印刷问题多有可能是车间湿度问题

相对于南方的印刷包装企业,华北和华东的印刷包装企业冬天更容易会遇到爆线、爆角等质量问题,产生的原因有很多:纸张本身的耐折性能,刀版的设计和制作合理性,模切工艺水平等。湿度绝对是其中一个重要的因素。环境湿度低,空气干燥,纸张含水率低,纸张耐折性能会大大降低,尤其是采用回收浆生产的纸张或纤维短的纸张会更加明显。车间环境干燥还有如下隐患

纸张脱水,形成荷叶边,机器无法开快;纸张变形大,套准难度大,特别是包装印刷有很多后加工工序,如烫印、压凹凸、上光和模切等,每一个工序都要与前工序套准,容易造成质量事故。有时看到前工序完成后已变形的纸张,真的只能望纸兴叹,甚至无能为力,全部报废都有可能。

纸张的主要成分是纤维,纤维由于毛细现象会吸收空气中的水蒸气或泄出水分到空气中,从而达到与环境中的水分含量平衡。吸水后纸张发生润涨伸长,脱水后纸张干燥收缩。有两个很好的例子可以说明此现象,因为胶水的润湿作用,好瓦楞的纸张要比原先的印面要长上光后的印面经过高温后会收缩变短

我们曾经出现过对开纸张变形大于5mm的情况。所以针对上述两种工序,我们会预先与客户沟通货期,根据实际变形后的样张的测量数据,再做模切刀版,来保证模切工序的套准。纸张伸长和缩短还好处理,但有时还会出现变形、弯曲现象。这时飞达就很难开,纸张进不了牙排,造成歪张、打车停机,甚至咬牙撕破纸张,撕烂的纸张再压坏橡皮布等情况。

从图1的焓湿图中可以看出,温度不同、相对湿度不变时,空气中的水蒸气含量有很大差别

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图1 焓湿图

例如,假设冬天车间温度是10℃时,相对湿度是50%,这时候每千克空气中的水蒸气含量为3.83g(图1中点a)。为满足人员和机器生产的需要,打开空调将车间温度调整到20℃,随着温度的上升,空气的焓值增加,容纳水的能力增强,这时原来每千克空气中的3.83g水蒸气的空气相对湿度就会逐步降低到约26%(图1中点b),车间就会变得很干燥。纸张就会释放水分,收缩变形;纸张含水率降低,耐折性能下降(需要说明的是,此处只是为了方便直观理解,举例为车间温度为10℃、相对湿度为50%,实际上冬天很多时候温度更低、相对湿度更低)。

所以,如果我们需要把温度为20℃的车间的相对湿度达到50%,就必须给空气中补充水分。每千克空气中需要补充的量为:温度20℃、相对湿度50%条件下的含水量约7.34g(图1中点c)-温度10℃、相对湿度50%条件下的含水量3.83g=3.51g。

还有一种情况需要注意,当我们把纸张从没有空调的仓库或室外运到车间(温度20℃)里时,纸张周围的空气因与纸张进行热交换而被冷却,从而使相对湿度迅速上升,进而使纸张边缘吸湿膨胀,容易出现荷叶边现象。一旦出现荷叶边,纸张就很难恢复了,这种物理变化是不可逆的图片

这时应该保持纸张的原包装,若是自己公司分切的纸张,也要用PE膜包好,让纸堆整体与车间环境交换适应,避免纸边局部变化太快。通常卡纸需要2天以上适应时间,薄纸需要更多时间,具体需要目测、测量纸张含水率或少量上机测试来决定是否可以生产使用。车间环境干燥导致静电产生

冬天干燥的气候下,飞达输纸时,有时会出现纸张相互吸附粘连在一起,好像纸面有很强的真空吸力,难以分离,这种现象就是静电。

其会影响走纸的顺畅,纸张互相粘附或排斥造成停机、双张、套印不准、变色、收纸不齐等故障,严重影响生产效率和印刷质量。尤其笔者所在公司还印刷胶片,这时静电的危害就更大了,胶片相对纸张更难分离,且会导致胶片吸附灰尘,最终成品包装盒上会很明显。另外,静电还会依附在集成电路板卡上,使其表面吸附灰尘,造成污染,有可能影响其正常工作,或损坏集成电路板卡。

静电产生的原因有很多,既可能在承印物制造过程中、运输途中的环境造成,也可能在印刷过程中与金属或塑料、橡皮布摩擦造成,尤其冬天静电发生的频率最高。

我们的应对方法是提高车间的相对湿度,增加空气中漂浮的微细液滴的量,来减少静电的产生。

湿度提高后,还至少有两点作用能帮助减少静电现象,一方面能提高纸张含水率,也相应提高了纸张的导电性;另一方面,加湿后的空气变重,电子移动会被抑制。加湿可以有效减少静电,但不能杜绝静电的产生,特别是承印物为胶片时,还需要配置除静电设备来进一步帮助减少静电的产生。配备加湿系统解决上述问题

综上所述,冬天空气干燥的环境,非常不利于印刷生产。所以印刷车间需要配备加湿系统(如图3所示),来大大减少以上问题的发生率。

加湿系统配置时需要考虑以下因素:

根据企业所在地区冬季的平均空气温湿度调节温、湿度参数,参考焓湿图明确基准空气含水量d1,参考焓湿图选择目标温湿度条件下空气含水量d2。

根据车间的容积、空调和排风等配置计算出新风量Q(m3/h)。

根据现场机器物料摆放等情况,合理设计加湿喷头的布局以及选择不同型号,尽可能让车间加湿区域均衡,否则加湿量过小,将不能达到理想温湿度环境;加湿量过大,意味着过度投资。图片

加湿量计算方式为:W=ρ×Q×(d2-d1)/1000,

其中,W为加湿量(kg/h);

ρ为空气比重(取1.2kg/m3);

Q为新风量(m3/h);

d2为加湿后空气的含湿量(g/kg),为7.13g/kg(上海为例);

d1为加湿前空气的含湿量(g/kg),为1.97g/kg(上海为例)。

理想的车间环境建议为:温度20~22℃相对湿度50%~55%。建议整个生产车间都配备加湿系统,这样的温湿度环境也是非常适合人体,有利于提高员工的精神面貌和工作状态。印前环节的数码打样、CTP等诸多设备,属于高精密设备,本身就对温湿度有严苛要求。在切纸和印刷车间,考虑到纸张与环境平衡是渐进的过程,需要提前48小时以上放到车间里。另外,正确的车间温湿度也利于印刷水墨平衡,这点机长会有很明显的感受。

在上了加湿系统后,模切和糊盒工序中的爆线爆角情况会明显减少;纸张变形程度减少,校机时间减少,运行速度也相应提高,工序之间套准更容易,废品率降低,相互之间的推诿现象也会减少;静电的减少,也会提高校机和运行速度。总之,在生产效率和品质方面,都会得到相应的改善。

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