卷對卷高精度自動化紙制品包裝生產(chǎn)工藝

徐軍+劉健書+陳愛華+蔡興明

在印刷業(yè)推行綠色印刷、構(gòu)建生態(tài)型系統(tǒng)、大力推進(jìn)兩個轉(zhuǎn)型的形勢下，常德金鵬印務(wù)有限公司（以下簡稱“金鵬印務(wù)”）自2005年起集全公司研發(fā)技術(shù)力量，反復(fù)試驗論證，于2008年首批投入1.8億元技改資金，成功實現(xiàn)以卷筒紙凹印、卷筒紙全息燙印、卷筒紙模切為主的卷對卷生產(chǎn)工藝，并在接下來的5年時間內(nèi)對公司原有設(shè)備進(jìn)行高新技術(shù)改造，從而形成了目前4條卷對卷高精度自動化紙制品包裝生產(chǎn)專線，生產(chǎn)規(guī)模高達(dá)25000萬米。

我公司卷對卷高精度自動化紙制品包裝生產(chǎn)工藝在2008年獲得了國家發(fā)明專利“一種節(jié)約印材的卷煙煙標(biāo)印制方法”，從“卷對卷印刷材料”“卷對卷盒型結(jié)構(gòu)”“卷對卷工藝技術(shù)”“卷對卷機(jī)械設(shè)備”4個方面進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新。其中，“卷對卷工藝技術(shù)”經(jīng)湖南省經(jīng)濟(jì)和信息化委員會專家評審認(rèn)定為2010年湖南省新產(chǎn)品，2011年通過湖南省科技廳科學(xué)技術(shù)成果鑒定，2012年獲得常德市科技進(jìn)步獎一等獎，2014年通過湖南省科技進(jìn)步獎二等獎的評定，同時獲得全國發(fā)明專利金獎等榮譽(yù)。

卷對卷高精度自動化紙制品包裝生產(chǎn)工藝成功打造了卷筒紙凹印、全息燙印、模切以及在線檢控這一新工藝流程，解決了長期困擾我國紙包裝行業(yè)的印刷與燙印運行速度不同步、壓凹凸紙張易破損等技術(shù)難題，開創(chuàng)了我國紙包裝行業(yè)寬幅卷筒紙高速、高精度、自動化、節(jié)能、降耗的生產(chǎn)新模式，優(yōu)勢突出，居國內(nèi)領(lǐng)先水平。

優(yōu)勢一：高效率

1.簡化工序

通過工藝流程再造，我公司在國內(nèi)紙包裝行業(yè)首創(chuàng)卷筒紙凹印、燙印、模切（壓痕）、檢測組合新工藝，將傳統(tǒng)六道工序簡化為四道，實現(xiàn)了“三高一化”生產(chǎn)，即高速、高精度、高穩(wěn)定性和自動化生產(chǎn)。

新老工藝流程對比如下：

（1）老工藝生產(chǎn)流程：卷筒紙凹?。?lián)機(jī)壓凹凸）→切大張→單張紙全息燙印→質(zhì)量檢驗→單張紙模切（壓痕）→質(zhì)量檢驗。

（2）新工藝生產(chǎn)流程：卷筒紙凹?。ㄔ诰€質(zhì)量檢測）→卷筒紙全息燙?。ㄔ诰€質(zhì)量檢測）→卷筒紙模切（壓痕）（在線質(zhì)量檢測）→質(zhì)量檢驗。

2.效益顯著

（1）新工藝將影響印刷機(jī)生產(chǎn)速度的壓凹凸工藝向模切工序轉(zhuǎn)移，印刷機(jī)生產(chǎn)速度由原來的180米/分鐘提升到現(xiàn)在的220米/分鐘，生產(chǎn)效率提高了22%。

（2）原單張紙燙金機(jī)燙印速度為5000張/小時，新工藝采用卷筒紙燙金機(jī)后，燙印速度提高到110米/分鐘（約12300張/小時），生產(chǎn)效率提高了146%。

（3）原單張紙模切機(jī)模切速度為5000張/小時，新工藝采用卷筒紙模切機(jī)后，不僅實現(xiàn)了不停機(jī)自動換卷、收成品，模切速度更是高達(dá)220米/分鐘（約26900張/小時），生產(chǎn)效率提高了438%。

優(yōu)勢二：高品質(zhì)

1.全數(shù)字自動化質(zhì)量監(jiān)控，提供質(zhì)量保障

新工藝采用產(chǎn)品質(zhì)量全程在線檢測裝置，成功實現(xiàn)光機(jī)電一體化高度集成，應(yīng)用多目視覺（色度和密度法）檢測原理，建立了動態(tài)數(shù)學(xué)模型（軟件），科學(xué)選配高精度檢控光電儀器、設(shè)備和裝置。通過光機(jī)電一體化高度集成，較好地實現(xiàn)了以下3方面的有機(jī)結(jié)合：

（1）軟件（數(shù)控程序）與硬件（生產(chǎn)裝置、檢控儀器、設(shè)備和裝置）有機(jī)結(jié)合，實現(xiàn)了高精度動態(tài)檢控。

（2）單個工序檢控與全程在線檢控有機(jī)結(jié)合，實現(xiàn)了全程在線精準(zhǔn)檢測，調(diào)控有序聯(lián)動。

（3）人機(jī)檢控有機(jī)結(jié)合，實現(xiàn)了人機(jī)合一，大幅提升了裝置運行的可靠性。

另外，“廢品自動剔除裝置”集產(chǎn)品自動檢驗、自動堆放、紙屑真空回收三項功能于一體，且成功實現(xiàn)了人機(jī)合一操作，降低了勞動強(qiáng)度，提高了生產(chǎn)效率，確保了產(chǎn)品質(zhì)量。

2.工藝創(chuàng)新，杜絕常見問題產(chǎn)生

（1）提升印刷質(zhì)量

新工藝采用卷筒紙凹印機(jī)，該設(shè)備在壓印輥和承印輥上增設(shè)了壓凹輥穩(wěn)壓機(jī)構(gòu)，增加了壓印輥和承印輥軸運動的支承面積，從而大幅提高印刷輥的運行穩(wěn)定性，有效防止印刷精度受到機(jī)械振動的影響，進(jìn)而提高產(chǎn)品印刷質(zhì)量。

其中，增設(shè)的四棱錐公母齒定位機(jī)構(gòu)，除防止印刷輥運動時沿軸向移動外，還起到限位器的作用，在在線檢控裝置的作用下，對印刷輥間隙進(jìn)行動態(tài)調(diào)整，確保壓印輥和承印輥之間形成最佳印刷壓力，從而較好地解決印刷紙張易破損難題，大大提高印刷質(zhì)量，拓展印刷適應(yīng)范圍。

（2）提升燙印質(zhì)量

①采用卷筒紙燙金機(jī)，燙印方式由面接觸變?yōu)榫€接觸，從根本上解決了燙印產(chǎn)品起霧、起泡現(xiàn)象，提高了燙印質(zhì)量。

②采用真空電加熱和燙材吹風(fēng)冷卻降溫機(jī)構(gòu)，使高溫下處于熔融狀的燙材（電化鋁箔）得到快速冷卻，大幅減少電化鋁箔基膜變形及黏性增加等問題，使基膜下的膠層（剝離層）輕松分離，杜絕色帶堆積物的產(chǎn)生；同時使印品燙印部分快速固化，增加剝離完整性，有效解決電化鋁箔拖尾水波紋的難題。

③電化鋁箔采用真空負(fù)壓托帶輸送，能夠有效防止電化鋁箔與輸送帶輥之間產(chǎn)生機(jī)械摩擦損傷，從而確保燙印質(zhì)量。

④新工藝優(yōu)越的工況條件，大幅提升了電化鋁箔的適燙性，降低了電化鋁箔的原料成本，成本節(jié)約超過30%。

另外，新工藝大大縮短了產(chǎn)品與環(huán)境接觸的時間，使產(chǎn)品不受溫濕度變化影響，易于控制，質(zhì)量穩(wěn)定、不翹曲，產(chǎn)品合格率由原來的96.20%提高到現(xiàn)在的98.36%。

3.成型效果好，包裝適性佳

新工藝中壓凹凸、壓痕、模切工序均采用模塊化生產(chǎn)，解決了集中生產(chǎn)壓力大的問題，產(chǎn)品平整性高，模切線與壓痕線雙雙到位，能夠達(dá)到優(yōu)異的成型效果。

另外，新工藝采用電子精加工的模切壓痕版，無需手工墊版，產(chǎn)品成型尺寸恒定，因此產(chǎn)品上機(jī)包裝適性非常穩(wěn)定。

優(yōu)勢三：高環(huán)保

1.資源節(jié)約

（1）原料節(jié)約

新工藝徹底消除了老工藝縱向送紙所需的“叼口”和“拖梢”用紙和幅邊光標(biāo)設(shè)置用紙等帶來的紙張浪費，紙張用量節(jié)約超過6%，而且減少輔助光標(biāo)后，在節(jié)約紙張的同時還能降低油墨用量。以每年使用3萬噸紙張計算，企業(yè)每年可節(jié)約原料費用3960萬元，大幅降低了生產(chǎn)成本。

此外，新工藝采用帶定位自動預(yù)套準(zhǔn)功能的卷筒紙燙印技術(shù)，每萬米電化鋁箔可節(jié)約全息圖145萬個，全息圖損耗降低了5.80%。

（2）人力資源和設(shè)備節(jié)約

以每年25000萬米的生產(chǎn)規(guī)模計算，采用新工藝后，印刷設(shè)備數(shù)量減少了0.97臺，燙印設(shè)備數(shù)量減少了11.84臺，模切設(shè)備數(shù)量減少了15.77臺，操作人員數(shù)量減少了157人。設(shè)備和人員整體需求情況見表1。

（3）土地節(jié)約

相比老工藝，新工藝減少了兩道工序，可節(jié)省兩次物流成本與中轉(zhuǎn)場地，而且采用卷筒紙加工工藝后，每次中轉(zhuǎn)還能降低三分之二的工作量與場地使用面積，為打造現(xiàn)代化物流生產(chǎn)打下了良好的基礎(chǔ)。

2.環(huán)境友好

新工藝在凹印過程中，使用了多功能水性油墨及配套技術(shù)，較好地解決了傳統(tǒng)溶劑型油墨化學(xué)污染、適應(yīng)性差、產(chǎn)品回收（脫墨水解）再利用難等問題，實現(xiàn)了綠色生產(chǎn)，有利于環(huán)境保護(hù)。

卷對卷高精度自動化紙制品包裝生產(chǎn)工藝顛覆了傳統(tǒng)紙包裝生產(chǎn)工藝流程，經(jīng)濟(jì)、生態(tài)、環(huán)保效益顯著，對大幅提升我國紙包裝行業(yè)整體生產(chǎn)技術(shù)水平具有極大的示范和推廣價值。相信在紙包裝行業(yè)人士的共同努力下，卷對卷高精度自動化紙制品包裝生產(chǎn)工藝必將迎來更廣泛的應(yīng)用。endprint