.
Qua thực tế sản xuất đã đặt ra một số vấn đề cho giấy dùng trong in kỹ thuật số. Đó là, thứ nhất giấy không được quăn góc sau khi in, không phản ứng với hoá chất trong mực, nhiệt độ và áp lực. Thứ hai, bề mặt phẳng và độ trắng sáng của giấy phải phù hợp để hình ảnh in ra được sắc nét, và giấy phải có độ đục thích hợp để hình ảnh in ra không bị nhìn thấu mặt sau. Cuối cùng, giấy cho in kỹ thuật số màu có những yêu cầu khác với giấy dùng cho in đen trắng. Các nguyên vật liệu tráng phủ đang được sử dụng rộng rãi trong kỹ thuật in này. Các loại giấy có tráng phủ dùng cho in Offset không thể chịu được môi trường nhiệt độ cao khi in kỹ thuật số, đây là một hạn chế của in kỹ thuật số. Tuy nhiên, khi khách hàng yêu cầu sử dụng loại giấy có tráng phủ, các nhà sản xuất giấy đã nghiên cứu sản xuất các loại giấy có tráng phủ cho in kỹ thuật số, cũng như các nhà sản xuất máy in đã tìm ra cách hạn chế tác động xấu của nhiệt độ đến giấy.
Hầu hết các nhà sản xuất và phân phối giấy đang đáp ứng tốt nhu cầu về giấy cho thị trường in kỹ thuật số, chúng rất đa dạng về chủng loại, màu sắc và các tính chất bề mặt. Một số nhà sản xuất giấy đã cho ra đời dòng sản phẩm thích hợp cho in Offset lẫn in kỹ thuật số. Nhằm giúp khách hàng chọn được loại giấy phù hợp nhất cho máy in của mình, một số nhà sản xuất máy in đã bán kèm giấy và các nguyên vật liệu khác hội đủ các yêu của cầu thiết bị họ sản xuất.
Rõ ràng việc cảm nhận màu sắc trên tờ in không chỉ phụ thuộc vào đặc tính quang học của lớp mực in mà còn phụ thuộc rất lớn vào tính chất quang học của giấy. Do đó, việc chọn lựa loại giấy nào, có những tính chất gì để in là điều quan trọng để chúng ta có thể đạt được chất lượng mong muốn. Chúng ta cũng luôn mong muốn chất lượng In kỹ thuật số ổn định và ngang tầm với kỹ thuật in offset, để đạt được điều đó ngoài khả năng của máy in thì những hiểu biết về đặc tính của giấy in là điều không thể thiếu . Bài viết này đề cập đến những đặc điểm, tính chất cơ bản của một số loại giấy dùng cho in kỹ thuật số nhằm giúp bạn đọc có cách nhìn rõ hơn về việc sử dụng giấy phù hợp với kỹ thuật in.
1. Tính chất chung của giấy cho in KTS
1.1. Sơ lược quá trình sản xuất
Thành phần cấu tạo chính của giấy là thớ sợi cenlulose lấy từ gỗ, tuỳ thuộc vào việc bột gỗ được xử lý như thế nào mà giấy sẽ có hình dạng, tính chất quang học, cấu trúc và tính chất bề mặt khác nhau.
Trong quá trình xử lý cơ học, các mảnh gỗ sẽ được nghiền nhỏ trong nước với nhiệt độ và áp suất cao. Bột gỗ làm bằng phương pháp này vẫn còn chứa sợi lignin – một loại polymer phức hợp – thành phần chính của bột giấy, giúp cây gỗ được cứng chắc. Khi giấy cũ, chính chất lignin còn lại trong giấy này sẽ làm cho giấy bị ngả vàng.
Trong quá trình xử lý hoá chất, các mảnh gỗ sẽ được hòa tan trong dung dịch hoá chất. Không như quá trình xử lý cơ học, quá trình này sẽ phá vỡ các sợi lignin có trong cấu trúc giấy. Quá trình xử lý hoá chất được phân thành hai quy trình nhỏ, dựa vào loại hoá chất sử dụng. Quy trình sulfat dùng kiềm lỏng để hòa tan các mảnh gỗ, trong khi quy trình sulfit dùng acid. Theo thống kê, gần 85% bột giấy sử dụng trên thế giới là bột giấy được xử lý bằng quy trình sulfit. Sở dĩ phần lớn giấy được xử lý bằng phương pháp này là vì phương pháp này thân thiện hơn với môi trường, cho giấy chắc và bền hơn.
Sau khi rây lọc các bột giấy mịn, chúng được đưa vào máy xeo giấy. Những tính chất chính của giấy được quyết định trong quá trình này. Các tính chất chính của giấy có thể phân thành 3 nhóm, tính chất quang học, cấu trúc và tính chất bề mặt. Tính chất quang học bao gồm độ trắng, độ bóng, độ đục và độ sáng của giấy. Các tính chất này được tạo ra và kiểm soát trong quá trình xeo giấy.
1.2 Các tính chất giúp giấy tái tạo màu sắc tốt
1.2.1 Các tính chất về cấu trúc của giấy
Để chọn loại giấy in thích hợp nhất, cần phải căn cứ trên nhiều thông số như: độ ổn định (runnability) – thể hiện qua việc giấy không bị kẹt giấy hay đứt cuộn khi in, tính chất quang học (appearance property) gồm độ sáng, độ trắng… và nhóm giấy (product range) gồm định lượng, kích thước, hình thức xử lý bề mặt không. Trong các nhân tố kể trên thì nhân tố độ ổn định và đặc tính in của giấy là quan trọng nhất.
Độ đồng nhất về cấu trúc và mật độ giấy phụ thuộc vào sự phân bố của các thớ sợi cenlulose trong giấy. Khi cấu trúc không đồng nhất, sự phân bố độ ẩm trong giấy cũng không đều, làm giấy bị cong và có điện trở không giống nhau trên bề mặt giấy khiến hình ảnh in ra bị lốm đốm do mực truyền sang giấy không đều, nhất là ở vùng tông nguyên. Để quan sát mức độ đồng dạng của tờ giấy, chúng ta giơ tờ giấy lên trước nguồn sáng. Nếu giấy có độ đồng dạng tốt, chúng ta sẽ thấy giấy có bề mặt phẳng và chặt. Khi in loại giấy có bề mặt gồ ghề nhiều, sự tiếp xúc giữa giấy và ống quang dẫn hay vật trung gian truyền mực trong máy in không được tốt, dẫn đến việc mực truyền không đều.
Để tối ưu hoá giấy cho in kỹ thuật số, giấy cần phải đáp ứng một số yêu cầu: không có bụi giấy, các thớ sợi trong giấy phải liên kết chặt với nhau, vì các phân tử nhỏ trong giấy nếu bị rơi rớt ra ngoài có thể sẽ làm bẩn hệ thống in. Giấy không được cong và quăn góc quá mức, vì điều này có thể làm kẹt giấy khi in. Bên cạnh đó, giấy cũng phải có cấu trúc xốp và ma sát tốt để có thể tương thích với nhiều dạng cấp giấy khác nhau của máy in. Giấy cũng phải chịu được nhiệt độ và áp lực khi sấy. Tuỳ thuộc vào kỹ thuật in và loại giấy in mà ta sẽ có chất lượng in khác nhau.
Hình 1: Hình phóng đại bề mặt giấy in, với kỹ thuật electrophotography (trái hàng dưới), in phun (giữa hàng dưới), liquid toner (phải hàng dưới) và Offset (phải hàng trên).
Sau đây là một số tính chất đặc trưng về cấu trúc của giấy tác động đến chất lượng in nói chung và in kỹ thuật số nói riêng
Độ nhẵn (Roughness)
Một tính chất rất quan trọng để mực có thể bám được lên giấy, giúp hình ảnh in ra được đồng đều hơn, có tác động trực tiếp đến độ “mịn” của hình ảnh in. Độ phẳng của giấy được đo theo chuẩn TAPPI, đơn vị đo độ phẳng giấy là Sheffield (giấy có độ Sheffield càng lớn thì giấy càng nhám). Với giấy dùng cho in kỹ thuật số chất lượng vừa phải, cần có độ phẳng trong khoảng 90 đến 150 độ Sheffield; còn khi in chất lượng cao, chúng phải có độ phẳng từ 50 đến 75 độ Sheffield. Các loại giấy càng nhẵn thì độ phân giải in đạt được càng cao. Độ nhẵn của giấy cũng có mối liên hệ chặt chẽ với độ bóng. Các loại giấy có độ bóng cao là các loại giấy có bề mặt rất nhẵn, nhưng cũng có một số loại giấy rất nhẵn nhưng không bóng.
Độ phẳng của giấy rất quan trọng khi in nhiều màu, để có thể chồng màu một cách chính xác. Bề mặt của giấy thô ráp, không bằng phẳng mực sẽ thấm hút một cách không đều nhau, do đó sẽ tạo nên các vệt lằn, lốm đốm trên hình ảnh in. Nhưng điều này lại có kết quả tốt khi in trên các giấy có vân cho những ứng dụng đặc biệt. Tuy nhiên, nếu giấy quá phẳng các tờ giấy càng tiếp xúc với nhau tốt hơn, để tách được từng tờ giấy, phải thổi không khí vào giữa tờ giấy trên cùng và các tờ giấy còn lại. Do đó, giấy càng phẳng thì việc tách tờ càng khó khăn do lực ma sát và lực hút tĩnh điện giữa chúng tăng lên, dẫn đến sự cố giấy bị đúp tờ và giấy vào máy in bị méo gây kẹt giấy. Giấy cần phải có một độ phẳng nhất định thì lớp mực mới có thể bám đồng đều lên giấy, giúp hình ảnh sắc nét hơn.
Hình 2: Độ dày của giấy có thể làm giảm thông số “Electric Field” (ở bước 3), gây khó khăn cho việc truyền mực từ ống quang dẫn sang giấy (in tĩnh điện)
Nếu giấy quá nhám, chất lượng hình ảnh bị giảm và độ bóng của ảnh tại vùng tông nguyên lẫn tông tram cũng giảm, còn giấy có bề mặt quá thô ráp thì nó sẽ không thể nhận mực tốt được (hình ảnh in bị lốm đốm). Các chuyên gia khuyên dùng loại giấy có độ phẳng từ 50 độ Sheffield trở lên, nên dùng giấy láng hay giấy có tráng phủ để in các tài liệu có chi tiết mảnh hay hình ảnh tầng thứ.
Định lượng giấy (Basis weight)
Là thuật ngữ chỉ khối lượng giấy trên một đơn vị diện tích hay trên một số tờ nhất định. Người ta thường dùng đơn vị là pound trên mỗi ram giấy (500 tờ/ram) theo chuẩn Mỹ và gsm (g/m2) ở châu Âu, Nhật và nhiều nước khác. Với in kỹ thuật số thì nên dùng loại giấy có định lượng 300gsm trở xuống, thích hợp nhất cho các máy in laser văn phòng là các loại giấy có định lượng trong khoảng 70-90gsm.
Độ dày (Thickness)
Khi độ dày giấy tăng, độ cứng và khả năng chống uốn cong của giấy cũng tăng lên. Các loại giấy càng dày càng chiếm nhiều không gian hơn nên số tờ sẽ ít hơn nếu so với loại giấy mỏng có cùng khối lượng.
Một số loại giấy có cùng định lượng nhưng do tính chất bề mặt khác nhau nên độ dày của chúng cũng khác nhau. Các loại giấy càng dày khi vào bộ phận cấp giấy của máy in càng khó khăn do dễ bị kẹt. Ngoài ra, độ dày giấy còn ảnh hưởng đến khả năng truyền mực của máy in Electrophotography (in tĩnh điện). Trong kỹ thuật in này, cần quan tâm đến một thông số gọi là “Electric Field”, tính bằng cách lấy điện áp chia cho chiều dày giấy. Như vậy, khi giấy càng dày thì chỉ số Electric Field càng thấp và do đó mực truyền sang giấy sẽ kém hơn. Vì thế, nên dùng giấy có chiều dày dưới 10 mil đối với giấy không tráng phủ và dưới 6 mil đối với giấy có tráng phủ. Cấu trúc và độ dày giấy phải được kiểm soát chặt chẽ để giấy có thể tái tạo được hình ảnh tốt nhất.
Độ ẩm (Humidity hay Moisture)
Yếu tố này cần được kiểm soát một cách chặt chẽ trong quá trình sản xuất và phân phối, vì nó có tác động đến đặc tính in của giấy, được đo bằng % lượng hơi ẩm có trong giấy, độ ẩm của giấy sẽ thay đổi tuỳ thuộc vào điều kiện không khí. Độ ẩm trong giấy cao có khuynh hướng làm giấy bị cong và giảm độ cứng. Ngược lại, giấy có độ ẩm thấp sẽ gây ra hiện tượng tĩnh điện, tạo ra sự cố ở bộ phận cấp giấy, làm kẹt giấy khi in. Độ ẩm thấp thường làm giấy bị nhăn, xoắn lại khi tiếp xúc với môi trường có độ ẩm tương đối cao.
Trong quá trình in tĩnh điện, để mực chảy ra bám vào giấy phải dùng nhiệt độ khá cao, điều này có thể làm cho giấy bị cong do mất độ ẩm, gây kẹt giấy, chất lượng in giảm. Giấy có độ ẩm thích hợp cho in kỹ thuật số trong khoảng 4.5%-5%, trong khi giấy cho in Offset có độ ẩm trong khoảng 5-7%. Điện trở của giấy là một thông số không kém quan trọng, nếu giấy có điện trở quá cao, nó sẽ gây cản trở quá trình nhận mực (đối với kỹ thuật Ionography) làm hình ảnh in ra không đạt yêu cầu. Độ ẩm của giấy có liên hệ mật thiết với điện trở của giấy, do đó cần kiểm soát tốt độ ẩm của giấy. Để điện trở giấy được đồng nhất trên toàn bộ bề mặt, ta phải đảm bảo rằng giấy có độ ẩm đồng nhất.
Giấy có độ ẩm càng cao thì điện trở càng thấp (khả năng dẫn điện cao hơn) và ngược lại. Vào mùa đông, khi nhiệt độ giảm thấp, độ ẩm môi trường chỉ còn khoảng 10-15%. Nếu ta bảo quản giấy trong điều kiện như thế, giấy sẽ bị giảm độ ẩm. Vì vậy, cần tăng độ ẩm tương đối cho giấy lên mức 40-50% để tránh hiện tượng này.
Hình 3: Ảnh hưởng độ ẩm của giấy đến cường độ dòng điện
Giấy có điện trở thấp sẽ không thể chịu được dòng điện trong quá trình truyền mực, còn điện trở giấy quá cao sẽ cản trở mực truyền qua giấy gọi là hiện tượng “blow-off”. Tính chất này của giấy ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng in, nhất là in bằng kỹ thuật Electrophotography và Ionography.
Điện trở suất và khả năng nhận mực của giấy có những tác động rất lớn đến chất lượng ấn phẩm khi in kỹ thuật số tốc độ cao. Mặt khác giấy dùng cho in tĩnh điện phải có khả năng truyền nhiệt tốt, có sức căng bề mặt thích hợp để mực có thể bám lên được và kích thước giấy phải ổn định sau khi in. Tính ổn định về kích thước của giấy sau khi in có vai trò rất quan trọng trong việc chồng màu chính xác khi in nhiều màu.
Giấy bị giãn nở khi hút ẩm, giấy giãn theo hướng thớ giấy ít hơn hướng vuông góc với hướng thớ giấy và tuỳ thuộc vào từng loại giấy, độ dày và thành phần giấy mà chúng có độ giãn nở khác nhau. Các loại giấy có tráng phủ một mặt (C1S- Coated on One Side) có khuynh hướng cong góc ở mặt có tráng phủ, vì mặt phía sau không có tráng phủ nên nó hút hơi ẩm và giãn ra. Trong môi trường khô ráo, giấy tráng phủ một mặt thường bị cong theo hướng ngược lại do mặt không tráng phủ nhả ẩm ra môi trường. Có một điều dễ dàng nhận thấy là giấy có độ ẩm cao thường bị nhăn khi tiếp xúc với nhiệt trong máy in khi sấy. Điều này làm cho kích thước giấy thay đổi, việc chồng hình ảnh ở mặt trước và mặt sau giấy trở nên khó khăn hơn, điều mà chúng ta cần lưu ý là, giấy thường bị cong theo hướng thớ giấy.
Hình 4: giấy bị cong khi mất độ ẩm (bên trái) và bị gợn sóng ở mép khi hút ẩm (bên phải) trong môi trường
Nói chung, độ ẩm của giấy liên quan đến nhiều tính chất khác của giấy: tính dẫn điện, độ cứng, khả năng truyền nhiệt…, mà những tính chất này lại ảnh hưởng rất lớn đến khả năng bám dính của mực trên giấy. Độ bám dính của mực rất quan trọng không chỉ trong quá trình in mà còn trong quá trình thành phẩm và lưu thông. Độ bám dính mực không tốt có thể làm cho mực bay, bị mài mòn và trầy sướt sau khi in.
Với in Offset và in kỹ thuật số dùng dạng mực lỏng, lượng mực bám dính trên bề mặt giấy phải cân bằng với lượng mực sẽ thấm vào bên trong giấy. Dạng mực bột (toner) ít thấm hút vào bên trong giấy, thường chỉ bám dính trên bề mặt của giấy. Đối với giấy tráng phủ thì mực được giữ lại trên bề mặt của giấy nhưng hiệu quả bám dính của mực lại rất cao.
Độ cứng (Stiffness)
Tính chất này của giấy có mối liên hệ chặt chẽ với độ dày giấy, độ cứng là khả năng chống uốn cong của giấy sau khi đi qua các đơn vị của máy in. Khi chiều dày giấy tăng thì khả năng chống uốn cong của giấy cũng tăng lên một cách tương ứng. Ngoài ra, độ cứng của giấy còn phụ thuộc vào hướng thớ giấy. Nhìn chung, độ cứng theo hướng vuông góc với hướng thớ giấy lớn gấp đôi so với cùng hướng thớ giấy. Giấy có độ cứng cao sẽ khó đi qua những đoạn cong trong máy in do giấy càng cứng thì càng khó uốn cong. Trước đây, máy in kỹ thuật số chỉ thường được sử dụng trong văn phòng, nhưng hiện tại có thể in được loại giấy có định lượng khoảng 300 gsm. Tuy nhiên, giấy càng cứng thì ống quang dẫn trong máy in có nguy cơ bị hỏng càng cao và mực cũng khó truyền sang giấy hơn.
Ngoài ra, khi in giấy dày, trước khi gấp tờ in, ta nên cấn nó trước để hình ảnh in trên giấy không bị gãy. Khi chọn giấy cho máy in, tốt nhất ta nên chọn các loại giấy có chiều dày và định lượng nằm trong khoảng cho phép của máy in. Một lưu ý nhỏ là, khi in giấy dày và cứng, cắt các tờ in sao cho hướng thớ giấy nằm theo hướng vuông góc với hướng giấy vào máy in sẽ ít xảy ra sự cố hơn.
Độ xốp của giấy (Porosity)
Là thông số thể hiện khả năng cho không khí, chất lỏng thấm xuyên qua giấy, tuỳ thuộc vào độ chặt của các sợi cenlulose có trong giấy. Tính chất này ít ảnh hưởng đến việc in ấn.
Hệ số ma sát (Friction coefficient)
Hệ số này được xác định bằng khả năng trượt của tờ giấy này trên bề mặt tờ giấy khác khi chúng nằm chồng lên nhau, có liên quan mật thiết đến tính chất tĩnh điện của giấy như đã nói ở trên. Nếu giấy có hệ số ma sát lớn sẽ gây ra hiện tượng giấy bị dính lại với nhau, không tách tờ tốt, làm phát sinh sự cố kẹt giấy hay đúp tờ khi vào máy in.
Hướng thớ giấy (Grain direction)
Là hướng của các thớ sợi được phân bố trong giấy. Trong quá trình sản xuất giấy, phần lớn các thớ sợi nằm song song với nhau. Tuỳ thuộc vào lúc giấy được cắt thành khổ thành phẩm như thế nào mà giấy có hướng thớ giấy song song với cạnh dài hay cạnh ngắn của tờ giấy. Trong hình sau, tờ giấy khổ lớn lúc chưa cắt có hướng thớ giấy nằm song song với cạnh dài tờ giấy, trong khi tờ giấy nhỏ sau khi cắt xong lại có hướng thớ giấy song song với cạnh ngắn của tờ giấy.
Hình 5: Hướng thớ giấy (gain theo chiều mũi tên) thay đổi khi cắt nhỏ khổ giấy
Chọn đúng hướng thớ giấy khi in rất quan trọng, nhất là với các loại giấy dày có định lượng từ 120 gsm trở lên. Trong máy in kỹ thuật số, nếu xác định hướng thớ giấy sai có thể là nguyên nhân gây ra kẹt giấy. Nên cho giấy vào máy in theo hướng thớ giấy vuông góc với chiều giấy vào máy. Với những tài liệu in có hình ảnh nằm trên vạch gấp (như brochure chẳng hạn) thì ta nên chọn hướng thớ giấy song song với cạnh ngắn tờ giấy.
Để kiểm tra hướng thớ giấy, ta có thể gấp thử tờ giấy theo cả hai hướng: song song cạnh dài và cạnh ngắn của tờ giấy. Nếu vạch gấp nằm song song với hướng thớ giấy thì trông nó rất mềm, nếu vạch gấp vuông góc với hướng thớ giấy thì nó có xu hướng làm tờ giấy bị gãy và gồ ghề. Có một cách khác để kiểm tra hướng thớ giấy là xé thử. Nếu ta xé giấy theo đúng hướng thớ giấy, đường xé sẽ thẳng hơn.
Hình 6: Kiểm tra hướng thớ giấy bằng cách gấp/ xé thử, hướng thớ giấy được xác định theo chiều mũi tên
Chúng ta cần phải biết hướng thớ giấy khi chọn mua giấy in. Các nhà sản xuất giấy có nhiều cách ký hiệu hướng thớ giấy, đơn giản nhất là quy ước theo cách ghi kích thước:
· Khi ký hiệu kích thước giấy là 11x17inch /297x420mm thì có nghĩa là hướng thớ giấy song song với cạnh dài tờ giấy, nếu ký hiệu là 17x11inch/420x297mm thì có nghĩa là hướng thớ giấy song song với cạnh ngắn tờ giấy.
· Có một quy ước khác là: khi gạch chân kích thước cạnh nào của tờ giấy thì đó là hướng thớ giấy. Ví dụ: 11x17inch/297x420mm thì có nghĩa là hướng thớ giấy nằm song song với cạnh ngắn (297 mm) của tờ giấy.
· Ở châu Âu, nếu người ta ký hiệu “SG” (short grain) có nghĩa là hướng thớ giấy song song với cạnh ngắn của tờ giấy; “LG” (long grain) có nghĩa là hướng thớ giấy song song với cạnh dài tờ giấy
