So erkennen Sie „falschen Kleber-Aluminium“ auf Zigarettenpackungen
Bekanntlich sind Standards eine Zusammenfassung von Wissenschaft, Technologie und praktischer Erfahrung, formuliert, um gemeinsame und wiederverwendbare Regeln für tatsächliche oder potenzielle Probleme festzulegen, um innerhalb eines bestimmten Bereichs eine optimale Ordnung zu erreichen. Changde Jinpeng Printing Co., Ltd. (im Folgenden als „Jinpeng Company“ bezeichnet) hat sich als nationale Pilot- und Förderbasis für die Standardisierung des Rollenpapierverpackungsdrucks der Erforschung und Formulierung nationaler und Industriestandards im Bereich des Verpackungsdrucks verschrieben. Insbesondere bei der Lösung gemeinsamer Probleme in verschiedenen Bereichen zeichnet sich das Unternehmen durch die Verwendung von Standards zur Lösung dieser Probleme aus und erzielt dadurch sehr gute Ergebnisse. In diesem Artikel nimmt der Autor den Vorfall von unregelmäßigem Abblättern von Aluminium und weißen Flecken auf der Oberfläche der Verpackungsdrucke der Jinpeng Company im Jahr 2022 als Hintergrund und analysiert kurz den Forschungsprozess zu den Ursachen des Ablösens von Aluminiumschichten und zu Erkennungsmethoden.
Qualitätsprobleme und Ursachenanalyse
Abblätterndes Aluminium und weiße Flecken auf der Oberfläche von Druckerzeugnissen sind ein Qualitätsproblem, das nach der Stanzverarbeitung auftritt. Sie tritt häufig in der Nähe von Knick- oder Falzstellen von Druckerzeugnissen auf und äußert sich vor allem in einer lokalen Ablösung der Aluminiumschicht. Aufgrund seines unregelmäßigen und versteckten Vorkommens ist es nicht einfach, es direkt zu beobachten und muss durch manuelle Stichprobenerkennungsmethoden (Klebebandablösung) identifiziert werden, wie in Abbildung 1 dargestellt.
Abbildung 1: Erkennung und Manifestation von Qualitätsmängeln bei der Aluminiumdelaminierung
Nach Recherchen und Analysen durch Vertreter der Jinpeng Company und Experten von Papierunternehmen kam man vorläufig zu dem Schluss, dass der Hauptgrund für diesen Mangel das Auftreten einer „Aluminiumdelaminierung mit falscher Haftung“ beim Papierlaminierungsprozess ist. Hinsichtlich der vorbeugenden Maßnahmen zur „falschen Adhäsionsaluminiumdelaminierung“ befolgen beide Unternehmen jedoch die gleichen Inspektionsstandards. Warum also scheitern Produkte, die die Prüfung durch den Papierhersteller bestehen, bei der Prüfung durch das Druckunternehmen?
Um die Ursache umgehend zu identifizieren, Differenzen zwischen den beiden Einheiten zu beseitigen und eine langfristige Zusammenarbeit aufrechtzuerhalten, führte das Jinpeng-Projektteam eine vergleichende Analyse der „Standards für die Prüfung der Haftfestigkeit von Aluminiumschichten“ durch, die von mehreren Druckunternehmen durchgeführt wurde. Die Ergebnisse zeigten, dass die Grundsätze der Prüfung der Haftfestigkeit von Aluminiumschichten bei der Jinpeng Company und bei vergleichbaren Unternehmen im Wesentlichen mit dem nationalen Standard (GB/T 18733 holografisches Sicherheitspapier) übereinstimmen, es jedoch bestimmte Unterschiede bei der Auswahl des transparenten Bandtyps, der Abziehgeschwindigkeit und dem Abziehwinkel gibt, wie in Tabelle 1 dargestellt.
Tabelle 1 Vergleich der Standards
Durch weitere Untersuchungen wurde festgestellt, dass verschiedene Unternehmen Bänder nur auf der Grundlage ihrer eigenen Erfahrung auswählen können, da auf dem Markt keine Standardbänder verfügbar sind. Selbst bei 3M-Bändern gibt es viele Modelle wie 500#, 600#, 610#, 810# usw., deren Haftfestigkeit jedoch nicht den nationalen Standardanforderungen entspricht. Gleichzeitig kann die in der Norm vorgeschriebene manuelle Prüfmethode nicht die erforderliche konstante Kraft und den erforderlichen Schälwinkel erreichen. Daher führte das Projektteam sofort Untersuchungen zu speziellen Klebebändern und den optimalen Parametern „Abziehgeschwindigkeit“ und „Abziehwinkel“ durch und legte damit den Grundstein für die Etablierung einer einheitlichen und reproduzierbaren Methode zum Testen der Haftfestigkeit von Papier--Aluminiumschichten.
Entwicklung von Standardband
Die Entwicklung von Standardbändern, die auf die Bildung von Richtlinien und Referenzen abzielen, die von der Industrie allgemein befolgt werden, wurde von der Standardization Association unterstützt und zur Projektinitiierung genehmigt. Nach der Untersuchung des Projekts wurde schließlich beschlossen, dass mehrere inländische Labore mit CNAS-Zertifizierung und Unternehmen mit starken technischen Fähigkeiten und Anwendungserfahrung gemeinsam die Führung bei der Formulierung übernehmen würden, während die Jinpeng Company für die Prüfung der Haftfestigkeit der Bandproben verantwortlich sein würde.
Bei der Entwicklung dieses Standardbandes wurden mehr als 40 nationale und Industriestandards in der Verpackungs- und Druckindustrie berücksichtigt. Die endgültige Auswahl basierte auf den Bandanforderungen zum Testen der Farbschichthaftung in GB/T 7707 „Gravure Decorated Printing Products“ mit den folgenden Spezifikationen: Breite 19 mm, Haftfestigkeit (2,91–3,33) N/19 mm. Gleichzeitig wurde unter Bezugnahme auf GB/T 2792 „Testmethode für die Schälfestigkeit von Klebebändern“ der 180-Grad-Schältest an Edelstahl als Methode zur Bestimmung des Festwerts, der Stabilität und der Gleichmäßigkeit der in Frage kommenden Standardbänder verwendet, wie in Abbildung 2 dargestellt.
Abbildung 2 Bandtest
Zwanzig Rollen mit Bandproben wurden ausgewählt und Tests wurden an den Positionen 0 Meter, 1 Meter, 2 Meter, 5 Meter, 10 Meter, 20 Meter, 40 Meter und 50 Meter für jede Rolle durchgeführt. Die Schälfestigkeit lag grundsätzlich stabil im Normbereich.
Studie zu den optimalen Parametern „Schälgeschwindigkeit“ und „Schälwinkel“
Mit dem Standardband wird eine konstante Schälkraft erreicht. Anschließend untersuchte das Projektteam des Unternehmens weiterhin mit dem Schälgerät die Auswirkungen der „Schälgeschwindigkeit“ und des „Schälwinkels“ auf die Testergebnisse der Aluminiumschichthaftung.
01
Auswahl von Testmustern
Um einen visuellen Vergleich der Testeffekte durchzuführen, wählte das Projektteam zwei Arten von Testproben aus. Ein Typ ist das Originalpapier mit leichten Aluminiumablösungen, die mit bloßem Auge nicht erkennbar sind, wie in Abbildung 3 dargestellt. Die andere Art sind die bei der Produktion entdeckten Druckprodukte mit leichten Aluminiumablösungen, wie in Abbildung 4 dargestellt.
Abbildung 3 Basispapier mit leichter Delaminierung
Abbildung 4: Leichte Delamination von Druckerzeugnissen
02
Formulierung des Peeling-Plans
Laut Inspektionsdaten können unterschiedliche „Abziehgeschwindigkeiten“ und „Abziehwinkel“ unterschiedlich starke Schäden an der Papieraluminiumschicht verursachen. Daher erstellte das Projektteam zunächst drei Testpläne mit einem Schälwinkel von 90 Grad und Schälgeschwindigkeiten von 127 mm/s, 60 mm/s und 10 mm/s. Basierend auf den Testergebnissen dieser drei Pläne wurden dann zwei zusätzliche Pläne hinzugefügt: ein Schälwinkel von 135 Grad mit einer Geschwindigkeit von 10 mm/s und ein Schälwinkel von 180 Grad mit einer Geschwindigkeit von 10 mm/s. Die Testergebnisse sind in Tabelle 2 aufgeführt.
Tabelle 2 Testergebnisaufzeichnungen
Aus der obigen Tabelle ist ersichtlich, dass die Schälkraft umso größer ist, je höher die Schälgeschwindigkeit ist, und selbst die minimale Schälgeschwindigkeit von 10 mm/s kann Proben mit Aluminiumdelaminierungsfehlern testen; Andererseits ist die Schälkraft in Bezug auf den Schälwinkel bei einem Schälwinkel von 90 Grad relativ hoch, bei 135 Grad relativ niedrig und bei 180 Grad relativ moderat. Abbildung 5 zeigt die Ergebnisse des Schältests der Rohpapierproben und Abbildung 6 zeigt die Ergebnisse des Schältests der bedruckten Proben.
Abbildung 5 Auswirkung des Schältests auf Rohpapierproben
Abbildung 6: Ergebnisse des Schältests der gedruckten Proben
Basierend auf den obigen Peeling-Ergebnissen ist das Projektteam davon überzeugt, dass es notwendig ist, eine Methode in Betracht zu ziehen, die Produkte mit Qualitätsmängeln erkennen kann und gleichzeitig über{0}eingestellte Parameter vermeidet, die Produkte mit ordnungsgemäßer Aluminiumschichthaftung beschädigen und zu „falsch positiven Ergebnissen“ führen würden. Letztendlich legte das Projektteam einen Schälwinkel von 180 Grad und eine Testgeschwindigkeit von 600 mm/s als Hauptschema für die Standardformulierung fest und führte eine Chargenprobenüberprüfung durch, um die Stabilität der Testmethode sicherzustellen.
03
Formulierung einer Methode zur Prüfung der Aluminiumschichthaftung für Papier
Nach wiederholter Durchführung und Verfeinerung des Testschemas durch das Projektteam wurde der folgende Normentwurf fertiggestellt.
(1) Werkzeuge: Lab Master Peeling Tester, 19 mm Spezialklebeband (Schälkraft 2,91–3,33 N/19 mm).
(2) Messschritte:
a: Schneiden Sie eine Probe aus einem Papierblatt (oder Druckerzeugnis) aus, die der Edelstahlplattengröße von 50 mm × 125 mm entspricht, um sie als Testprobe zu verwenden.
b: Legen Sie die Testprobe auf die Oberfläche der Edelstahlplatte auf einem horizontalen Arbeitstisch.
c: Kleben Sie das Spezialklebeband in der Mitte der Prüflingsoberfläche auf und lassen Sie dabei etwa 120 mm Klebeband als Zugstück übrig.
d: Rollen Sie mit einer zylindrischen Gummiwalze manuell fünf Mal hin und her, um das Band fest anzudrücken. Stellen Sie dabei sicher, dass sich keine Luft zwischen dem Band und der Testprobe befindet.
e: Falten Sie ein Ende des Bandes etwa 12 mm, um eine gefaltete Schicht zu bilden, und legen Sie diese Falte in die Testerhalterung. Kleben Sie das andere Ende des Klebebands an ein Ende der Stahlplatte.
f: Führen Sie zuerst die Testprobe in den Halterungsschlitz der Testerplattform ein und montieren Sie dann die Halterung auf dem Testersensor.
g: Wählen Sie im Betriebssystem des Instruments das Schema mit einem Schälwinkel von 180 Grad und einer Testgeschwindigkeit von 600 mm/s aus und starten Sie den Test.
Nachdem dieser Teststandard im Intranet veröffentlicht wurde, erhielt er aktive Reaktionen und positives Feedback von mehreren Papierherstellern. Mit der Förderung und Popularisierung des Standards plant die Jinpeng Company, diese Forschungsergebnisse einer Standardisierungsorganisation zur Entwicklung von Industriestandards vorzulegen. Zu diesem Zeitpunkt werden mehr Wettbewerber in der Verpackungs- und Druckindustrie davon profitieren und so die Weiterentwicklung des technischen Niveaus der Branche vorantreiben.