نرخ لایه برداری آدامس پاکت سیگار در کارتن های تاشو به زیر 1 درصد کاهش یافته است - این 4 عامل کلیدی را نمی توان نادیده گرفت!

بسته‌های سیگار دارای عملکرد نمایش نام تجاری، محافظت از محصول و قابلیت ردیابی{0} ضد جعل هستند و دقت فرآیند و استانداردهای کیفیت آنها بسیار بالاتر از بسته‌بندی‌های معمولی است. به عنوان آخرین فرآیند هسته ای قالب گیری پاکت سیگار، استحکام لایه چسب به طور مستقیم پایداری ساختاری بسته های سیگار را در کل فرآیند انبارداری، حمل و نقل و فروش تعیین می کند. طبق داده‌های نظرسنجی سال 2024 کمیته حرفه‌ای بسته‌بندی تنباکو فدراسیون بسته‌بندی چین، نرخ ضایعات محصولات نهایی ناشی از مشکل جعبه‌های چسباندن در شرکت‌های بسته‌بندی تنباکو داخلی به طور متوسط ​​به 5.7٪ می‌رسد و برخی از شرکت‌های کوچک و متوسط-از 15٪ بیشتر از 20 میلیون وان درصد ضرر اقتصادی مستقیم سالانه خواهد رسید.

در حال حاضر، سه نقطه درد عمده در کنترل ویسکوز جعبه‌های چسب پاکت سیگار وجود دارد: اول، انتخاب چسب بستگی به تجربه دارد، و عدم تطبیق سیستماتیک با کاغذهای مخصوص بسته‌های سیگار مانند کاغذ شل آب و کاغذ آلومینیومی انتقالی وجود دارد. دوم، هیچ استاندارد کمی برای پارامترهای فرآیند مانند کاربرد چسب، سرعت و یکنواختی وجود ندارد. ثالثاً، تنظیم پارامترهای پخت تحت فشار نامعقول است و در نتیجه چسب به طور کامل به الیاف کاغذ نفوذ نمی کند. بر این اساس، این مقاله مشکل شکست چسب جعبه های چسب پاکت سیگار را به عنوان نقطه شروع در نظر می گیرد و یک طرح کنترل ویسکوز قابل اندازه گیری و عملی را از چهار بعد پیشنهاد می کند: انتخاب چسب، بهینه سازی پارامتر فرآیند چسب، کنترل شرایط پخت تحت فشار و کنترل کیفیت کل فرآیند، با هدف حل مشکلات رایج در صنعت و بهبود کیفیت تولید بسته های سیگار.

تجزیه و تحلیل علل اصلی خرابی چسب چسب پاکت سیگار

01/ عملکرد ناکافی چسب و سازگاری کاغذ

خواص سطحی کاغذ یک عامل کلیدی است که بر اثر پیوند تأثیر می گذارد. خواص فیزیکی و شیمیایی چسب اساس اثر چسبندگی است و سازگاری ناکافی آن با کاغذ پاکت سیگار علت اصلی خرابی چسب است. خواص سطحی و ساختار الیاف کاغذهای مختلف به طور قابل توجهی متفاوت است و الزامات ترشوندگی، نفوذپذیری و ویژگی های پخت چسب ها کاملاً متفاوت است و سازگاری کاغذها و چسب های مختلف در جدول 1 نشان داده شده است.

02/ پارامترهای فرآیند چسباندن از کنترل خارج شده است

فرآیند چسباندن پیوند اصلی کنترل چسب است و از دست دادن کنترل سه پارامتر کاربرد چسب، یکنواختی چسب و سرعت چسباندن چسب دلیل مهمی برای شکست چسب است.

(1) مقدار چسب استفاده شده غیر منطقی است

هنگامی که مقدار چسب کافی نباشد، چسب نمی تواند سطح چسب کاغذ را به طور کامل بپوشاند، نقاط اتصال بین الیاف کاهش می یابد و قدرت چسبندگی به میزان قابل توجهی کاهش می یابد. استفاده بیش از حد چسب منجر به "سرریز شدن چسب" می شود، ظاهر پاکت سیگار را آلوده می کند، و چسب اضافی هنگام پخت به راحتی حباب ایجاد می کند، اما چسبندگی چسب را کاهش می دهد، به عنوان مثال کاغذ انتقال لیزری 232 گرم بر متر مربع را در نظر می گیریم، رابطه بین مقدار چسب و قدرت پوسته شدن در جدول 2 نشان داده شده است.

جدول 2 رابطه بین مقدار چسب و قدرت پوسته شدن

(2)یکنواختی پوشش چسب با سرعت مطابقت ندارد



یکنواختی پوشش چسب مستقیماً بر توزیع تنش لایه چسب تأثیر می گذارد. اگر "لکه های چسب از دست رفته" روی سطح پوشش داده شده وجود داشته باشد، قدرت چسبندگی در آن ناحیه صفر است و آن را به یک نقطه ضعیف مستعد لایه برداری تبدیل می کند. با در نظر گرفتن کاغذ انتقال لیزر 232 گرم بر متر مربع با پوشش چسب 7 گرم بر متر مربع به عنوان مثال، تأثیر سرعت پوشش بر شاخص های فرآیند در جدول 3 نشان داده شده است.



جدول 3 اثر سرعت پوشش چسب بر شاخص های فرآیند

03/ شرایط تحت فشار و پخت مطابق با استاندارد نیست

تحت فشار قرار دادن و پخت پس از تا کردن کارتن یک مرحله کلیدی برای چسب برای تشکیل یک لایه اتصال پایدار است. فشار ناکافی یا زمان فشار بسیار کوتاه می تواند منجر به عدم نفوذ کامل چسب به الیاف یا بیرون راندن حباب های هوا شود و در نتیجه حفره های میکروسکوپی در لایه پیوند ایجاد شود و در نهایت باعث لایه لایه شدن شود.

04/ اثرات غیر مستقیم عوامل محیطی

دما و رطوبت محیط تولید می تواند به طور غیرمستقیم بر کارایی چسب تأثیر بگذارد. دمای خیلی پایین (<18°C) reduces the adhesive's fluidity and slows down the curing process; too high a humidity (>65٪ باعث جذب رطوبت، انبساط فیبر، افزایش سختی برای نفوذ چسب و طولانی شدن زمان پخت می شود. رطوبت خیلی کم (<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.

شکل 1 تغییرات در میزان صمغ زدایی پاکت های سیگار در شرایط دما و رطوبت مختلف

طرح بهینه سازی برای کنترل ویسکوز جعبه چسب پاکت سیگار

01/ استراتژی انتخاب چسب بر اساس خواص کاغذ

اصل اصلی انتخاب چسب دستیابی به "انطباق ترشوندگی، سازگاری نفوذپذیری و سازگاری ویژگی های پخت" است، در حالی که با در نظر گرفتن الزامات محیط استفاده، هزینه و حفاظت از محیط زیست و ساخت یک سیستم انتخاب علمی، استراتژی انتخاب خاص به شرح زیر است.

(1) با توجه به نوع کاغذ به دقت انتخاب کنید

ساختار سطح، خواص فیزیکی و شیمیایی کاغذهای مختلف پاکت سیگار به طور قابل توجهی متفاوت است و نوع و پارامترهای چسب باید به طور هدفمند مطابقت داده شوند.

(1) کاغذ پوشش داده شده: سطح صاف و لایه جوهر متراکم، ترجیحاً چسب اصلاح شده مبتنی بر آب{1} با ویسکوزیته 1800 تا 2000 میلی پاسکال را انتخاب کنید. سورفکتانت موجود در آن می تواند زاویه تماس را از 45 درجه به 28 درجه کاهش دهد تا رطوبت پذیری را بهبود بخشد. ماده نافذ اضافه شده می‌تواند از سد لایه جوهر عبور کند، عمق نفوذ را از 52 میکرومتر به 75 میکرومتر افزایش دهد، و قدرت چسب به 2.65 نیوتن بر سانتی‌متر می‌رسد، که به طور قابل‌توجهی بیشتر از چسب‌های معمولی{10}}بر پایه آب است.

(2) مقوای آبکاری لیزری لیزری: پوشش فلزی سطح منجر به ترشوندگی ضعیف می شود و باید یک چسب مخصوص بر پایه آب- حاوی یک عامل جفت کننده انتخاب شود که از طریق آن پیوند شیمیایی بین پوشش فلزی و چسب تشکیل شود تا نیروی پیوند را افزایش دهد، به طوری که زاویه تماس از 72 درجه به عمق کاهش می یابد و به 3 درجه کاهش می یابد. 68 میکرومتر؛ اگر از چسب استفاده می شود، دما باید در 90 تا 100 درجه کنترل شود تا از اثر خیس شدن پوشش اطمینان حاصل شود.

(3) کاغذ شل در آب: الیاف شل، جذب رطوبت آسان، انتخاب ترجیحی چسب با نقطه ذوب 120 ~ 130 درجه، سرعت پخت آن سریع است، می تواند از جذب رطوبت و تغییر شکل کاغذ جلوگیری کند، عمق نفوذ می تواند به بیش از 48μm برسد و قدرت چسب یا برابر با 0.0 سانتی متر بیشتر است. داده های تجربی نشان داد که استحکام چسبندگی چسب در دمای 160 درجه 3.2 نیوتن بر سانتی متر بود که بسیار بیشتر از 2.1 نیوتن بر سانتی متر در دمای 140 درجه بود.

(4) آستر بسته سیگار راه راه: ساختار متخلخل، ضخامت بزرگ، چسب نفوذپذیری بالا انتخاب شده است و سرعت پخت در 3 ~ 5 ثانیه کنترل می شود تا اطمینان حاصل شود که لایه چسب به طور کامل به شکاف راه راه نفوذ می کند و یک ساختار پیوند پایدار را تشکیل می دهد.

(2) استفاده ترکیبی از انتخاب سازگاری با محیط

در طول نگهداری و حمل و نقل پاکت های سیگار، ممکن است با محیط های با دمای بالا و رطوبت بالا مواجه شود و چسب نیاز به مقاومت در برابر آب و هوا دارد.

(1) مناطق با دمای بالا و رطوبت بالا در جنوب: چسب مبتنی بر آب اصلاح شده مقاوم در برابر رطوبت- را انتخاب کنید و مهارکننده‌های کپک را اضافه کنید تا اطمینان حاصل شود که میزان ماندگاری چسب بیشتر یا مساوی 90٪ در شرایط رطوبت 80٪ و دمای 35 میلی‌متر است، به طوری که از جذب نرم آب جلوگیری شود. لایه چسب

(2) مناطق خشک و کم دمای{1}}در شمال: چسب‌های کریستالی کم-را انتخاب کنید، طراحی ساختار مولکولی را بهینه کنید، از شکنندگی و ترک خوردن لایه چسب در دمای پایین جلوگیری کنید، و استحکام چسب را در -10 درجه در دمای بیشتر یا برابر با 85 درصد در محیط کم ساختار حفظ کنید.

(3) بسته‌های سیگاری که باید در دمای بالا لمینت شوند: برای جلوگیری از نرم شدن و شکست لایه چسب ناشی از فرآیند لمینیت، چسب مقاوم در برابر حرارت بالا (مقاومت در برابر دمای 120 درجه) انتخاب کنید و از پایداری طولانی‌مدت عملکرد چسب اطمینان حاصل کنید.

(3) تعادل هزینه و حفاظت از محیط زیست

با فرض برآوردن الزامات کیفیت، یک سیستم ارزیابی دوگانه "عملکرد هزینه و حفاظت از محیط زیست" ایجاد کنید:

(1) کنترل شاخص حفاظت از محیط‌زیست: محتوای VOC در چسب‌های مبتنی بر آب- باید کمتر یا مساوی 50 گرم در لیتر باشد، که مطابق با GB 38508-«محدودیت‌های ترکیبات آلی فرار مواد پاک‌کننده» 2020 است. برای جلوگیری از گازهای سمی تولید شده در طول فرآیند تولید و اطمینان از ایمنی محیط کار، محصولات بدون هالوژن و بدون دود برای چسب ها ترجیح داده می شوند.

(2) بهینه سازی جامع هزینه: اگرچه قیمت واحد چسب های اصلاح شده ویژه حدود 15٪ بیشتر از محصولات معمولی است، اما می تواند به طور قابل توجهی میزان صمغ زدایی را کاهش دهد و تلفات دوباره کاری را کاهش دهد. کاربرد عملی یک شرکت نشان می‌دهد که پس از استفاده از چسب‌های{3}}بر پایه آب اصلاح‌شده ویژه، هزینه تولید جامع 8% کاهش می‌یابد و به یک وضعیت برد{5}}از کیفیت و کارایی دست می‌یابد.

02/ بهینه سازی کمی فرآیند چسب

(1) فاصله بهینه کاربرد چسب را تعیین کنید

استانداردهای دقیق حجم چسب برای کاغذهای مختلف فرموله می شود و «کاربرد چسب بحرانی» (حداقل مقدار چسب اعمال شده زمانی که قدرت پوسته شدن شروع به تثبیت می کند) و «مقدار بهینه چسب» هر کاغذ از طریق آزمایش تعیین می شود.

(1) کاغذ پوشش داده شده: مقدار حساس چسب 5 گرم در متر مربع و محدوده بهینه 5 تا 7 گرم در متر مربع است. در این محدوده، چسب می تواند به طور کامل سطح چسب را بپوشاند، یک لایه چسب یکنواخت تشکیل دهد، استحکام لایه برداری در 2.4 ~ 2.65N / سانتی متر پایدار است و نرخ سرریز زیر 0.5٪ کنترل می شود.

(2) مقوا آلومینیومی را انتقال دهید: مقدار چسب بحرانی 6 گرم در متر مربع، محدوده بهینه 6 تا 8 گرم در متر مربع. داده های تجربی نشان داد که وقتی مقدار چسب کاغذ 3 تا 6 گرم بر متر مربع بود، استحکام لایه برداری به صورت خطی با افزایش کاربرد چسب، از 1.2N/cm به 2.5N/cm افزایش یافت. قدرت لایه برداری در محدوده 6 تا 8 گرم بر متر مربع، بین 2.5 تا 2.65 نیوتن بر سانتی متر، پایدار است. پس از فراتر رفتن از 8 گرم بر متر مربع، استحکام لایه برداری اندکی کاهش یافت و سرعت سرریز به طور قابل توجهی از 0.5٪ به 8٪ افزایش یافت.

(3) کاغذ شل در آب: مقدار چسب بحرانی 5 گرم در متر مربع و محدوده بهینه 5 تا 7 گرم در متر مربع است که می تواند اطمینان حاصل کند که استحکام چسب بیشتر یا برابر با 3.0 نیوتن بر سانتی متر است و در عین حال از آلودگی سرریز لاستیکی جلوگیری می کند.

در طول فرآیند تولید، مقدار چسب با تنظیم شکاف غلتک چسباندن (دقت ± 0.01 میلی‌متر)، مجهز به آشکارساز مقدار چسب آنلاین، نظارت بر زمان واقعی و داده‌های بازخورد به دقت کنترل می‌شود و زمانی که انحراف از ± 0.5 گرم بر متر مربع فراتر رفت، به طور خودکار هشدار می‌دهد تا اطمینان حاصل شود که مقدار چسب همیشه در محدوده بهینه است.

(2) سرعت و یکنواختی چسب را بهینه کنید

سرعت اعمال و یکنواختی به طور مستقیم بر اثر مرطوب شدن و نفوذ چسب بر روی سطح کاغذ تأثیر می گذارد و کنترل دقیق از طریق تطبیق فرآیند و بهینه سازی تجهیزات مورد نیاز است.

(1) تطبیق سرعت استفاده از چسب: با توجه به نوع چسب، استاندارد سرعت فرموله می‌شود و سرعت اعمال چسب مبتنی بر آب در 50 ~ 70 متر در دقیقه کنترل می‌شود و سرعت اعمال چسب در 60 تا 80 متر در دقیقه کنترل می‌شود تا اطمینان حاصل شود که چسب زمان خیس شدن کافی روی سطح کاغذ (بیشتر از 5 یا 0.5) دارد. داده‌های آزمایش میدانی نشان می‌دهد که وقتی سرعت چسباندن چسب پایه آب از 60 متر در دقیقه به 90 متر در دقیقه افزایش می‌یابد، نرخ واجد شرایط یکنواختی چسب از 98 درصد به 75 درصد کاهش می‌یابد و نرخ صمغ زدایی از 1.2 درصد به 5.8 درصد افزایش می‌یابد که اهمیت تطابق سرعت را تأیید می‌کند.

(2) بهینه سازی غلتک های چسب: فناوری چسب غلتکی آنیلوکس را بپذیرید، تعداد مش را با توجه به نوع کاغذ انتخاب کنید، میزان چسب و نفوذپذیری را بهبود بخشید و اطمینان حاصل کنید که هیچ نشتی یا تجمع روی سطح چسب وجود ندارد.

(3) تمیز کردن و نگهداری: یک چرخه تمیز کردن دقیق را برای غلتک چسب تنظیم کنید و پس از هر نوبت تولید آن را کاملاً تمیز کنید تا از تشکیل خشک لایه چسب بر اثر چسبندگی بعدی جلوگیری شود. پس از تمیز کردن، از نمونه های استاندارد برای تأیید یکنواختی چسباندن و میزان عبور بیشتر یا مساوی 98٪ قبل از شروع تولید استفاده می شود که از پایداری فرآیند از سطح نگهداری تجهیزات اطمینان حاصل می کند.

03/ استانداردسازی فرآیند پخت تحت فشار

عمل آوری تحت فشار یک مرحله کلیدی در تشکیل یک لایه چسب پایدار توسط چسب ها است و لازم است یک سیستم استاندارد سه بعدی "فشار-زمان{2}}درجه حرارت" ایجاد شود، در حالی که محیط پخت را برای اطمینان از کیفیت اتصال بهینه می کند.

(1) استانداردسازی پارامترهای فشار

بر اساس داده های تأیید آزمایشگاهی، یک استاندارد کلی برای فرآیند فشار چسب پاکت سیگار فرموله شده است و به طور انعطاف پذیر با توجه به ضخامت کاغذ تنظیم می شود.

(1) فشار: محدوده فشار استاندارد 0.4~0.6MPa، حد بالایی (0.5~0.6MPa) برای کاغذ ضخیم (مانند پوشش کاغذ راه راه) و حد پایین (0.4~0.5MPa) برای کاغذ نازک (مانند کاغذ آلومینیومی انتقالی) است تا اطمینان حاصل شود که چسب به طور کامل به فیبر نفوذ می کند. آزمایش‌ها نشان می‌دهند که وقتی فشار از 0.3 مگاپاسکال به 0.5 مگاپاسکال افزایش می‌یابد، مقاومت برشی از 4.1N/mm² به 5.2N/mm² افزایش می‌یابد و اثر بهبود قابل توجه است.

(2) زمان فشار: چسب مبتنی بر آب برای 3 ~ 5 ثانیه تحت فشار، چسب تحت فشار برای 2 تا 3 ثانیه، و نیاز هسته ای زمان فشار بیشتر یا مساوی 3 ثانیه است. داده‌ها نشان می‌دهند که در فشار 0.5 مگا پاسکال، زمانی که زمان فشار از 1 ثانیه به 3 ثانیه افزایش می‌یابد، استحکام برشی از 2.1N/mm² به 5.2N/mm² افزایش می‌یابد که افزایش 147.6 درصدی را نشان می‌دهد. رشد مقاومت برشی در محدوده 3 تا 5 ثانیه کاهش یافت، که نشان می‌دهد 3s می‌تواند نیازهای اولیه پخت را برآورده کند.

③ دمای فشار دادن: چسب‌های پایه آب{0} در دمای اتاق فشرده می‌شوند و دمای پرس چسب بین 40 تا 50 درجه کنترل می‌شود. گرمایش متوسط ​​فرآیند پخت را تسریع می کند و کارایی اتصال را بهبود می بخشد.

حسگرها و تایمرهای فشار با دقت بالا-در خط تولید نصب می‌شوند تا فرآیند فشار دادن هر کارتن را در زمان واقعی{1}} نظارت کنند و از مطابقت پارامترها با استانداردها و جلوگیری از لایه‌برداری ناشی از پرس نادرست جلوگیری کنند.

(2) کنترل محیط درمان

بسته های سیگار چسبانده شده در یک اتاق- و رطوبت{1}کنترل شده (دمای 20-25 درجه، رطوبت 50٪-60٪) برای پخت قرار می گیرند. زمان پخت برای چسب‌های پایه آب حداقل 24 ساعت یا برای چسب‌های دیگر 12 ساعت باشد. پس از عمل آوری، استحکام چسب بر روی نمونه ها آزمایش می شود و تنها بسته های واجد شرایط می توانند به فرآیند بعدی ادامه دهند. استانداردهای آزمایش عبارتند از: کاغذ پوشش داده شده و انتقال{12}}استحکام پوسته شدن کاغذ فلزی شده بیشتر یا مساوی 2.5 نیوتن بر سانتی متر، چوب{14}قدرت پوسته شدن کاغذ آزاد بیشتر از یا مساوی 3.0 نیوتن بر سانتی متر، و مقاومت برشی بیشتر یا مساوی 5.0 نیوتن بر میلی متر مربع.

کنترل چسب برای تا کردن پاکت سیگار یک فرآیند سیستماتیک شامل انتخاب مواد خام، بهینه سازی پارامترهای فرآیند، کنترل محیطی و بازرسی کیفیت است. هسته اصلی آن در دستیابی به تطابق دقیق "فرایند-کاغذ-چسبنده است". استراتژی انتخاب چسب بر اساس ویژگی‌های کاغذ، پارامترهای فرآیند چسباندن کمی، شرایط پرس و پخت استاندارد شده، و سیستم کنترل کیفیت کامل فرآیند پیشنهاد شده در این مقاله به‌طور صنعتی تأیید شده‌اند تا به طور موثر نرخ لایه‌برداری پاکت سیگار را به کمتر از 1% کاهش دهد و به طور قابل‌توجهی ثبات کیفیت محصول را بهبود بخشد.