Miera delaminácie žuvačiek z balíčkov cigariet v skladacích kartónoch klesla pod 1 % – tieto 4 kľúčové faktory nemožno ignorovať!

Cigaretové škatuľky majú funkcie zobrazovania značky, ochrany produktu a{0}}vysledovateľnosti proti falšovaniu a ich procesná presnosť a štandardy kvality sú oveľa vyššie ako štandardy bežného balenia. Ako posledný základný proces formovania cigaretových balení, sila adhéznej vrstvy priamo určuje štrukturálnu stabilitu cigaretových balení v celom procese skladovania, prepravy a predaja. Podľa údajov prieskumu Odborného výboru pre balenie tabaku Čínskej obalovej federácie z roku 2024 miera zmetkovitosti hotových výrobkov spôsobená problémom lepenia krabičiek v domácich podnikoch na balenie tabaku dosiahne v priemere 5,7 % a niektoré malé a stredné-podniky presiahnu 15 %, pričom ročná priama ekonomická strata bude viac ako 200 miliónov yu

V súčasnosti existujú tri hlavné problematické body pri kontrole viskózy krabičiek na lepidlo na balenie cigariet: po prvé, výber lepidla závisí od skúseností a chýba systematické porovnávanie so špeciálnymi papiermi na balenia cigariet, ako je vodný sypký papier a prenosový pohliníkovaný papier; po druhé, neexistuje žiadny kvantitatívny štandard pre parametre procesu, ako je nanášanie lepidla, rýchlosť a jednotnosť; Po tretie, nastavenie parametrov tlakového vytvrdzovania je nerozumné, čo vedie k tomu, že lepidlo úplne neprenikne cez vlákna papiera. Na základe toho tento článok berie ako východiskový bod problém zlyhania lepenia krabičiek na balenie cigariet a navrhuje kvantifikovateľnú a praktickú schému kontroly viskózy zo štyroch dimenzií: výber lepidla, optimalizácia parametrov procesu lepenia, kontrola stavu vytvrdzovania tlakom a kontrola kvality celého procesu s cieľom vyriešiť bežné problémy v priemysle a zlepšiť kvalitu výroby balíčkov cigariet.

Analýza hlavných príčin zlyhania lepidla na balenie cigariet

01/ Nedostatočná priľnavosť a prispôsobivosť papiera

Povrchové vlastnosti papiera sú kľúčovým faktorom ovplyvňujúcim efekt lepenia. Fyzikálne a chemické vlastnosti lepidla sú základom adhézneho účinku a jeho nedostatočná prispôsobivosť k papieru na balenie cigariet je primárnou príčinou zlyhania lepidla. Povrchové vlastnosti a štruktúra vlákien rôznych papierov sú výrazne odlišné a požiadavky na zmáčavosť, priepustnosť a vlastnosti vytvrdzovania lepidiel sú úplne odlišné a kompatibilita rôznych papierov a lepidiel je uvedená v tabuľke 1.

02/ Parametre procesu lepenia sú mimo kontroly

Proces lepenia je základným článkom kontroly lepidla a strata kontroly nad tromi parametrami nanášania lepidla, rovnomernosťou lepidla a rýchlosťou nanášania lepidla je dôležitým dôvodom zlyhania lepidla.

(1) Množstvo naneseného lepidla je neprimerané

Keď je množstvo lepidla nedostatočné, lepidlo nemôže úplne pokryť lepiaci povrch papiera, spojovacie body medzi vláknami sa znížia a pevnosť lepidla sa výrazne zníži. Nadmerné nanášanie lepidla povedie k „pretečeniu lepidla“, znečisteniu vzhľadu škatuľky cigariet a prebytočné lepidlo môže pri vytvrdzovaní ľahko vytvárať bubliny, ale znižuje odolnosť lepidla, pričom ako príklad berieme 232 g/m² laserového prenosového papiera, vzťah medzi množstvom lepidla a silou odlupovania je uvedený v tabuľke 2.

Tabuľka 2 Vzťah medzi množstvom lepidla a silou odlupovania

(2)Rovnomernosť nanášania lepidla nezodpovedá rýchlosti



Rovnomernosť nanášania lepidla priamo ovplyvňuje rozloženie napätia v lepiacej vrstve. Ak sú na potiahnutom povrchu „vynechané miesta lepidla“, priľnavosť v tejto oblasti je nulová, čo z nej robí slabé miesto náchylné na delamináciu. Ak vezmeme ako príklad laserový prenosový papier s gramážou 232 g/m² s vrstvou lepidla 7 g/m², vplyv rýchlosti nanášania na indikátory procesu je uvedený v tabuľke 3.



Tabuľka 3 Vplyv rýchlosti nanášania lepidla na procesné indikátory

03/ Tlakovanie a podmienky vytvrdzovania nezodpovedajú štandardu

Tlakovanie a vytvrdzovanie po zložení kartónu je kľúčovým krokom pre lepidlo na vytvorenie stabilnej lepiacej vrstvy. Nedostatočný tlak alebo príliš krátky čas natlakovania môže viesť k tomu, že lepidlo úplne neprenikne do vlákien alebo vytlačí vzduchové bubliny, čo vedie k mikroskopickým dutinám v spojovacej vrstve a nakoniec k delaminácii.

04/ Nepriame vplyvy faktorov prostredia

Teplota a vlhkosť prostredia výroby môžu nepriamo ovplyvniť účinnosť lepidla. Príliš nízka teplota (<18°C) reduces the adhesive's fluidity and slows down the curing process; too high a humidity (>65%) spôsobuje, že papier absorbuje vlhkosť, rozťahuje vlákna, zvyšuje ťažkosti pri penetrácii lepidla a predlžuje čas vytvrdzovania; príliš nízka vlhkosť (<40%) causes the adhesive surface to dry quickly while the interior is not fully cured, resulting in a "false tack" phenomenon. Changes in the delamination rate of cigarette cartons under different temperature and humidity conditions are shown in Figure 1.

Obr.1 Zmeny v rýchlosti odstraňovania gumy z balíčkov cigariet pri rôznych teplotných a vlhkostných podmienkach

Schéma optimalizácie pre kontrolu viskózy škatuľky na lepidlo na balenie cigariet

01/ Stratégia výberu lepidla na základe vlastností papiera

Základným princípom výberu lepidla je dosiahnuť „prispôsobenie zmáčavosti, prispôsobenie priepustnosti a prispôsobenie charakteristík vytvrdzovania“, pričom sa zohľadňujú požiadavky na prostredie použitia, náklady a ochrana životného prostredia a vybudovanie vedeckého systému výberu je špecifická stratégia výberu nasledovná.

(1) Vyberte presne podľa typu papiera

Štruktúra povrchu, fyzikálne a chemické vlastnosti rôznych papierikov na balenie cigariet sú výrazne odlišné a typ a parametre lepidla je potrebné cielene zladiť.

(1) Natieraný papier: hladký povrch a hustá vrstva atramentu, prednostne zvoľte modifikované lepidlo na báze vody- s viskozitou 1800~2000 mPa·s. Povrchovo aktívna látka, ktorú obsahuje, môže znížiť kontaktný uhol zo 45 stupňov na 28 stupňov, aby sa zlepšila zmáčavosť; Pridaný penetrant dokáže preraziť bariéru vrstvy atramentu, zväčšiť hĺbku prieniku z 52 μm na 75 μm a priľnavosť dosiahne 2,65 N/cm, čo je výrazne viac ako u bežných lepidiel na vodnej{10}} báze.

(2) Kartón s prenosovým laserom na pokovovanie hliníkom: povrchový kovový povlak vedie k zlej zmáčavosti a malo by sa zvoliť špeciálne lepidlo na báze vody- obsahujúce spojovacie činidlo, pomocou ktorého sa vytvorí chemická väzba medzi kovovým povlakom a lepidlom na zvýšenie lepiacej sily, takže kontaktný uhol sa zníži zo 78 stupňov na 32 stupňov a hĺbka prieniku sa zvýši na 68 μm; Ak sa používajú lepidlá, teplota by sa mala regulovať na 90 ~ 100 stupňov, aby sa zabezpečil zmáčací účinok náteru.

(3) Vodný voľný papier: voľné vlákna, ľahko absorbujúce vlhkosť, preferenčný výber lepidla s teplotou topenia 120 ~ 130 stupňov, jeho rýchlosť vytvrdzovania je rýchla, môže zabrániť absorpcii vlhkosti a deformácii papiera, hĺbka prieniku môže dosiahnuť viac ako 48 μm a pevnosť lepidla je väčšia alebo rovná 3,0 N / cm. Experimentálne údaje ukázali, že adhézna sila lepidla pri 160 stupňoch bola 3,2 N/cm, čo bolo oveľa viac ako pri 2,1 N/cm pri 140 stupňoch.

(4) Vlnitá podšívka cigaretového balenia: vyberie sa porézna štruktúra, veľká hrúbka, lepidlo s vysokou priepustnosťou a rýchlosť vytvrdzovania sa reguluje na 3 ~ 5 s, aby sa zabezpečilo, že vrstva lepidla úplne prenikne do vlnitej medzery a vytvorí stabilnú štruktúru spojenia.

(2) Kombinované použitie výberu prispôsobenia prostredia

Počas skladovania a prepravy môžu cigaretové balíčky čeliť vysokej teplote a vysokej vlhkosti a lepidlo musí mať zodpovedajúcu odolnosť voči poveternostným vplyvom.

(1) Oblasti s vysokou teplotou a vysokou vlhkosťou na juhu: vyberte lepidlo na báze vody -odolné proti vlhkosti{2}} a pridajte inhibítory plesní, aby ste zaistili, že miera zachovania lepiacej sily bude väčšia alebo rovná 90 % pri vlhkosti 80 % a teplote 35 stupňov, aby sa predišlo degumácii spôsobenej absorpciou vody a zmäkčovaním vrstvy lepidla.

(2) Suché a nízkoteplotné-oblasti na severe: vyberte si nízko{2}}kryštalické lepidlá, optimalizujte dizajn molekulárnej štruktúry, zabráňte krehkosti a praskaniu lepiacej vrstvy pri nízkej teplote a udržujte priľnavosť na -10 stupňoch pri vyššej alebo rovnej 85 %, aby ste zabezpečili štrukturálnu stabilitu v prostredí s nízkou teplotou.

(3) Cigaretové balíčky, ktoré je potrebné laminovať pri vysokej teplote: vyberte lepidlo odolné voči vysokej teplote (odolnosť voči teplote 120 stupňov alebo viac), aby ste zabránili zmäkčeniu a zlyhaniu lepiacej vrstvy spôsobenému procesom laminácie a zabezpečili dlhodobú-stabilitu lepidla.

(3) Vyvážiť náklady a ochranu životného prostredia

Na základe splnenia kvalitatívnych požiadaviek zaviesť duálny systém hodnotenia „nákladovej výkonnosti a ochrany životného prostredia“:

(1) Kontrola indexu ochrany životného prostredia: obsah VOC v lepidlách na báze vody- musí byť menší alebo rovný 50 g/l, čo je v súlade s GB 38508-2020 „Limity obsahu prchavých organických zlúčenín v čistiacich prostriedkoch“; Pri lepidlách sa uprednostňujú produkty bez obsahu halogénu- a s nízkym obsahom dymu, aby sa zabránilo vzniku toxických plynov počas výrobného procesu a aby sa zaistila bezpečnosť pracovného prostredia.

(2) Komplexná optimalizácia nákladov: Aj keď je jednotková cena špeciálne modifikovaných lepidiel asi o 15 % vyššia ako cena bežných produktov, môže výrazne znížiť rýchlosť odstraňovania gumy a znížiť straty pri prepracovaní. Praktická aplikácia podniku ukazuje, že po použití špeciálnych lepidiel na báze modifikovanej vody- sa komplexné výrobné náklady znížia o 8 %, čím sa dosiahne výhodná- situácia kvality a účinnosti.

02/ Kvantitatívna optimalizácia procesu lepenia

(1) Určite optimálny interval nanášania lepidla

Presné normy objemu lepenia sú formulované pre rôzne papiere a „kritická aplikácia lepidla“ (minimálne množstvo lepidla aplikovaného, ​​keď sa pevnosť odlupovania začína stabilizovať) a „optimálne množstvo lepidla“ každého papiera sa určuje pomocou experimentov.

(1) Natieraný papier: kritické množstvo lepidla je 5 g/m² a optimálny rozsah je 5 ~ 7 g/m². V tomto rozsahu môže lepidlo úplne pokryť povrch lepidla, vytvoriť rovnomernú vrstvu lepidla, pevnosť v odlupovaní je stabilná pri 2,4 až 2,65 N/cm a rýchlosť pretečenia je riadená pod 0,5 %.

(2) Transferová hliníková lepenka: kritické množstvo lepidla 6g/m², optimálny rozsah 6~8g/m². Experimentálne údaje ukázali, že keď bolo množstvo lepidla v papieri 3~6g/m², pevnosť v odlupovaní sa lineárne zvyšovala s nárastom nanášania lepidla, z 1,2 N/cm na 2,5 N/cm. Sila odlupovania v rozsahu 6~8g/m² mala tendenciu byť stabilná, medzi 2,5~2,65N/cm. Po prekročení 8 g/m² sa pevnosť v odlupovaní mierne znížila a rýchlosť pretečenia sa výrazne zvýšila, z 0,5 % na 8 %.

(3) Voľný papier: kritické množstvo lepidla je 5 g/m² a optimálny rozsah je 5 ~ 7 g/m², čo môže zabezpečiť, aby sila priľnavosti bola väčšia alebo rovná 3,0 N/cm, a zároveň zabrániť znečisteniu pretečením gumy.

Počas výrobného procesu je množstvo lepidla presne kontrolované nastavením medzery lepiaceho valčeka (presnosť ± 0,01 mm), ktorý je vybavený online detektorom množstva lepidla, monitorovaním a spätnou väzbou v reálnom čase- a automatickým alarmom, keď odchýlka prekročí ±0,5 g/m², aby sa zaistilo, že množstvo lepidla bude vždy v optimálnom rozsahu.

(2) Optimalizujte rýchlosť a rovnomernosť lepenia

Rýchlosť nanášania a rovnomernosť priamo ovplyvňujú zmáčací a penetračný účinok lepidla na povrch papiera a je potrebná presná kontrola prostredníctvom prispôsobenia procesu a optimalizácie zariadenia.

(1) Prispôsobenie rýchlosti nanášania lepidla: Podľa typu lepidla je formulovaný štandard rýchlosti a rýchlosť nanášania lepidla na vodnej báze sa reguluje na 50 ~ 70 m/min a rýchlosť nanášania lepidla sa reguluje na 60 ~ 80 m/min, aby sa zabezpečilo, že lepidlo bude mať dostatočný čas na zmáčanie na povrchu papiera (Väčší alebo rovný 0,5 s). Údaje z terénnych testov ukazujú, že keď sa rýchlosť lepenia lepidla na báze vody- zvýši zo 60 m/min na 90 m/min, kvalifikovaná miera rovnomernosti lepenia sa zníži z 98 % na 75 % a miera odlepenia sa zvýši z 1,2 % na 5,8 %, čo potvrdzuje dôležitosť prispôsobenia rýchlosti.

(2) Optimalizácia lepiacich valcov: Prijmite technológiu lepenia aniloxovým valcom, vyberte počet ôk podľa typu papiera, zlepšite množstvo lepidla a priepustnosť a zabezpečte, aby na lepenej ploche nedochádzalo k úniku alebo hromadeniu.

(3) Čistenie a údržba: Formulujte prísny čistiaci cyklus pre lepiaci valček a po každej zmene výroby ho dôkladne vyčistite, aby ste zabránili tomu, aby suchá tvorba vrstvy lepidla ovplyvňovala následný efekt lepenia. Po očistení sa pred začatím výroby použijú štandardné vzorky na overenie rovnomernosti lepenia a rýchlosti úspešnosti väčšej alebo rovnej 98 %, čím sa zabezpečí stabilita procesu od úrovne údržby zariadenia.

03/ Štandardizácia procesu tlakového vytvrdzovania

Tlakové vytvrdzovanie je kľúčovým krokom pri vytváraní stabilnej lepiacej vrstvy pomocou lepidiel a je potrebné vytvoriť trojrozmerný štandardný systém „tlak-čas-teploty a zároveň optimalizovať prostredie vytvrdzovania, aby sa zabezpečila kvalita lepenia.

(1) Štandardizácia parametrov tlakovania

Na základe laboratórnych overovacích údajov je formulovaný všeobecný štandard pre proces tlakovania lepidla na balenie cigariet, ktorý sa flexibilne upravuje podľa hrúbky papiera.

(1) Tlak: Štandardný rozsah tlaku je 0,4 ~ 0,6 MPa, horná hranica (0,5 ~ 0,6 MPa) pre hrubý papier (ako je podšívka z vlnitého papiera) a spodná hranica (0,4 ~ 0,5 MPa) pre tenký papier (ako je prenosový aluminizovaný papier), aby sa zabezpečilo, že lepidlo úplne prenikne cez vlákno. Experimenty ukazujú, že keď sa tlak zvýši z 0,3 MPa na 0,5 MPa, pevnosť v šmyku sa zvýši z 4,1 N/mm² na 5,2 N/mm² a efekt zlepšenia je významný.

(2) Čas natlakovania: lepidlo na báze vody- stlačené 3 až 5 s, lepidlo pod tlakom 2 až 3 s a základnou požiadavkou je čas natlakovania väčší alebo rovný 3 s. Údaje ukazujú, že pri tlaku 0,5 MPa, keď sa čas natlakovania zvýši z 1 s na 3 s, šmyková pevnosť vyskočí z 2,1 N/mm² na 5,2 N/mm², čo predstavuje nárast o 147,6 %. Rast pevnosti v šmyku sa spomalil v rozsahu 3 ~ 5 s, čo naznačuje, že 3 s by mohli spĺňať základné potreby vytvrdzovania.

③ Teplota lisovania: Lepidlá na báze vody- sa lisujú pri izbovej teplote, pričom teplota lisovania lepidla sa reguluje v rozmedzí 40 – 50 stupňov . Mierne zahrievanie urýchľuje proces vytvrdzovania a zlepšuje účinnosť lepenia.

Na výrobnej linke sú nainštalované vysoko{0}}presné tlakové senzory a časovače, ktoré monitorujú proces lisovania každého kartónu v reálnom-čase, čím zaisťujú, že parametre spĺňajú normy a zabraňujú delaminácii spôsobenej nesprávnym lisovaním.

(2) Kontrola prostredia vytvrdzovania

Zlepené škatuľky cigariet sa umiestnia do miestnosti s regulovanou teplotou- a vlhkosťou-(teplota 20–25 stupňov, vlhkosť 50 %–60 %) na vytvrdenie. Čas vytvrdzovania by nemal byť kratší ako 24 hodín v prípade lepidiel na báze vody{8}} alebo 12 hodín v prípade iných lepidiel. Po vytvrdnutí sa priľnavosť testuje na vzorkách a do ďalšieho procesu môžu pristúpiť len kvalifikované balenia. Testovacie štandardy sú: natieraný papier a prenosový{12}}metalizovaný papier pevnosť v odlupovaní 2,5 N/cm alebo rovná 2,5 N/cm, pevnosť v odlupovaní bezdrevného{14} papiera rovná alebo väčšia 3,0 N/cm a pevnosť v šmyku 5,0 N/mm² alebo väčšia.

Kontrola lepidiel na skladanie balíčkov cigariet je systematický proces zahŕňajúci výber surovín, optimalizáciu parametrov procesu, kontrolu životného prostredia a kontrolu kvality. Jeho jadro spočíva v dosiahnutí presného prispôsobenia procesu „lepiaceho-papiera-“. Stratégia výberu lepidla na základe charakteristík papiera, kvantifikovaných parametrov procesu lepenia, štandardizovaných podmienok lisovania a vytvrdzovania a úplného{4}}systému kontroly kvality procesu navrhovaná v tomto dokumente bola priemyselne overená, aby sa účinne znížila miera delaminácie balenia cigariet pod 1 %, čím sa výrazne zlepšila stabilita kvality produktu.