Mục tiêu của đề tài
- Phân tích và kiểm soát vật liệu PET
- Đánh giá quy trình sản xuất thực tế so với lý thuyết học được
- Thực trạng kiểm tra chất lượng sản phẩm in trên vật liệu PET tại công ty
- Xác định các lỗi thường gặp trong quá trình in và đề ra hướng khắc phục
- Đề xuất các thiết bị phụ trợ
- Đề xuất quy trình kiểm tra chất lượng cho sản phẩm PET được sử dụng tại công ty Cổ phần in số 7.
Giới hạn đề tài
Nghiên cứu quy trình in và kiểm soát chất lượng vật liệu PET được thực hiện bằng phương pháp in Offset tờ rời tại công ty Cổ phần in số 7 Mục tiêu của đề tài là đánh giá hiệu quả in ấn và đảm bảo tiêu chuẩn chất lượng cho sản phẩm in từ vật liệu PET.
Phương pháp nghiên cứu
Chúng tôi đã dùng ba phương pháp nghiên cứu sau:
- Phương pháp phân tích và tổng hợp lý thuyết
- Phương pháp phân loại và hệ thống hóa lý thuyết
Cơ sở lý thuyết
Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng
Polymer là vật liệu phổ biến trong sản xuất bao bì thực phẩm, hộp sản phẩm và chai nước nhờ vào chi phí sản xuất thấp, trọng lượng nhẹ và khả năng chống ăn mòn Chúng cung cấp sự bảo vệ hiệu quả cho sản phẩm bên trong và sở hữu nhiều đặc tính ưu việt.
PE (Polyethylene) là một loại nhựa nhiệt dẻo, được hình thành từ các nhóm etylen liên kết qua các liên kết hydro Màng PE, hay còn gọi là màng ni lông, được sản xuất từ các hạt nhựa PE, nổi bật với tính linh hoạt và khả năng chống thấm nước.
PE nguyên bản được sản xuất bằng cách nóng chảy ở nhiệt độ thích hợp trong máy đùn, sau đó được đổ vào khuôn ép và làm nguội Chất liệu này thường được sử dụng để bọc hàng hóa và thực phẩm, giúp bảo vệ chúng khỏi các tác nhân gây hại từ bên ngoài.
Polyethylene (PE) lần đầu được ứng dụng làm chất điện môi nhờ khả năng hoạt động như một chất cách điện cao tần Với sự phát triển của các đặc tính, PE đã trở thành vật liệu phổ biến trong môi trường công nghiệp nhờ vào những ưu điểm vượt trội của nó.
- Kháng nước, dầu, hóa chất
- Chịu được nhiệt độ cao (120 o C)
- Độ bền và độ linh hoạt tốt
- Khả năng co dãn tốt (300%)
- Không mùi và không độc tính
- Khả năng hút ẩm thấp
Polyethylene là một loại nhựa phổ biến, bao gồm hai loại chính là polyethylene mật độ thấp (LDPE) và polyethylene mật độ cao (HDPE) LDPE thường được dùng để sản xuất màng, bao bì thực phẩm, túi vận chuyển và bao tải nặng, trong khi HDPE, với trọng lượng phân tử cao hơn, được sử dụng cho chai, thùng, đồ chơi và ống dẫn nước, hơi nóng Tính chất cách điện nổi bật của HDPE làm cho nó trở thành lựa chọn lý tưởng cho vỏ bọc cáp và các ứng dụng bọc dây khác Ngoài ra, polyethylene còn được ứng dụng rộng rãi trong nông nghiệp và nhà kính, nhưng cần lưu ý rằng nó dễ bị hư hại khi tiếp xúc với các hóa chất mạnh như ancol và tinh dầu thơm.
Polypropylene (PP) là một polymer quan trọng và đa dạng, đóng vai trò thiết yếu trong đời sống hàng ngày Với nhiều đặc tính nổi bật, PP không chỉ được xem là một loại polymer đơn lẻ mà còn là một nhóm polymer với nhiều ứng dụng khác nhau.
- Đặc tính nổi trội của PP là độ bền cao, cứng
- Trong điều kiện bình thường màng PP không phản ứng với hóa chất
- Chịu được nhiệt độ lên tới 160 o C
- Dễ bị rách khi có một vết xước hay thủng
Một số loại nhựa PP thường dùng:
Homopolypropylen có độ cứng và khả năng định hướng tốt, làm cho nó trở thành lựa chọn lý tưởng cho các sản phẩm dạng sợi và băng Với tính bền nhiệt cao, các sản phẩm ép phun từ PP dạng hộp thường được sử dụng trong nồi hơi tự động.
PP có độ cứng cao hơn PE nhờ vào sự hiện diện của nhiều nhóm (-CH3) Tuy nhiên, PP lại dễ bị oxy hóa khi tiếp xúc với nhiệt và ánh sáng hơn PE Về độ bền, PP tương đương với PA và có thể được pha trộn với các vật liệu như len, bông, và nilon.
PP có thể gia công bằng nhiều phương pháp đùn đi từ PP có chỉ số chảy thấp ( băng, sợi, màng…)
Sản xuất bao bì và đồ gia dụng bao gồm ô tô, quần áo, hàng điện tử, phim và các sản phẩm ép phun như mũ, cửa, pin, thùng và bàn ghế ngoài trời Những sản phẩm này được thiết kế để chịu được tác động ở nhiệt độ thấp và có độ thẩm mỹ cao.
Copolymer điều hòa tiếp cách là một chuỗi hai loại monomer được xếp xen kẽ nối tiếp nhau Tính chất của copolymer thường khác hơn nhiều so với homopolymer
Polymer loại này được tạo ra theo phương pháp ion
Copolymer linh hoạt hơn nhưng ít cứng hơn homo Trọng lượng phân tử sẽ ảnh hưởng đến độ cứng của copolymer ít hơn homopolymer
Sản xuất nhựa composite, keo dán gỗ…
PPR có cấu trúc phân tử ngẫu nhiên với liên kết bền chặt, mang lại tính năng cơ lý cao và khả năng chống lại các tác động bên ngoài như nhiệt Vật liệu này có khả năng tản nhiệt thấp và giữ nhiệt tốt trong đường ống PPR được đánh giá cao về khả năng chịu đựng các yếu tố như axit, kiềm, rượu, và ít phản ứng trong môi trường hydrocacbon cùng các hóa chất vô cơ Nhờ khả năng chống thấm tốt, PPR thường được sử dụng trong bao bì chứa thực phẩm và bánh kẹo.
PPR sử dụng trong sản xuất phim, thổi khuôn, ép phun để sản xuất bao bì thực phẩm, y tế cũng như các sản phẩm gia dụng như ống nước…
PP random là loại polymer được cải tiến bằng cách kết hợp các phân tử monomer khác, thường là polyethylene (PE) Quá trình này giúp nâng cao các tính chất vật lý của polymer, bao gồm tăng cường độ trong suốt và độ sáng, cải thiện độ bền va đập và độ uốn dẻo, đồng thời giảm nhiệt độ chảy Tuy nhiên, tính chất kháng khí, mùi và hóa chất của PP random vẫn tương tự như homopolymer.
Etylen/propylen random copolymer là một loại nhựa đồng trùng hợp, trong đó PP random copolymer thường chứa từ 1-7% khối lượng etylen và 93-99% propylen Cấu trúc của copolymer này bao gồm 75% phân tử etylen nằm giữa hai phân tử propylen, trong khi 25% còn lại là hai phân tử etylen chen vào giữa hai phân tử propylen.
PP random copolymer, với sự xuất hiện của nhóm etylen trong chuỗi polymer, làm giảm khả năng sắp xếp tinh thể, dẫn đến độ kết tinh thấp hơn so với PP homopolymer Điều này mang lại những tính chất vật lý ưu việt như giảm độ cứng, tăng khả năng kháng va đập, cải thiện độ trong suốt và giảm nhiệt độ nóng chảy, phù hợp cho nhiều ứng dụng khác nhau.
PPR thường sử dụng sản xuất bao bì, phim…
Impact copolymer propylene là một loại polymer được hình thành từ hai monomer không theo trật tự nhất định, thường thông qua cơ chế thế gốc tự do Tính chất của nó khác biệt rõ rệt so với homopolymer, mang lại nhiều ứng dụng trong ngành công nghiệp.
Impact copolymer propylene có nhiệt độ nóng chảy thấp hơn nhưng trong hơn và khả năng giữ nhiệt cũng tốt hơn homopolymer
PP impact copolymer có độ bền va đập tăng nhưng độ cứng, nhiệt độ giảm so với hommopolymer
PP impact chủ yếu được ứng dụng trong công nghệ ép phun, phục vụ cho các sản phẩm trong ngành tự động, nội thất và thiết bị Ngoài ra, loại nhựa này còn có chỉ số chảy thấp, thích hợp cho việc đùn màng và tấm đùn, được sử dụng rộng rãi trong bao bì thực phẩm và dược phẩm.
Các thiết bị phụ trợ
Máy đo độ dày vật liệu
Thước đo độdày điện tử
(mm) Độ hiển thị 0.01 (mm)
Bảng 1.4: Thông số thước đo độ dày điện tử Mitutoyo 547-401
Máy đo màu eXact Standard
400 nm tới 700 nm với khoảng cách đo 10 nm Phân tích phổ theo công nghệ phổ DRS, dữ
44 liệu được kết nối thông qua cổng USB 2.0
1.5 mm, 2mm, 4 mm hoặc 6 mm
Gas filled tungsten (nguồn sáng loại A) và đèn UV Điều kiện đo chuẩn
+ M0: không phân cực, không lọc, có UV
Bảng 1.5: Thông số máy đo màu eXact Standard Máy đo độ bóng Elcometer Độ phân giải 0.1 GU
Phạm vi đo 0 – 1000 GU góc 60 0
Bộ nhớ 200 thông số/ góc
Bảng 1.6: Thông số máy đo độ bóng Elcometer
Máy đo màu Techkon Spectrodens
Phạm vi phổ 400 – 700 (nm) Độ phân giải phổ 10 (nm) Đo khẩu độ tiêu chuẩn 3 (mm) Đèn LED nguồn sáng, cung cấp các điều kiện đo
Thời gian đo xấp xỉ 1 giây mỗi lần đo, tối đa 10 giây ở chế độ quét Chiếu sáng các loại A, C, D50, D65, F 2/7/11
Bộ lọc mật độ DIN 16536, DIN 16536 NB, ISO / ANSI T, ISO
/ ANSI I, ISO E; mật độ phổ Dmax Phạm vi đo mật độ 0.00 – 2.05 D Độ lặp lại 0,01 D; 0,03 CIE ∆E * a * b *
Bảng 1.7: Thông số máy đo màu techkon spectrodens
Hình 1.23: Máy đo màu techkon spectrodens
Quy trình in Offset tờ rời (PET)
Các bước thực hiện trong công đoạn in:
- Nhận và kiểm tra vật liệu in
47 o Khổ in o Định lượng o Độ dày o Số lượng in o Kiểm tra xử lý bề mặt trước khi in bằng bút Dyne
Khi đưa vật liệu vào bộ phận cấp tờ, cần lưu ý rằng đối với PET, do vật liệu dày và có định lượng lớn, cần điều chỉnh lực hút và lực thổi lớn hơn so với giấy Nếu vật liệu chỉ được xử lý Corona một mặt, cần chú ý đến bề mặt đã được xử lý theo chỉ dẫn của nhà cung cấp để đảm bảo hiệu quả tối ưu.
Bố trí đơn vị in trên vật liệu PET cần chú ý đến việc in lớp lót trắng để cản ánh sáng, giúp hiển thị rõ nét lớp mực in Đối với bản in ngược, lớp lót trắng sẽ được in ở đơn vị in cuối, trong khi đó, với bản in thuận, lớp lót này sẽ được in ở đơn vị đầu tiên Quy trình in thường sử dụng mực process theo thứ tự KCMY Đối với các màu pha, cần xem xét tỉ lệ che phủ từ màu tối đến sáng.
- Lắp bản in o Lắp bản in theo màu in đã được bố trí
Để cấp mực cho máy in, cần thực hiện theo từng đơn vị màu đã được bố trí Quan trọng là sử dụng đúng loại mực phù hợp với vật liệu in, chẳng hạn như sử dụng mực in gốc UV cho màng PET.
Để đảm bảo chất lượng in ấn, cần điều chỉnh lượng mực và hệ thống cấp ẩm một cách hợp lý Độ dày lớp mực cần phải đồng đều trên toàn bộ tờ in, trong khi hệ thống cấp ẩm phải duy trì độ pH từ 4.5 đến 5 và nhiệt độ dung dịch khoảng 13 đến 15 độ C.
Để đảm bảo chất lượng in ấn, bước đầu tiên sau khi in thử là canh chỉnh chồng màu Việc này rất quan trọng để các bon chồng màu giữa các đơn vị in phải khít nhau, mang lại sự đồng nhất và chính xác cho sản phẩm in.
Để canh chỉnh màu sắc trong quá trình in, cần điều chỉnh phím chỉnh mực theo từng vùng in; các vùng cần nhiều mực sẽ có độ mở phím lớn hơn, trong khi các vùng in ít mực sẽ có độ mở nhỏ hơn Bên cạnh đó, việc canh chỉnh tốc độ lô máng cũng rất quan trọng để đảm bảo chất lượng in ấn.
Để tối ưu hóa hệ thống sấy UV, cần đảm bảo công suất phù hợp để mực in khô ngay khi đi qua đèn sấy, tránh lãng phí năng lượng Việc sử dụng các loại đèn với bước sóng khác nhau là cần thiết để sấy cho từng loại mực với mức năng lượng tương ứng.
Trong quá trình in sản lượng, việc kiểm tra tờ in thường xuyên là rất quan trọng, bao gồm việc theo dõi màu sắc, cân bằng mực và nước Sau khi hoàn thành, cần tiến hành kiểm tra số lượng in để đảm bảo chất lượng và hiệu suất sản xuất.
Để đảm bảo chất lượng sản phẩm in, việc vệ sinh máy là rất quan trọng Cần thực hiện vệ sinh và bảo vệ bản in, thu hồi mực dư và vệ sinh hệ thống lô để loại bỏ mực thừa Những bước này giúp duy trì hiệu suất máy in và nâng cao chất lượng bản in kế tiếp.
Quy trình quản lý chất lượng sản phẩm in
Quản lý chất lượng sản phẩm đóng vai trò quan trọng trong việc kiểm soát từng bước của quy trình chế bản và in ấn Trong đó, công đoạn chế bản chiếm đến 70% chất lượng của tờ in, trong khi công đoạn in chỉ chiếm khoảng 30%.
Hình 1.25: Quy trình kiểm soát chất lượng
