烟用材料化学分析
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第七节 卷烟条与盒包装纸

一、定义

根据《GB/T 18771.3—2015烟草术语 第3部分:烟用材料》[1],卷烟条与盒包装纸相关定义如下:

条包装纸(carton blank;parceling paper)——印有商标、条码、图案、文字等内容,将一定数量的盒装(硬盒或软盒)卷烟包装成条的专用纸。

盒包装纸(packet blank;label)——印有商标、条码、图案、文字等内容,将一定数量的卷烟包装成盒(硬盒或软盒)的专用纸。

二、产品简介

卷烟条与盒包装纸又称商标纸,是重要的卷烟包装材料,包括盒包装纸和条包装纸。卷烟盒包装纸是将一定数量的卷烟包装成盒(硬盒或软盒)的专用纸;卷烟条包装纸是将一定数量的盒装(硬盒或软盒)卷烟包装成条的专用纸。卷烟商标纸不仅在市场流通过程中保护烟支、方便储运,也是用来传递信息、促进销售、维护质量和品牌信誉的载体(如商标纸具有防伪等功能),卷烟包装是卷烟产品实现并增加其价值的一种不可缺少的手段。

卷烟盒包装纸按卷烟包装形式可分为软盒包装纸、硬盒包装纸,分别在以普通原纸、卡纸原纸为基纸上印制而成;其中,国内特有的软包硬化盒包装纸是一种新的软盒包装形式。国内卷烟商标纸与国外卷烟商标纸的设计理念上有较明显差别:一般国外的商标纸设计注重简约、直观、视觉冲击力,基纸以普通纸张居多,多采用凹版印刷,目标群体直接针对消费者,具有成本低、安全性高、适印性好、上机适用性强等特点;国内商标纸设计上更注重底色的运用、专色多、有较强的视觉亲和力或冲击力,因此使用的基纸和工艺较为复杂(如凹凸、定位烫、防伪等工艺),适印性要求高、上机适用性一般。

以下从卷烟商标纸的基纸、印刷工艺和印后加工三个方面简要介绍卷烟商标纸的生产现状[29]

(一)基纸

基纸是在表层上进行了承印工艺处理的原纸,其表层承印工艺主要包括涂布(白卡纸、铜版纸等)、转移镀铝(镭射)、复合工艺(铝箔复合)等。卷烟商标纸印刷所使用的基纸种类主要有白卡纸、铜版纸、转移镀铝卡(铜版)纸、复合铝箔卡(铜版)纸,其他如白板纸、胶版纸、铸涂纸等在卷烟商标纸生产中使用量已越来越少。

1.白卡纸和铜版纸

白卡纸作为生产卷烟条和硬小盒包装的主要基纸,是一种纤维组织较为均匀、面层具有填料和胶料成分且表面涂有一层涂料,经多辊压光制造的纸张;一般对单面进行两次或三次刮刀涂布(涂料以高岭土为主要成分),以使其具有较好的印刷适性。白卡纸的平滑度高、挺度好,可以直接进行印刷加工,也可以通过覆膜(或转移)之后印刷加工制成金卡、银卡、复合铝箔卡纸、转移镀铝卡纸、镭射卡纸、PET覆膜卡纸等。由于其挺度较高,白卡纸广泛用于卷烟条包装和硬盒包装,定量大多在200~250g/m2

铜版纸作为生产卷烟软盒包装纸的主要基纸,是在原纸上涂布一层由碳酸钙或白陶土等与胶料配成的白色涂料,经烘干后压光制成的纸张。铜版纸细腻洁白,平滑度和光泽度高,又具有适当的吸油性,可以直接进行印刷加工,也可以通过覆膜(或转移)之后印刷加工制成复合铝箔铜版纸、转移镀铝铜版纸、镭射铜版纸等,用于卷烟软盒包装。国内铜版纸定量一般在80~128g/m2选择,较低定量的多用于中低档软盒,高定量多用于高档软盒(如双面铜版纸)。

目前,白卡纸和铜版纸是国内卷烟商标纸使用最多的两类基纸,由于涂布工艺的基本特点,决定了其适印性好,卷烟机走机性好,但也存在表现力不够丰富的不足,与国内卷烟商标设计的总体追求尚有一定差距。此外,国内使用白卡纸和铜版纸的定量普遍较高,与欧美等国家注重包装减量化的环保理念相比,木材资源耗用相对过多。如万宝路在巴西等国的商标纸基纸使用90g/m2铜版纸。

2.转移镀铝卡(铜版)纸和复合铝箔卡(铜版)纸

转移镀铝卡(铜版)纸是以PET、BOPP等薄膜为转移基材,经涂布、上色、真空镀铝、复合、剥离等工艺处理,使铝分子通过胶黏作用转移到纸基(40~450g/m2以上)表面加工而成。转移镀铝工艺不受纸张厚度限制(直接镀铝工艺仅适合60g/m2以内的原纸),同时由于PET膜平整度高,转移到纸张表面的铝层光泽度高,纸张的印刷适性也好,优于直接镀铝纸。

复合铝箔卡(铜版)纸是由基纸与不同性能的材料(铝箔、膜等)通过胶黏剂复合而成的纸张。其平整度高、外观光泽亮丽,铝层结合牢固、印刷时不易有掉铝现象,同时薄膜的存在也提高了纸张的挺度和韧性、印后加工性能也好。

转移镀铝纸和复合铝箔纸均具有良好的底层色泽呈现力,亮度高、质感好,能更好表现卷烟产品的品质内涵和文化内涵。复合铝箔纸铝层厚、无法回收、难以降解,不利于环保;而转移镀铝纸可直接降解回收,用铝量只有复合铝箔纸的1/200左右,因而国内对转移镀铝商标纸的需求越来越多。

(二)印刷工艺

卷烟商标纸常用的印刷方式有凹印、胶印、柔版印刷(柔印)和丝网版印刷(丝印),其中最主要采用的两种是凹印和胶印。

1.凹印

凹印是印版的图文部分低于非图文部分的印刷方式,印刷生产时在滚筒表面或将滚筒浸入油墨槽获得墨层,用刮墨刀将滚筒表面的墨层刮清,通过印刷机加压,将嵌入凹版凹坑中的图文墨层转移到承印物表面,属于一种直接印刷方式。在产品图案方面,其墨层厚实、饱和度高、适合表现厚重的大色块、质量稳定性高,同时也存在图案及文字边缘有锯齿状、对过渡网线表现较差、对印版及原材料依赖较强的缺点。不过随着印刷技术发展、设备加工制作与控制技术的进步以及各项新技术的应用,目前凹印的质量显著提高,由于凹印制版技术的提升(特别是制版方式由电子雕刻技术方式发展到激光腐蚀技术),边缘锯齿、颗粒感效果显著改善,网点的印制质量已大大提升。凹印工艺流程简单、设备操作较为容易、色相控制易掌握(不易出现较大色差),同时可以进行卷筒纸印刷,非常适合大批量生产、成本较低。由于成本低、操作简单以及适合大批量生产的特点,凹印是国外卷烟商标纸(国外卷烟牌号较少、多为大批量生产)最主要的印刷形式,国内对凹印商标纸需求量也较大,占市场份额的60%以上。

凹印使用的油墨是一种挥发干燥的溶剂油墨,一般具有快固性、黏度较小、流动性较强、干燥速度快等特点。凹印油墨要保持良好印刷适性,必须加入较大比例溶剂,商标纸印刷凹印油墨常用的溶剂有乙醇、乙酸乙酯、乙酸正丙酯以及丙二醇甲醚等,从安全性角度分析,使用溶剂型油墨对商标纸产品挥发性有机化合物残留的影响较大,若不对溶剂种类和使用量进行严格控制,可能会对卷烟安全性和感官质量造成影响,同时在生产过程中也会产生排放污染。目前,水性凹印油墨也成为一个发展方向,部分商标纸凹印产品已开始使用水性油墨,其溶剂主要是水和乙醇,可以极大提高卷烟商标纸产品及其生产过程的安全卫生。不过,水性凹印油墨虽在印制细小网点图案方面已经过大量应用试验,但在满版印刷及复合纸应用方面还有待进一步改进完善。

2.胶印

胶印是平版印刷的一种,是将印版上的图文墨层利用油水不相溶原理转移到橡皮滚筒上,再利用橡皮滚筒与压印滚筒之间的压力将图文墨层通过橡皮布转移到承印物上,属于一种间接印刷方式。胶印产品的图像及文字细腻,对过渡网格、底纹等精细图案的表现效果好,但图案色相的稳定性稍差、若不用UV油墨则较难表现厚重大色块。胶印的生产工期短、适合短期小批量产品、可以满足局部定位印刷等需求,但胶印以单张纸印刷为主,工艺比凹印复杂、对班次和批次的色相一致性控制较难、成本也偏高。胶印与凹印的特点有明显的不同,特别适合牌号种类较多、调整较快、批量小且需要表现精细图案的商标纸产品。一般来看,新产品开发期间,多数先由胶印完成,一旦卷烟销量增大,卷烟工业企业有降低卷烟包装成本的要求时,多数产品会转为凹印或胶印与凹印结合生产。

胶印用油墨按干燥方式有紫外固化型、渗透干燥型、氧化结膜干燥型等,一般具有较强的抗水性、较高的着色力、适当的黏度以及良好的转移性等特点。其中,UV固化油墨具有瞬间固化(干燥)特点,在商标纸胶印中使用越来越多。特别是UV固化油墨不含溶剂、不存在挥发性有机化合物,较溶剂型油墨更具优势;但UV油墨中需含有光引发剂成分以完成聚合固化过程,在一定的条件下可能通过化学迁移或者物理接触对产品产生安全隐患,因此在UV油墨选择确定光引发剂种类及用量时须严格把关,慎重选择光引发剂种类、并严格控制用量。

3.柔印

柔印属于一种特殊的凸版印刷方法,是用弹性凸印版将油墨转移到承印物表面的印刷方式;柔性版印刷时使用柔性版(聚酯材料)制作出凸出的所需图像镜像,通过网纹辊传递油墨并加以控制,使印版表面在旋转过程中与承印物直接接触,从而转印上图文,是一种直接印刷方式。柔印产品特点介于胶印和凹印之间,图案的墨层厚度、色彩饱和度和亮度不及凹印,精细程度及网格过渡效果比不上胶印;但柔印工艺流程较简单,可以进行卷筒纸印刷,成本较低、生产更加快捷。柔印油墨与凹印油墨成分相似,大多是以挥发性干燥为主的液体油墨,其中水性油墨使用越来越多。目前,国内软盒包装纸采用柔印印刷方式较多。

4.丝印

丝印属于孔版印刷的一种,是印版在图文区域呈筛网状开孔并漏墨而非图文区域不漏墨的印刷方式;丝网印刷时通过刮板的挤压,使油墨通过图文部分的网孔转移到承印物上,形成与原稿一样的图文,属于直接印刷方式。丝印产品印层最厚实,可表现一些特殊的外观效果,且金银及珠光油墨印刷转移效果最好,但其多为单色印刷,且印出的图文边缘较粗糙,不适合表现精细图案;同时,其生产速度较慢、成本较高。由于以上特点,丝印在卷烟商标纸印刷中单独使用较少,更多是在胶印等工序之后进行,形成一定的特殊图案和效果。丝印对纸基承印物适应性强,可以使用多种类型的油墨,一般固含量较高,目前商标纸生产使用UV固化油墨居多。

(三)印后加工

印后加工又称卷烟商标纸的整饰加工,是使印刷的纸张获得最终所要求的形态和使用性能的生产技术,是在印刷品表面进行的再加工和精加工。印后加工是保证印刷产品质量并实现增值的重要手段,也是决定印刷成败的关键。卷烟商标纸的后加工通常有上光、烫印、压凹凸、模切和裁切、压痕等。

1.上光

上光是在卷烟商标纸表面涂(喷、印)上一层无色透明的涂料,经流平、干燥(压光)后在印品表面形成薄而匀的透明光亮层的过程。上光主要有两个作用:一是可以提高印品的外观效果,使印品质感厚实饱满,色彩更鲜艳明亮,提高印品的光泽和艺术效果;二是可以使印品具有防潮、耐折、耐磨、防污和耐光变等性能,起到保护印品和卷烟的功能。

2.烫印

烫印是通过烫模将烫印材料(电化铝箔)转移到卷烟商标纸上的加工工艺。电化铝箔是以PET薄膜为基材,涂布醇溶性染料树脂后,经真空镀铝再涂以胶黏剂而制成,烫印时通过刻好图案的烫印版将电化铝箔上的膜层通过特定的温度转移到承印物上。烫印可以使卷烟商标纸具有独特的金属光泽和强烈的视觉对比,也能起到防伪作用,如全息图案的防伪标志。

3.压凹凸

压凹凸是使用模具(分为凹模与凸模)在一定的压力作用下,使卷烟商标纸基材发生塑性变形,将凹凸图案或纹理压到印品上的工艺。烫印与压凹凸加工工艺可一次完成,称为立体烫印,目前对卷烟商标纸立体烫印工艺正在向高速、高精度、方便使用的方向发展。

4.模切和裁切

模切和裁切是两种最终成型方式。模切是用钢刀片排成的模框(或用钢板雕刻成模框),在模切机上把整张印品压成单张产品;裁切是用刀具或刀辊筒把印刷品分切成符合尺寸要求的几何形状。卷烟商标纸生产中,卷烟条和硬盒包装纸普遍采用模切成型,软盒包装纸则采用裁切成型。

5.压痕

压痕是利用钢线,通过压印,在印品上压出痕迹或留下供弯折的槽痕。一般情况下,将模切用的钢刀和压痕的钢线嵌排在同一块板面上,一次完成模切和压痕作业。经过模切、压痕加工的产品,应当切压位置准确,切口无毛边,压痕清晰,深浅适度。

三、产品标准

《YC 263—2008卷烟条与盒包装纸中挥发性有机化合物的限量》是烟草行业首次针对溶剂残留进行约束的强制性限量标准,指标包括苯、甲苯、乙苯、二甲苯、乙醇、异丙醇、正丁醇、丙酮、丁酮、乙酸乙酯、乙酸异丙酯、乙酸正丙酯、乙酸正丁酯、丙二醇甲醚、4-甲基-2-戊酮和环己酮共计16种。之后2009年颁布了条与盒包装纸的产品标准,即《YC/T 330—2009卷烟条与盒包装纸印刷品》,包括了外观指标、物理指标和盘纸指标等(表1-17、表1-18和表1-19),并引用了《YC 263—2008的溶剂残留限制要求》。

表1-17 《YC/T 330—2009卷烟条与盒包装纸印刷品》外观指标

表1-18 《YC/T 330—2009卷烟条与盒包装纸印刷品》物理指标

续表

注:a标准样张应在避光密封袋中保存,时间一般不超过18个月。

表1-19 《YC/T 330—2009卷烟条与盒包装纸印刷品》卷盘指标

新版的产品标准于2014年发布实施,即《YC/T 330—2014卷烟条与盒包装纸印刷品》(表1-20和表1-21)。新标准颁布之前外界普遍认为新标准会将YC 263—2008、YC/T 330—2009进行整合形成新的产品标准,但实际上新标准并未采取这样的方式,YC/T 330—2014仍旧是一个质量指标为主的标准。与上一版相比,在技术要求中,增加了“卷烟条与盒包装纸印刷品生产中应使用的溶剂范围”,并删除了挥发性有机化合物含量的规定;将“荧光性物质”指标修改为“D65荧光亮度”指标,并仅针对卷烟盒包装纸印刷品的背面;将外观定性指标与定量指标分开;删除了厚度、耐折性、转移包装纸、压痕挺度(纵向或横向)、交货水分、卷盘尺寸和数量指标、卷盘盒包装纸接头等指标;在检验方法中,增加了D65荧光亮度、卷烟包装标识等两项指标的检验方法;取消了检验规则有关内容;调整了包装、标志、运输和贮存。

表1-20 《YC/T 330—2014卷烟条与盒包装纸印刷品》外观要求

表1-21 《YC/T 330—2014卷烟条与盒包装纸印刷品》物理指标

注:a 1.5/06/670表示符号等级值为1.5,测量孔径标号为06(标称直径为0.15mm),测量光峰值波长为670nm±10nm。

b标准样张由供需双方协商确定,应保存在避光的密封包装中。

c仅针对卷烟盒包装纸印刷品的背面。

四、产品检验

1.检验条件

(1)外观、物理指标的检验条件 试样应在温度为(23±5)℃,相对湿度,无紫外光照射环境中放置8h以上进行检测。

(2)观样条件 观样光源应符合CY/T 3—1999[31]的规定,光源与操作台面相距800mm左右,观察者眼睛与目视部位相距400mm左右。

2.异味

在抽样过程中打开包装后,通过感官进行检验。

3.卷烟包装标识

按照GB/T 22838.1—2009[32]的规定进行检验。

4.外观

从检验样品中随机抽取10张作为试样。在观样条件下,以标准样张为基准,依次将各张试样与标准样张进行目测对比检验。10张试样与标准样张对比后均符合外观指标要求的,则结果表述为符合,反之为不符合。

5.商品条码符号等级

按GB/T 18348—2008[33]的规定进行检验。

6.同色色差

从检验样品中随机抽取5张作为试样。

(1)目测对比检验 在观样条件下,以标准样张为基准,依次目测对比5张试样与标准样张同色同部位的颜色差异。5张试样与标准样张对比后颜色均无明显差异的,则结果表述为符合,反之为不符合。

(2)仪器检验 采用符合GB/T 19437—2004[34]规定的分光光度计,仪器校准与使用按GB/T 18722—2002[35]的规定进行。

先用分光光度计检验标准样张CIELab均匀色空间的L值、a值和b值作为基准数据,然后依次检验5张试样与标准样张同色同部位的值。检验结果以5张试样值的最大值表示。

7.裁切/模切尺寸偏差

从检验样品中随机抽取3张作为试样,对试样上有尺寸要求的裁切或模切成品部位,测量其长度(精确至0.1mm),测量尺寸与规定尺寸之差为该试样成品裁切/模切尺寸偏差,检验结果以3张试样检验数据的最大值表示。

8.墨层耐磨性

从检验样品中随机抽取3张作为试样,按GB/T 7705—2008[36]中6.8规定的方法进行检验,检验结果以3张试样检验数据的最小值表示。

9.套印误差、烫印误差和压凹凸误差

从检验样品中随机抽取3张作为试样,在观样条件下,用精度为0.01mm的20刻度放大镜,分别测量试样同一部位任二色间套印误差,烫印、压凹凸同印刷图文间的误差各三点,分别取其最大值,检验结果以3张试样检验数据的最大值表示。

10.D65荧光亮度

按照GB/T 7974—2013[14]的规定进行检验。