【干貨】關于鍍鋁接裝紙的生產工藝和上機適應性研究

鍍鋁接裝紙產品特征分析

1. 鍍鋁接裝紙特征分析

本文選擇 A 和 B 兩種鍍鋁接裝紙樣品為研究對象，對產品特征、工藝流程和質量指標進行分析檢測，為鍍鋁接裝紙工藝要求的設定 提供依據。A 型和 B  型接裝紙，兩個產品都采用鍍鋁接裝原紙生產，在福建中煙所生產的鍍鋁接裝紙產品中比較有代表性。A 型接裝紙為細支高透煙，B  型接裝紙為常規圓周低透煙，兩種產品的工藝原材料有所區別。

1)A型接裝紙產品規格76mm×42g/m²，產品單元17.1mm， 八排孔，1000cu;表面較為透亮，光澤度較好，產品較厚，紙張較硬，卷曲較為明顯。

2)B型接裝紙產品規格72mm×39g/m²，產品單元24.49mm，兩排孔，100cu。同樣采用鍍鋁原紙，因其底色采用消光的白墨印刷，表面較為暗淡，光澤度低，近似磨砂感，產品較薄，紙張較為柔軟，平整度好。

鍍鋁接裝紙作為一種新型的包裝材料，裝飾效果和防偽功能明顯優于普通接裝紙，更能滿足高檔卷煙的開發需求。但是，其工藝流程相比普通接裝紙更為復雜，生產技術難度較高，產品特性較難控制，產品質量較不穩定，成品率較低。

2. 鍍鋁接裝紙工藝流程分析

為進一步了解鍍鋁接裝紙的生產工藝，根據樣張分析兩種產品的工藝流程。

1)A型接裝紙工藝流程為：印刷(三色：滿版底色—黑色圖文— 光油)—燙金—分切—打孔—成品。

2)B型接裝紙工藝流程為：印刷(三色：滿版底色—橙色—光 油)—背涂—燙金—分切—打孔—成品。

兩種鍍鋁接裝紙的工藝流程與普通煙用接裝紙大致相同，A 型接裝紙樣品卷曲嚴重，B  型接裝紙樣品平整，分析判斷產品在印刷后增加了背涂工藝。兩種接裝紙質量標準分析如表 1 所示。

在印刷加工過程中，鍍鋁紙表面的特性與印刷油墨等印刷材料的印刷適應性緊密相關。鍍鋁紙印刷適應性比較特殊，表面的鍍鋁層具有金屬特性，結構較為緊密，基本上沒有空隙;而普通紙表面相對粗糙，吸墨量較大。鍍鋁紙表面十分光滑，近似鏡面，不及普通紙優良的吸收性能，干燥速度也有差異。通過對兩種產品的工藝分析發現，鍍鋁接裝紙生產的關鍵在于提高產品油墨的附著力和耐磨性，同時兼顧產品表面的爽滑度、平整度，選擇適宜油墨，注重過程工藝控制，提高產品印刷的適應性，改善產品卷曲現象，進而提高產品成品率，保證產品質量穩定。

鍍鋁接裝紙原材料特性分析

從生產過程中的關鍵因素入手來分析鍍鋁紙、油墨和版輥的原材料特性，可為相關材料上機適應性測試及過程控制方法研究提供保障。不同廠家生產的不同紙張表面的白度、吸收性、光澤度、平滑度、表面強度、吸濕性等方面都可能存在較大差異。作為印刷的主要承印物，紙張的印刷適性將影響到印刷品的呈色、效果，進而影響到印刷質量。在印刷過程中，應充分掌握紙張的印刷適性，根據生產企業的印刷器械和印刷品等特點選擇合適的紙張，對提高印刷品的質量具有重要意義。

1. 接裝原紙的生產工藝研究

按其生產工藝可分為直接法(紙面鍍鋁)和轉移法(膜面鍍鋁)兩種。

直接法是預先對紙表面進行涂覆處理，以提高紙張表面平整性、光 亮度， 然后將紙直接置于真空鍍鋁機進行鍍鋁的方法。這種方法對紙張的要求高，適用于40 ～  120g/ ㎡的銅版紙、白板紙、卡紙等紙型。工藝流程：原紙—紙張表面預處理—真空鍍鋁—表面技術處理—整理分切—出廠檢驗—成品。

轉移法是以PET、BOPP等薄膜為轉移基材，經涂布上色、噴鋁、復合、剝離等工藝處理，使具有金屬光澤的鋁分子層通過膠粘作用轉移到紙或紙板表面的方法。其工藝流程如圖 1 所示。

采用轉移法生產的鍍鋁紙，鍍鋁層是用 PET 膜轉移與紙粘合的，  鋁膜平整性好、金屬光澤強、平滑度較高，比較適用于包裝印刷。與直接法相比，轉移法具有以下特點：①鋁層附著力牢固可靠，可以生產任意厚度(40 ～ 450g/  ㎡)的紙或紙板的鍍鋁紙;②可以充分利用PET 膜的平整度使紙面金屬光澤更加光亮，外觀質量大為提高;③可以生產各種圖案的鐳射防偽真空鍍鋁卡紙。

2. 亮銀鍍鋁接裝原紙特性的分析

鍍鋁紙原紙起支撐作用，表面為一層金屬鋁層，厚度一般在0.2mm  以下，具有光澤度高、平整光滑、質地堅硬、缺乏吸收和滲透的性質。在印刷過程中，只有鋁層表面與印刷機、油墨等發生直接作用。

1)鍍鋁紙表面堅韌、缺乏彈性。如果不注意印刷機膠輥壓力的調節，就會造成版輥與紙面之間的接觸不良，版面不能獲得理想的印刷壓力，影響油墨的轉移和圖文部分的完整性，產生印跡墨層虛浮、不均勻等弊病。

2)鍍鋁紙表面光滑，近似于鏡面效果，不利于油墨的轉移和吸收。如果油墨的附著力不夠強或粘性過小，影響墨層的牢度，產生粘臟和附著牢度不夠等弊病，印跡極易被擦壞。

3)鍍鋁紙的鋁層結構緊密，表面幾乎沒有毛細孔，不及普通接裝原紙優良的吸收和滲透性能，印刷后油墨中連接料、溶劑和水等可能因無法被完全吸收而滯留在鋁層表面，影響到墨層的干燥速度，造成印跡粘臟。此外，鍍鋁紙因表面鋁層和底紙之間的密度、強度及穩定性等物理性質差別較大，兩種性質截然不同的材料復合在一起，受環境溫濕度變化的影響，伸縮率不一樣，且鍍鋁紙表面光滑，容易產生紙面不平、起皺、打滑現象，給印刷機輸紙造成困難。

因此，要解決上述印刷難點，必須針對鍍鋁紙的表面特性，制定適宜的生產控制方法。

3. 油墨材料特性的分析

接裝紙印刷機的加熱方式一般為烘箱加熱，所用油墨都為揮發干燥型油墨，油墨的連接料由有機溶劑、樹脂或水、樹脂組成，前者為傳統的揮發干燥油墨，廣泛應用于凹版印刷，后者為新型環保油墨，發展前景好。鍍鋁紙的吸收性能相對于普通接裝紙較弱，如果上墨后仍然帶有液態的溶劑，無法及時吸收，容易造成干燥不良及產品粘臟，必須選取適宜的油墨。現有使用的油墨分為兩大類，即：溶劑型油墨和水性油墨，其中溶劑型油墨又分為酯類溶劑型油墨和醇類溶劑型油墨。

不同類型油墨的主要性質如表2 所示。通過對比可以發現：①酯溶性油墨產品印刷適應性、附著力、耐磨性和吸水性都符合生產要求，但是衛生指標不合格，許可溶劑殘留量嚴重超標。②醇溶性油墨的印刷適應性、耐磨性、耐溫性和吸水性都符合生產要求，但是油墨附著力在增加助劑的情況下并沒有明顯改善，產品用膠帶一拉就掉。③水性油墨的印刷適應性、附著力、耐磨性、吸水性和溶劑殘留指標都符合生產要求，剛開始油墨耐溫性不符合要求，煙支經過搓板出現部分墨層被拉掉，后經過廠家改進，換用耐溫性好的丙烯酸樹脂，同時把水溶性光油改成醇溶性光油，生產出來的產品印刷品質最好。

因此，選擇水性油墨和醇溶性光油作為正式生產時所用的油墨。經反復試驗，最終確定了使用的油墨：底色(水溶性)為水性水松紙凹印金，調色墨 ( 水溶性 )  為水性凹印黃色漿、金紅色漿、黑色漿，沖淡劑為水性水松紙沖淡劑，光油為醇溶性耐高溫光油(防滑助劑)。

4. 版輥雕刻參數的分析與測試

凹版印刷的工作原理是印刷時印版浸在油墨槽里滾動，使整個印版表面涂滿油墨層，然后用特制的刮墨裝置，把印版表面空白部分的油墨去除干凈，使油墨只存在圖文部分的網穴之中，再在較大的壓力作用下將凹進部分的油墨層轉移到紙張表面，呈現鮮艷而飽滿的圖文。鍍鋁紙表面光滑平整，油墨的吸收性較小，如何恰好地將油墨轉移到鍍鋁紙上，使印刷表面呈現平整、細膩效果，讓油墨的轉移量與鍍鋁紙的吸收性達到一個相對的平衡。原有普通紙印刷版輥偏深，不適用于鍍鋁紙印刷，需要提高網線，降低網穴深度，使油墨流平效果更好。

版輥參數的設置如表 3 所示。分析測試結果：在油墨流平效果可  行的條件下，上色版較深，印品顏色較深，光油版較深，印品耐磨性較好，光澤度較亞。光芒顏色較深，水性墨的耐磨性相對較差，選用70 線 /45U/45 度上色版和60  線/47U/45 度光油版較為適宜。

根據以上鍍鋁原紙、油墨、版輥的測試結果，確定以下參數指標接裝紙生產工藝標準：

1)紙張：40g×447mm 亮銀鍍鋁紙;

2)油墨：浩佰瑞水性色墨+醇溶性光油;

3)版輥：70 線 /45U/45 度上色版，60 線 /47U/45 度光油版;

4)工藝：印刷(二色)—背涂—燙金—分切—打孔—成品。

上機適應性研究

為確保產品質量能夠符合卷接設備上機適應性的要求，根據接裝紙產品試驗結果，對產品進行了 3次改進。

1. 第一次改進

(1)測試情況

使用普通嘴棒，上機后主要出現了泡皺(明顯)和長短支兩個問題。

(2)改進方法

根據樣品試驗現場的跟蹤分析，項目組在原紙、油墨、印刷工藝 3 個方面進行了以下改進調整：

1)紙張方面：將原紙定量由39.5g下調到 36.5g，產品定量則相應由 42g下調到39g，提高樣品的柔韌性。

2)油墨方面：降低油墨滑爽度。第一次樣品表面較滑，摩擦系數為 0.2 ～ 0.25，通過減少爽滑劑、添加防滑助劑等措施將樣品摩擦系數增大到 0.3 ～  0.4(與土樓(1575)接裝紙接近)。

3)工藝方面：增加背涂工藝，使樣品平整、不卷曲，利于過機。

對上光油與不上光油進行測試對比，不上光油樣品的摩擦系數較大，為 0.35 ～ 0.45(與普通印刷型接裝紙相近)。背涂液及版輥測試情況如表 4  所示，各樣品的印刷工藝情況如表 5 所示。分析測試結果可知：由于版輥深，上墨量較大，紙張毛孔被封閉較嚴實，使反面吸水值偏小，為保證產品吸膠好，選用 100 線  /30U/45 度背涂版。

2. 第二次改進

1)測試情況：采用五星嘴棒、普通嘴棒分別配不同接裝紙進行試驗，具體情況如表 6、表 7 所示。

測試結果表明：3  種不同工藝接裝紙樣品配五星嘴棒，均會出現泡皺問題，且過機穩定性較差，時好時壞，而配普通嘴棒則正常。分析主要原因為五星復合嘴棒本身固有的結構特點所致。該嘴棒為二元復合結構，嘴棒硬度較高，表面較光滑?？砍槲欢藶橹锌瘴逍亲彀?，所使用的成形紙為瓦楞成形紙。中空五星嘴棒和普通醋纖棒兩節嘴棒硬度不同，導致整根嘴棒在搓板搓接時受力不同，接裝紙較易產生扭曲，造成泡皺。要較好地解決泡皺問題，需要卷接機臺配合一起調整。3  個改進樣品中，2  號樣品相對較好，本次試驗配五星嘴棒還出現了一個在煙支上端中空五星位置墨層被搓掉現象，分析是油墨耐溫性還不夠所造成，需要提高油墨耐溫性再次進行改進。

3. 第三次改進

改進樣品煙支上端中空五星位置仍會出現墨層搓掉現象，現場分析主要為五星嘴棒太硬，造成嘴棒與搓板磨擦力大，在高溫下墨層被搓傷，將機臺搓接溫度由 160℃降到  60℃進行試驗，五星嘴棒位置墨層完好，煙支搭口正常、牢固，后將機臺搓接溫度降到  60℃生產。在泡皺方面，對機臺的切刀、夾刀板、切割鼓、切刀傳動、搓板間隙等分別進行了調整，泡皺問題明顯改進。

首批產品的生產及過機情況：采用第三次的改進工藝，首批產品煙支整體外觀良好，無明顯泡皺現象，煙支搭口牢固、吸膠性好且無脫色，五星嘴棒位置沒有出現搓板燙傷的細條紋，機臺生產車速為5000  ～ 6000 支 /min，產品上機適應性明顯提升。