CN115369693B - 一种卷烟用水松纸的智能生产系统及所用的印刷油墨 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种卷烟用水松纸的智能生产系统，包括识别模块，运输模块，储存模块，印刷模块，检测模块，切纸模块，分类模块。本发明在印刷模块后设置检测模块，对印刷后水松纸的光泽度，平整度，印刷清晰度，油墨附着牢固的进行识别检测，可以对印刷模块的印刷质量进行实时检测，及时调整印刷参数，提高印刷质量，并且能够高效快速的生产出符合要求的水松纸。所用的印刷油墨在智能生产过程中与接装原纸保持优良附着力的同时，还具备适宜的干燥速度，改善了油墨印刷的平整度和印刷清晰度。
Description
技术领域
本发明涉及一种卷烟用水松纸的智能生产系统，涉及D21F，具体涉及纸张的生产方法领域。
背景技术
水松纸是卷烟生产过程中的重要原材料，水松纸包裹到卷烟过滤嘴的外面，使用时与口腔直接接触，因此水松纸的生产要求无毒，并且在吸烟过程中口腔的唾液与水松纸直接接触，如果水松纸的质量不好会导致在使用过程中印刷油墨与纸张脱附，因此水松纸还需要具有一定的抗水性。目前现有的生产水松纸的工艺依靠人工质检，不能准确对生产过程中的质量问题进行严格的把控，生产过程中的问题不能及时发现，及时调整，造成成品的残次率较高，因此开发一种智能识别系统对水松纸的生产过程进行实时监测至关重要。
中国发明专利CN201910494591.5公开了一种纸品印刷生产系统，通过设置两个螺纹杆使纸品进行定位，调节倾斜角度对准烘箱，加速印刷纸品的烘干，但是水松纸的接装原纸较软，在采用螺杆拉紧可能造成接装原纸的破损，影响使用寿命。中国发明专利CN201710299189.2公开了一种用于烟用水松纸印刷的水性柔版油墨及其制备方法，采用烷基苯聚醚磺酸钠乳液并引入过硫酸铵，与醋酸乙烯，丙烯酸酯反应，所得的乳液耐水性好，但是在自动化生产系统中，可能由于印刷速率较快油墨与接装原纸的附着力不高，导致印刷性能下降。
发明内容
为了对水松纸的生产实现实时监测，提高水松纸的生产质量降低残次率，本发明的第一个方面提供了一种卷烟用水松纸的智能生产系统，包括识别模块，运输模块，储存模块，印刷模块，检测模块，切纸模块，分类模块。
作为一种优选的实施方式，所述识别模块中设置有编码器和信号触发器。
本申请通过编码器的作用在接装原纸上设置特异性识别的条形码，然后通过信号触发器激活条形码，条形码是生产过程中识别纸品信息的唯一标识。经过识别模块后，接装原纸通过运输模块入库，纸品的信息在储存模块中保存，在生产前查看储存模块的信息，查看所需类型接装原纸的数量，方便安排后续的工作生产与库存的补充。
作为一种优选的实施方式，所述检测模块为印刷质量信息识别模块，所述印刷质量信息识别模块包括对印刷后水松纸的光泽度，平整度，印刷清晰度，油墨附着牢固的识别检测。
作为一种优选的实施方式，所述切纸模块包括质量信息统计分析和常规切纸。
本申请的质量信息统计分析通过对纸品上的残次量进行计量统计，得出残次数量；常规切纸中包括不同的切纸尺寸，根据设定的参数进行选择。
作为一种优选的实施方式，所述分类模块包括统计信息分类，不同颜色编码，成品处理。
作为一种优选的实施方式，所述统计信息分类为将残次量进行区分，包括残次量为0，残次量为0-3，残次量大于3；所述残次量为0时编码为绿色，残次量为0-3时编码为黄色，残次量大于3时编码为红色。
当所述残次量为0时编码为绿色，则为符合质量要求的纸品，直接进行包装出库；当残次量为0-3时编码为黄色，需对纸品进行人工去残，使其符合质量要求，然后出库；当残次量大于3时编码为红色，残次量太高，人工去残意义不大，直接报废。
本发明的接装原纸在入库前设置上唯一的识别码，使得接装原纸从入库到印刷生产，再到质量检测，生成成品均能通过电子识别了解水松纸的生产阶段，严格把控水松纸生产各个环节的质量进程。接装原纸在印刷过程中由于油墨的质量问题，印刷温度，印刷压力，印刷张力问题，刮刀问题都会影响最终产品的印刷质量，因此在印刷过程后一阶段设置检测装置，检测印刷的质量变化，及时对印刷设备的参数，印刷油墨的质量进行调整，使印刷设备一直保持最佳的印刷状态。并且在切纸后对不同质量层次的水松纸进行质量区分贴码，将残次率为0-3的水松纸进行人工去残，再进一步保证了水松纸的印刷质量。
作为一种优选的实施方式，所述印刷模块为将印刷油墨印刷到接装原纸上，生成水松纸。
本发明的第二个方面提供了一种卷烟用水松纸的智能生产系统中所用的印刷油墨，制备原料以重量百分比计包括：成膜物质25-45％，增粘乳液5-10％，硅蜡乳液0.2-1％，表面活性剂1-3％，pH调节剂1-3％，催干剂1-3％，填料5-15％，溶剂补充余量。
作为一种优选的实施方式，所述成膜物质为水性树脂，所述水性树脂选自水性马来酸树脂，水性氨基树脂、水性丙烯酸树脂中的一种或几种的组合。
作为一种优选的实施方式，所述成膜物质为水性丙烯酸树脂，增粘乳液为水性丙烯酸松香乳液，水性丙烯酸树脂与水性丙烯酸松香乳液的重量比为(25-45)：(5-10)；优选的，重量比为(30-40)：(7-9)，进一步优选重量比为35：8。
申请人在实验过程中发现，采用水性丙烯酸树脂与水性丙烯酸松香乳液协同作用可以使油墨与接装原纸保持优良附着力的同时，还具备适宜的干燥速度，改善了印刷的平整度和印刷清晰度。猜测可能的原因是：水性丙烯酸树脂与水性丙烯酸松香乳液协同作用，丙烯酸松香的分子结构较大，分子之间的碰撞频率较高，反应效率降低，使得体系中的自由基容易向单体转移，丙烯酸松香单体与颜料具有良好的结合力，增加油墨各个组分之间的相容性，提高印刷清晰度。并且丙烯酸树脂与水性丙烯酸松香乳液组合能够降低表面张力，使油墨在接装原纸上产生较高的附着力，在接装原纸上具有良好的成膜性，在使用时，具有一定的防水性，并且不会由于唾液的损失造成印刷层与水松纸的脱离。
申请人进一步发现，水性丙烯酸树脂与水性丙烯酸松香乳液在(30-40)：(7-9)的重量比下印刷性能最好，超出优选的范围会导致油墨的粘度过高，在印刷时容易堵塞印刷网眼，影响印刷效果和印刷效率。
作为一种优选的实施方式，所述溶剂包括水，有机醇，离子液体。
作为一种优选的实施方式，所述有机醇选自甲醇，乙醇，异丙醇，异丁醇中的一种或几种的组合。
作为一种优选的实施方式，所述有机醇为乙醇。
作为一种优选的实施方式，所述离子液体为季铵盐离子液体，优选的，所述离子液体为三丁基甲基铵双三氟甲磺酰亚胺。
作为一种优选的实施方式，所述水，乙醇，季铵盐离子液体的重量比为1：(0.1-0.5)：(0.01-0.05)，进一步优选重量比为1：0.1：0.05。
申请人在实验过程中发现，采用水，乙醇，季铵盐离子液体共同作用作为溶剂可以改善油墨在水松纸表面的印刷成膜性，增加油墨体系的相容性，提高水松纸的使用安全性，猜测可能的原因是：季铵盐离子的分子链较长，可以在水性丙烯酸树脂液和水性丙烯酸松香乳液间伸展，促进分子间连接成膜，产生优良的印刷性能。并且季铵盐离子液体在溶剂中可以降低油墨的极性，提高油墨与接装原纸的附着力，使其在印刷过程中实现快速附着，提高印刷效率。并且溶剂中的季铵盐离子液体与二氧化钛协同作用可以起到杀菌的作用，避免印刷过程中引入的病菌进入水松纸中，影响水松纸的使用安全性。
申请人进一步发现，水，乙醇，季铵盐离子液体采用1：(0.1-0.5)：(0.01-0.05)的重量比，可以改善油墨体系的相容性，使水性丙烯酸树脂与水性丙烯酸松香乳液在溶剂中具有较好的分散效果，避免油墨的沉积，堵塞印刷网眼。
作为一种优选的实施方式，所述表面活性剂为聚醚类非离子表面活性剂，在25℃下的粘度为500-1500mPa·s。
作为一种优选的实施方式，所述pH调节剂为碱性调节剂，选自氨水、单乙醇胺、三乙醇胺中的一种或几种的组合。优选的，所述pH调节剂为三乙醇胺。
作为一种优选的实施方式，所述油墨的pH为7-9。
作为一种优选的实施方式，所述填料选自硫酸钡、滑石粉、高岭土、碳酸钙、氢氧化铝、二氧化钛中的一种或几种的组合。
作为一种优选的实施方式，所述填料为二氧化钛和滑石粉的组合。
作为一种优选的实施方式，所述二氧化钛和滑石粉的重量比为1：(0.3-0.8)；优选的，二氧化钛和滑石粉的重量比为1：(0.3-0.8)，进一步优选，重量比为1：0.5。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明所述卷烟用水松纸的智能生产系统，在印刷模块后设置检测模块，对印刷后水松纸的光泽度，平整度，印刷清晰度，油墨附着牢固的进行识别检测，可以对印刷模块的印刷质量进行实时检测，及时调整印刷参数，提高印刷质量，并且能够高效快速的生产出符合要求的水松纸。
(2)本发明所述卷烟用水松纸的智能生产系统中所用的印刷油墨，成膜物质为水性丙烯酸树脂，增粘乳液为水性丙烯酸松香乳液，水性丙烯酸树脂与水性丙烯酸松香乳液的重量比为(30-40)：(7-9)，可以在智能生产过程中使油墨与接装原纸保持优良附着力的同时，还具备适宜的干燥速度，改善了油墨印刷的平整度和印刷清晰度。
(3)本发明所述卷烟用水松纸的智能生产系统中所用的印刷油墨，溶剂包括水，乙醇，季铵盐离子液体，重量比为1：(0.1-0.5)：(0.01-0.05)，可以改善油墨的印刷成膜性，增加体系的相容性，提高水松纸的使用安全性。
(4)本发明所述卷烟用水松纸的智能生产系统中，印刷速率为50-60m/min，印刷压力为15-25Pa，智能生产系统与油墨协同作用，保持适宜的印刷速率和印刷压力，在保证印刷质量的条件下，提高了印刷速率，降低了残品率。
(5)本发明所述卷烟用水松纸的智能生产系统中所用的印刷油墨，通过引入硅蜡乳液，与水性丙烯酸树脂液、水性丙烯酸松香乳液协同作用，提高油墨的成膜性和光泽度，并且具有一定的耐水性能。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明进行具体描述。有必要在此指出的是，以下实施例只用于对本发明作进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的专业技术人员根据上述本发明的内容做出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。
另外，如果没有其它说明，所用原料都是市售得到的。
实施例1
一种卷烟用水松纸的智能生产系统，包括识别模块，运输模块，储存模块，印刷模块，检测模块，切纸模块，分类模块。所述识别模块中设置有编码器和信号触发器；所述切纸模块包括质量信息统计分析和常规切纸；所述分类模块包括统计信息分类，不同颜色编码，成品处理。
本申请通过编码器的作用在接装原纸上设置特异性识别的条形码，然后通过信号触发器激活条形码，条形码是生产过程中识别纸品信息的唯一标识。经过识别模块后，接装原纸通过运输模块入库，纸品的信息在储存模块中保存，在生产前查看储存模块的信息，查看所需类型接装原纸的数量，方便安排后续的工作生产与库存的补充。
所述印刷模块为将印刷油墨印刷到接装原纸上，生成水松纸。所述检测模块为印刷质量信息识别模块，所述印刷质量信息识别模块包括对印刷后水松纸的光泽度，平整度，印刷清晰度，油墨附着牢固的识别检测。所述切纸模块包括质量信息统计分析和常规切纸。通过对纸品上的残次量进行计量统计，得出残次数量；常规切纸中包括不同的切纸尺寸，根据设定的参数进行选择。所述分类模块包括统计信息分类，不同颜色编码，成品处理。所述统计信息分类为将残次量进行区分，包括残次量为0，残次量为0-3，残次量大于3；所述残次量为0时编码为绿色，残次量为0-3时编码为黄色，残次量大于3时编码为红色；所述印刷模块为将印刷油墨印刷到接装原纸上，生成水松纸。
实施例2
一种卷烟用水松纸的智能生产系统，具体步骤同实施例1，不同点在于，一种卷烟用水松纸的智能生产系统中所用的印刷油墨，制备原料以重量百分比计包括：成膜物质35％，增粘乳液8％，硅蜡乳液0.5％，表面活性剂1.5％，pH调节剂2％，催干剂1％，填料8％，溶剂补充余量。
所述成膜物质为水性丙烯酸树脂，购自山东开普勒生物科技有限公司，型号为kpl-63666，所述增粘乳液为水性丙烯酸松香乳液，购自上海桑井化工有限公司，牌号为880。
所述硅蜡乳液购自东莞旭亿华化工有限公司，型号为XH-8002。
所述表面活性剂为聚醚类非离子表面活性剂，在25℃下的粘度为500-1500mPa·s，购自惠州市华盛源新材料有限公司，型号为DL-176。
所述pH调节剂为三乙醇胺，所述油墨的pH为7.5。
所述催干剂为醇酸类催干剂，购自广州市斯涂源化工有限公司，型号为佳谦Ca-6％WD。
所述填料为二氧化钛和滑石粉的组合，重量比为1：0.5。
所述溶剂包括水，乙醇，离子液体，重量比为1：0.1：0.05，所述离子液体为三丁基甲基铵双三氟甲磺酰亚胺，购自默尼化工科技(上海)有限公司。
实施例3
一种卷烟用水松纸的智能生产系统，具体步骤同实施例2，不同点在于，所述增粘乳液为聚乙烯醇缩丁醛，重均分子量为90000-120000，购自上海麦克林生化科技有限公司，牌号为P815776。
实施例4
一种卷烟用水松纸的智能生产系统，具体步骤同实施例2，不同点在于，所述溶剂包括水，乙醇，重量比为1：0.15。
性能测试：
1.附着力：根据GB 13217.7-2009标准测试制备得到的油墨附着力。
2.耐水性：将制备的油墨涂于表面干燥的玻璃上成膜，待油墨干燥后，称重；浸泡于水中，浸泡30min后取出擦干，再次称重，测量吸收率，吸水率＝W浸泡后-W浸泡前/W浸泡前*100％，吸水率越高耐水性越差。
3.初干性：根据GB 13217.5-2008标准测试制备得到的油墨初干性。
测试结果见表1。
表1
| 附着力 | 耐水性 | 初干性 | |
| 实施例2 | 98％ | 0.05％ | 40mm |
| 实施例3 | 96％ | 0.1％ | 35mm |
| 实施例4 | 93％ | 0.06％ | 36mm |
Claims (1)
1.一种卷烟用水松纸的印刷油墨，其特征在于，制备原料以重量百分比计包括：成膜物质25-45%，增粘乳液5-10%，硅蜡乳液0.2-1%，表面活性剂1-3%，pH调节剂1-3%，催干剂1-3%，填料5-15%，溶剂补充余量；
所述成膜物质为水性丙烯酸树脂，增粘乳液为水性丙烯酸松香乳液，水性丙烯酸树脂与水性丙烯酸松香乳液的重量比为（30-40）：（7-9）；
所述溶剂包括水，乙醇，季铵盐离子液体，重量比为1：（0.1-0.5）：（0.01-0.05）；
所述表面活性剂为聚醚类非离子表面活性剂，在25℃下的粘度为500-1500mPa·s；
所述填料为二氧化钛和滑石粉的组合，重量比为1：（0.3-0.8）；
所述pH调节剂为三乙醇胺；所述油墨的pH为7-9。
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