Een praktische gids voor het oplossen van holografische laser-embossingdefecten op sigarettenpakjes

Holografisch laserkaartpapier wordt, dankzij de unieke dynamische optische effecten en uitstekende prestaties op het gebied van de bestrijding van- namaak, op grote schaal gebruikt in voedingsmiddelen, medicijnen, tabak, alcohol en- hoogwaardige geschenken, zoals weergegeven in figuur 1. Deze technologie maakt gebruik van een holografisch laserreliëfproces om micro-nano-gestructureerde holografische afbeeldingen nauwkeurig over te brengen op het oppervlak van film of papier. Gecombineerd met een aluminiumcoatingproces om een ​​metaalachtige glans te creëren, geeft de verpakking een kleurrijk, drie-dimensionaal visueel effect onder natuurlijk licht.

Omdat het holografische laser-embossingproces meerdere stappen omvat, zoals fotolithografie en laser-embossing met vacuümaluminiumcoating, kan de productie gemakkelijk worden beïnvloed door de materiaaleigenschappen, apparatuurinstellingen en omgevingsfactoren, wat leidt tot kwaliteitsproblemen zoals wazige afbeeldingen, verkeerd uitgelijnde patronen en uitgerekte of vervormde ontwerpen. Dit artikel bespreekt systematisch de belangrijkste punten van kwaliteitscontrole voor holografisch laserkaartpapier en stelt parameteroptimalisatie en online inspectie-oplossingen voor voor veel voorkomende defecten in het holografische laser-embossingproces, met als doel theoretische ondersteuning en praktische begeleiding te bieden voor het verbeteren van de opbrengst en het verlagen van de productiekosten.

Figuur 1 Toepassingseffect van laserkarton in sigarettenpakjes

Belangrijke punten voor kwaliteitscontrole bij holografisch laser-karton-embossing

Vanwege de optische en materiaaleigenschappen van laserkarton, maar ook vanwege de instellingen van de apparatuur en omgevingsfactoren, is het een uitdaging om de productkwaliteit tijdens het embossingproces te bewaken en te controleren, waardoor laserdefecten waarschijnlijker worden. Om een ​​consistente kwaliteit voor dezelfde batch of zelfs verschillende batches laserproducten te garanderen, de verspilling van de laserfilm te verminderen en de kosten te verlagen, moeten kwaliteitscontrolemaatregelen in meerdere fasen worden geïmplementeerd, zoals weergegeven in figuur 2.

Figuur 2 Kernpunten voor kwaliteitscontrole in het holografische laserkaartpapiervormproces

01/ Substraatselectie en behandeling

Momenteel gebruikt het meeste laserkarton op de markt BOPET-film (biaxiaal georiënteerde polyester) als basisfilm. Vergeleken met BOPP-film (biaxiaal georiënteerd polypropyleen) heeft BOPET een relatief hogere dichtheid en biedt uitstekende chemische weerstand, hittebestendigheid, slijtvastheid, vocht- en waterbestendigheid en aanpassingsvermogen voor secundaire verwerking. Omdat BOPET-films een hoge adsorptie aan het oppervlak hebben, moet tijdens opslag aandacht worden besteed aan stof en andere onzuiverheden. Om te voorkomen dat de film vervormt als gevolg van omgevingstemperaturen, moeten de temperatuur en vochtigheid tijdens opslag in het magazijn bovendien gematigd zijn.

De kwaliteit van de filmcoating heeft rechtstreeks invloed op de kwaliteit en het effect na het gieten, dus tijdens het coatingproces moet de coatingdikte op de juiste manier worden gecontroleerd op 2 ~ 3 μm. De veelgebruikte keramische rasterwals heeft een maaswijdte van 150 mesh, een honingraatgat van 60 graden en U--vormige zijkanten; Als u metalen rasterwalsen gebruikt, moet het aantal mazen 150 ~ 160 mesh zijn en moet de droge hoeveelheid coating worden gecontroleerd binnen het bereik van 1,0 ~ 2,0 g / ㎡ wanneer het vaste stofgehalte van de materiaalvloeistof 16% is. Onder hen hebben metalen rasterwalsen voordelen zoals lage initiële aanschafkosten, korte verwerkingscycli en gemakkelijk onderhoud, maar hun slijtvastheid, drukprecisie, corrosieweerstand en thermische stabiliteit zijn relatief zwak; Keramische rasterwalsen blinken uit in slijtvastheid, inktoverdrachtsnauwkeurigheid, corrosieweerstand en stabiliteit op lange termijn, waardoor ze geschikt zijn voor hoge-snelheidsscenario's voor fijn printen. Ze hebben echter nadelen, zoals hoge initiële aanschafkosten en lange verwerkingscycli.

02/ Procesparameterregeling

Tijdens het gietproces zijn productiefactoren zoals temperatuur, spanning, druk en snelheid betrokken, die elk een beslissende invloed hebben op de kwaliteit van de voltooide film. Daarom moeten er tijdens de productie fijne aanpassingen worden gedaan volgens de werkelijke productieomstandigheden, met het aanpassingsbereik weergegeven in Tabel 1.

Tabel 1 Parametertabel gietproces

Voor het holografische gietproces zijn temperatuur, snelheid, druk en spanning geen onafhankelijke parameters, maar eerder een 'samenwerkend controlesysteem' dat is gevormd rond het nauwkeurig repliceren van micro-nanostructuren, waardoor een stabiele werking van de film wordt gegarandeerd en de productie-efficiëntie in evenwicht wordt gehouden. Elke aanpassing of wijziging in een parameter zal overeenkomstige wijzigingen in andere parameters veroorzaken. Te hoge temperaturen kunnen barsten van de coating, verbranden van platen en verschroeien veroorzaken, wat resulteert in wazige laserafbeeldingen en teksteffecten; Als de temperatuur te laag is en het verwekingspunt van de hars niet wordt bereikt, zal de coating niet zacht worden, zal de micro-nanostructuuroverdracht onvolledig zijn en zal het lasereffect slecht zijn. Overmatige druk veroorzaakt filmvervorming en schade aan de plaatrol; Als de druk te laag is, worden de afbeelding en de tekst mogelijk niet volledig afgedrukt. Als de snelheid te hoog is, kan dit leiden tot onscherpe afbeeldingen en tekst, vastzittende platen of verstrengeling van de film; Als de snelheid te laag is, zal de film door hitte vervormen, verkleuren en de slijtvastheid verminderen. Overmatige spanning veroorzaakt filmvervorming, verminderde fysieke eigenschappen en zelfs barsten van wapening; Als de spanning te laag is, zal de film glijden en kreuken, wat het lasereffect rechtstreeks beïnvloedt. Daarom bepalen deze vier factoren samen de effectiviteit van "filmsluitingscontrole".

03/ Online testen

Vóór de productie van matrijzen moeten de machinemanager, IPQC en technisch personeel zelf-inspecties, wederzijdse inspecties en patrouille-inspecties uitvoeren. Voordat u de machine start, moet u ervoor zorgen dat het oppervlak van de plaatwals vrij is van vreemde stoffen; Na het inschakelen moet een stuk gegoten laserfilm worden verwijderd, gepositioneerd en geregistreerd met de filmplaat, en het holografische lasereffect moet worden gecontroleerd om er zeker van te zijn dat het aan de eisen van de klant voldoet. Als er afwijkingen optreden, moeten snelheid en spanning onmiddellijk worden aangepast om filmafval te voorkomen. De productie kan pas doorgaan nadat is bevestigd dat er geen problemen zijn.

Tijdens het productieproces van de vormmachine moet elke 10 ~ 15 minuten een stroboscoop worden gebruikt om de productkwaliteit te controleren of te vertragen om de productkwaliteit te controleren. Voor producten in volledig-formaat moet u zich concentreren op het inspecteren van de kwaliteit van het uiterlijk om te controleren op problemen zoals druklekkage of witte vlekken; Bij het positioneren van producten moet speciale aandacht worden besteed aan de vervorming van de film. Als er problemen worden geconstateerd, moeten er onmiddellijk aanpassingen worden doorgevoerd. Na elke rolwisseling moet de plaatrol worden afgeveegd om te voorkomen dat er stof valt en vormdefecten veroorzaakt.

04/ Werkplaatsomgeving

Tijdens werking op hoge- snelheid absorbeert de film stofdeeltjes en vocht uit de omgeving, wat indirect de kwaliteit van het vormstuk beïnvloedt. Om ervoor te zorgen dat de productieomgeving voldoet aan de normen voor stof{2}}vrij en poeder-, moeten werknemers eerst door de luchtdoucheruimte gaan voordat ze de werkplaats betreden om stof van hun lichaam te verwijderen. Grote schommelingen in temperatuur en vochtigheid kunnen filmvervorming veroorzaken of zelfs de interne eigenschappen veranderen. Daarom moet de vormwerkplaats een relatief stabiele werkomgeving handhaven, met een temperatuur van 20 ~ 25 graden en een vochtigheid van 55% ~ 65%.

Veelvoorkomende kwaliteitsproblemen en oplossingen bij het vormen van holografisch laserkaartpapier

Het holografische laserkaartpapiervormproces wordt beïnvloed door meerdere factoren, zoals materiaaleigenschappen, apparatuurparameters en omgevingsomstandigheden, wat resulteert in kwaliteitsgebreken. Op basis van de werkelijke productieomstandigheden worden de oorzaken, kenmerken en gerichte oplossingen voor vier soorten kernkwaliteitsproblemen samengevat, waarbij praktische haalbaarheid en bruikbaarheid in evenwicht worden gebracht.

01/ De holografische tekst- en afbeeldingsinformatie is over het algemeen wazig

De uiteindelijke afbeeldingen en tekst missen een duidelijke textuur, missen 3D-effecten en een driedimensionaal gevoel, en onder microscopen met hoog-vermogen zijn micro-/nanostructuren mogelijk niet volledig gevuld. Deze defecten worden voornamelijk veroorzaakt door vier sleutelfactoren:

(1) Onvoldoende temperatuur. De coating heeft de verwekingstemperatuur niet bereikt, heeft een slechte vloeibaarheid en kan de diepe microstructuur van de laserplaat niet vullen.

(2) Pressure too low. Insufficient filling driving force, especially affecting 3D graphics and text at depths >0.5μm.

(3) Te hoge snelheid. De contacttijd tussen de film en de laserplaat is < 0,08 seconde, en de micro-nanostructuur laat los voordat het vullen voltooid is.

(4) Schimmelverontreiniging. De micro-nanostructuur van de laserplaat wordt geblokkeerd door stof en filmneerslag, waardoor het onmogelijk wordt om de afbeeldingen en tekst over te brengen.

Er zijn nauwkeurige maatregelen nodig om de bovengenoemde oorzaken aan te pakken:

(1) Verhoog de temperatuur van de plaatrol op passende wijze om een ​​hoge vloeiing in de basisfilmcoating te bereiken, waardoor een volledige vulling van de diepe microstructuur van de laserplaat wordt gegarandeerd.

(2) Verhoog de druk tussen de plaatrollen om de grafische informatie van de laserplaat volledig op de basisfilm af te drukken met voldoende aandrijfkracht, vooral geschikt voor 3D-afbeeldingen en tekst met een diepte> 0,5 μm.

(3) Verlaag de af- en terugspoelsnelheden, verleng de contacttijd tussen de basisfilm en de plaatrollen en zorg voor volledige replicatie van micro- en nanostructuren.

(4) Inspecteer de laserplaat vóór het lamineren grondig om er zeker van te zijn dat er geen weglatingen zijn en dat er duidelijke afbeeldingen en tekst zijn. Veeg het oppervlak onmiddellijk af om stof en afzettingen te verwijderen, waardoor structurele verstopping wordt voorkomen.

02/ Gedeeltelijk onvolledige afbeeldingen en tekst

Het fenomeen waarbij eindproducten horizontale en verticale vaste stroken vertonen of ontbrekende afbeeldingen in de randgebieden, terwijl andere gebieden normaal blijven, wordt voornamelijk veroorzaakt door vier belangrijke factoren:

(1) Abnormale toestand van de drukrol, die zich manifesteert als een uitstulping in het midden van de rol die laterale blanco's veroorzaakt of een links{1}}rechts parallelliteitsafwijking van meer dan 0,02 mm, resulterend in ongelijkmatig lamineringscontact.

(2) Onjuiste temperatuurregeling, met een axiale temperatuurafwijking van de aandrukrol van meer dan 3 graden, onvoldoende verzachting van de film in gebieden met lage- temperaturen, niet in staat om afbeeldingen en tekst volledig over te brengen.

(3) Vormslijtage: lokale micro-nanostructuren van de laserplaat verslijten als gevolg van langdurige- laminering, waardoor de nauwkeurigheid van grafische en tekstreplicatie wordt aangetast.

(4) Onbalans in de aanpassing van de spanning, onvoldoende randspanning van de brede film, waardoor lokale valse drukstoringen ontstaan.

Om de bovenstaande oorzaken aan te pakken, moeten de volgende procedures worden gevolgd: Inspecteer eerst het laserpaneel om eventuele ontbrekende afdrukken of lokale slijtage vast te stellen, en veeg en reinig eventuele gevonden vlekken onmiddellijk; Controleer vervolgens de vlakheid van de drukrollen, controleer op eventuele uitpuilende defecten en controleer tegelijkertijd de temperatuurgeleiding van de drukrollen en de bedrijfsstatus van het transmissiesysteem om temperatuuruniformiteit en stabiliteit van de apparatuur te garanderen; Als er na bovenstaande inspectie geen afwijkingen worden gevonden, wordt vastgesteld dat het lichaam van de drukrol versleten en vervormd is en moet de drukrol onmiddellijk worden vervangen om de persnauwkeurigheid te herstellen en het probleem van ontbrekende afbeeldingen en tekst op te lossen.

03/ Grafische uitrekking en vervorming

De dimensionale verschillen tussen de afbeeldingen en tekst van de voltooide laserfilm en de ontwerpafmetingen, en de waargenomen toename van de micro{0}}periode van de microtextuur bij sterke vergroting, worden voornamelijk veroorzaakt door drie belangrijke factoren:

(1) Overmatige spanningscontrole. De longitudinale spanning overschrijdt de elastische limiet van de film, waardoor uitrekking en vervorming van de film ontstaat, wat op zijn beurt de afmetingen van de grafische tekst verandert.

(2) Temperatuurinstelling is te hoog. Wanneer de verwerkingstemperatuur van PET-film bijvoorbeeld de 230 graden overschrijdt, wordt de film overmatig zacht, waardoor moleculaire ketens onder invloed van externe krachten uitrekken, wat resulteert in abnormale grafische en micro-textuurafmetingen.

(3) Onbalans in snelheidsmatching. De opwikkelsnelheid is hoger dan de snelheid van de film, waardoor er een trekkracht op de film ontstaat, waardoor longitudinale uitrekking ontstaat en uiteindelijk maatafwijkingen tussen de afbeeldingen en teksten ontstaan.

Om bovenstaande oorzaken aan te pakken kunnen de volgende gerichte maatregelen worden genomen:

(1) Verminder de longitudinale spanning tijdens de filmverwerking, waarbij u ervoor zorgt dat de spanningswaarde binnen het elastische limietbereik van de film blijft om grafische vervorming veroorzaakt door overmatig uitrekken te voorkomen.

(2) Verlaag de temperatuur van de drukrol op passende wijze; De verwerkingstemperatuur van de PET-film moet bijvoorbeeld onder de 230 graden worden gehouden om overmatige verzachting van de film en het uitrekken van de moleculaire keten te voorkomen.

(3) Pas de op- en afwikkelsnelheden aan om ervoor te zorgen dat de opwikkelsnelheid overeenkomt met de voortbewegingssnelheid van de film, elimineer spanning veroorzaakt door snelheidsverschillen, vermijd longitudinale uitrekking van de film en garandeer de maatnauwkeurigheid van de afbeelding en tekst.

04/ Verkeerde uitlijning van tekst en afbeeldingen

Een verkeerde uitlijning tussen holografische grafische en tekstinformatie en andere filmmarkeringen, onnauwkeurige nesting of een verkeerde uitlijning tussen lagen van meer-kleurenholografie komen voornamelijk voort uit drie soorten problemen:

(1) Verkeerde uitlijning van de film. Onstabiele spanning veroorzaakt een ongelijkmatige kracht op de film, of afwijkingen in de parallelliteit van de aandrukrol, die allemaal een laterale afwijking van de film en een grafische verkeerde uitlijning kunnen veroorzaken.

(2) Afwijking van de malpositionering. Als de laserplaat en de aandrukrol losjes met elkaar zijn verbonden, is de laserplaat gevoelig voor positionele verschuivingen tijdens het gietproces, wat resulteert in een onnauwkeurige beeld- en tekstpositionering.

(3) Snelheidsschommelingen. De snelheid van de film schommelt tussen snel en langzaam, waardoor de verticale synchronisatie van tekst- en beeldonderdrukking wordt verstoord, waardoor een verkeerde uitlijning ontstaat.

Om de bovenstaande redenen aan te pakken, is het noodzakelijk om eerst film met monsters te vergelijken om de afwijking nauwkeurig te meten, en vervolgens gerichte maatregelen te implementeren:

(1) Als het om een ​​laterale afwijking gaat, pas dan de snelheidsstabiliteit van de film aan om de impact van snelheidsschommelingen te elimineren, terwijl u de roltemperatuur optimaliseert om de verkeerde uitlijning van de film te helpen verbeteren.

(2) Als het een longitudinale afwijking betreft, concentreer u dan op het aanpassen van de filmspanning om de spanningsstabiliteit te garanderen en een longitudinale verkeerde uitlijning veroorzaakt door spanningsschommelingen te voorkomen.

(3) Als er sprake is van een afwijking in de positionering van de mal, re-repareer dan de pasvorm tussen de laserplaat en de drukrol, corrigeer de parallelliteit van de rol en los het onnauwkeurige positioneringsprobleem bij de bron op, zodat de nauwkeurigheid van het holografische grafische nestingsproces wordt gegarandeerd.

Samenvatting en vooruitzichten

In de toekomst kan het holografische laserkaartpapiervormproces doorbraken opleveren op het gebied van materialen, processen en milieubescherming: aan de materiële kant: meer hernieuwbare en biologisch afbreekbare substraten ontwikkelen en gebruiken, dunne,-sterke films ontwikkelen en de compatibiliteit ervan met vormprocessen verbeteren; Optimaliseer gegoten rollen en hoge-snelheids- en brede-apparatuur tijdens het proces om de productie-efficiëntie op grote- schaal te verbeteren; Ter bescherming van het milieu worden coatings op water-basis, UV-LED-uithardende coatings en andere materialen met lage VOC-emissies gebruikt. Deze technologie, die optica, materialen en drukkunst integreert, heeft zich ontwikkeld langs een pad dat niet alleen visuele innovatie en industriële vooruitgang met zich meebrengt, maar ook de dimensies van de menselijke perceptie en expressie van de wereld op een unieke manier verrijkt.

Bij het onderzoeken van de mogelijkheden van holografische laserkaart-papiergietprocessen raakt dit artikel slechts de oppervlakte van dit uitgestrekte veld, en er moet worden erkend dat het huidige onderzoek nog steeds beperkingen kent. Of het nu gaat om doorbraken in de materiaalkunde, het verdiepen van milieuvriendelijke processen of een naadloze integratie met intelligente digitale systemen: ze vereisen allemaal een diepere en meer interdisciplinaire verkenning.