新款芙蓉王烟包，从设计研发到批量生产的工艺优化全过程
时间：2023-05-16 来源：
2020年下半年，湖南中烟技术中心面向社会公开征集芙蓉王新品烟包设计方案和样品，要求在芙蓉王（硬蓝新版）烟包系列中，开发一种红色款新品烟包。笔者所在公司接到设计任务后，立即组织研发团队投入紧张工作中，公司技术中心设计、工艺、排版三组联动，在生产车间和物资管理部门的全力配合下，最终按期完成了此款芙蓉王新品烟包的设计研发任务。
2021年初，公司设计研发的新品芙蓉王（硬红宝石）烟草包装（如图1所示），在众多设计方案中脱颖而出，实现中标量产。笔者现将芙蓉王（硬红宝石）烟草包装从设计研发到实现批量生产的工艺优化全过程进行分享，希望能为同行提供更多经验。
图1 新品芙蓉王（硬红宝石）烟草包装
创新性烟包设计与前瞻性工艺研发的运用，这两者是需要完美契合的。优秀的烟包设计必须辅以前瞻性工艺研发思维，这样才是产品设计研发的“王道”，它们的完美融合是实现产品批量生产和产品质量稳定的前提基础。
针对“宝石”的特质如何体现，产品的上乘品质又如何表达？设计团队在公司设计专家的带领下开展了“头脑风暴”式讨论，通过各种奇思妙想不断地碰撞，最终实现了设计灵感突破，提出了创新性外观设计思路：大透镜定位纸烟盒本身就是一颗闪耀的宝石，设计人员无需再进行“宝石”外观设计，而是把整个烟包打造成为一颗闪闪发光的红宝石。
在保持原芙蓉王常规烟包风格不变的情况下，芙蓉王（硬红宝石）烟包的底纹设计成为重中之重，于是整个设计团队锁定以“中国红”作为包装的主体色调，每人设计两款底纹，一轮、两轮、三轮下来，设计团队尝试了很多方案，如：皮纹、金属拉丝纹、光芒放射纹、水波纹，波点纹，细锤纹等，这些方案的红色基底的设计样都不是很理想，并不能很好地切合“红宝石”的设计主题。
当设计正处于“山重水复疑无路”之际，一种“元代剔红漆器”进入了设计专家的视野，此款烟包的底纹设计思路终于打破了禁锢，迎来了“柳暗花明又一村”的情境。
“剔红雕漆”是中国传统民族艺术，设计专家通过引用“元代剔红漆器”上的芙蓉雕花图案，用线和点抽象表现漆器图案的精髓，最终设计构成此款烟包的底纹效果，如图2所示。当设计稿出来之后，设计团队将其与现代光刻技术制造的大透镜纸进行结合，再配合红色的光泽，仿佛彤云满空，营造出了宝石被光束照耀后形成的丝丝缕缕光线，既丰富了红宝石的细节，又增添了视觉看点，同时也是对中国传统文化和古代漆雕的传承，并带来全新的视觉冲击和极致的触摸手感。
图2 芙蓉王（硬红宝石）烟草包装底纹效果
工艺研发团队如何用最合适的印刷工艺呈现出烟包设计效果，这是印刷工艺研发的重中之重。生产工艺研发既要考虑烟包设计的视觉美感，又要综合考虑产品批量生产效率和产品质量稳定的相关因素。公司技术中心与车间通力协作，临时组建了多个新品打样工作小组，各组人员分步测试改进、推敲烟包工艺效果，反复调整印刷工艺及设计文件。在整个生产工艺研发过程中，工艺研发团队根据烟包设计效果要求，一共制定了十余套印刷工艺方案。
为了实现芙蓉王（硬红宝石）烟包底纹的立体花纹效果，工艺研发团队首先想到的是丝印凸字油工艺（如图3左图所示），并对丝印凸字油样品进行工艺评审得出结论：丝网印刷样品普遍存在套印精度差和生产过程质量控制难度大的问题，而且丝网印刷线条相对较粗，纹理效果生硬、缺乏灵气，与设计意境差距较大。
为了实现烟包底纹精美、细腻的设计初衷，同时兼顾批量生产效率与产品质量稳定的要求，工艺研发团队经过反复测试和比对，最终确定了运用胶印逆向光油工艺（如图3右图所示）凸显底纹质地效果，运用专版透镜全息定位防伪烫印工艺、常规的烫金、压凸工艺，以全面提高烟包外观效果和防伪性能。经过整个工艺研发团队不断精工细琢，打造出了一款外观精美、生产易控和质量稳定的产品。
图3 丝印凸字油印刷工艺（左）与胶印逆向光油印刷工艺（右）
批量生产工艺优化
优秀的烟包设计和工艺研发为产品批量生产打下了基础，但是在批量生产过程中，芙蓉王（硬红宝石）烟、条盒还是出现了二维码喷印不实、逆向光油效果不明显以及压凸、压框工序消耗大等问题。为解决该烟包在生产中存在的问题，公司技术中心联合车间对芙蓉王（硬红宝石）烟、条盒从三个方面进行了生产工艺优化，最终实现了产品批量生产和产品质量稳定的目标。
(1)在芙蓉王（硬红宝石）烟盒喷码生产过程中，经常出现二维码喷印白线多，即喷印不实问题。公司工艺优化团队通过观察后发现胶印白墨流平性较差，经过反复测试发现是由于胶印白墨表面不平整，最终导致了二维码喷印不实的问题，工艺优化团队针对此问题进行了优化调整。
芙蓉王（硬红宝石）烟盒由9色胶印完成，原胶印色序为：透明黄、白1、白2、原红、扩红、逆向底油、花黄、黑、逆向面油。针对白墨印刷平整性问题，工艺优化团队将透明黄调整至白2后，利用透明黄色组对白墨空压展平来提高白墨的平整性，并关闭了白2后的UV灯，同时启用原红色组UV灯确保白墨干燥，优化后的胶印色序为：白1、白2、透明黄、原红、扩红、逆向底油、花黄、黑、逆向面油。经过优化调整后，胶印白墨印刷平整（烟盒改进前后喷码效果如图4所示）解决了芙蓉王（硬红宝石）烟盒喷印不实的问题。
图4 烟盒改进前（左）、后（右）喷码效果
(2)在芙蓉王（硬红宝石）条盒生产过程中，喷码时同样出现二维码白线多喷印不实问题，通过仔细观察喷印不实部分，发现问题除了胶印白墨印刷不平之外，还存在白墨干燥不够彻底问题，公司工艺优化团队针对此问题也进行了优化调整。
芙蓉王（硬红宝石）条盒同样使用了胶印9色印刷，胶印色序同烟盒。工艺优化团队除了关闭白2后的UV灯启用第4组外，还增开第6组UV灯确保白墨干燥，经过胶印工艺参数调整后，完美解决了芙蓉王（硬红宝石）条盒喷印不实问题，后续为确保烟盒白墨干燥效果，胶印烟盒时也启用了第6组UV灯加强白墨干燥。
调整胶印工艺解决逆向光油印刷问题
在探讨此问题之前，首先简单阐述一下逆向光油工艺的工作原理，它是通过印刷两次不同性质的透明油墨来实现的，第一次印刷的透明油墨称为底油，它由PS版印刷完成，胶印底油可印刷带有复杂图案的内容，第二次印刷的透明油墨称为面油，它由涂布树脂版印刷完成，墨层较厚，可提供高亮度效果。
两种油墨结合后会形成明暗相间的图案，由于涂布亮光层墨层较厚，所以逆向光油会有较强的触感。在胶印生产过程中，逆向光油工艺主要出现了两种问题：逆向光油效果不明显、部分纹理缺失；逆向光油墨串色导致胶印异常。
逆向光油效果不明显和部分纹理缺失问题
工艺优化团队通过观察问题产品，并对胶印逆向光油工艺进行了多项分步测试，通过对比测试样品后发现此问题是由于底油附着力较差和底油干燥力度不够造成的，因此，逆向光油工艺对纸张达因值和胶印UV干燥系统也提出了更高要求。
针对纸张表面张力出现波动导致底油附着力问题，以及胶印过程中底油UV干燥问题，工艺优化团队对胶印工艺做了以下调整，最终解决了胶印逆向光油印刷问题。
(1)严把纸张入库关。对入库的专用纸张必须检验其表面张力值，抽检纸张表面张力必须满足40达因以上才能判定合格。当然入库检测是存在风险性的，在批量生产中如出现纸张张力波动导致底油附着力问题时，可以通过在面油里适当添加专用稀释剂，来减小面油对底油的反拉力以保持底油图案的完整性，确保胶印逆向光油纹理效果不缺失。
(2)调整胶印工艺参数。工艺优化团队根据胶印UV光源对底油的干燥效果，选用适合底油干燥的专用紫外波长的UV灯管，并测试最适合底油干燥的UV功率参数，为增强逆向光油干燥效果提供设备支持。
逆向光油墨串色导致胶印异常
在批量印刷时，通过前期优化后逆向光油效果较好，但是在长时间印刷后又出现了底油串色到后面色组的胶辊上，引起印品在没有逆向光油效果的位置出现花麻，特别是在黑色条码上经常出现亮斑导致条码识读异常，胶印时操作人员需要频繁清洗胶辊，加大了机台人员的工作强度，而且胶印质量无法保障。工艺优化团队针对此问题进行了两个方面的优化调整，最终解决了此问题。
(1)优化调整胶印色序。将底油位置后移至面油之前，避免底油串到其他色组上造成胶印异常。优化调整后的胶印色序为：白1、白2、透明黄、花黄、原红、扩红、黑、底油、面油。
(2)逆向光油效果稳定性优化。在批量生产中，工艺优化团队为获得更稳定的逆向光油效果，同时兼顾逆向光油效果强弱控制，在底油与面油之间增加一组空压色组提高底油平实效果，空压后再启用UV干燥，逆向光油效果强弱主要取决于底油干燥强度，干燥越强效果越强。通过此次优化调整后（改进前后逆向光油效果对比如图5所示），逆向光油的效果更清晰细腻、触感强弱可控。经过对胶印设备和胶印工艺不断优化调整之后，胶印逆向光油在批量生产中的各类问题最终得以圆满解决。
图5 改进前（左）、后（右）逆向光油效果对比
调整压凸、压框工艺，实现压凹凸组合工艺
为提高芙蓉王（硬红宝石）烟、条盒的合格率和生产效率以及降低模切设备占用率，工艺优化团队在分析压凸、压框两道工序特点后得出：压凸、压框两道工序存在合并的可行性。在压凹凸组合工艺试验过程中，主要出现了两个问题：框线旁边存在压痕印问题；锌合金版和树脂版容易出现跑动问题。
框线旁边存在压痕印问题
此问题是在制作组合压凹凸版的过程中，制版厂考虑的压凹与压凸面之间的高度差不够，从而导致在压凹凸过程中，压凸面边缘在产品上留下痕印所致。工艺优化改进措施：调整制版参数将压凸面降低0.2mm，使压凸面与压框面存在一个合适的高度差，具体数值大小需要根据纸张厚度和压凹凸效果强弱共同决定，改进前后压凸、压框效果对比如图6所示。
锌合金版和树脂版容易出现跑动问题
这个问题主要是和压凹凸组合版与模切基版的接触面积大小以及双面胶的黏性有关。我们可以选用质量好、粘性强的双面胶来固定锌合金版和树脂版，同时适量加大锌合金版和树脂版的面积，我们在加大压凹凸组合版的尺寸时要考虑拼版间距，以免发生锌合金版过大造成两版抵住装不下去的问题。工艺优化团队经过测量后将原来锌合金版尺寸由70mm×230mm改为80mm×230mm；树脂版A尺寸由40mm×35mm改为40mm×50mm；树脂版B尺寸由40mm×50mm改为40mm×60mm，经过调整后再未发生锌合金版和树脂版跑动问题，锌合金版改进前后对比如图7所示，树脂版改进前后对比如图8所示。
在应用压凹凸组合工艺后，该产品的生产加工中减少了一道工序消耗，同时提高了产品生产效率和合格率。
图6 改进前（左）、后（右）压凸、压框效果对比
图7 锌合金版改进前后对比
图8 树脂版改进前后对比
一个新品烟包的诞生和成功量产，意味着一个个优秀团队在各自领域的匠心独用。本文论述了一个产品从设计研发到批量生产工艺优化的整个过程，它饱含着众多技术人员的智慧和汗水，笔者希望此文能为从事新品设计和工艺研发的技术人员起到抛砖引玉的作用。
