烟用转移纸折痕性能关键影响因素的研究学术报告

一、主要作者及研究机构

本研究由刘文婷（湖北中烟工业有限责任公司）、孙鹏（武汉红金龙印务股份有限公司）、蔡雯（武汉虹之彩包装印刷有限公司）等合作完成，通信作者为蔡雯与王磊（湖北工业大学材料与化学工程学院）。研究成果发表于《中国造纸》2025年第44卷第12期，DOI编号10.11980/j.issn.0254-508x.2025.12.020。

二、学术背景与研究目标

研究领域为包装材料科学与造纸工程。随着包装功能从单纯保护转向品牌价值与用户体验的载体，折痕质量成为影响卷烟包装成形效果、生产效率的关键因素。现有研究多聚焦印刷适应性指标，而卷包适应性中的折痕性能缺乏系统分析。本研究以全息定位转移纸（qx）和素面镭射转移纸（ls）为对象，探究纸张结构特性（纤维形态、灰分、紧度）与刀具参数（折痕槽宽度、刀具宽度）对折痕宽度、深度及挺度的影响，旨在建立科学的折痕质量控制方法。

三、研究流程与实验方法

1. 材料表征

   • 样品制备：从湖北中烟仓库抽取qx与ls转移纸，定量(237±7) g/m²，厚度(305±15) µm。

   • 微观结构分析：通过扫描电镜（SEM，Hitachi SU8010）观察断面形貌，纤维形态分析仪（L&W Fiber Tester 912）测定纤维长度与分布，FT-IR（Nicolet 6700）检测表面化学组成。

   • 物理性能测试：包括灰分（GB/T 742—2018）、紧度（剥离面层后按GB/T 451.2—2023测定）、压缩模量（MTS万能试验机）及环压强度（长江造纸仪器HD-A512）。

2. 折痕性能测试

   • 实验设计：固定刀具宽度（2 pt）和折痕槽宽度（1.3 mm），对比qx与ls的折痕差异；随后以qx为例，分别调整折痕槽宽度（1.01.7 mm）和刀具宽度（13 pt），分析参数影响。

   • 测试方法：使用英国Hanatek公司的折痕试验仪（CCP1908002A）和折痕分析仪（Creasy 00582），测定折痕宽度、深度及挺度（GB/T 45456—2025）。

3. 数据分析

   • 通过应力-应变曲线计算压缩模量，统计纤维形态与物理性能的关联性；采用梯度变化法分析刀具参数与折痕指标的定量关系。

四、主要研究结果

1. 纸张特性差异

   • qx纤维更长（平均0.815 mm）、分布更疏松，灰分（5.24%）与紧度（0.557 g/cm³）低于ls（17 MPa压缩模量），导致其弹性更优，折痕变形能力更强（qx横向折痕挺度45 mN·m，纵向56 mN·m）。

   • SEM显示qx纤维排列松散，而ls纤维紧密，后者环压强度更高（纵向584 N vs. qx的516 N）。

2. 刀具参数影响

   • 折痕槽宽度：从1.0 mm增至1.7 mm时，折痕宽度增加70%（0.7 mm），深度减少34%（横向0.07 mm，纵向0.09 mm），挺度提升50%。

   • 刀具宽度：1~3 pt范围内，折痕深度减小（横向0.18 mm，纵向0.12 mm），但宽度几乎不变，表明折痕槽宽度对质量影响更显著。

3. 方向性差异

   横向折痕（平行纤维方向）的宽度与深度均略高于纵向，挺度则低约10 mN·m，印证纤维自身结合力强于纤维间连接力的理论。

五、结论与价值

1. 科学价值：揭示了纤维特性（长度、紧度）与刀具参数的协同作用机制，填补了卷包适应性指标中折痕性能研究的空白。

2. 应用价值：为烟包生产提供优化方向，如选用纤维疏松的qx纸可提升折痕弹性，调整折痕槽宽度至1.3~1.5 mm可平衡深度与挺度。

六、研究亮点

• 创新方法：结合FT-IR与接触角测试，证实PET膜（聚对苯二甲酸乙二醇酯）涂层对疏水性的影响（接触角>100°）。

• 工艺指导：首次量化折痕槽宽度增加70%对挺度提升50%的直接影响，为模切工艺参数设定提供精确依据。

七、其他发现

研究指出，灰分含量低（5.24%）的qx纸因矿物填料较少，进一步降低了纤维间结合力，增强了折痕变形能力。这一发现可拓展至其他高弹性包装材料的设计中。

（注：全文基于实验数据与行业标准，未涉及非原创性方法或算法开发。）