FOCKE401 透明紙包裝機長邊終封烙鐵的改進

徐啟勇，趙 安，胡 濤

（紅云紅河集團會澤卷煙廠，云南曲靖 654200）

0 引言

在煙包外表面包裹透明紙，一方面為了達到防潮和防止水分和香氣散發，另一方面是對煙包的外觀進行美化。因此，透明紙的包裝質量與煙支防霉保質關系甚大，小盒透明紙包裝質量不穩定不僅會造成煙包外觀質量不達標，還會使物耗增加，使卷煙生產成本升高，經濟效益下降[1]。FOCKE401 小盒透明紙包裝機主要由透明紙供給系統，拉線供給系統，透明紙裹包成型熱封系統等組成。透明紙裹包成型熱封系統主要完成煙包的傳送、透明紙裹包，并在傳送過程中完成透明紙的初次預封和最后熱封。其中，堆積塔內的長邊終封烙鐵主要完成對已預封過的透明紙長折頁的最后熱封[2]。在實際生產過程中，小盒透明紙側面長邊容易出現熱封不牢、長邊側封皺褶，拉線反卷等質量缺陷。此外，由于不同品牌卷煙的商標紙、透明紙等包裝材料在表面摩擦系數、收縮性能等方面存在差異，導致更換牌號后小盒透明紙包裝的外觀質量不穩定，特別是換牌生產后，小盒透明紙的側長邊包裝質量差異較大，不能滿足現代卷煙生產企業提高生產效率和保障產品質量的要求。因此必須設法解決該問題[2]。

1 存在的問題及原因分析

1.1 有效燙封面積小

FOCKE401 小盒透明紙包裝機透明紙側長邊熱封質量主要由長邊預封烙鐵和長邊終封烙鐵決定。在此之前，已經對長邊預封烙鐵進行了改進，改進前后如圖1、圖2 所示，即原401 轉塔側縫烙鐵只有一個位于轉塔正上方，改進后是利用上半圓弧區的寬度差調整尺寸，增加一個長邊預封烙鐵，對煙包側長邊透明紙進行兩次預封，從而達到增加預封次數的目的。但是，通過改進長邊預封烙鐵后，側長邊透明紙的熱封質量并沒有達到預期效果，在生產過程中仍然出現長邊透明紙熱封不牢、長邊側封皺褶，拉線反卷等質量缺陷，特別是長邊側封皺褶，拉線反卷兩個問題并沒有明顯改善。因此，影響小盒透明紙包裝機透明紙側長邊熱封質量的主要原因應該是長邊終封烙鐵。

圖1 長邊預封烙鐵改進前實物圖

FOCKE401 小盒透明紙包裝機長邊終封烙鐵如圖3 所示，原有長邊終封烙鐵的尺寸和表面形狀如圖4、圖5 所示。通過測量計算，堆疊塔處小盒透明紙包裝機透明紙長邊終封烙鐵的總面積為8.125 cm2，由于長邊終封烙鐵發熱面呈梯形，則長邊終封烙鐵能與煙包的接觸面積為4.101 cm2，即有效燙封面積僅為4.101 cm2，而烙鐵表面其余4.024 cm2的發熱部分沒有對煙包進行熱封。

圖2 長邊預封烙鐵改進后實物圖

圖3 長邊終封烙鐵實物圖

圖4 原有長邊終封烙鐵

圖5 原有長邊終封烙鐵

1.2 烙鐵的表面形狀不利于穩定透明紙長邊搭口的熱封質量

針對煙包拉線反卷這一常見質量缺陷來說，由于長邊終封烙鐵發熱面呈梯形，意味著煙包在經過長邊終封烙鐵進行燙封的過程中，煙包的側長邊是間歇性進行燙封的。長邊終封烙鐵首先與煙包側長邊透明紙進行接觸燙封時拉線的U 形切口處并未有完全熨燙牢固，隨著煙包的運動，拉線的U 形搭口在間歇性燙封的過程中可能存在熨燙不充分而導致拉線接頭打開的情況。基于原有的長邊終封烙鐵表面形狀，如果U 形切口處的拉線接頭在烙鐵表面的“凹槽”處打開，隨著煙包運動到平面處，U形切口處的拉線接頭就容易被反折并熨燙，如此反復，便造成拉線接頭反卷質量缺陷。

此外，煙包在堆疊塔內進行側長邊燙封的過程中，透明紙煙包之間可能出現相對運動，這就容易造成長邊側封皺褶的質量缺陷。特別是在換牌生產后，由于不同商標紙和透明紙的表面摩擦系數不同，透明紙與煙包之間的運動不穩定，在燙封過程中容易出現相對運動，這就更加容易造成長邊側封皺褶的質量缺陷。而原有烙鐵表面的梯形結構不利于透明紙與煙包的同步穩定運動，加劇了透明紙與煙包之間產生相對運動的風險。

在煙包側長邊透明紙熨燙不充分的情況下，就會產生小盒透明紙長邊熱封不牢的質量問題。在實際生產過程中，雖然升高烙鐵的溫度有利于長邊搭口熱封牢固，但烙鐵溫度過高也會帶來一些弊端，例如在長邊搭口處形成“死皺紋”、煙包過度熨燙變形、透明紙內起霧等質量缺陷。因此，針對小盒透明紙長邊熱封不牢這一質量缺陷，也應該從烙鐵表面結構進行改進。

2 改進措施

由以上分析可知，造成FOCKE401 小盒透明紙包裝機長邊透明紙熱封質量不穩定的原因主要是因為長邊終封烙鐵的有效燙封面積小，以及烙鐵的表面形狀不利于穩定透明紙長邊搭口的熱封質量。圍繞這兩個原因尋求解決辦法，通過綜合分析，決定采用增加烙鐵與煙包的接觸面積來增加烙鐵的有效燙封面積，通過將烙鐵表面改為摩擦更為穩定的平面，以達到穩定透明紙長邊搭口熱封質量的目的。

2.1 改進后烙鐵的尺寸確定

通過查閱《FOCKE350 包裝機組》等相關技術文件和試驗觀察發現，當煙包到達提升器頂端時與透明紙長邊終封烙鐵的截面接觸面積最大，此時是調整透明紙長邊終封烙鐵截面的最佳位置，通過測量，煙包的長邊側封搭口截面長度為88.48 mm，高度為19.3 mm。為了準確改進透明紙長邊終封烙鐵的截面，應盡量增大其與煙包側面的接觸面，同時烙鐵長度要求至少能容納5個工位的煙包，由于設備基準設置，最多不能超過7 個工位的煙包。如果過短達不到增大有效熱封面積的效果，過長會導致材料浪費，因此透明紙長邊終封烙鐵截面應盡可能大一些。所以，透明紙長邊終封烙鐵截面的長度5×19.3 mm＜L＜7×19.3 mm。烙鐵的寬度須大于煙包的長度且須小于外墻板到設備基準面之間的距離，并為兩墻板及墻板的活動留出余量，所以寬度88.4 mm＜d＜100 mm。

因此，FOCKE401 小盒透明紙包裝機透明紙長邊終封烙鐵的截面尺寸取整為：長度為115 mm，寬度為95 mm，高度為20 mm。如圖6，圖7 所示。

2.2 烙鐵表面形狀和材料確定

圖6 改進后長邊終封烙鐵

圖7 改進后長邊終封烙鐵

為了穩定透明紙長邊搭口的熱封質量，必須使煙包側長邊在烙鐵表面向上運動的過程中保持相對穩定的摩擦力，因此長邊終封烙鐵的表面要避免突變的形成，綜合考慮后決定選取垂直平面作為烙鐵的表面形狀。為了避免煙包側長邊搭口在燙封過程中產生氣泡，決定保留在烙鐵表面開槽的設計，有利于使煙包在烙鐵表面運動過程中逐步形成擠壓排除氣泡。透明紙長邊終封烙鐵為外熱式烙鐵，對烙鐵材料從成本、加工難易程度、導熱性能、耐磨性能，熱變形等方面對綜合評估，最終決定采用鋁合金作為烙鐵的材料。

3 改進后效果

改進后的透明紙長邊終封烙鐵能有效保證烙鐵面與煙包充分接觸和燙封，煙包在緊貼烙鐵表面運動的過程中摩擦穩定。煙包側長邊透明搭口在燙封過程中無“泡皺”、“死皺”等現象，煙包側長邊拉線的U 形切口處拉線接頭平整。對透明紙長邊終封烙鐵的改進有效減少煙包小盒透明紙長邊熱封不牢、長邊側封皺褶，拉線反卷等質量缺陷，在一定程度上保障和提高產品質量。