CÔNG NGHỆ CHẾ BẢN FLEXO NGÀY NAY

[Admin]

Công nghệ Chế bản Flexo ngày nay

Trang 1

[You must be registered and logged in to see this link.]

[You must be registered and logged in to see this link.]

Quy trình làm bản Flexo, về cơ bản thật
là đơn giản. Bạn có thể bắt đầu với một tấm vật liệu polymer rắn (hoặc
lỏng) tác động chọn lọc bằng tia UV rồi bóc tách những phần tử không in
ra khỏi bản. Hơn 30 năm trước bản Flexo được làm bằng tay và được khắc
bằng những người thợ chế bản khéo léo.
Nhưng ngày nay, công
việc chế bản đã thay đổi rất nhiều, ngày càng khoa học, với chất lượng
được nâng cao vượt bậc và mọi người thấy nó khá phức tạp. Bài viết này
hy vọng sẽ giải thích những điểm chính về công nghệ Flexo và làm sáng tỏ
một số điểm thường gây thắc mắc.

Thuật ngữ về bản Flexo
Để hiểu rõ quá trình làm bản, trước tiên ta cần hiểu cấu trúc của bản
Flexo và một số thuật ngữ. Sau khi chế bản, khu vực nền trên đó phần tử
in tạo chân được gọi là đế bản (floor) hay cũng chính là phần tử không
in. Chiều cao từ đế bản cho tới bề mặt hình ảnh gọi là phần tử in nổi
(relief). Mặt lưng của bản được tăng cường bằng một lớp đế (bằng
polyester, nhôm hoặc kim loại…) nhằm tạo sự ổn định về kích thước bản
khi in.

Chiều dày bản phụ thuộc vào loại máy in và công dụng in của nó. Chiều
dày bản thay đổi từ 0.045” (1.14 mm) tới 0.25” (6.35 mm). Độ dày trung
bình của loại bản mỏng ở Bắc Mỹ là 0.067” (1.70 mm) được dùng cho nhãn
mác, hộp giấy, bao bì mềm… Bản dày từ 0.125” (3.175 mm) tới 0.25” (6.35
mm) thường được dùng nhiều trong in bao bì carton dợn sóng và trên các
loại bao dệt PP…


Hình 1: Cấu trúc của bản in Flexo

Quy trình chế tạo bản
Có hai loại bản photopolymer cơ bản là: bản lỏng hoặc bản rắn, dùng để
gia công hầu hết các bản Flexo. Bản photopolymer được cấu tạo gồm những
phân tử monomer và phần tử kích hoạt bằng tia UV (photoinitiator). Do
đó, sau khi được chiếu sáng bằng tia UV, các phần tử photoinitiator sẽ
phản ứng hóa học và kết nối với các monomer sẽ tạo thành một khối hợp
chất polymer. Với bất cứ loại bản nào: lỏng hay rắn, bản analog hay
digital, đều theo cùng một quy trình phản ứng hóa học này trong quá
trình gia công, tạo bản.

Thông thường, bước đầu tiên là phơi phần đế của bản với tia UV, làm cứng
chúng đồng đều để tạo phần nền (floor) đạt độ cao cần thiết. Phần mặt
trước của bản sau đó được phơi tia UV một cách chọn lọc nhờ vào các loại
bản che (phim âm bản trong công nghệ Analog hoặc lớp mask trong công
nghệ Digital). Phần bị chiếu sáng sẽ bị polymer hóa tạo thành hình ảnh
in nổi. Còn các phần tử bị che sẽ không bị polymer hóa và sẽ được tách
ra trong quá trình hiện bản. Hình ảnh càng chi tiết thì qui trình phơi
càng lâu.

Phần tử không polymer hóa sẽ được bóc tách bằng nhiều phương pháp khác
nhau cho tới mặt đế bản chỉ còn lại phần tử in nổi. Phương pháp phổ biến
nhất là tách phần tử không in của bản rắn bằng các loại hóa chất rửa
bản (dung môi truyền thống hoặc dung môi loại mới mùi nhẹ, hoặc là nước
pha với các chất tẩy rửa). Một phương pháp khác là gia nhiệt: bao gồm
việc làm nóng chảy các phần tử polymer rồi tách chúng ra bằng áp lực.
Đối với bản polymer lỏng, các phần tử polymer lỏng không sử dụng được
gom lại để tái chế, phần còn lại của bản được xử lý để hoàn thiện trước
khi in.

Trong trường hợp hiện rửa bằng dung môi: sau khi phần tử không in được
bóc tách, dung môi này thường bị hấp thụ vào tấm bản làm bản phồng lên.
Do đó, bản polymer phải qua công đoạn sấy bản để dung môi được bốc hơi
hết để bản phục hồi lại kích thước ban đầu trước khi qua giai đoạn kế
tiếp. Việc này thực hiện bởi những bộ gia nhiệt và quạt thổi khí nóng
vào bản.

Tiếp đến là công đoạn chiếu sáng hoàn tất bản: Do phần giữa tấm polymer
vẫn còn sót lại những phần tử chưa polymer hóa, còn dính nên độ bền bản
không cao, chất lượng chưa tốt. Để khắc phục vấn đề này, bản được chiếu
sáng lần nữa bằng đèn UVA và UVC để hoàn thành quá trình polymer hóa
cũng như làm khô hoàn toàn mặt bản.
Bản polymer sau đó được kiểm tra, đo đạc và hoàn thiện. Bản sau khi gia
công phải được lưu giữ một thời gian trước khi sử dụng vì phản ứng
polymer hóa không ngừng ngay lập tức mà thường tiếp tục diễn ra nhiều
giờ cho đến khi hoàn toàn ổn định. Đem sử dụng bản quá sớm có thể giảm
tuổi thọ bản và ảnh hưởng đến sự ổn định, đặc biệt đối với những chi
tiết hình ảnh nét nhỏ.


Hình 2: Quá trình đo đạc và kiểm tra bản Flexo

Trên đây là qui trình gia công bản Flexo và nó tương đối đơn giản. Điều
làm cho việc chế bản Flexo phức tạp là chất lượng bản thay đổi đáng kể
do những kết hợp giữa các yếu tố có thể xảy ra như:
- Vật liệu bản polymer, độ dày bản, độ cứng bản, mặt nạ mask, công nghệ ghi bản.
- Hệ thống xử lý bản, dung dịch xử lý bản và những công đoạn khác nhau
của việc hoàn thiện bản. Nó cũng tùy thuộc vào sản phẩm in Flexo như là:
nhãn in cuộn khổ hẹp (narrow web), bìa carton, bao thư, bao bì mềm, bao
nylon nhiều lớp hay bao bì carton dợn sóng v.v…

[Admin]

Phương pháp tạo bản
Phương pháp tạo bản thông dụng nhất hiện nay trong in Flexo là analog và
digital Laser Ablative Mask System (LAMS). Đối với hệ thống analog,
phim matt (phim có mặt nhám chuyên dùng cho bản Flexo) được ghi riêng
trước khi đặt lên trên tấm bản analog, sau đó tất cả được phủ lên một
tấm phim để hút chân không. Sau khi hút chân không, bản Flexo được phơi
bằng tia UV. Hạt tram và đường nét trên bản thường to hơn so với tram và
đường nét trên phim vì sự tán xạ và phản xạ của ánh sáng sau khi xuyên
qua nhiều lớp như: lớp phủ, tấm phim đã ghi và tấm che ngăn không cho
phim dính vào bản. Bản analog cũng có cấu trúc hạt tram bằng đầu (flat
top) với độ bền hạt tương đối tốt.

Công nghệ digital LAMS không dùng phim, thay vào đó một lớp mặt nạ màu
đen được áp chặt lên mặt bản. Lớp mặt nạ đen được đốt bằng tia laser
công suất cao, sau đó phần tử bị đốt được hút sạch để lộ ra phần tử in,
phần mặt nạ còn lại sẽ che phủ phần tử không in. Bản sau đó được phơi
với quy trình phơi thông thường, nhưng không có hút chân không, tức là
nó được phơi với sự hiện diện của không khí. Phần tử oxy trong không khí
tác động lên các phân tử kích hoạt polymer, làm chậm quá trình polymer
hóa, điều này khiến hạt tram bị co lại và thay vì bằng đầu, hạt tram có
hình đầu tròn như viên đạn.

Công nghệ thế hệ thứ 3 được phát minh từ năm 2008 là công nghệ làm bản
Laminate. Với công nghệ này, một lớp phim nhạy nhiệt chất lượng cao
Thermal Imaging Layer (TIL), được ghi bằng máy ghi bản công suất thấp,
tương tự loại dùng trong chế bản Offset. Lớp TIL này sau đó được ép chân
không lên mặt bản digital Flexo chuyên dùng. Nhờ vậy mặt thuốc của TIL
hoàn toàn tiếp xúc với bản polymer, còn đế phim sử dụng như một rào chắn
ngăn oxy tác động. Cả bản và lớp TIL được phơi trong không khí, nhưng
không có tác dụng của oxy. Tiếp xúc hoàn hảo giữa bản với mặt thuốc tạo
kết quả chuyển tiếp hình ảnh 1: 1 từ file sang bản. Lớp TIL sau đó được
bóc khỏi trước khi hiện bản và xử lý như qui trình bình thường. Cấu
trúc của hạt tram có chóp bằng đầu tạo sự bền bản khi in như bản analog
nhưng độ phân giải cao hơn rất nhiều, tới 300 lpi và tầng thứ đầy đủ từ 0
– 100%.


Hình 3: Cấu trúc hạt tram chóp bằng đầu


Bản Flexcel NX Bản Flexo Digital truyền thống
Hình 4: Hạt tram chóp bằng đầu của công nghệ làm bản Laminate và hạt tram chóp đầu tròn của công nghệ ghi bản truyền thống


Hình 5: Với công nghệ Laminate, chuyển tiếp hình ảnh từ file sang bản polymer là 1:1


Hình 6: So sánh hình ảnh in ra với hạt tram chóp bằng đầu và hạt tram chóp đầu tròn


Hình 7: Máy CTP Kodak Trendsetter NX


Bản Flexcel NX có thể tái tạo màu sắc hoàn hảo 1-99% dot

Phương pháp làm bản thứ 4 là khắc trực tiếp Direct Laser Engraving
(DLE): ở phần tử không in được đốt bởi đầu laser có công suất cực cao,
nhằm tạo phần hình ảnh nổi. Đây là quá trình làm bản thuần túy digital,
không dựa vào phản ứng hóa học nhờ tia UV. Nó được sử dụng phổ biến cho
việc in hình ảnh liên tục và chế bản hình ống (sleeve). Tốc độ ghi và
giá thành của hệ thống laser khá đắt là hạn chế của công nghệ đang phát
triển này

[Admin]

Công nghệ ghi bản Laser:
Có nhiều công nghệ ghi laser được áp dụng cho bản digital Flexo.
Công nghệ dùng bản digital LAMS: Hai loại phổ biến hiện nay áp dụng cho
bản đều dùng đầu laser năng lượng cao để đốt lớp mặt nạ đen.
Phương pháp phổ biến nhất là chùm tia laser đơn Gaussian. Chùm tia này
đốt bản với năng lượng cao nhưng có profile dạng hạt mềm (soft dot).
Nguyên do là cấu trúc của laser này có năng lượng cao ở trung tâm chùm
tia, suy giảm mạnh ở vùng rìa tạo ra dạng năng lượng hình chuông.


Hình 8: Chùm tia Gaussian

Phương pháp thứ hai là chùm laser nhiều tia gồm những tia năng lượng
thấp kết hợp lại tạo ra mức năng lượng cần thiết. Nhưng phương pháp này
cũng tạo ra nguồn năng lượng cao ở trung tâm, bị giảm mạnh ở vùng gần
bìa chùm tia, kết quả là hạt tram không sắc nét.
Công nghệ digital LAMS kết hợp với việc tác động của oxy hóa làm hạt
tram co lại trong quá trình phơi UV. Điều này thực tế làm cho kết quả
cuối cùng của tấm bản kém ổn định và khó kiểm soát.

Công nghệ sử dụng ép bản chân không Laminate: Với công nghệ tram vuông
SQUARESPOT năng lượng thấp được sử dụng để ghi phim nhiệt TIL trước khi
ép chân không lên bản Flexo digital. Mỗi hạt 10,6 micron là một ma trận
của 4x4 laser tạo cấu trúc tram hard dot với rìa cạnh sắc nét cũng như
chuyển hình ảnh 1: 1 từ digital tới bề mặt bản. Đây chính là phần ưu
việt của công nghệ này. Vì so với file digital tạo bởi những ảnh điểm
vuông, việc dùng laser dạng tròn luôn luôn cho kết quả có sai số. Điều
này xảy ra khi các ảnh điểm laser tròn chồng lên nhau làm thay đổi diện
tích hạt.


Hình 9: Đầu ghi thường và đầu ghi SquareSpot

Phơi bản UV
Bước quan trọng đối với mọi công nghệ chế bản Flexo là phơi bản bằng tia
UV nhằm tạo phản ứng polymer hóa cho phần tử in. Đây là phần quan
trọng nhất đối với chất lượng sau cùng của bản. Công đoạn này thay đổi
rất ít trong suốt 20 năm qua với cải tiến nhiều hơn là những bước đột
phá. Chìa khóa của quá trình này là sự ổn định và chính xác lặp lại.
Sự thay đổi bên ngoài như nhiệt độ, độ ẩm có thể ảnh hưởng đến quá trình
phơi và kết quả. Những bộ phận đơn giản như mặt phẳng được làm mát của
bàn phơi, lượng gió giải nhiệt đầy đủ để thổi hơi nóng thoát ra từ mặt
bản cũng có thể hỗ trợ lớn cho việc tăng sự ổn định cho bản. Một yếu tố
ảnh hưởng nữa là việc bóng đèn tuýp UV sẽ suy giảm năng lượng phát sáng
sau thời gian sử dụng. Vì vậy, bộ phận điều chỉnh ánh sáng bao gồm cảm
biến đo lượng sáng phát ra để tự động điều chỉnh thời gian phơi sẽ đảm
bảo năng lượng phơi luôn ổn định. Đây cũng là một yếu tố quan trọng
trong việc phơi bản Flexo.


Hình 10: Quá trình phơi bản Flexo

Quá trình hiện và xử lý bản
Đối với tất cả qui trình làm bản Flexo (trừ khắc bản trực tiếp DLE:
Direct Laser Engraving), quá trình hiện bản là quá trình xử lý hóa chất.
Những phần tử không polymer hóa được bóc tách sau đó hòa tan (phương
pháp dung môi hữu cơ) hoặc nung chảy và bóc tách (phương pháp gia nhiệt
thermal). Phương pháp phổ biến nhất là dùng hóa chất rửa bản, hoặc là
hỗn hợp nước và chất tẩy rửa. Trong cả hai trường hợp, hóa chất hấp thu
phần tử photopolymer có thể tái sinh rồi tách ra phần polymer không cần
thiết, trước khi xử lý thải.

Dung dịch dùng ngày nay được coi là không có phần tử độc hại, mùi nhẹ và
thân thiện với người vận hành. Nó được tái tạo bằng công nghệ chưng cất
truyền thống hoặc tái sinh với một gallont (3.79 lít) của dung môi tái
tạo với tỷ lệ 90%, có thể dùng để tạo nên gần 40 feet vuông (3.72 m2)
của bản photopolymer loại 0.067”.
Quy trình tạo bản nhiệt cũng là một phương pháp phổ biến khác, thay vì
hòa tan phần bản polymer không cần thiết, phần tử này được nung nóng
nhiều lần làm chảy nó, với thiết bị làm chảy polymer bằng lô hiện bản
dưới áp lực. Thường là bản Flexo phải qua 8-12 vòng trong chu trình này
để đạt được độ sâu cần thiết cho mặt bản. Việc làm chảy vật liệu bản
không cần thiết cũng sẽ sản sinh ra khí thải phải được hút ra khỏi khu
vực sản xuất. Cuộn lô hiện bản là vật liệu dùng một lần và phải lớn hơn
khổ bản. Thông thường để tạo 40 feet vuông của bản (tương đương sử dụng
một gallon dung môi), 440-480 feet vuông của cuộn lô hiện bản được dùng
và phải trả lại cho nhà máy chế tạo để thải theo đúng qui định an toàn
hoặc tái sinh lại.


Hình 11: Quá trình xử lý và sấy khô bản

Việc chọn qui trình xử lý bằng dung môi hoặc qui trình xử lý bằng nhiệt
được quyết định dựa trên yêu cầu kỹ thuật. Ta phải xem xét những lợi
điểm và khuyết điểm của từng công nghệ. Ví dụ như tráng rửa bằng dung
môi cho phép tạo bản với tiêu chuẩn cao nhất. Mặt khác chọn công nghệ
gia nhiệt thuận tiện và nhanh hơn. Yếu tố cần xem xét nữa là dung môi sử
dụng và quy trình tái sinh đang được các nhà sản xuất cải tiến liên tục
nhằm tăng năng suất và thuận lợi hơn khi gia công bản.

Kết luận:
Nhìn chung, công nghệ làm bản Flexo khá phức tạp khi bạn không kiểm soát
được chúng. Trong thực tế đây là sự kết hợp giữa vật liệu làm bản và hệ
thống ghi bản để tạo nên 1 tấm bản Flexo có thể chấp nhận về mặt thương
mại cho sản phẩm được in ấn. Quá trình chuyển từ file sang hình ảnh
cũng như xử lý bản càng ổn định chừng nào thì quy trình in trên máy càng
dễ kiểm soát, giúp cho việc rút ngắn thời gian chuẩn bị, chạy thử và
tăng cường tính ổn định của sản phẩm in. Điều này sẽ mang nhiều lợi ích
cho nhà in, khách hàng sử dụng sản phẩm và cuối cùng là môi trường.

Tài liệu được cung cấp bới Công ty TNHH Thương Mại – Dịch Vụ - Kỹ Thuật Toàn Ấn

[Sponsored content]