換好燙印膠輥每年節約上百萬元
隨著國內裝備制造業的不斷發展,國產圓壓圓燙金機已逐步成長壯大,設備性能已逐步滿足包裝印刷質量控制的需要,但國產圓壓圓燙金機的壓印膠輥基本采用鋼輥上粘貼特種膠帶來實現對燙印壓力的控制,這種方式較為傳統,生產過程中容易發生膠帶受熱變形、松動、粘接處開裂等問題,嚴重影響燙印壓力的控制,同時耐用性差,對生產質量和效率均造成了影響。
但是歐美品牌的圓壓圓燙金機早已采用高制作精度的壓印膠輥,甚至是更易于裝配操作的套筒膠輥,對圓壓圓燙印生產壓力平衡控制、生產效率提高都有顯著的保障作用,但進口壓印膠輥價格昂貴,一根壓印膠輥的價格高達10多萬元,使用成本非常高。
因此,通過尋求與國內膠輥制造廠商的合作,實現圓壓圓燙印壓印膠輥的國產替代,有助于降低包裝印刷企業壓印膠輥的使用成本,提高投入產出。二
圓壓圓燙印壓印膠輥的性能要求根據圓壓圓燙印工藝及產品質量控制要求,該壓印膠輥需滿足以下使用性能。(1)
膠層硬度適宜。具體參數需要通過試驗確定,以保證燙印圖文轉印充分,避免發虛不實、殘缺,同時能具備一定的抗壓性能,以滿足燙印生產時所需壓力。
膠輥塑性變形要小。在持續受熱受壓工況下,能保持適度的自我彈性修復功能,確保實現批量燙印生產。(2)
(3)
機械加工精度要求高。表面平滑度和加工精度能保證壓印膠輥在運行狀態下,跳動范圍適應燙印壓力控制的需要,生產軟包產品(定量小于120g/m2、厚度小于0.1mm)時壓印膠輥跳動要求更高,具體參數需要通過試驗來確定。
使用壽命較高。在燙印溫度140℃和燙印壓力0.7MPa的工況條件下,壓印膠輥的正常使用壽命能達到1000萬張/時以上,以實現使用成本可控。(4)三試驗內容策劃01試驗材料的選擇分別采用普通橡膠、硅膠材料制作試驗壓印膠輥。02壓印膠輥硬度試驗參數
分3個參數范圍,分別為70≤邵氏硬度<80、80≤邵氏硬度<90、90≤邵氏硬度。03壓印膠輥跳動試驗參數
分2個參數范圍,分別為跳動≤0.05mm、跳動>0.05mm。四試驗實施與試驗結果01
制作1根國產普通橡膠材料壓印膠輥具體參數為:邵氏硬度70;跳動0.04mm;燙印試驗溫度140℃;燙印試驗壓力0.7MPa;燙印試驗選用產品“紅塔山(1956軟經典)”煙包,紙張定量97g/m2,試驗數量13800大張。
通過上機進行燙印生產試驗,該壓印膠輥材料硬度偏低,燙印生產過程中受壓后雖然反彈恢復快,但受力擠壓時變形較大,容易造成產品起皺和燙印圖文殘缺等問題,通過調整燙印溫度和燙印壓力等,均無法徹底解決上述問題,產品質量達不到控制標準,完全不能適應批量生產質量的控制需要。02制作3根硅膠材料壓印膠輥通過對前期試驗數據分析研究,重新與膠輥制造廠商尋求材料和修改相應材料配方,制作3根硅膠材料壓印膠輥。具體參數為:邵氏硬度分別為82、90和98;跳動分別為0.05mm、0.03mm、0.09mm;燙印試驗溫度140℃;燙印試驗壓力0.7MPa;燙印試驗選用產品“玉溪(軟)”煙包,紙張定量97g/m2,試驗數量13800大張。
根據試驗效果,3根壓印膠輥中,邵氏硬度為82、跳動為0.05mm的壓印膠輥燙印不實、發虛現象時有發生,不能徹底處理;邵氏硬度為98、跳動為0.09mm的壓印膠輥燙印效果不穩定、燙印不上這類問題頻繁發生,并且位置不固定,無法進行有效處理;在保證相同試驗條件下,直接更換為邵氏硬度90、跳動0.03mm的壓印膠輥,再次進行燙印試驗,該位置不固定的燙印不上現象消失,燙印質量滿足產品質量控制要求。
從這3根壓印膠輥的試驗結果來看,圓壓圓燙印壓印膠輥的硬度要求為邵氏硬度不小于90、跳動不大于0.05mm的硅膠膠輥,能較好滿足批量生產質量的控制需要。五
成果推廣應用(1)目前已成熟應用在我公司“玉溪(軟)”“紅塔山(軟經典1956)”“紅塔山(硬經典1956)”等煙包產品的燙印生產中。
(2)產品質量較原來鋼輥貼膠帶方式有顯著的改進效果,已完全能適應大批量生產需要,燙印質量控制、使用壽命等已完全達到進口壓印膠輥的效果,部分壓印膠輥的重復生產數量已達1092萬大張。
(3)2020年是國產壓印膠輥推廣使用的第一年,全年共生產了13個批次的卷盤“玉溪(軟)”煙包。試驗改進前燙印廢品率為9.42%,改進后2020年的3個批次燙印廢品率合計降低到1.84%,下降了7.58個百分點,個別批次的燙印廢品率甚至降到了0.98%的優秀水平。
按2020年1092.92萬大張產量計算,可節約廢品數82.84萬大張,價值約129.23萬元。
(4)國產壓印膠輥采購價格不到進口膠輥的25%,使用成本節約十分顯著。六國產壓印膠輥使用過程中存在的問題及后續改進思考由圓壓圓燙印工藝特點決定,生產過程中合壓接觸與離壓接觸點(或線)的相對壓力較大,在材料性能穩定方面還需要探索改進。硅膠材料塑性要求非常高,既要保證適當的硬度,以確保在高溫、受壓狀態下不能有顯著變形,又要保證在這種狀態下長期重復使用中,受壓部位有適度的彈性修復功能。
制作精度穩定上還要多下功夫,主要表現在壓印膠輥的動平衡方面,特別要求裝配后壓印膠輥的跳動范圍控制要非常好,以保證燙印壓力的有效控制,這樣才能較好滿足軟包產品燙印生產壓力的控制需要。
由于國內圓壓圓燙金機數量有限,而這類高溫高壓工作環境下使用的燙印壓印膠輥技術含量相對又較高,市場上不能形成批量生產,成本控制就是個難題,所以制造廠商的研發積極性不高,真正涉足的廠商極少,但反過來看,愿意在這種高技術含量的膠輥研發上進行投入的廠商,在國家制造業不斷發展的情況下,會越來越有機會走在行業前面。作者:云南僑通包裝印刷有限公司 張宗杰