l'efficacité des dispositifs d'humidification sur les presses est délicat, et lors d'une production à grande vitesse, les couchages de surface du papier imprimé peuvent empêcher une absorption rapide de l'humidité, ce qui rend difficile de garantir la planéité. Le coût reste également un obstacle important à l'adoption de cette méthode dans le secteur.
Une autre méthode consiste à faire passer le verso du papier gondolé sur un rouleau guide d'un diamètre inférieur à 50 mm avec un angle d'enroulement important, en utilisant une force mécanique pour inverser la déformation des fibres et obtenir la mise à plat. De plus, le dispositif anti-gondolement peut ajuster automatiquement l'angle d'enroulement en fonction de la position du papier dans le rouleau, ce qui permet d'adapter la force d'inversion au degré de gondolement et d'éviter une correction excessive.