Tìm hiểu độ giãn giấy trong in flexo và giải pháp trapping phù hợp

Đồ án nghiên cứu hcmute tìm hiểu độ giãn giấy trong in flexo và đề xuất giải pháp trapping phù hợp, thiết kế chi tiết, tính toán kỹ thuật theo tiêu chuẩn, đánh giá tính khả thi dự

• Tác giả: Nguyễn Chí Bảo
• Người hướng dẫn: PGS. Ngô Anh Tuấn
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công Nghệ In
• Đề tài: Nghiên Cứu Độ Giãn Giấy Trong In Flexo Và Giải Pháp Trapping Hiệu Quả
• Loại tài liệu: đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2015
• Địa điểm: Tp. Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
• NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
• NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
• LỜI CẢM ƠN
• TÓM TẮT ĐỀ TÀI
• ABSTRACT
• MỤC LỤC
• DANH MỤC VIẾT TẮT
• DANH MỤC THUẬT NGỮ
• DANH MỤC BIỂU ĐỒ
• DANH MỤC BẢNG BIỂU
• DANH MỤC HÌNH ẢNH
• 1. PHẦN 1: MỞ ĐẦU
• 1.1. Lí do chọn đề tài:
• 1.2. Giới thiệu đề tài:
• 1.2.1. Lịch sử nghiên cứu:
• 1.3. Mục đích nghiên cứu:
• 1.4. Câu hỏi nghiên cứu:
• 1.5. Nhiệm vụ nghiên cứu:
• 1.6. Phương pháp nghiên cứu:
• 1.7. Đối tượng và khách thể nghiên cứu:
• 1.8. Giả thuyết nghiên cứu:
• 1.9. Giới hạn phạm vi nghiên cứu:
• 2. PHẦN 2: NỘI DUNG ĐỀ TÀI
• 1. Chương 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN:
• 1.1. Sơ lược về lịch sử:
• 1.1.1. Sơ lược về ngành in:
• 1.2. Lịch sử in Flexo:
• 1.3. Thị trường in Flexo:
• 1.3.1. Thị phần in flexo trên Thế giới:
• 1.3.2. Thị phần in flexo tại Việt Nam:
• 1.4. Lợi thế của in flexo so với các phương pháp in:
• 1.5. Các loại vật liệu:
• 1.6. Nilon và PE:
• 1.7. Giấy Paper Mill 110g:
• 1.8. Sự giãn giấy:
• 1.8.1. Nguyên nhân giãn giấy:
• 1.8.2. Độ đàn hồi cứng:
• 1.8.3. Độ bền kéo – độ biến dạng kéo:
• 1.8.4. Độ bền nén – độ biến dạng nén:
• 1.8.5. Độ uốn cong – độ biến dạng uốn cong:
• 1.8.6. Tương tác của giấy khi tiếp xúc chất lỏng:
• 1.8.7. Độ ẩm tương đối: Relative humidity – RH:
• 1.8.8. Giãn giấy trong in flexo:
• 1.9. Công nghệ in Flexo:
• 1.9.1. Nguyên lý hoạt động:
• 1.9.2. Nguyên lý cấp mực:
• 1.9.2.1. Cấp mực dạng hở:
• 1.9.2.2. Cấp mực dạng kín:
• 1.9.3. Các dạng cấu hình máy in flexo:
• 1.9.3.1. Máy in dạng chồng đứng – Stack press:
• 1.9.3.2. Máy in dạng hành tinh – CI: (CI: Common Impression press)
• 1.9.3.3. Máy in dạng nằm ngang (In-line Press):
• 1.10. Chế tạo khuôn in flexo:
• 1.10.1. Công nghệ CTF chế tạo khuôn in Flexo:
• 1.10.2. Khái quát chung về khuôn in Flexo:
• 1.10.3. Vật liệu làm khuôn in:
• 1.10.4. Yêu cầu chung đối với phim (dùng cho cả photopolymer rắn và lỏng):
• 1.10.5. Quy trình CTF chế tạo khuôn in Flexo:
• 1.10.6. Chế tạo bằng phương pháp quang hoá Photopolymer rắn:
• 1.10.7. Chế tạo bằng phương pháp quang hoá Photopolymer lỏng:
• 1.10.8. Chế tạo bằng công nghệ sử dụng Sleeve:
• 1.11. Công nghệ CTP chế tạo khuôn in Flexo:
• 1.11.1. Ghi bản bằng Laser với mask trực tiếp trên bản:
• 1.11.2. Ghi bản bằng khắc Laser/hoặc chiếu laser tách hút từng phần:
• 1.12. Vật liệu chế tạo trục Anilox:
• 1.13. Các phương pháp chế tạo trục Anilox:
• 1.14. Cấu trúc cell:
• 1.15. Thể tích chứa mực của trục Anilox:
• 1.16. Tần số cell:
• 1.17. Trapping là gì?
• 1.18. Tại sao trapping:
• 1.19. Nguyên tắc trapping:
• 1.20. Các biện pháp trapping:
• 1.20.1. Trapping thủ công:
• 1.20.2. Trapping bằng phần mềm chuyên dụng:
• 1.20.3. Trapping trong quá trình RIP:
• 1.20.4. Trapping trong in Flexo:
• 2. Chương 2: KHẢO SÁT THỰC TIỄN
• 2.1. Điều kiện nghiên cứu:
• 2.1.1. Phân chia công việc:
• 2.1.2. Điều kiện thực tiễn:
• 2.1.3. Nội dung thực nghiệm:
• 2.2. Phương pháp thực nghiệm đo:
• 2.2.1. Phương pháp đo tổng thể:
• 2.2.2. Phương pháp đo giới hạn:
• 2.2.3. Phương pháp đo caro:
• 2.2.4. Phương pháp đo bằng film:
• 2.3. Thiết bị thực nghiệm:
• 2.4. Thực hiện thực nghiệm:
• 2.4.1. Giấy Paper Mill:
• 2.4.2. Thông số kỹ thuật:
• 2.4.3. Thông số sản xuất:
• 2.4.4. Kết quả thực nghiệm:
• 2.4.5. Thông số kỹ thuật :
• 2.4.6. Thông số sản xuất:
• 2.4.7. Kết quả thực nghiệm:
• 2.5. Thông số giãn vật liệu:
• 2.6. Phân tích sự giãn giấy:
• 2.6.1. Tổng quan về giãn giấy trong quá trình in:
• 2.6.2. Lực tác dụng đến giấy:
• 2.6.2.1. Lực thu – xả cuộn:
• 2.6.2.2. Lực căng cuộn ở đơn vị dự trữ:
• 2.6.2.3. Lực ép in ở đơn vị in:
• 2.6.2.4. Lực căng ở đơn vị ra giấy:
• 2.6.3. Đánh giá sự giãn vật liệu:
• 3. CHƯƠNG 3: ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP TRAPPING
• 3.1. Thực trạng giãn vật liệu:
• 3.2. Áp dụng trapping giấy:
• 3.2.1. Xét theo chiều ngang cuộn (chiều khổ cuộn):
• 3.2.2. Xét theo chiều dọc cuộn (chiều chu vi cuộn):
• 3.2.3. Xét theo thứ tự chồng màu:
• 3.3. Kết quả áp dụng trapping vector:
• 3.4. Áp dụng trap với bitmap:
• 3.5. Áp dụng trapping cho màng LDPE:
• PHẦN KẾT LUẬN
• 1.1. Làm rõ cơ sở lý luận về vật liệu và phương pháp in Flexo:
• 1.2. Xác định được thực trạng đưa ra giải pháp phù hợp:
• 1.3. những việc chưa làm được:
• 2.1. Tự nhận xét giá trị mới mẻ và tính đóng góp của để tài:
• 3.1. Hướng phát triển đề tài:
• 4.1. Kiến nghị:
• Tài liệu tham khảo

Tóm tắt

I. Giới thiệu về độ giãn giấy trong in flexo

Nghiên cứu tập trung vào độ giãn giấy in flexo, một hiện tượng phổ biến ảnh hưởng đáng kể đến chất lượng in ấn. Độ giãn giấy là sự thay đổi kích thước của giấy do tác động của lực trong quá trình in. Hiểu rõ vấn đề giãn giấy là nền tảng để tìm kiếm giải pháp trapping hiệu quả. Các yếu tố như chất liệu giấy in flexo, mực in flexo, và quá trình in flexo đều đóng vai trò quan trọng trong việc xác định mức độ giãn. Phân tích độ giãn giấy được thực hiện thông qua các thí nghiệm thực tế, đo đạc chính xác các thông số giãn. Ảnh hưởng độ giãn giấy đến in ấn là vấn đề then chốt được đề cập, nhấn mạnh sự cần thiết của việc kiểm soát để đảm bảo chất lượng in.

1.1 Nguyên nhân gây giãn giấy

Một số nguyên nhân giãn giấy chính được xác định bao gồm: tính chất vật lý của giấy, như độ đàn hồi, độ bền kéo, độ bền nén, và độ uốn cong. Độ ẩm giấy và độ ẩm môi trường (độ ẩm tương đối) cũng ảnh hưởng đáng kể đến độ giãn giấy. Tương tác giữa giấy và chất lỏng (mực in) cũng góp phần vào hiện tượng giãn. Các lực tác dụng lên giấy trong quá trình in, bao gồm lực căng cuộn, lực ép in, và lực thu xả cuộn, tạo ra sự biến dạng trên giấy. Kiểm soát độ giãn giấy đòi hỏi hiểu biết sâu rộng về các yếu tố này. Quá trình in flexo với các thông số vận hành máy móc cũng ảnh hưởng đến hiện tượng giãn. Phân tích độ giãn giấy trên các loại vật liệu giấy in flexo khác nhau, bao gồm giấy thông thường và màng nhựa (Nilon, PE, BOPP), giúp đánh giá mức độ ảnh hưởng của từng loại vật liệu.

1.2 Phương pháp đo và phân tích độ giãn giấy

Để kiểm soát độ giãn giấy, cần có phương pháp đo đạc chính xác. Nghiên cứu này sử dụng các phương pháp đo khác nhau, bao gồm phương pháp đo tổng thể, phương pháp đo giới hạn, và phương pháp đo caro. Phương pháp đo bằng film cũng được áp dụng để đánh giá độ giãn trên màng. Thiết bị thực nghiệm được sử dụng để đảm bảo tính chính xác của kết quả. Phân tích độ giãn giấy được thực hiện dựa trên các dữ liệu thu thập được. Dữ liệu được xử lý và phân tích để xác định các thông số giãn chính xác. Kết quả thực nghiệm sẽ cho thấy sự giãn giấy trên các loại vật liệu giấy in flexo và trong các điều kiện in khác nhau. Thực trạng giãn vật liệu được làm rõ qua việc phân tích ảnh hưởng của các yếu tố liên quan đến độ giãn.

II. Giải pháp Trapping trong in flexo

Phần này tập trung vào giải pháp trapping in flexo để khắc phục lỗi giãn giấy. Trapping flexo hiệu quả là yếu tố then chốt để đảm bảo chất lượng in. Kỹ thuật trapping được nghiên cứu và áp dụng để bù trừ độ giãn giấy. Tối ưu hóa trapping là mục tiêu chính. Nghiên cứu đề xuất các giải pháp in ấn flexo chất lượng cao, bao gồm việc sử dụng phần mềm trapping, hướng dẫn trapping chi tiết, và các kỹ thuật trapping khác nhau như trapping thủ công và trapping vector. Trapping và độ giãn giấy có mối quan hệ mật thiết. Việc lựa chọn kỹ thuật trapping phù hợp phụ thuộc vào độ giãn giấy và loại vật liệu in.

2.1 Các kỹ thuật Trapping

Nghiên cứu so sánh hiệu quả của các kỹ thuật trapping, bao gồm trapping thủ công, trapping bằng phần mềm chuyên dụng, và trapping trong quá trình RIP. Trapping trong in flexo yêu cầu sự hiểu biết chuyên sâu về cả lý thuyết và thực tiễn. Hiệu chỉnh độ giãn giấy thông qua trapping được thực hiện trên nhiều khía cạnh, bao gồm cả chiều ngang, chiều dọc, và thứ tự chồng màu. Kết quả áp dụng trapping vector và áp dụng trapping cho bitmap được phân tích chi tiết. Cải thiện chất lượng in flexo thông qua trapping là mục tiêu hướng đến. Giải pháp trapping cho từng loại vật liệu giấy in flexo cũng được nghiên cứu và đề xuất. Các thông số trapping được tính toán dựa trên kết quả đo đạc độ giãn.

2.2 Ứng dụng và đánh giá hiệu quả Trapping

Nghiên cứu đánh giá hiệu quả của các giải pháp trapping áp dụng trong thực tế sản xuất. Kiểm soát chất lượng in ấn được cải thiện nhờ việc áp dụng trapping. Tiết kiệm chi phí in flexo có thể đạt được nếu trapping được thực hiện hiệu quả. Ứng dụng in flexo rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, giải pháp trapping phù hợp với từng loại sản phẩm. Quá trình in flexo được tối ưu hóa, hạn chế lỗi giãn giấy. Kết quả áp dụng trapping trên các sản phẩm cụ thể được trình bày và phân tích. Nghiên cứu đưa ra kiến nghị để áp dụng trapping hiệu quả trong sản xuất công nghiệp. Cộng nghệ in flexo được nâng cao hiệu quả nhờ việc áp dụng trapping.

III. Kết luận và đề xuất

Nghiên cứu đã làm rõ cơ sở lý luận về vật liệu và phương pháp in flexo. Thực trạng giãn vật liệu được xác định, từ đó đưa ra các giải pháp trapping phù hợp. Nghiên cứu nêu ra các vấn đề còn tồn tại, đồng thời đề xuất hướng phát triển trong tương lai. Giá trị mới mẻ và tính đóng góp của đề tài được tự nhận xét. Các kiến nghị nhằm cải thiện quá trình in flexo và nâng cao chất lượng in ấn được đưa ra. Nghiên cứu đóng góp vào việc phát triển công nghệ in flexo tại Việt Nam. Nghiên cứu cung cấp giải pháp in ấn chất lượng cao cho doanh nghiệp.

Nội dung chính

Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong ngành công nghiệp in ấn và sản xuất bao bì hiện đại, phương pháp in Flexo (Flexography) đóng vai trò quan trọng nhờ khả năng in trên đa dạng vật liệu (giấy, màng polymer, màng kim loại, bìa carton gợn sóng) với tốc độ cao (đạt 300 - 600 m/phút) và chi phí chế tạo bản in thấp hơn so với in ống đồng. Tuy nhiên, trong quá trình vận hành dây chuyền in Flexo dạng cuộn, hiện tượng biến dạng và giãn vật liệu – đặc biệt là vật liệu giấy – diễn ra liên tục dưới tác động tổng hợp của lực căng cuộn, áp lực ép in và sự tương tác hóa lý với hệ dung môi mực in.

Trong thực tế sản xuất tại các doanh nghiệp in ấn ở Việt Nam, hiện tượng giãn giấy thường bị xem là một sai số cơ học mặc định phải chấp nhận mà chưa có các nghiên cứu định lượng bài bản để khắc phục. Sự giãn dài dọc trục và dãn ngang khổ giấy gây ra lỗi sai lệch chồng màu (misregistration), làm xuất hiện các khoảng hở trắng (khe trắng) giữa các mảng màu giáp ranh, trực tiếp làm giảm chất lượng ấn phẩm. Đề tài "Tìm hiểu độ giãn giấy trong in Flexo và đề xuất giải pháp trapping phù hợp" được nhóm tác giả Nguyễn Chí Bảo, Thái Vĩnh Trường, Võ Thanh Tuấn (ngành Công nghệ In, Khoa Đào tạo Chất lượng cao – Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM, thực hiện năm 2015 dưới sự hướng dẫn của PGS.TS. Ngô Anh Tuấn) triển khai nhằm giải quyết trực tiếp bài toán đo đạc độ giãn nở vật liệu và thiết lập giải pháp bù trừ bằng kỹ thuật trapping trong quy trình chế bản.

Đề tài đặt ra 3 câu hỏi nghiên cứu cụ thể:

1. Trong in Flexo làm thế nào để đo được sự giãn giấy?
2. Độ giãn giấy thực sự trong in Flexo là bao nhiêu?
3. Làm sao để trapping bù trừ sự giãn giấy?

Để trả lời các câu hỏi trên, đề tài xác định 4 nhiệm vụ nghiên cứu:

• Nhiệm vụ 1: Nghiên cứu cơ sở lý luận về phương pháp in Flexo, cơ chế giãn giấy và nguyên lý trapping.
• Nhiệm vụ 2: Khảo sát thực trạng sản xuất ở một số doanh nghiệp in Flexo về hiện tượng giãn giấy.
• Nhiệm vụ 3: Tổng hợp các kiến thức và thực tiễn sản xuất để đề xuất giải pháp trapping nhằm hạn chế và khắc phục sự giãn giấy trong in Flexo.
• Nhiệm vụ 4: Tổng hợp các thông tin có được để xây dựng thành một tài liệu kỹ thuật có giá trị ứng dụng.

Đối tượng nghiên cứu của khóa luận là hiện tượng giãn giấy trong công nghệ in Flexo và kỹ thuật trapping tương ứng. Khách thể nghiên cứu bao gồm các yếu tố tác động gây giãn vật liệu như máy in Flexo, khuôn in, vật liệu in, lực căng và áp lực cơ học. Phạm vi thực nghiệm của đề tài giới hạn trên hai loại vật liệu chính gồm giấy cuộn Paper Mill 110g (khổ 800 mm, chiều dài cuộn 6.500 – 7.700 m, độ sáng 93%, độ bóng 6%, định lượng 110 g/m²) và màng cuộn LDPE (Low Density Polyethylene, khổ 260 mm). Dữ liệu thực nghiệm được thu thập trực tiếp tại Xí nghiệp bao bì An Khang Liksin và Công ty Cổ phần in nhãn hàng An Lạc - Liksin tại TP.HCM.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khóa luận thiết lập hệ thống cơ sở lý thuyết chuyên ngành về khoa học vật liệu in và công nghệ truyền mực Flexo, bao gồm:

• Cấu trúc hóa lý và cơ học của giấy: Cấu tạo phân tử Xenlulo $(C_6H_{10}O_5)_n$ với bậc polymer hóa $n = 100 - 10.000$. Các nhóm hydroxyl (-OH) tự do quy định tính ưa nước, gây trương nở sợi và làm suy giảm liên kết hydro khi tiếp xúc với độ ẩm tương đối của môi trường (RH) hoặc dung môi mực in. Các tính chất cơ học gồm độ đàn hồi cứng tuân theo định luật Húc ($\epsilon = P/E$), module đàn hồi, độ bền kéo (gắn liền với thông số chiều dài đứt), độ bền nén và độ biến dạng uốn cong dưới áp lực lô ép.
• Nguyên lý công nghệ in Flexo: Kỹ thuật in nổi trực tiếp sử dụng bản in mềm (cao su hoặc photopolymer). Cấu trúc cấp mực gồm hệ thống cấp mực hở (trục máng mực kết hợp trục anilox) và hệ thống buồng gạt mực kín (chamber doctor blade). Trục truyền mực anilox bằng kim loại hoặc gốm ceramic được định lượng thông qua tần số cell và thể tích chứa mực (đo bằng đơn vị BCM – billion cubic microns per square inch). Cấu hình máy in được phân chia thành 3 dạng: máy in dạng chồng đứng (stack press), máy in dạng hành tinh có trục ép chung (CI press – Common Impression press) và máy in dạng nằm ngang (in-line press).
• Công nghệ chế tạo khuôn in và quy chuẩn kỹ thuật: Quy trình Computer To Film (CTF) và Computer To Plate (CTP) cho photopolymer rắn, lỏng và trục sleeve (như bản Cyrel DPR, bản elastomer CSX). Phương pháp tính toán hệ số bù trừ giãn dài K (K-factor) khi uốn khuôn in quanh chu vi trục ống bản. Áp dụng quy chuẩn góc xoay tram theo tiêu chuẩn ISO 12647-6.
• Lý thuyết trapping: Khái niệm mở rộng vùng phủ biên (spread/choke) giữa các màu lân cận để bù trừ sai lệch cơ học. Các nguyên tắc trapping gồm mở lớn màu nhạt lấn vào màu đậm, giữ nguyên hình dạng chủ thể và trap từ vùng tram phần trăm sang vùng màu đặc 100%.

Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm được triển khai thông qua việc kết hợp nghiên cứu tài liệu kỹ thuật, quan sát dây chuyền sản xuất, phỏng vấn chuyên gia chế bản/thợ in và đo đạc trực tiếp trên máy in Rotomec EG 402. Để xác định độ biến dạng của vật liệu, nhóm tác giả xây dựng 4 phương pháp đo đạc:

1. Phương pháp đo tổng thể: Đo lường kích thước toàn bộ chiều dài và khổ rộng của cuộn vật liệu trước và sau in.
2. Phương pháp đo giới hạn: Đo khoảng cách biến dạng tại các vùng biên khổ in chịu tác động kéo căng.
3. Phương pháp đo caro: In mạng lưới các ô vuông kích thước chuẩn lên bề mặt vật liệu để đánh giá biến dạng cục bộ hai chiều.
4. Phương pháp đo bằng film: Sử dụng phim ghi các điểm định vị (point) chuẩn đặt chồng lên tờ in thực tế để so sánh độ lệch tọa độ giữa các cụm in.

Danh mục thông số / Vật liệu	Giấy cuộn Paper Mill 110g	Màng cuộn LDPE
Định lượng / Độ dày	110 g/m²	Dạng màng mỏng cuộn
Khổ rộng cuộn	800 mm	260 mm
Chiều dài cuộn	6.500 – 7.700 m	Tiêu chuẩn sản xuất công nghiệp
Độ sáng / Độ bóng	Độ sáng 93%, độ bóng 6%	Trong suốt, độ bóng bề mặt cao
Thiết bị in thực nghiệm	Rotomec EG 402	Rotomec EG 402
Cơ chế biến dạng chính	Trương nở ẩm, giãn kéo cơ học	Biến dạng đàn hồi nhiệt và lực căng

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Cơ sở lý luận

Chương này trình bày lịch sử hình thành và vị trí thị trường của công nghệ in Flexo. Kỹ thuật này phát triển từ phương pháp in letterpress vào đầu thế kỷ 20 với tên gọi ban đầu là "in anilin". Sau khi Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ (FDA) cấm mực nhuộm anilin trong bao bì thực phẩm vào năm 1940 và phê chuẩn mực in an toàn mới vào năm 1946, thuật ngữ "flexographic" chính thức được thông qua năm 1951 thông qua cuộc thăm dò của Franklin Moss (Mosstype). Thị trường in bao bì Flexo ghi nhận sự tăng trưởng ổn định; tại Việt Nam, theo thống kê của Hiệp hội In Việt Nam (VPA), số lượng doanh nghiệp in đã tăng gấp 6 lần trong vòng 10 năm với hơn 3.000 doanh nghiệp, doanh thu toàn ngành duy trì mức tăng bình quân 15%/năm (năm 2008 tăng 9,2%, 2009 tăng 10,3%, 2010 tăng 18,2%). Khu vực TP.HCM tập trung gần 1.000 doanh nghiệp, chiếm 60% doanh thu và 52% sản lượng in cả nước.

Chương 1 đi sâu so sánh các nhóm vật liệu in Flexo: nhựa nhiệt dẻo Polyester (PET), màng định hướng OPP, màng định hướng hai chiều BOPP (độ dày 12 – 40 µm), màng nilon và PE (LDPE, HDPE), giấy xenlulozo và giấy carton gợn sóng (sóng A, B, C, E dạng một mặt, một lớp, hai lớp, ba lớp). Phần cơ lý tính phân tích các nguyên nhân gây giãn giấy:

• Độ đàn hồi cứng: Biến dạng liên kết hóa học với module đàn hồi cao su $E = 10\text{ N/m}^2$.
• Độ bền kéo và nén: Giấy chịu lực kéo dọc cuộn và lực nén vuông góc từ trục ép in.
• Tác động môi trường: Sự thay đổi độ ẩm tương đối (RH) làm thay đổi kích thước bó sợi xenlulo.

Về mặt công nghệ thiết bị, chương này mô tả chi tiết 3 dạng cấu hình máy in (chồng đứng, hành tinh CI, nằm ngang in-line), nguyên lý cấp mực buồng kín và trục anilox. Quy trình chế bản khuôn in gồm phương pháp quang hóa CTF và ghi bản CTP bằng laser mask/khắc laser trực tiếp, sử dụng hệ số biến dạng K-factor để bù độ giãn cong bản. Cuối cùng, tác giả trình bày bản chất kỹ thuật trapping: trapping thủ công, trapping qua phần mềm đồ họa chuyên dụng và trapping trực tiếp tại bộ xử lý hình ảnh điểm (RIP).

Chương 2: Khảo sát thực tiễn

Chương 2 mô tả quá trình thực nghiệm tại Xí nghiệp bao bì An Khang Liksin và Công ty Cổ phần in nhãn hàng An Lạc trên dòng máy in Rotomec EG 402. Khảo sát tập trung đánh giá trạng thái hình học của vật liệu giấy Paper Mill 110g và màng LDPE qua 3 giai đoạn:

1. Trạng thái vật liệu đầu vào trước khi in.
2. Trạng thái sau khi chạy qua các cụm máy in nhưng không tác dụng lực ép in (chỉ chịu lực căng chuyển động).
3. Trạng thái sau khi hoàn tất quá trình ép in có truyền mực.

Dữ liệu đo đạc được bóc tách theo các phân vùng tạo lực trong cấu trúc máy in:

• Lực thu – xả cuộn: Ảnh hưởng trực tiếp đến độ biến dạng ban đầu của màng và giấy.
• Lực căng tại đơn vị dự trữ: Tác động kéo giãn liên tục nhằm duy trì sự ổn định tốc độ băng giấy.
• Lực ép in tại các đơn vị in: Sự ép tiếp xúc giữa trục bản in, trục anilox và trục ép in tạo ra biến dạng nén cục bộ và đẩy vật liệu giãn sang hai biên ngang.
• Lực căng ở đơn vị ra giấy: Chi phối độ thu hồi đàn hồi của vật liệu sau khi sấy khô mực.

Kết quả đo đạc từ phương pháp lưới caro và đo film định vị chứng minh rằng: khi qua máy không ép in, giấy đã xuất hiện độ dãn dài nhất định do lực căng dẫn cuộn; khi có thêm lực ép in và tác động của mực, độ giãn tăng mạnh và xuất hiện sai lệch kích thước không đều giữa vùng tâm cuộn và hai mép cuộn (giãn nở theo chiều ngang khổ cuộn).

Chương 3: Đề xuất giải pháp trapping

Trên cơ sở số liệu thực nghiệm đo đạc ở Chương 2, Chương 3 phân tích thực trạng sai lệch chồng màu và xác lập giải pháp trapping thích ứng cho từng trường hợp:

• Trapping theo chiều ngang cuộn (khổ cuộn): Phân tích sai lệch kích thước theo từng khoảng cách 10 cm từ đường tâm ra mép giấy. Đề xuất bảng thông số trap tăng dần về phía hai biên để bù đắp cho hiện tượng giấy dãn nở ngang do áp lực ép in.
• Trapping theo chiều dọc cuộn (chu vi cuộn): Thiết lập thông số bù sai số dãn dài dọc trục do lực căng xả cuộn và lực kéo giữa các trạm in liên tiếp.
• Trapping theo thứ tự truyền màu: Tính toán giá trị trap tối đa giữa từng cặp màu chồng ghép (Cyan, Magenta, Yellow, Black và màu pha) dựa trên độ truyền mực và thời gian khô trung gian giữa các trạm in.
• Quy trình xử lý trapping cho đối tượng đồ họa:
  • Đối với file vector: Hướng dẫn thiết lập thông số trap chi tiết trên phần mềm Adobe Illustrator và phần mềm chuyên dụng cho bao bì Esko ArtPro.
  • Đối với hình ảnh bitmap: Đề xuất giải pháp xử lý trap cho các file raster có kích thước lớn gần bằng khổ giấy nhằm ngăn ngừa viền trắng khi giấy bị co giãn.
• Đề tài tiến hành so sánh đối chiếu bảng thông số đề xuất với các thông số trap thực tế đang được vận hành tại Công ty Cổ phần Hoàng Hạc nhằm khẳng định tính tương thích sản xuất.

Kết quả và đóng góp

Khóa luận cung cấp các dữ liệu định lượng và giải pháp kỹ thuật cụ thể cho quy trình in Flexo:

• Kết quả đo đạc thực nghiệm: Xác lập được biên độ biến dạng kích thước thực tế của giấy cuộn Paper Mill 110g và màng LDPE trên máy in Rotomec EG 402; phân định rõ tỷ lệ dãn nở do lực căng dẫn động cơ học và dãn nở do lực ép in kết hợp dung môi mực.
• Hệ thống bảng thông số trapping chuẩn hóa: Cung cấp hệ thống bảng tra thông số trap cụ thể chia tách theo hai hướng độc lập: chiều ngang khổ cuộn (cross-web) và chiều dọc chu vi cuộn (around-cylinder), cùng bảng thông số giới hạn trap tối đa giữa các cặp màu in.
• Quy trình thao tác tiền kỳ: Chuẩn hóa quy trình thực hiện trapping vector và bitmap trên các công cụ chế bản chuyên dụng (Adobe Illustrator, ArtPro), chuyển giao trực tiếp vào khâu xuất phim CTF hoặc ghi bản CTP.
• Đóng góp chuyên môn: Chuyển đổi cách xử lý sự cố giãn vật liệu từ phương thức thụ động (chấp nhận lỗi cơ học) sang phương thức kiểm soát chủ động tại khâu tiền kỳ (prepress); đóng góp tài liệu kỹ thuật có căn cứ thực nghiệm cho các nhà máy in bao bì nhãn mác Flexo tại Việt Nam.

Phân vùng kiểm soát	Bản chất biến dạng	Giải pháp kỹ thuật đề xuất
Chiều ngang khổ cuộn (Cross-web)	Giấy dãn nở không đều từ tâm ra hai biên do áp lực ép in	Thiết lập giá trị trapping mở rộng tăng dần theo khoảng cách cách tâm
Chiều dọc chu vi cuộn (Around-cylinder)	Giấy bị dãn dài dọc trục do lực căng cuộn và đơn vị dự trữ	Bù trừ thông số trap dọc kết hợp hiệu chỉnh hệ số K-factor trên bản in
Thứ tự tiếp xúc màu	Sai lệch chồng màu giữa các trạm in liên tiếp	Trap từ màu có mật độ quang học thấp sang màu có mật độ cao
Dữ liệu hình ảnh	Khe hở trắng tại biên tiếp giáp vector và bitmap	Ứng dụng kỹ thuật trap vector trên ArtPro và trap biên cho bitmap khổ lớn

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Khóa luận có các giới hạn nghiên cứu được tác giả nêu rõ:

• Phạm vi vật liệu và thiết bị: Dữ liệu thực nghiệm mới chỉ tập trung trên hai đối tượng là giấy Paper Mill 110g (khổ 800 mm) và màng LDPE (khổ 260 mm), được thu thập trên một dòng máy in cụ thể (Rotomec EG 402) tại hệ thống xí nghiệp thuộc Liksin; chưa thực hiện đo đạc mở rộng trên các dòng giấy couche, màng ghép phức hợp nhiều lớp hay giấy carton sóng dày.
• Yếu tố môi trường: Chưa tiến hành đo đạc biến thiên độ giãn giấy tương quan với sự thay đổi nhiệt độ và độ ẩm phòng in theo các mùa khác nhau trong năm.
• Hướng mở rộng nghiên cứu: Đề xuất mở rộng nghiên cứu sang các chủng loại màng đa lớp (BOPP, PET tráng kim) và carton sóng; tích hợp mô hình tính toán độ giãn tự động vào hệ thống RIP workflow thông minh; nghiên cứu tương tác giữa hệ thống kiểm soát lực căng tự động (closed-loop tension control) với việc tự động hiệu chỉnh thông số trap theo thời gian thực trên các máy in Flexo tốc độ cao.

Giá trị tham khảo

Báo cáo khóa luận là tài liệu tham khảo kỹ thuật hữu ích đối với:

• Sinh viên và giảng viên ngành Công nghệ In, Thiết kế Bao bì: Cung cấp cơ sở lý luận chi tiết về cơ lý tính vật liệu in, cấu trúc hệ thống in Flexo và nguyên lý kiểm soát sai số in cuộn.
• Kỹ thuật viên chế bản (prepress): Sử dụng trực tiếp các nguyên tắc thiết lập thông số trapping trên Illustrator và ArtPro tại Chương 3 để giải quyết bài toán chống viền trắng cho các đơn hàng bao bì Flexo.
• Kỹ thuật viên vận hành xưởng in Flexo: Tham khảo phương pháp phân tích lực tác động (lực căng cuộn, lực nén trạm in) và 4 phương pháp đo đạc độ giãn vật liệu tại Chương 2 để kiểm soát quy trình vận hành và kiểm tra chất lượng sản phẩm (QC).

Câu hỏi thường gặp

1. Mục tiêu cốt lõi của đồ án tốt nghiệp này là gì?

Mục tiêu của đề tài là khảo sát, đo đạc và định lượng hiện tượng co giãn cơ học của vật liệu giấy trong quá trình in Flexo cuộn, từ đó đề xuất các thông số và giải pháp trapping phù hợp trong khâu chế bản nhằm triệt tiêu lỗi sai lệch chồng màu.

2. Các phương pháp thực nghiệm nào được nhóm tác giả sử dụng để đo độ giãn giấy?

Nhóm tác giả thiết kế và áp dụng 4 phương pháp đo lường gồm: phương pháp đo tổng thể (đo kích thước toàn cuộn), phương pháp đo giới hạn (đo dãn biên), phương pháp đo caro (in lưới ô vuông chuẩn để đánh giá biến dạng cục bộ) và phương pháp đo bằng film (dùng tấm phim chuẩn có các điểm point định vị đặt chồng lên tờ in để đo độ sai lệch).

3. Nghiên cứu được thực nghiệm trên loại vật liệu và thiết bị in nào?

Thực nghiệm được thực hiện trên dòng máy in Rotomec EG 402 tại Xí nghiệp bao bì An Khang Liksin và Công ty Cổ phần in nhãn hàng An Lạc - Liksin. Hai loại vật liệu khảo sát chính là giấy cuộn Paper Mill 110g (khổ rộng 800 mm, định lượng 110 g/m²) và màng cuộn LDPE (khổ rộng 260 mm).

4. Vì sao thông số trapping trong in Flexo phải chia tách theo chiều ngang khổ cuộn và chiều dọc chu vi cuộn?

Do tính chất dị hướng của vật liệu dạng cuộn khi vận hành trên máy in: lực căng kéo dẫn động cuộn tác động chủ yếu dọc theo chiều dài (chu vi cuộn), trong khi lực nén ép in từ các trục ép lại làm vật liệu dãn nở ngang sang hai biên (khổ cuộn). Hai lực này có phương và độ lớn khác nhau nên thông số trapping phải được thiết lập riêng biệt để đảm bảo độ bù trừ chính xác.

5. Khóa luận khuyến nghị thực hiện kỹ thuật trapping trên các phần mềm nào?

Tác giả đề xuất ứng dụng quy trình trapping vector trên phần mềm đồ họa Adobe Illustrator và phần mềm chuyên dụng xử lý chế bản bao bì Esko ArtPro, kết hợp cấu hình thiết lập bẫy màu tự động trong quá trình xử lý hình ảnh điểm (RIP) trước khi ghi bản in CTP hoặc xuất film CTF.

Kết luận

Khóa luận của nhóm tác giả Nguyễn Chí Bảo, Thái Vĩnh Trường và Võ Thanh Tuấn đã hệ thống hóa cơ sở khoa học về biến dạng vật liệu và công nghệ in Flexo cuộn. Thông qua các phương pháp đo đạc thực nghiệm trên máy in Rotomec EG 402, đề tài đã định lượng thành công độ giãn của giấy Paper Mill 110g và màng LDPE dưới tác động của lực căng cuộn và áp lực in. Các giải pháp trapping chi tiết theo chiều ngang, chiều dọc và theo cặp màu được đề xuất trong công trình mang lại giá trị ứng dụng thực tiễn cao, giúp doanh nghiệp in bao bì chủ động khắc phục lỗi sai lệch chồng màu ngay từ khâu chế bản tiền kỳ.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU 1. Lí do chọn đề tài: Trong thời kì Công nghiệp hóa – Hiện đại hóa của đất nước, sự phát triển của xã hội hiện nay kéo theo sự phát triển của nhiều ngành công nghiệp trong đó ngành công nghiệp in cũng phát triển. Hiện nay, công nghiệp in đang có xu hướng phát triển mạnh mẽ về mảng sản phẩm bao bì, nhãn hàng. Với nhiều phương pháp in như Offset, ống đồng, Flexo,.

nhưng để đáp ứng nhu cầu của khách hàng đòi hỏi chất lượng sản phẩm phải tốt, mẫu mã đẹp nhưng phải đảm bảo tính rẻ, nhanh. Như mọi người đều biết in Offset là phương pháp in rộng rãi và phổ biến nhất để in trên vật liệu giấy, còn đối với vật liệu không hấm hút có thể kể đến in ống đồng. Dù về mặt chất lượng, hình ảnh in rất tốt nhưng giá thành làm khuôn in lại rất cao nên chỉ phù hợp những đơn hàng có số lượng lớn. Phương pháp in Flexo có chất lượng hình ảnh không kém pháp phương in ống đồng nhưng nó lại có lợi thế hơn là giá thành thấp do bản in chỉ là bản cao su hoặc photopolyme nên đáp ứng được với mọi đơn hàng.

Công nghệ in Flexo là công nghệ in ra đời muộn nhất so với các công nghệ in truyền thống: in Typo, offset, ống đồng, in lưới,. nhưng công nghệ in Flexo đã chứng tỏ được những ưu điểm vượt bậc của mình so với những công nghệ in khác. Khi in với nhiều loại vật liệu in khác nhau như: màng, giấy, lá nhôm, giấy decal, carton,. và in với tốc độ cao nhưng giá thành lại thấp đảm bảo chất lượng.

Trong sản xuất luôn có các sự cố, vấn đề ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm, cần có biện pháp hạn chế và khắc phục. Giãn giấy là vấn đề luôn tồn tại và ảnh hưởng đáng kể đến chất lượng sản phẩm in Flexo. Tìm giải pháp trapping phù hợp để khắc phục sự giãn giấy là điều cần làm. Tuy nhiên chưa có công trình nghiên cứu sâu để mang lại kết quả cao.

Cần có một công trình nghiên cứu đề ra phương pháp tìm hiểu độ giãn giấy và nêu được phương pháp khắc phục để mang lại kết quả sản xuất. Xuất phát từ lý do trên, đề tài “Tìm hiểu độ giãn giấy trong in Flexo và đề xuất giải pháp trapping phù hợp” được đề xuất với mong muốn: bên cạnh các tiêu chuẩn in liên quan đến ngành in như: ISO 12647, Handbook, First design guide,. nhóm mong muốn sẽ bổ sung thêm một tài liệu có giá trị về giãn giấy trong in flexo và áp dụng giải pháp trapping để khắc phục hiện tượng này. Qua đề tài, nhóm hy vọng sẽ thuyết phục được các doanh nghiệp in có sử dụng phương pháp in flexo sẽ xem đây là tài liệu có giá trị và áp dụng nó vào chính doanh nghiệp sản xuất của mình.

Đúng như mong muốn của nhóm, tạo ra một tài 1 do an liệu tin cậy để áp dụng vào thực tế chứ không phải là nghiên cứu để chỉ là “nghiên cứu”. Giới thiệu đề tài: 2. Tên đề tài: “Tìm hiểu độ giãn giấy trong in Flexo và đề xuất giải pháp trapping phù hợp” 2. Lịch sử nghiên cứu: Qua tìm hiểu trên mạng internet về một số đề tài liên quan đến vấn đề tìm hiểu.

Nhóm chưa tìm thấy công trình nào đi sâu tìm hiểu vấn đề nhóm nghiên cứu. Tuy nhiên có một số công trình đi sâu tìm hiểu một số vấn đề liên quan như: 1/. “Flexible Hybrid Screening Solutions for Flexography” Thực hiện bởi nhóm: Hsieh, Yung - Cheng, Cheng – Hui – Wen, Cheng – Yuan – Hao, Chen – Shu – Yu, Ng Vin Sing ở Đài Loan.