Анализ причин скручивания бумаги при печати упаковки для табачных изделий
В производстве печати упаковки для табачных изделий скручивание бумаги может приводить к серьёзным проблемам на этапах послепечатной обработки и использования. Например, скрученные листы увеличивают погрешность позиционирования при таких операциях, как резка, горячее тиснение фольгой и вырубка, что может вызывать замятие бумаги и простои оборудования, серьёзно влияя на эффективность и качество последующей обработки. После того как отпечатанные листы превращаются в отдельные готовые табачные пачки, скручивание усложняет подачу в машинах для склейки коробок и автоматических упаковочных машинах. Как правило, бумага меньшей плотности (например, мелованная) более склонна к скручиванию, чем бумага большей плотности (например, белый картон). Поэтому обеспечение плоскостности печатной бумаги на этапах обработки и хранения является важной задачей, которую необходимо решать.
1. Связь между жёсткостью бумаги и скручиванием
Жёсткость бумаги одинаковой плотности зависит от типа волокон целлюлозы, использованных при производстве, включая их толщину и длину. Бумага из грубых длинных волокон обычно имеет лучшую жёсткость, чем бумага из тонких коротких волокон. Кроме того, на жёсткость влияют технология производства и структура бумаги; например, бумага со «слоистой» структурой из трёх слоёв имеет лучшую жёсткость, чем бумага с «монолитной» структурой. Скручивание, вызванное внешними усилиями при намотке, трудно исправить в процессе выравнивания, особенно при использовании рулонов с малым диаметром сердечника, так как бумага ближе к сердечнику склонна скручиваться сильнее.
Особенность скручивания из-за намотки в том, что оно происходит в направлении волокон, что даёт чёткий метод определения, есть ли у продукции этот тип скручивания.
2. Связь между влажностью бумаги и скручиванием
Как правило, стандартная влажность бумаги сразу после выхода из бумагоделательной машины составляет около 7% ± 2%. Однако в процессе хранения и печати влажность может изменяться, и это является основной причиной скручивания бумаги; более 90% случаев скручивания связаны именно с этим фактором. Влага удерживается главным образом между волокнами бумаги. Таким образом, увеличение или потеря влаги может приводить к изменению расстояния между волокнами, что преимущественно влияет на поперечные размеры бумаги. При равномерном изменении влажности меняются только поперечные размеры, чего необходимо избегать при приводке в печати, но скручивания это не вызывает. Скручивание возникает из-за неравномерного изменения влажности внутри бумаги.
Неравномерное изменение влажности может происходить в двух основных случаях. Например, если края листа или рулона поглощают или теряют влагу неравномерно, могут возникать такие проблемы, как скручивание "кромка листа" (когда края поглощают влагу) или скручивание "тугая кромка" (когда края теряют влагу). Кроме того, когда одна сторона бумаги обрабатывается печатной краской, которая блокирует капиллярные поры на печатной стороне, а непечатная сторона остаётся необработанной, между двумя сторонами могут возникать значительные различия в способности поглощать влагу. Длительное воздействие неподходящей влажности неизбежно приводит к поперечному скручиванию: при поглощении влаги волокна на непечатной стороне расширяются сильнее, чем на печатной, вызывая скручивание бумаги в сторону печатной стороны. И наоборот, при потере влаги непечатная сторона сжимается сильнее, чем печатная, что приводит к скручиванию в сторону непечатной стороны.
Кроме того, широкое применение алюминиевой трансферной бумаги в современной упаковке может приводить к скручиванию из-за слоистой структуры печатной поверхности (которая состоит из алюминиевого слоя, клеевого слоя и т.д.), препятствующей выходу влаги с печатной стороны. В условиях низкой влажности это может вызывать скручивание в сторону непечатной стороны, а в условиях высокой влажности более вероятно скручивание в сторону печатной стороны. Таким образом, поперечное скручивание является неизбежным результатом неравномерного изменения влажности, что даёт полезный метод для диагностики причин поперечного скручивания.
Когда место производства бумаги отличается от места использования, особенно в разных регионах или сезонах, или при сравнении кондиционируемых и некондиционируемых помещений с разным уровнем влажности, проблемы скручивания вполне вероятны.
В распространённых процессах мокрого композитного производства для композитных и трансферных бумаг (когда поверхность покрывается водным клеем, обратная сторона покрывается водостойким клеем, а затем высушивается) неправильный контроль влажности клея, скорости композитного соединения и этапов сушки может приводить к значительным различиям во влажности между двумя сторонами композитной или трансферной бумаги, вызывая скручивание в непредсказуемых направлениях.
Кроме того, другие причины скручивания могут возникать в бумаге, производимой с композитными материалами. Например, когда бумага ламинируется пластиком, чрезмерная температура ламинации или чрезмерное натяжение пластиковой плёнки могут деформировать пластик, что приводит к скручиванию после затвердевания композита или во время резки или удаления плёнки.
Меры против скручивания
Чтобы устранить скручивание, вызванное намоткой, один из подходов состоит в выборе при заказе рулонов бумаги с сердечником большого диаметра. Кроме того, использование увлажняющих и антискручивающих устройств на печатных машинах помогает исправить проблему. Увлажнение позволяет влаге проникать в пространство между волокнами бумаги, увеличивая расстояние между ними. Такое разрыхление волокон быстро снижает жёсткость, позволяя ранее скрученным волокнам распрямиться. Однако контролировать эффективность увлажняющих устройств на печатных машинах сложно, а при высокоскоростной работе поверхностные покрытия запечатанной бумаги могут препятствовать быстрому поглощению влаги, из-за чего трудно обеспечить плоскостность. Стоимость также остаётся значительным препятствием для внедрения этого метода в отрасли.
Другой метод заключается в пропускании обратной стороны скрученной бумаги через направляющий валик диаметром менее 50 мм с большим углом обхвата, используя механическое усилие для изменения направления деформированных волокон и достижения плоскостности. Кроме того, антискручивающее устройство может автоматически регулировать угол обхвата в зависимости от положения бумаги в рулоне, позволяя корректировать силу обратного воздействия в соответствии со степенью скручивания и тем самым предотвращая чрезмерную правку.