Công Nghệ Chế Bản Flexco Ngày Nay

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 ngườithấy 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 cũngchính là phần tử không in. Chiều cao từ đế bản cho tới bề mặt hình ảnh gọi làphần tử in nổi (relief). Mặt lưng của bản được tăng cường bằng một lớp đế (bằngpolyester, 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 loạibao 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, dùngđể gia công hầu hết các bản Flexo. Bản photopolymer được cấu tạo gồm những phântử 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 bảnnào: lỏng hay rắn, bản analog hay digital, đều theo cùng một quy trình phản ứnghóa học này trong quá trình gia công, tạo bản. Thông thường, bước đầu tiên là phơi phầnđế của bản với tia UV, làm cứng chúng đồng đều để tạo phần nền (floor) đạt độcao cần thiết. Phần mặt trước của bản sau đó được phơi tia UV một cách chọn lọcnhờ vào các loại bản che (phim âm bản trong công nghệ Analog hoặc lớp masktrong công nghệ Digital). Phần bị chiếu sáng sẽ bị polymer hóa tạo thành hình ảnhin nổi. Còn các phần tử bị che sẽ không bị polymer hóa và sẽ được tách ra trongquá trình hiện bản. Hình ảnh càng chi tiết thì qui trình phơi càng lâu. Phần tử không polymer hóa sẽ được bóctách bằng nhiều phương pháp khác nhau cho tới mặt đế bản chỉ còn lại phần tử innổi. Phương pháp phổ biến nhất là tách phần tử không in của bản rắn bằng các loạihóa chất rửa bản (dung môi truyền thống hoặc dung môi loại mới mùi nhẹ, hoặc lànước pha với các chất tẩy rửa). Một phương pháp khác là gia nhiệt: bao gồm việclàm nóng chảy các phần tử polymer rồi tách chúng ra bằng áp lực. Đối với bảnpolymer 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 dungmôi: sau khi phần tử không in được bóc tách, dung môi này thường bị hấp thụ vàotấm bản làm bản phồng lên. Do đó, bản polymer phải qua công đoạn sấy bản đểdung môi được bốc hơi hết để bản phục hồi lại kích thước ban đầu trước khi quagiai đoạn kế tiếp. Việc này thực hiện bởi những bộ gia nhiệt và quạt thổi khínóng vào bản. Tiếp đến là công đoạn chiếu sáng hoàntất bản: Do phần giữa tấm polymer vẫn còn sót lại những phần tử chưa polymerhóa, còn dính nên độ bền bản không cao, chất lượng chưa tốt. Để khắc phục vấn đềnày, bản được chiếu sáng lần nữa bằng đèn UVA và UVC để hoàn thành quá trìnhpolymer hóa cũng như làm khô hoàn toàn mặt bản. Bản polymer sau đó được kiểm tra, đo đạcvà hoàn thiện. Bản sau khi gia công phải được lưu giữ một thời gian trước khi sửdụng vì phản ứng polymer hóa không ngừng ngay lập tức mà thường tiếp tục diễnra 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 bảnFlexo

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, độcứng 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… Phương pháp tạo bản Phương pháp tạo bản thông dụng nhất hiệnnay trong in Flexo là analog và digital Laser Ablative Mask System (LAMS). Đốivới hệ thống analog, phim matt (phim có mặt nhám chuyên dùng cho bản Flexo) đượcghi riêng trước khi đặt lên trên tấm bản analog, sau đó tất cả được phủ lên mộttấm phim để hút chân không. Sau khi hút chân không, bản Flexo được phơi bằngtia UV. Hạt tram và đường nét trên bản thường to hơn so với tram và đường néttrên 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. Bảnanalog cũng có cấu trúc hạt tram bằng đầu (flat top) với độ bền hạt tương đối tốt. Công nghệ digital LAMS không dùngphim, thay vào đó một lớp mặt nạ màu đen được áp chặt lên mặt bản. Lớp mặt nạđen 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, tứclà 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 côngsuất thấp, tương tự loại dùng trong chế bản Offset. Lớp TIL này sau đó được épchân không lên mặt bản digital Flexo chuyên dùng. Nhờ vậy mặt thuốc của TILhoàn 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 dụngcủa oxy. Tiếp xúc hoàn hảo giữa bản với mặt thuốc tạo kết quả chuyển tiếp hình ảnh1: 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 bảnkhi 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 truyềnthống 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 hạttram 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% dotPhương pháp làm bản thứ 4 là khắc trựctiếp Direct Laser Engraving (DLE): ở phần tử không in được đốt bởi đầu laser cócông suất cực cao, nhằm tạo phần hình ảnhnổi. Đây là quá trình làm bản thuần túy digital, không dựa vào phản ứng hóa họcnhờ tia UV. Nó được sử dụng phổ biến cho việc in hình ảnh liên tục và chế bảnhình ống (sleeve). Tốc độ ghi và giá thành của hệ thống laser khá đắt là hạn chếcủa công nghệ đang phát triển này.Công nghệ ghi bản Laser:Có nhiều công nghệghi 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 đểđốt 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 (softdot). Nguyên do là cấu trúc của laser này có năng lượng cao ở trung tâm chùmtia, suy giảm mạnh ở vùng rìa tạo ra dạng năng lượng hình chuông.   Hình 8: Chùm tia Gaussian Phươngpháp thứ hai là chùm laser nhiều tia gồm những tia năng lượng thấp kết hợp lạitạo ra mức năng lượng cần thiết. Nhưng phương pháp này cũng tạo ra nguồn nănglượng cao ở trung tâm, bị giảm mạnh ở vùng gần bìa chùm tia, kết quả là hạttram không sắc nét.Công nghệ digital LAMS kết hợp với việctác động của oxy hóa làm hạt tram co lại trong quá trình phơi UV. Điều này thựctế làm cho kết quả cuối cùng của tấm bản kém ổn định và khó kiểm soát. Công nghệ sử dụng ép bản chân khôngLaminate: Với công nghệ tram vuông SQUARESPOT năng lượng thấp được sử dụng đểghi phim nhiệt TIL trước khi ép chân không lên bản Flexo digital. Mỗi hạt 10,6micron là một ma trận của 4×4 laser tạo cấu trúc tram hard dot với rìa cạnh sắcnét cũng như chuyển hình ảnh 1: 1 từ digital tới bề mặt bản. Đây chính là phần ưuviệt của công nghệ này. Vì so với file digital tạo bởi những ảnh điểm vuông, việcdùng laser dạng tròn luôn luôn cho kết quả có sai số. Điều này xảy ra khi các ảnhđiểm laser tròn chồng lên nhau làm thay đổi diện tích hạt. Phơi bản UV Bước quan trọng đối với mọi công nghệchế bản Flexo là phơi bản bằng tia UV nhằm tạo phản ứng polymer hóa cho phần tửin. Đây là phần quan trọng nhất đối với chất lượng sau cùng của bản. Công đoạnnày thay đổi rất ít trong suốt 20 năm qua với cải tiến nhiều hơn là những bướcđột phá. Chìa khóa của quá trình này là sự ổn định và chính xác lặp lại. Sự thay đổi bên ngoài như nhiệt độ, độẩm có thể ảnh hưởng đến quá trình phơi và kết quả. Những bộ phận đơn giản như mặtphẳng được làm mát của bàn phơi, lượng gió giải nhiệt đầy đủ để thổi hơi nóngthoát ra từ mặt bản cũng có thể hỗ trợ lớn cho việc tăng sự ổn định cho bản. Mộtyếu tố ảnh hưởng nữa là việc bóng đèn tuýp UV sẽ suy giảm năng lượng phát sángsau thời gian sử dụng. Vì vậy, bộ phận điều chỉnh ánh sáng bao gồm cảm biến đolượng sáng phát ra để tự động điều chỉnh thời gian phơi sẽ đảm bảo năng lượngphơi 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 quátrình xử lý hóa chất. Những phần tử không polymer hóa được bóc tách sau đó hòatan (phương pháp dung môi hữu cơ) hoặc nung chảy và bóc tách (phương pháp gianhiệt thermal). Phương pháp phổ biến nhất là dùng hóa chất rửa bản, hoặc là hỗnhợp nước và chất tẩy rửa. Trong cả hai trường hợp, hóa chất hấp thu phần tửphotopolymer có thể tái sinh rồi tách ra phần polymer không cần thiết, trướckhi xử lý thải. Dung dịch dùng ngày nay được coi làkhông có phần tử độc hại, mùi nhẹ và thân thiện với người vận hành. Nó được táitạo bằng công nghệ chưng cất truyền thống hoặc tái sinh với một gallont (3.79lít) của dung môi tái tạo với tỷ lệ 90%, có thể dùng để tạo nên gần 40 feetvuông (3.72 m2) của bản photopolymer loại 0.067”. Quy trình tạo bản nhiệt cũng là một phươngpháp phổ biến khác, thay vì hòa tan phần bản polymer không cần thiết, phần tửnày được nung nóng nhiều lần làm chảy nó, với thiết bị làm chảy polymer bằng lôhiện bản dưới áp lực. Thường là bản Flexo phải qua 8-12 vòng trong chu trìnhnày để đạt được độ sâu cần thiết cho mặt bản. Việc làm chảy vật liệu bản khôngcần 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 thườngđể tạo 40 feet vuông của bản (tương đương sử dụng một gallon dung môi), 440-480feet vuông của cuộn lô hiện bản được dùng và phải trả lại cho nhà máy chế tạo đểthải theo đúng qui định an toàn hoặc tái sinh lại. Việc chọn qui trình xử lý bằng dungmôi 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 nhưtráng rửa bằng dung môi cho phép tạo bản với tiêu chuẩn cao nhất. Mặt khác chọncông nghệ gia nhiệt thuận tiện và nhanh hơn. Yếu tố cần xem xét nữa là dung môisử dụng và quy trình tái sinh đang được các nhà sản xuất cải tiến liên tục nhằmtăng năng suất và thuận lợi hơn khi gia công bản. Kết luận: Nhìn chung, công nghệ làm bản Flexokhá phức tạp khi bạn không kiểm soát được chúng. Trong thực tế đây là sự kết hợpgiữa vật liệu làm bản và hệ thống ghi bản để tạo nên 1 tấm bản Flexo có thể chấpnhận về mặt thương mại cho sản phẩm được in ấn. Quá trình chuyển từ file sanghình ảnh cũng như xử lý bản càng ổn định chừng nào thì quy trình in trên máycàng dễ kiểm soát, giúp cho việc rút ngắn thời gian chuẩn bị, chạy thử và tăngcường 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.