Analisi delle Cause dell'Arricciamento della Carta da Stampa per Imballaggi del Tabacco
Nella produzione di imballaggi stampati per il tabacco, l'arricciamento della carta può causare gravi problemi durante la finitura e l'utilizzo. Ad esempio, i fogli arricciati possono aumentare gli errori di posizionamento nelle lavorazioni a valle come il taglio, la stampa a caldo e la fustellatura, con conseguenti inceppamenti della carta e fermi macchina, compromettendo gravemente l'efficienza e la qualità delle lavorazioni successive. Una volta che i fogli stampati vengono trasformati nei singoli pacchetti finiti di tabacco, l'arricciamento può complicare il processo di alimentazione nelle incollatrici per scatole e nelle confezionatrici automatiche. In genere, le carte con grammatura inferiore (come la carta patinata) sono più soggette all'arricciamento rispetto a quelle con grammatura superiore (come il cartoncino bianco). Pertanto, garantire la planarità della carta da stampa durante le fasi di lavorazione e stoccaggio è una questione cruciale che dobbiamo affrontare.
1. Relazione tra Rigidità della Carta e Arricciamento
La rigidità della carta a parità di grammatura dipende dal tipo di fibre di pasta utilizzate durante la produzione, incluso il loro spessore e la loro lunghezza. Le carte con fibre grossolane e lunghe presentano generalmente una rigidità migliore rispetto a quelle con fibre fini e corte. Inoltre, anche il processo di fabbricazione e la struttura della carta influenzano la rigidità; ad esempio, una carta con struttura a "sandwich" a tre strati ha una rigidità superiore rispetto a una carta a struttura "piena". L'arricciamento causato da forze esterne durante l'avvolgimento è difficile da correggere durante il processo di appiattimento, specialmente quando si utilizzano bobine con anima di piccolo diametro, poiché la carta vicina all'anima tende ad arricciarsi in modo più marcato.
La caratteristica dell'arricciamento dovuto all'avvolgimento è che si manifesta nella direzione delle fibre, il che fornisce un metodo chiaro per identificare se un prodotto presenta questo tipo di arricciamento.
2. Relazione tra il Contenuto di Umidità della Carta e l'Arricciamento
Di norma, il contenuto di umidità standard della carta subito dopo l'uscita dalla macchina continua è pari a circa il 7% ± 2%. Tuttavia, il contenuto di umidità può variare durante lo stoccaggio e i processi di stampa, ed è questa la causa principale dell'arricciamento della carta; oltre il 90% dei problemi di arricciamento è attribuibile a questo fattore. L'umidità è trattenuta principalmente tra le fibre della carta. Pertanto, aumenti o perdite di umidità possono comportare variazioni della distanza tra le fibre, influenzando prevalentemente le dimensioni trasversali della carta. Quando il contenuto di umidità varia in modo uniforme, si verificano solo variazioni delle dimensioni trasversali, da evitare nel registro di stampa, ma non si genera arricciamento. L'arricciamento si verifica a causa di variazioni non uniformi del contenuto di umidità all'interno della carta.
Le variazioni non uniformi del contenuto di umidità possono verificarsi in due scenari principali. Ad esempio, se i bordi di un foglio o di una bobina assorbono o perdono umidità in modo non uniforme, possono insorgere problemi come l'arricciamento a "bordo foglia" (quando i bordi assorbono umidità) o a "bordo teso" (quando i bordi perdono umidità). Inoltre, quando un lato della carta viene trattato con inchiostro da stampa, che ostruisce i pori capillari sul lato di stampa, mentre il lato non stampato rimane non trattato, possono verificarsi differenze significative nella capacità di assorbimento dell'umidità tra i due lati. L'esposizione prolungata a un ambiente con umidità inadeguata porta inevitabilmente a un arricciamento trasversale: assorbendo umidità, le fibre sul lato non stampato si espandono più di quelle sul lato di stampa, facendo arricciare la carta verso il lato di stampa. Al contrario, quando si perde umidità, il lato non stampato si contrae più del lato di stampa, con conseguente arricciamento verso il lato non stampato.
Inoltre, l'uso diffuso della carta a trasferimento con foglio di alluminio negli imballaggi attuali può causare problemi di arricciamento a causa della costruzione a strati della superficie di stampa (che consiste in uno strato di alluminio, uno strato adesivo, ecc.) che ostacola la perdita di umidità dal lato di stampa. In ambienti a bassa umidità, ciò può comportare un arricciamento verso il lato non stampato, mentre in ambienti ad alta umidità è più probabile un arricciamento verso il lato di stampa. Pertanto, l'arricciamento trasversale è un risultato inevitabile di variazioni non uniformi del contenuto di umidità, offrendo un metodo utile per diagnosticare le cause dell'arricciamento trasversale.
Quando il luogo di produzione della carta differisce dal luogo di utilizzo, specialmente tra regioni o stagioni diverse, o quando si confrontano ambienti climatizzati e non climatizzati con livelli di umidità differenti, è probabile che insorgano problemi di arricciamento.
Nei comuni processi di produzione a umido per compositi e carte a trasferimento (in cui la superficie è rivestita con adesivo a base acquosa, il retro con adesivo impermeabile, e poi essiccata), un controllo improprio del contenuto di umidità dell'adesivo, della velocità di composizione e delle fasi di essiccazione può portare a notevoli discrepanze di umidità tra i due lati della carta composita o a trasferimento, causando arricciamenti in direzioni imprevedibili.
Inoltre, altre cause di arricciamento possono insorgere nella carta prodotta con materiali compositi. Ad esempio, quando la carta viene accoppiata con plastica, temperature di accoppiamento eccessive o forze di trazione eccessive dal film plastico possono deformare la plastica, con conseguente arricciamento dopo la solidificazione del composito o durante il taglio o la rimozione del film.
Misure Antiarricciamento
Per risolvere l'arricciamento causato dall'avvolgimento, un approccio consiste nel selezionare rotoli di carta con anime di grande diametro al momento dell'ordine. Inoltre, l'uso di dispositivi di umidificazione e di dispositivi antiarricciamento sulle macchine da stampa può contribuire a correggere il problema. L'umidificazione consente all'umidità di penetrare negli spazi tra le fibre della carta, aumentando la distanza tra esse. Questo allentamento delle fibre riduce rapidamente la rigidità, permettendo alle fibre precedentemente arricciate di distendersi. Tuttavia, controllare l'efficacia dei dispositivi di umidificazione sulle macchine da stampa è complesso, e durante le operazioni ad alta velocità i rivestimenti superficiali della carta stampata possono impedire un rapido assorbimento dell'umidità, rendendo difficile garantire la planarità. Anche il costo rimane una barriera significativa all'adozione di questo metodo nel settore.
Un altro metodo prevede il passaggio del lato opposto della carta arricciata attraverso un rullo guida con un diametro inferiore a 50 mm e un ampio angolo di avvolgimento, utilizzando la forza meccanica per invertire le fibre deformate e ottenere la planarità. Inoltre, il dispositivo antiarricciamento può regolare automaticamente l'angolo di avvolgimento in base alla posizione della carta nel rotolo, consentendo di adattare la forza di inversione al grado di arricciamento ed evitando così una correzione eccessiva.