Công ty Thiết kế In ấn Quảng cáo Hùng Quang

IN OFFSET TREN KIM LOẠI

Cùng với sự phát triển của công nghệ in offset trên giấy, công nghệ in offset trên kim loại những năm gần đây cũng có những bước phát triển gây chú ý cho giới công nghệ. Nhằm vẽ lên một bức tranh tổng quan về in offset trên kim loại, chuyên mục “In offset trên kim loại” sẽ cung cấp đến quý độc giả những kiến thức liên quan: lịch sử phát triển, vật liệu in trên kim loại, các dạng sản phẩm in trên kim loại, các công nghệ sấy phục vụ cho in trên kim loại, kiểm tra chất lượng sản phẩm cho in trên kim loại,...

Lịch sử phát triển

Công nghệ chế tạo hộp kim loại, hộp thiếc có nguồn gốc từ Pháp, sau khi Louis Pasteur khám phá ra phương pháp khử trùng cho thực phẩm, trái cây vào năm 1854. Những hộp thiếc đầu tiên chứa thực phẩm, trái cây được sản xuất để phục vụ cho Lính Lê Dương của Pháp. Nhu cầu về trang trí, in ấn trên hộp thiếc được đáp ứng với máy in offset trên kim loại dạng “trục ép phẳng”. Đây là dòng máy đầu tiên của in offset trên kim loại.

Hình 1: Máy in offset trên kim loại thời kỳ đầu.

Đến thập niên 30, máy in offset trên kim loại này vẫn còn được sử dụng, cho dù cách đó 10 đã xuất hiện máy in offset trên kim loại dạng “trục ép trục”, nạp liệu bằng tay.Cùng thời gian này, máy in với hệ thống nạp liệu bán tự động, một người vận hành được giới thiệu. Máy in này có tính năng tự động nâng kiện thiếc và từng tấm thiếc sẽ được đặt tay vào đúng vị trí tay kê. Năm 1932, hãng sản xuất mỹ phẩm nổi tiếng của Đức Beiersdorf giới thiệu máy in offset trên kim loại với dây chuyền sấy liên tục, dùng để sản xuất bao bì thiếc cho nhãn hiệu kem rất nổi tiếng: Nivea.

Hình 2: Máy in offset trên kim loại với dây chuyền sấy liên tục.

Sau thế chiến II, máy in offset trên kim loại được thiết kế nạp liệu hoàn toàn tự động. Năm 1963, lô chuyển tiếp thiếc in giữa 2 đơn vị in được ứng dụng để sản xuất ra máy in offset trên kim loại 2 màu đầu tiên, máy này được sản xuất và chuyển giao cho Ý. Đây là máy in offset trên kim loại đầu tiên trên thế giới ứng dụng công nghệ chuyển tiếp vật liệu in thông qua nhíp gắn trên lô chuyển tiếp.Năm 1959, sự xuất hiện hệ thống nạp liệu với băng chuyền liên tục đã đánh dấu bước phát triển về gia tăng tốc độ in. Ở Mỹ, việc phát triển máy in với cấu trúc chữ Y được đánh giá là thành công có giới hạn.Hệ thống máy in 4 lô, với 2 lô khuôn in ép vào 1 lô cao su sau đó ép vào lô ép in có khả năng loại trừ độ sai lệch về chồng màu, nhưng không phù với công nghệ in ướt chồng ướt (wet-on-wet). Công nghệ in với nhíp bắt trên lô chuyển tiếp tờ in giúp hai đơn vị in kết nối với nhau thông qua một hệ thống chuyển tiếp bằng bánh răng, điều này minh chứng cho một hệ thống tốt hơn khi tờ in được nhả ra khỏi đơn vị in thứ 1 và định vị ngay phía trước đơn vị in thứ 2.

Hình 3: Máy in trên kim loại, 2 màu với hệ thống chuyển tiếp tờ in.

Sự xuất hiện của lon 2 mảnh (two-piece can) vào đầu thập niên 70 làm giảm hẳn nhu cầu về máy in trên kim loại, đây là giai đoạn cạnh tranh gây gắt giữa các nhà cung cấp máy in và gây nên sự đình trệ cho sự phát triển máy in trên kim loại. Máy in offset trên kim loại rơi vào giấc ngũ dài hơn 20 năm, đây chính là nguyên nhân tạo nên khoảng cách về công nghệ giữa in offset trên giấy và in offset trên kim loại.

Khi đối diện với những khó khăn về mặt kinh tế, áp lực giảm vốn đầu tư và vốn sản xuất là điều tất yếu phải xảy ra đối với các nhà cung cấp máy in. Ngành in trên kim loại nhận biết rằng vấn đề kinh doanh và lợi nhuận có thể gia tăng bởi những máy in có thiết kế vượt trội hơn về chất lượng. Những máy in ở thập niên 70 dần dần được thay thế bởi những máy in 8 màu hay nhiều màu hơn. Sự thay đổi theo nhu cầu của thị trường giúp ngành in trên kim loại có một luồn sinh khi mới, các hãng chế tạo mực in và máy in phải cho ra đời những công nghệ mới để phát triển chất lượng và phạm vi ứng dụng của máy in trên kim loại. Hiện nay, đã xuất hiện nhiều máy in offset trên kim loại với nhiều màu, hệ thống sấy hiện đại, sấy UV, vật liệu in đa dạng (sẽ được trình bày chi tiết hơn ở những bài sau) đáp ứng được hầu hết các nhu cầu của thị trường.

Ở Việt Nam, ngành in offset trên kim loại với các máy in trên kim loại hiện nay không thể mang lại chất lượng và sản lượng cao bởi vì chúng dựa trên nền công nghệ cách đây 40 năm, một công nghệ giới hạn về tốc độ dưới 6.000 tờ/giờ, giới hạn về số màu in/lượt (máy in 2 màu). Việc giới hạn 2 màu in/lượt đối với những sản phẩm in nhiều hơn 2 màu sẽ gây nhiều khó khăn về mặt chất lượng.Nếu chất lượng in sau khi in lượt in cuối cùng được phát hiện có vấn đề thì mức độ hư hỏng và tiêu hao thời gian sản xuất sẽ là con số không thể chấp nhận được.

Sự khác biệt cơ bản giữa máy in offset trên kim loại và máy in offset trên giấy.

Có thể nói sự khác biệt của máy in offset trên kim loại và máy in offset trên giấy hầu hết đều dựa trên sự khác biệt về vật liệu in (thiếc và giấy) của 2 loại máy này. Thiếc có độ dày, độ cứng cao hơn, không có khả năng thấm hút và không bám mực; trong khi giấy mỏng hơn, mềm hơn, dễ bị biến dạng hơn và có khả năng thấm hút mực. Những khác biệt cơ bản này đã tạo nên sự khác biệt về hệ thống nạp vật liệu, hệ thống truyền vật liệu giữa các đơn vị in, hệ thống định vị vật liệu (tay kê đầu và tay kê hông), hệ thống sấy khô mực in, hệ thống ra vật liệu, ....

Hệ thống nạp vật liệu in của máy in offset trên kim loại về cơ bản cũng giống hệ thống nạp liệu của máy in offset trên giấy. Tuy nhiên, để tách rời các tờ thiếc, máy in trên kim loại phải sử dụng nâm châm vĩnh cữu có độ nhiễm từ cao. Nam châm này có nhiệm vụ làm cho các tờ thiếc tích điện cùng dấu, khi đó những tờ thiếc này sẽ đẩy nhau và tách rời ra. Điều này chỉ phù hợp đối với kim loại có khả năng nhiễm từ là thiếc hay còn gọi là sắt lá. Đối với kim loại không nhiễm từ, ví dụ như nhôm, hệ thống nạp liệu gần như là giống đối với in giấy, nhôm lá sẽ được tách ra thông qua hệ thống chổi và khí thổi.

Hệ thống định vị vật liệu (tay kê đầu và tay kê hông) của máy in là vấn đề ảnh hưởng nhiều đến việc chồng màu chính xác, tốc độ vận hành của máy. Đối với in offset giấy, từ những năm 1980, việc định vị tay kê đầu được thực hiện trước khi tờ in đi vào đơn vị in thứ nhất. Trong suốt chu trình in, tờ in được vận chuyển với sự kiểm soát chính xác của các nhíp bắt, nhờ vậy việc chồng màu chính xác là điều tuyệt đối. Trong thời gian này, máy in offset trên kim loại vẫn còn ứng dụng phương pháp định vị cổ điển, nghiã là tay kê đầu của tờ thiếc được xác định ngay tại nhíp bắt nằm trên ống ép của mỗi đơn vị in. Do thiếc là kim loại cứng nên cạnh thiếc sau nhiều lần tiếp xúc với tay kê đầu của các đơn vị in vẫn không biến dạng, và điều này giúp cho việc chồng màu được thực hiện chính xác. Với hệ thống định vị này, tốc độ in của máy in offset trên kim loại không thể cao hơn 7.000 tờ/giờ và một máy in thường chỉ có 2 đơn vị in. Một hạn chế khác nữa của hệ thống định vị này là vấn đề hình in bị biến dạng ở phần đuôi của tờ thiếc. Khi tờ thiếc được nhả ra khỏi nhíp bắt nằm trên ống ép của mỗi đơn vị in, tờ thiếc tiếp tục di chuyển nhờ vào áp lực của ống ép và ống cao su và không được giữ cố định bởi nhíp, chính điều này sẽ tạo nên sự biến dạng hình in và khó chồng màu chính xác ở phần đuôi của tờ thiếc. Cho đến năm 1994, máy in offset trên kim loại mới có bước đột phá khi ứng dụng hệ thống định vị với một lần định vị tay kê đầu nằm ngay trước đơn vị in thứ 1, điều mà máy in trên giấy đã ứng dụng từ những năm 1980. Với việc thay đổi này, máy in offset trên kim loại có thể vận hành với tốc độ lên tới 10.000 tờ/giờ với 6 hoặc 8 đơn vị in. Vấn đề biến dạng hình in ở phần đuôi thiếc không còn xẩy ra do máy được thiết kế thêm ống trung chuyển nằm giữa các đơn vị in và tờ thiếc luôn được kiểm soát bởi nhíp bắt. Tay kê hông của máy in trên kim loại và in trên giấy không có sự khác biệt lớn.

Hình 4: Máy in truyền thống với 2 đơn vị in.

Hình 5: máy in offset trên kim loại với 6 đơn vị in theo công nghệ hiện đại.

Đối với các máy in nhiều hơn 4 màu, cũng gần giống như in trên giấy, để đảm bảo chất lượng in, ngay sau mỗi đơn vị in offset trên kim loại có đèn UV sấy khô bề mặt mực.

Hình 6: Hệ thống định vị tay kê đầu, đặt trước đơn vị in thứ nhất.

Hình 7: Ống trung chuyển giữa 2 đơn vị in.

Về vấn đề sấy khô mực, do đặc tính không thấm hút của thiếc nên trong hệ thống in offset trên kim loại luôn phải có một hệ thống sấy ngay phía sau. Hiện tại có 2 dạng máy sấy phổ biến: sấy khô bằng nhiệt (đốt từ gas) và sấy khô bằng đèn UV, ứng với mỗi phương pháp sấy khô là một loại mực tương ứng. Do phương pháp sấy khô bằng nhiệt xuất hiện từ khi máy in trên kim loại ra đời nên mực in cho phương pháp sấy này thường được gọi là mực in truyền thống.

In với mực truyền thống hay mực UV.

Trải qua hàng thập kỷ, mực truyền thống đã được sử dụng cho in bao bì kim loại. Cùng với sự phát triển của công nghệ UV, sự hiện diện của mực in UV cũng gia tăng, các nhà máy in trên kim loại liên tục đặt ra câu hỏi liệu họ nên tiếp tục với mực in truyền thống hay chuyển sang mực UV.

Hình 8: Lò sấy nhiệt trong dây chuyền in hiện đại

Dây chuyền sấy mực UV chỉ cần phân nửa không gian của dây chuyền in mực truyền thống có lò sấy khô bằng nhiệt, nhưng ngược lại mực UV cần hoạt động trong điều kiện môi trường ổn định bởi vì tính nhạy cảm của mực UV. Vì thế một dây chuyền in mực UV thường được hoạt động trong phòng có máy điều hòa không khí.

Trong một dây chuyền in mực truyền thống phải có thêm một nhân công ở cuối chuyền để dỡ hàng thành phẩm nhưng đối với dây chuyền in mực UV (thường ngắn hơn rất nhiều) nên công việc này được thực hiện bởi người vận hành máy.

Trong dây chuyền in mực truyền thống, kết quả cuối cùng của tờ thiếc in sẽ được kiểm tra sau khi sấy khô khoảng 7 đến 8 phút.Nếu kết quả có vấn đề thì một lò sấy dài chứa đầy các tờ thiếc sẽ là phế phẩm và chúng phải đi qua hết lò sấy sau đó mới được tách ra. Với chuyền in mực UV, nhân viên vận hành có thể kiểm tra ngay lập tức thành phẩm và các phế phẩm được tách ra một kiện riêng ngay tức thì.

Trong in trên kim loại, thiếc phải được tráng một lớp phủ trắng trước khi in. Lớp tráng trắng này hiện đang được sấy khô bằng nhiệt, giống phương pháp sấy khô mực truyền thống. Do đó, nếu đầu tư dây chuyền in mực UV thì vẫn phải đầu tư dây chuyền sấy mực truyền thống để phục vụ cho việc tráng phủ.

Việc kiểm soát mực in UV cũng phức tạp hơn nhiều bởi vì chất lượng in cuối cùng phụ thuộc rất nhiều vào độ chính xác của cân bằng mực nước.Không quá khó để kiểm soát được sự cân bằng này nhưng nó đòi hỏi thợ in phải có kinh nghiệm mới sử dụng thành công mực UV.

Trong thực tế, mực in truyền thống phù hợp cho tất cả các loại sản phẩm kim loại với giá thành thấp và mức độ sẵn có cao từ các nhà cung cấp trong nước, trong khi mực UV giá thành vẫn còn cao hơn và phải nhập khẩu. Đối với mực UV, giới hạn kỹ thuật vẫn còn xuất hiện ở các hộp in có độ kéo giãn sâu, đặc biệt đối với một số bao bì thực phẩm nhất định như cá hoặc thức ăn chế biến sẵn.

Ở Việt Nam hiện nay chỉ có vài nhà máy in đầu tư dây chuyền sấy mực in UV, các dây chuyền này vận hành song song với các dây chuyền in mực truyền thống đã có.Theo thống kê chưa chính thức từ các nhà máy này, tổng chi phí cho một đơn vị sản phẩm in mực UV thấp hơn so với mực in truyền thống, thời gian in một sản phẩm nhanh hơn. Đây cũng là một thông tin đáng chú ý đối với những nhà máy đang còn phân vân trong việc trả lời câu hỏi nên hay không nên đầu tư dây chuyền in mực UV.