煙包摩擦系數(shù)檢測(cè)及影響因素

羅代璋

煙包摩擦系數(shù)作為煙包上機(jī)包裝的重要參數(shù)，對(duì)卷包設(shè)備的包裝速度和質(zhì)量有著重要影響。煙包摩擦系數(shù)太小，表面太滑，會(huì)導(dǎo)致煙包在運(yùn)行過(guò)程中走過(guò)或走偏；煙包摩擦系數(shù)太大，表面太澀甚至發(fā)黏，則會(huì)導(dǎo)致煙包運(yùn)行不暢，若加大推力又可能導(dǎo)致煙包表面磨花。

早先在低速卷包設(shè)備上進(jìn)行包裝時(shí)，并未強(qiáng)制要求使用檢測(cè)儀器檢測(cè)煙包摩擦系數(shù)，通常采用經(jīng)驗(yàn)判定法，即將隨機(jī)抽取的煙包裁成合適大小，正面對(duì)正面，正面對(duì)背面，用大拇指與中指輕輕夾住并搓動(dòng)，感覺(jué)兩表面相互移動(dòng)時(shí)的滑爽程度，生產(chǎn)與檢測(cè)人員憑借經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行判定，即使判定結(jié)果有些波動(dòng)，卷煙廠一般也都能使用。

然而，自卷煙廠持續(xù)技改并普遍使用速度為1000包/分鐘的超高速卷包設(shè)備后，煙包摩擦系數(shù)對(duì)卷包設(shè)備包裝速度與效率的影響越來(lái)越大，輕微波動(dòng)就可能嚴(yán)重影響煙包上機(jī)包裝的速度與質(zhì)量，以及物料的消耗。因此，煙包摩擦系數(shù)便被納入煙包質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，受到卷煙廠的廣泛重視與嚴(yán)格關(guān)注。

本文中，筆者探討了煙包摩擦系數(shù)的儀器檢測(cè)方法及影響因素，希望能對(duì)煙包印刷企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)起到指導(dǎo)作用。

儀器檢測(cè)方法

1.樣品的抽取與制備

以我公司穩(wěn)定生產(chǎn)的同批次產(chǎn)品為樣本，同時(shí)根據(jù)我公司生產(chǎn)產(chǎn)品的特點(diǎn)及批量大小，分別選擇表面水性上光、UV上光以及網(wǎng)印雪花油墨、皺紋油墨的產(chǎn)品作為對(duì)比樣品。

采用隨機(jī)抽樣法，隨機(jī)從待包裝產(chǎn)品中抽取10扎，再分別從這10扎的不同位置各抽取2張，打亂抽取次序并做好標(biāo)識(shí)后放入密封袋中。抽取的樣品要求平整，表面無(wú)磨花、破損以及折皺，為正常的合格品。樣品放置于溫度23±1℃、相對(duì)濕度50±2%的環(huán)境中，平衡24小時(shí)以上，保證水分含量為6.5±1.0%。隨后，統(tǒng)一采用邊長(zhǎng)為63.2mm的正方形模切版制備樣品，保證每一個(gè)樣品的尺寸一致，且邊緣干凈、整潔。

2.檢測(cè)儀器與方法

檢測(cè)儀器為美國(guó)TMI 32-7型摩擦系數(shù)儀和濟(jì)南蘭光MXD-01型摩擦系數(shù)儀。測(cè)試滑塊重量為200±2g，滑塊尺寸為63mm×63mm，對(duì)比運(yùn)行速度為100±10mm/ min，滑塊行程為150mm。

按照檢測(cè)儀器的操作要求，啟動(dòng)儀器并預(yù)熱5分鐘，將樣品與滑塊四邊對(duì)齊，樣品的印刷面與檢測(cè)儀器金屬平臺(tái)相對(duì)，滑行方向與受力方向一致，然后無(wú)沖擊地將樣品放在檢測(cè)儀器金屬平臺(tái)上，滑塊掛鉤置于檢測(cè)導(dǎo)桿孔內(nèi)，輕輕對(duì)正放置，確保測(cè)力系統(tǒng)剛好不受力。待樣品與檢測(cè)儀器金屬平臺(tái)接觸15秒后，按下檢測(cè)鍵，檢測(cè)儀器進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)，滑塊帶著樣品進(jìn)行滑動(dòng)，測(cè)力系統(tǒng)受力并記錄檢測(cè)值，檢測(cè)儀器自動(dòng)計(jì)算本次檢測(cè)的摩擦力和動(dòng)靜摩擦系數(shù)。

檢測(cè)結(jié)果分析

1.同批次產(chǎn)品不同紙張纖維方向和不同檢測(cè)速度檢測(cè)結(jié)果的比較

圖1為表面水性上光的產(chǎn)品在不同條件下的檢測(cè)結(jié)果（檢測(cè)儀器為美國(guó)TMI 32-7型摩擦系數(shù)儀）。其中，最下面兩條曲線表示在相同檢測(cè)速度下同批次產(chǎn)品紙張纖維方向與滑塊運(yùn)動(dòng)方向平行（MD）或垂直（CD）時(shí)的檢測(cè)結(jié)果，結(jié)果表明，紙張纖維方向?qū)煱鼊?dòng)靜摩擦系數(shù)的影響很小，可視為基本一致；上面三條曲線表示在不同檢測(cè)速度下的檢測(cè)結(jié)果，結(jié)果表明，隨著檢測(cè)速度的加快，煙包動(dòng)靜摩擦系數(shù)會(huì)隨之升高，但升高的程度不如速度提高得快。

2.相同檢測(cè)條件不同產(chǎn)品表面檢測(cè)結(jié)果的比較

煙包生產(chǎn)工藝復(fù)雜，不同的產(chǎn)品具有不同的表面整飾效果，同一家卷煙廠的設(shè)備在不同時(shí)間使用不同表面整飾效果的煙包時(shí)，均要求煙包摩擦系數(shù)滿足包裝生產(chǎn)。

為此，用檢測(cè)儀器對(duì)表面水性上光、UV上光以及網(wǎng)印雪花油墨、皺紋油墨等不同表面整飾效果的產(chǎn)品在相同檢測(cè)條件下進(jìn)行了檢測(cè)（檢測(cè)儀器為美國(guó)TMI 32-7型摩擦系數(shù)儀），結(jié)果如圖2所示?？梢钥闯?，4種不同表面整飾效果煙包的動(dòng)靜摩擦系數(shù)檢測(cè)值各不相同，這與產(chǎn)品的實(shí)際應(yīng)用和煙包印刷企業(yè)的控制密切相關(guān)。因此，煙包印刷企業(yè)應(yīng)保證不同煙包產(chǎn)品的動(dòng)靜摩擦系數(shù)與其在卷煙廠所用卷包設(shè)備相適應(yīng)。

3.相同產(chǎn)品不同檢測(cè)儀器檢測(cè)結(jié)果的比較

不同卷煙廠的質(zhì)量要求與檢測(cè)儀器也不盡相同。為此，筆者在檢測(cè)煙包摩擦系數(shù)時(shí)分別使用了美國(guó)TMI 32-7型摩擦系數(shù)儀與濟(jì)南蘭光MXD-01型摩擦系數(shù)儀，并使用了相同的檢測(cè)方法與參數(shù)，檢測(cè)結(jié)果如圖3所示。結(jié)果顯示，國(guó)產(chǎn)儀器的檢測(cè)值比進(jìn)口儀器的檢測(cè)值略大，但基本穩(wěn)定一致，這可能與檢測(cè)儀器的自身性能有關(guān)。

雖然在不同檢測(cè)儀器上進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，煙包摩擦系數(shù)存在偏差，但只要產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程穩(wěn)定，檢測(cè)條件與方法一致，檢測(cè)儀器重復(fù)性良好，煙包印刷企業(yè)通過(guò)不斷驗(yàn)證檢測(cè)結(jié)果以及控制煙包實(shí)際包裝質(zhì)量，同樣可以摸索出煙包摩擦系數(shù)與包裝質(zhì)量之間的關(guān)系，并以此制定出企業(yè)內(nèi)部的煙包摩擦系數(shù)質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)然，在卷煙廠要求包裝材料同質(zhì)化的當(dāng)下，尤其是需要與卷煙廠進(jìn)行煙包動(dòng)靜摩擦系數(shù)檢測(cè)結(jié)果比對(duì)時(shí)，選擇相同型號(hào)的檢測(cè)儀器無(wú)疑能提高煙包印刷企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

煙包摩擦系數(shù)影響因素

1.表面整飾材料

表面整飾材料的種類、配比以及助劑的種類會(huì)對(duì)煙包摩擦系數(shù)產(chǎn)生一定影響。例如，對(duì)于UV光油中樹脂的成膜特性以及助劑的選擇應(yīng)十分慎重，稍有不慎就可能導(dǎo)致UV上光的煙包表面發(fā)澀、摩擦系數(shù)偏高，甚至出現(xiàn)粘滑現(xiàn)象，或者剛好出現(xiàn)相反的情況，如表面太滑、起水霧、柔韌性差等問(wèn)題。

另外，表面整飾材料的耐高溫性也至關(guān)重要。由于卷包設(shè)備在包裝過(guò)程中需要升溫加熱，而且在高速運(yùn)行狀態(tài)下通道的溫度也不低，這就要求煙包表面整飾材料具有一定的耐高溫性，確保表面不會(huì)受熱發(fā)黏，不明顯改變摩擦系數(shù)。

2.生產(chǎn)工藝

生產(chǎn)工藝主要是指煙包表面的干燥程度，干燥不充分的煙包表面不僅不足以抵抗擦花，而且由于表面黏性的存在，還會(huì)導(dǎo)致摩擦系數(shù)偏大。

3.卷包設(shè)備性能

卷煙廠卷包設(shè)備的新舊程度不一樣，其要求的煙包動(dòng)靜摩擦系數(shù)也不一樣，卷包速度越快，對(duì)煙包動(dòng)靜摩擦系數(shù)的要求越高。因此，煙包印刷企業(yè)要了解卷煙廠所用卷包設(shè)備的類別和型號(hào)，有針對(duì)性地進(jìn)行監(jiān)督控制，做到有的放矢。

例如，根據(jù)煙包在不同客戶卷包設(shè)備上的實(shí)際使用結(jié)果，我公司將煙包動(dòng)靜摩擦系數(shù)的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定為動(dòng)摩擦系數(shù)控制范圍為0.10～0.30，靜摩擦系數(shù)控制范圍為0.15～0.35，針對(duì)不同的客戶和產(chǎn)品，制定控制范圍更窄的具體要求，如“白沙（精品一代）”煙包，長(zhǎng)沙卷煙廠使用最高速度為1000包/分鐘的高速卷包設(shè)備，動(dòng)摩擦系數(shù)控制范圍為0.10～0.20，靜摩擦系數(shù)控制范圍為0.15～0.25；四平卷煙廠使用最高速度為380包/分鐘的低速卷包設(shè)備，則動(dòng)摩擦系數(shù)控制范圍為0.15～0.25，靜摩擦系數(shù)控制范圍為0.20～0.30。

總之，為保證煙包摩擦系數(shù)符合卷煙廠需求，在煙包生產(chǎn)過(guò)程中煙包印刷企業(yè)應(yīng)加大產(chǎn)品品質(zhì)監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理，確保產(chǎn)品外觀與使用適性符合技術(shù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)對(duì)原輔材料供應(yīng)商提出相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)要求。這樣一來(lái)，一旦煙包在生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)生任何技術(shù)偏離，煙包印刷企業(yè)就可以一邊對(duì)生產(chǎn)工藝參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，一邊從原輔材料的使用特性入手進(jìn)行解決。此外，有條件的煙包印刷企業(yè)應(yīng)盡量與卷煙廠使用相同的檢測(cè)儀器、檢測(cè)參數(shù)以及檢測(cè)方法，同時(shí)保證經(jīng)常比對(duì)檢測(cè)結(jié)果。