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,裱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。
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。
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。
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。