印刷問題多有可能是車間濕度問題
相對于南方的印刷包裝企業,華北和華東的印刷包裝企業冬天更容易會遇到爆線、爆角等質量問題,產生的原因有很多:紙張本身的耐折性能,刀版的設計和制作合理性,模切工藝水平等。濕度絕對是其中一個重要的因素。環境濕度低,空氣干燥,紙張含水率低,紙張耐折性能會大大降低,尤其是采用回收漿生產的紙張或纖維短的紙張會更加明顯。車間環境干燥還有如下隱患
紙張脫水,形成荷葉邊,機器無法開快;紙張變形大,套準難度大,特別是包裝印刷有很多后加工工序,如燙印、壓凹凸、上光和模切等,每一個工序都要與前工序套準,容易造成質量事故。有時看到前工序完成后已變形的紙張,真的只能望紙興嘆,甚至無能為力,全部報廢都有可能。
紙張的主要成分是纖維,纖維由于毛細現象會吸收空氣中的水蒸氣或泄出水分到空氣中,從而達到與環境中的水分含量平衡。吸水后紙張發生潤漲伸長,脫水后紙張干燥收縮。有兩個很好的例子可以說明此現象,因為膠水的潤濕作用,裱好瓦楞的紙張要比原先的印面要長;上光后的印面經過高溫后會收縮變短。
我們曾經出現過對開紙張變形大于5mm的情況。所以針對上述兩種工序,我們會預先與客戶溝通貨期,根據實際變形后的樣張的測量數據,再做模切刀版,來保證模切工序的套準。紙張伸長和縮短還好處理,但有時還會出現變形、彎曲現象。這時飛達就很難開,紙張進不了牙排,造成歪張、打車停機,甚至咬牙撕破紙張,撕爛的紙張再壓壞橡皮布等情況。
從圖1的焓濕圖中可以看出,溫度不同、相對濕度不變時,空氣中的水蒸氣含量有很大差別。
圖1 焓濕圖
例如,假設冬天車間溫度是10℃時,相對濕度是50%,這時候每千克空氣中的水蒸氣含量為3.83g(圖1中點a)。為滿足人員和機器生產的需要,打開空調將車間溫度調整到20℃,隨著溫度的上升,空氣的焓值增加,容納水的能力增強,這時原來每千克空氣中的3.83g水蒸氣的空氣相對濕度就會逐步降低到約26%(圖1中點b),車間就會變得很干燥。紙張就會釋放水分,收縮變形;紙張含水率降低,耐折性能下降(需要說明的是,此處只是為了方便直觀理解,舉例為車間溫度為10℃、相對濕度為50%,實際上冬天很多時候溫度更低、相對濕度更低)。
所以,如果我們需要把溫度為20℃的車間的相對濕度達到50%,就必須給空氣中補充水分。每千克空氣中需要補充的量為:溫度20℃、相對濕度50%條件下的含水量約7.34g(圖1中點c)-溫度10℃、相對濕度50%條件下的含水量3.83g=3.51g。
還有一種情況需要注意,當我們把紙張從沒有空調的倉庫或室外運到車間(溫度20℃)里時,紙張周圍的空氣因與紙張進行熱交換而被冷卻,從而使相對濕度迅速上升,進而使紙張邊緣吸濕膨脹,容易出現荷葉邊現象。一旦出現荷葉邊,紙張就很難恢復了,這種物理變化是不可逆的。
這時應該保持紙張的原包裝,若是自己公司分切的紙張,也要用PE膜包好,讓紙堆整體與車間環境交換適應,避免紙邊局部變化太快。通常卡紙需要2天以上適應時間,薄紙需要更多時間,具體需要目測、測量紙張含水率或少量上機測試來決定是否可以生產使用。車間環境干燥導致靜電產生
冬天干燥的氣候下,飛達輸紙時,有時會出現紙張相互吸附粘連在一起,好像紙面有很強的真空吸力,難以分離,這種現象就是靜電。
其會影響走紙的順暢,紙張互相粘附或排斥造成停機、雙張、套印不準、變色、收紙不齊等故障,嚴重影響生產效率和印刷質量。尤其筆者所在公司還印刷膠片,這時靜電的危害就更大了,膠片相對紙張更難分離,且會導致膠片吸附灰塵,最終成品包裝盒上會很明顯。另外,靜電還會依附在集成電路板卡上,使其表面吸附灰塵,造成污染,有可能影響其正常工作,或損壞集成電路板卡。
靜電產生的原因有很多,既可能在承印物制造過程中、運輸途中的環境造成,也可能在印刷過程中與金屬或塑料、橡皮布摩擦造成,尤其冬天靜電發生的頻率最高。
我們的應對方法是提高車間的相對濕度,增加空氣中漂浮的微細液滴的量,來減少靜電的產生。
濕度提高后,還至少有兩點作用能幫助減少靜電現象,一方面能提高紙張含水率,也相應提高了紙張的導電性;另一方面,加濕后的空氣變重,電子移動會被抑制。加濕可以有效減少靜電,但不能杜絕靜電的產生,特別是承印物為膠片時,還需要配置除靜電設備來進一步幫助減少靜電的產生。配備加濕系統解決上述問題
綜上所述,冬天空氣干燥的環境,非常不利于印刷生產。所以印刷車間需要配備加濕系統(如圖3所示),來大大減少以上問題的發生率。
加濕系統配置時需要考慮以下因素:
根據企業所在地區冬季的平均空氣溫濕度調節溫、濕度參數,參考焓濕圖明確基準空氣含水量d1,參考焓濕圖選擇目標溫濕度條件下空氣含水量d2。
根據車間的容積、空調和排風等配置計算出新風量Q(m3/h)。
根據現場機器物料擺放等情況,合理設計加濕噴頭的布局以及選擇不同型號,盡可能讓車間加濕區域均衡,否則加濕量過小,將不能達到理想溫濕度環境;加濕量過大,意味著過度投資。
加濕量計算方式為:W=ρ×Q×(d2-d1)/1000,
其中,W為加濕量(kg/h);
ρ為空氣比重(取1.2kg/m3);
Q為新風量(m3/h);
d2為加濕后空氣的含濕量(g/kg),為7.13g/kg(上海為例);
d1為加濕前空氣的含濕量(g/kg),為1.97g/kg(上海為例)。
理想的車間環境建議為:溫度20~22℃,相對濕度50%~55%。建議整個生產車間都配備加濕系統,這樣的溫濕度環境也是非常適合人體,有利于提高員工的精神面貌和工作狀態。印前環節的數碼打樣、CTP等諸多設備,屬于高精密設備,本身就對溫濕度有嚴苛要求。在切紙和印刷車間,考慮到紙張與環境平衡是漸進的過程,需要提前48小時以上放到車間里。另外,正確的車間溫濕度也利于印刷水墨平衡,這點機長會有很明顯的感受。
在上了加濕系統后,模切和糊盒工序中的爆線爆角情況會明顯減少;紙張變形程度減少,校機時間減少,運行速度也相應提高,工序之間套準更容易,廢品率降低,相互之間的推諉現象也會減少;靜電的減少,也會提高校機和運行速度。總之,在生產效率和品質方面,都會得到相應的改善。