Màng Metallize như thế nào?
1. Định
nghĩa giấy metallize: Giấy
metallize là một loại vật liệu (giấy hoặc màng) được phủ một lớp kim loại
(thường là nhôm) và một lớp vanish bóng hoặc mờ để trang hoặc tăng tính chất
cản cho giấy metallized.
 |
| Màng Pet metalize |
Có 2 công nghệ sản xuất giấy metallized đó là:
–
Cán
màng nhôm: sử dụng màng nhôm có độ dày từ 9-12 micro cán lên một mặt của
giấy. Phương pháp này ít được dùng cho nó vì nó tốn một lượng nhôm khá lớn.
–
Metallize chân
không: màng metallized chân không được tạo ra bằng cách nấu chảy nhôm
trong chân không, ở 1500 độ C, nhôm sẽ bốc hơi trong ống chân không và bám vào
1 mặt của tờ giấy. Lớp nhôm này có định lượng khoảng từ 0.08-0.1 g/m2.
Phương
pháp này sử dụng ít nhôm hơn 300 lần so với phương pháp cán màng nhôm.
2. Quá trình metallized hóa trong chân không:
Đặc tính của metallized chân không:
–
Hiệu ứng phản quang kim loại làm tăng giá trị của sản phẩm giấy
metallized.
–
Giấy metallized này là 1 màng phức hợp giữa chất nền (giấy hoặc
màng) với lớp kim loại (thường là Nhôm).
–
Bề mặt bề mặt của màng metallized thì không thấm hút.
–
Màng này có tính chất bảo vệ như: cản sáng, cản khí, chống thấm
nước nước.
–
Khi in lên giấy metalize thì cần lưu ý đến bề mặt in là nhựa vì
vậy mà cần công nghệ thích hợp.
–
Giấy metallized thay đổi rất lớn về hình dàng lẫn tính chất khi
nhiệt độ và độ ẩm môi trường thay đổi.
2.1 Phương pháp sản xuất:
+ Gián
tiếp: (4 bước)
·
Bước 1: Phủ một lớp kim loại lên cuộn nhựa bằng phương pháp
metallized hóa trong chân không. Ta được một cuộn màng mettallized.
·
Bước 2: Sau đó, ghép cuộn màng metallized trên với giấy bằng
keo.
·
Bước 3: Chờ cho keo khô và ổn định.
·
Bước 4: Tách lớp nhựa ra khỏi cuộn giấy, chỉ còn lại lớp kim
loại trên bề mặt giấy.
+ Trực
tiếp: Quá trình metallized hóa được thực hiện trực tiếp lên bề mặt giấy như
hình bên dưới, nó chia làm 2 bước:
·
Bước 1: Cuộn giấy được phủ varnish trước khi metallized hóa.
·
Bước 2: Sau đó, cuộn giấy được metallized hóa trong môi trường
chân không.
Ưu,
nhược điểm và phạm vi ứng dụng của 2 phương pháp trên:
+ Trực
tiếp:
–
Chi phí thấp nên có khả năng cạnh tranh cao trong thị trường
nhãn hàng và bao bì thuốc lá.
–
Quá trình sản xuất đơn giản hơn.
–
Hiện nay, giấy metallized hóa trực tiếp có độ bóng được nâng cao
gần bằng với metallized hóa bằng phương pháp gián tiếp.
–
Thường sử dụng để làm các sản phẩm bao bì, nhãn hàng,…thông
thường.
+ Gián
tiếp:
–
Độ bóng cao
–
Có thể metalized hóa trên hầu hết các bề mặt vật liệu.
–
Đặc biệt phù hợp cho việc trang trí.
–
Quá trình xử lý phức tạp và tốn kém hơn.
–
Do sử dụng keo để ghép màng nên phải chờ khoảng 24h để keo khô
và ổn định.
–
Sử dụng cho các sản phẩm cao cấp, có tính chất hoặc hình dạng
đặc biệt.
–
Do phương pháp metallized hóa trực tiếp được sử dụng phổ biến,
nên trong đề tài này chúng ta sẽ đi sâu tìm hiểu về phương pháp này. Còn phương
pháp metallized hóa gián tiếp thường sử dụng cho các sản phẩm chất lượng cao
hoặc có hình dạng, tính chất đặc biệt nên ít phổ biến hơn.
2.2 Quá trình metallized hóa trực tiếp
Quá
trình metallized hóa trực tiếp diễn ra trong 3 công đoạn độc lập:
–
Varnishing: phủ lớp varnish mỏng lên trên bề mặt vật liệu đã
tráng phủ trước khi metallized hóa. (bổ sung phần tác dụng…)
–
Metallized hóa: giấy phủ varnish ở bước trên được đưa vào “ống
metallized hóa” (metallization champer) để phủ 1 lớp nhôm lên đó. “Ống
metallized hóa” là một ống lớn nhằm tạo môi trường chân không để tiến hành quá
trình metallized hóa.
–
Phủ Lacquer: cuối cùng là phủ 1 lớp lacquer mỏng trong suốt hoặc
có màu lên giấy.(bổ sung phần tác dụng…)
3. Quá trình tráng phủ Vecni (Varnishing)
–
Varnishing là quá trình xử lý đầu tiên lên bề mặt chất nền trước
khi đưa vào ống metallized hóa. Chúng ta sẽ thảo luận rằng tại sao chúng ta
phải Varnishing và đưa ra một số chi tiết kỹ thuật chính.
–
Varnishing được thực hiện nhằm làm cho bề mặt chất nền bằng
phẳng và tăng độ bám dính giữa chất nền và màng metallized.
3.1 Vanishing process:
Varnish
được phủ lên giấy bằng máy phủ vanish tương tự như máy in ống đồng. Giấy sau
khi phủ vanish phải được đưa qua đơn vị sấy để làm khô dung môi của vanish, độ
ẩm sau khi sấy phải từ 2-3%. Tiếp theo, nó sẽ được đưa qua các lô làm lạnh để
giấy không bị dính vào nhau khi thu cuộn.
Lượng
varnish phụ thuộc vào mục đích sử dụng cuối cùng của giấy metallized. Ví dụ:
nhãn hàng (1.3g/m2), giấy gói quà (2.2g/m2), bao thuốc lá,…
3.2 Kiểm soát quá trình phủ varnish: Để kiểm
soát liên tục khả năng tráng phủ chính xác lên giấy:
–
Kiểm tra liên tục các yếu tố sau đây để quá trình tráng phủ đạt
chất lượng mong muốn.
–
Kiểm soát độ nhớt của varnish.
–
Kiểm soát độ ẩm, lượng varnish phủ lên giấy.
–
Dùng các tờ kiểm tra chất lượng để phát hiện kịp thời các sai
sót có thể xảy ra.
3.3 Các loại varnish: Có 3 loại thường dùng:
acrylic, acrylic-styrene and nitrocellulose. Mỗi loại varnish được chọn
theo yêu cầu của sản phẩm cuối cùng:
–
Loại varnish (bóng/mờ, mức độ bền sáng,…)
–
Yêu cầu về cơ học là sản phẩm phải bền (linh hoạt, chống ẩm,…)
–
Kết dính lớp nhôm và lớp lacquer với nhau.
Các
loại varnish theo yêu cầu cuối cùng của sản phẩm:
–
Giấy gói quà Acrylic-styrene (high gloss)
–
Nhãn hàng thông thường Acrylics
–
Keo tự dính Acrylic with nitrocellulose
–
Thuốc lá Water based acrylic-styrene
Metallized
hóa là công đoạn quan trọng nhất trong quá trình sản xuất giấy metallized. Ở
đây, ta sẽ nói về quá trình sản xuất và các kiểm soát được thực hiện. Quá trình
này tiến hành trong “ống metallized hóa” (metallization chamber).
4.1 Quá trình metallized hóa: Quá trình
metallized hóa được chia làm các bước sau:
·
Bước 1: Đưa lớp chất nền vào trong ống metallized hóa.
·
Bước 2: Tạo chân không.
·
Bước 3: Bộ phận gia nhiệt: tăng nhiệt độ đến 15000 C.
·
Bước 4: Nhôm bay hơi: Để metallized hóa, lớp nhôm được quấn
thành những cuộn nhỏ và khi nó tiếp xúc với bộ phận “boat” đã được làm nóng tới
15000C trước đó. Khi các cuộn nhôm tiếp xúc với chúng thì nó sẽ tan ra và bốc
hơi.
·
Bước 5: Nhôm ngưng tụ trên giấy: Để làm điều này, đầu tiên giấy
được làm lạnh qua các lô làm lạnh bằng nước ở 150C. Lúc này khi mà lớp nhôm bay
hơi sẽ ngưng tụ và bám lại trên bề mặt chất nền. Lượng nhôm khoảng từ 0.08-0.1
g/m2.
·
Bước 6: Mỗi lần thực hiện metallized hóa xong một cuộn thì ta
rút cuộn đó ra ngoài. Sau đó máy được làm sạch và chuẩn bị metallized cho cuộn
tiếp theo. Quá trình này không cho thay cuộn tự động, nó phải ngừng hoạt động
sau khi tiến hành 1 lần metallized hóa .
4.2 Kiểm soát quá trình metallized hóa:
-
Các điều khiển máy “metallization chamber” cho phép các thông số
kỹ thuật của sản phẩm cuối cùng được duy trì. Các hệ thống điều khiển quan
trọng nhất là:
–
Điều khiển quá trình tạo chân không và nhiệt độ làm nóng bộ phận
“boat”.
–
Kiểm soát điện trở suất trên bề mặt tờ giấy sau khi metallized
hóa trên toàn bộ băng chuyền (đơn vị: ohm/đơn vị diện tích bề mặt). Kiểm soát
lượng nhôm truyền từ “boat” lên giấy. Điều này ngăn chặn việc bị đốm trên các
sản phẩm metallized.
–
Kiểm soát nhiệm vụ của từng “boat” có ảnh hưởng đến cường độ của
cuộn nhôm đang đi qua nó và tốc độ tại đó.
–
Kiểm soát hệ thống chân không để tránh trường hợp giấy bị cháy,
giấy bị cháy sẽ có màu nâu.
–
Một lợi thế của máy metallized hóa hiện đại là chúng cho ta làm
việc với giấy có độ ẩm lên đến 2,5%.
5. Quá trình tráng phủ lớp Lắc (Lacquering)
Lacquering
là quá trình tráng phủ sau khi metallized hóa. Nó được thực hiện để cung cấp
các đặc tính cần thiết cho in ấn. Nó cũng phục vụ để làm cho sản phẩm thích hợp
với mục đích sử dụng cuối cùng của nó và tạo màu cho giấy metallize.
5.1 Lacquering process
Cuộn
giấy đã được metallize được đưa vào máy phủ lacquer, chúng sẽ đi qua bộ phận xử
lý corona để làm tăng sức căng bề mặt giấy đã được metallize giúp lacquer bám
dính trên đó tốt hơn.
Lớp
lacquer được truyền lên giấy bằng đơn vị in ống đồng như trong máy phủ varnish
và sau đó được sấy khô bằng hệ thống khí nóng. Khi sản phẩm có màu thì chính
lớp lacquer này quyết định màu cho sản phẩm.
Sau khi
khô, giấy metallize sẽ được cho qua hệ thống lô làm lạnh rồi được xử lý mặt
lưng. Việc này giúp chắc chắn giấy sẽ đạt được độ ẩm cuối cùng cần thiết cho
sản phẩm sau cùng và để duuy trì độ bằng phẳng khi nó bị thay đổi kích thước
thành tờ rời hay nhãn hàng. Mặt lưng được xử lý bằng hệ thống các lô có ống dẫn
khí, song song đó cũng cho nước lọt vào mặt bên kia của tờ giấy trước khi nó
tới lô cuối cùng.
5.2 Điều khiển lacquering: Các điều cần kiểm
soát chính là:
–
Kiểm soát việc xử lý corona, mối liên quan giữa việc xử lý corona
và tốc độ máy.
–
Kiểm soát độ nhớt của lacquer.
–
Kiểm soát lớp lacquer được truyền trên toàn bộ chiều rộng của
cuộn và độ ẩm sau cùng của sản phẩm bằng hệ thống tia hồng ngoại.
–
Kiểm soát trọn lượng cuối cùng của sản phẩm, cũng như hoạt động
của 1 máy quét sử dụng tia laser để đánh dấu các lỗi trên bề mặt cũng như vị
trí của chúng trên cuộn.
5.3 Các loại lacquer theo yêu cầu cuối cùng
của sản phẩm:
–
Acrylic giữ mực tốt, trong suốt.
–
Water-based acrylic styrene bám dính mực tốt, bền nhiệt.
–
Nitrocellulose lượng dung môi còn lại thấp.
–
Vinylic chịu được cồn.
