Giáo trình công nghệ in - Chương 1

Dù có nhiều thay đổi về thiết bị nhưng các phương pháp in về cơ bản vẫn không có sụ thay đổi lớn, các phương pháp in sử dụng phổ biến trong lĩnh vực bao bì và ấn phẩm hiện nay là :  Các

Chương 1 :

MỞ ĐẦU

MỤC ĐÍCH MÔN HỌC : Khái quát đặc điểm của các phương pháp in , trang thiết

bị tương ứng với từng phương pháp in và công nghệ của nó

1 GIỚI THIỆU :

1.1 Tổng quan về Công nghệ In

Ngành In đã có một lịch sử hình thành và phát triển lâu đời, sự phát triển mạnh mẽ trong thế kỷ 20 đã làm thay đổi bộ mặt của Công nghệ In thế giới Trong những năm gần đây cùng với sự phát triển vượt bậc của các ngành vật lý, hoá học và Công nghệ thông tin đã góp phần thúc đẩy sự tiến bộ của ngành in cũng như làm thay đổi hoàn toàn bộ mặt của ngành Công nghiệp này Hiện nay xu thế này vẫn tiếp tục diễn ra

Cùng với đòi hỏi ngày càng cao của sự phát triển về kinh tế và xã hội, các loại ấn phẩm và bao bì cũng đòi hỏi phải đáp ứng được nhiều hơn về số lượng và đẹp hơn về mỹ thuật Chính vì thế đã đưa đến nhiều sự cải tiến mang tính cách mạng trong ngành In về trang thiết bị và Công nghệ như hệ thống in Kỹ thuật số, các phương pháp in NIP, sự kết hợp nhiều phương pháp in trên cùng một hệ thống… Dù có nhiều thay đổi về thiết bị nhưng các phương pháp in về cơ bản vẫn không có sụ thay đổi lớn, các phương pháp in sử dụng phổ biến trong lĩnh vực bao bì và ấn phẩm hiện nay là :

 Các phương pháp in truyền thống : In Offset, In Oáng Đồng, In Flexo và in Lưới

 Các phương pháp in NIP : In Laser, in phun

 Các phương pháp in đặc biệt : In tiền, in trên các vật liệu không truyền thống Đây là các PP in chủ yếu của Công nghệ in hiện nay, nó bao gồm cả các PP in truyền thống và các PP in mới Với mỗi PP in có lịch sử hình thành và phát triển khác nhau Sản phẩm của chúng cũng có tính riêng biệt, do đó về bản chất chúng cũng khác nhau Các PP in truyền thống đã được sử dụng trong sản xuất In từ rất lâu và hiện nay vẫn là các PP in chiếm ưu thế Hầu hết các sản phẩm đều được sản xuất từ các PP In này PP NIP đang được ứng dụng rộng rãi, nhưng chủ yếu là trong các thiết bị văn phòng và in cá nhân, gần đây các PP này được sử dụng nhiều trong in các Poster quảng cáo và nhãn hàng

Trong các phương pháp in kể trên thì in Offset chiếm tỷ trọng cao nhất, trong hai dạng in Offset là tờ rời và in cuộn thì in Offset tờ rời chiếm tỷ trọng rất cao Nếu xét trên số lượng máy in sử dụng và tỷ trọng sản phẩm thì in Offset tờ rời chiếm ưu thế với 80% cơ cấu máy móc và sản phẩm

Biên soạn : Chế Quốc Long 33

Sheetfed Offset Others

Hình 1.1 : Máy in Offset tờ rời

Số lượng máy in Offset tờ rời và sản lượng vượt trội là nhờ tính đa dạng của nó về sản phẩm từ các ấn phẩm đến bao bì và khả năng linh hoạt của nó cho phép in được trên nhiều loại giấy có độ dày và kích thước khác nhau In Offset tờ rời cho phép in được trên các loại vật liệu in là kim loại, nhựa và các loại màng Đáp ứng được các đơn hàng có số lượng nhỏ, chất lượng in cao phù hợp được với hầu hết các yêu cầu của sản phẩm So với các máy in sử dụng cho các PP in Flexo, Ống đồng mức đầu tư cho máy tờ rời tương đối thấp hơn Các giải pháp nhằm tăng năng suất và kiểm soát chất lượng in tờ rời cũng được đầu tư rất cao Các loại máy in Ống đồng, Flexo, in Offset cuộn thường sử dụng để in các mặt hàng chuyên dụng và có sản lượng lớn

1.2 Giới thiệu môn học

Môn học này cung cấp những kiến thức tổng quát về các thiết bị và công nghệ của các phương pháp in Những đặc tính tiêu biểu của từng phương pháp in làm nền tảng cho các môn học chuyên ngành, nó cũng cung cấp những thông tin và các đặc trưng tiêu biểu của thiết bị của mỗi phương pháp in tương ứng

Môn học này đòi hỏi phải có kiến thức của in Đại cương

1.3 Các sản phẩm của Công nghệ In

Hầu hết các sản phẩm cần trang trí đều là sản phẩm của quá trình in hoặc dưới hình thức này hoặc dưới hình thức khác Trong ngành in thường chia ra các dạng sản phẩm theo dạng in bao bì, in ấn phẩm và in thương mại

Bao bì bao gồm các dạng bao bì hộp, bao bì carton, bao bì màng nhựa mềm, các loại màng phức hợp… Đây là những sản phẩm có số lượng hàng in lớn và do đó đòi hỏi phải có những thiết bị phù hợp

Hình 1.2 : Các dạng bao bì và nhãn hàng

In ấn phẩm bao gồm các sản phẩm sách báo, tạp chí, nguyệt san… đây là những sản phẩm đòi hỏi thời gian sản xuất nhanh, giá thành tương đối rẻ

Hình 1.3 : Các dạng sách, báo…

Sản phẩm in thương mại là những dạng Brochure, Poster, thiệp, các sản phẩm dùng cho quảng cáo… Những sản phẩm này đòi hỏi chất lượng in cao kèm vào đó là những dạng hiệu ứng như phủ bóng, mờ hay có các hình ảnh đòi hỏi phải gấp, cấn bế phức tạp

Hình 1.4 : Các sản phẩm của in thương mại

1.4 Xu hướng phát triển

 Cơ cấu sản phẩm: Dự đoán trong những năm tới sản lượng các sản phẩm cao cấp (như cataloge, bao bì mỹ phẩm…) sẽ tăng và chiếm 45% sản lượng in toàn cầu Tương tự như vậy các sản phẩm rẻ tiền (như báo chí …) cũng gia tăng và chiếm sản lượng tương ứng

Hình 1.4 : Biểu đồ dự đoán cơ cấu sản phẩm đến năm 2010

Hình 1.5 : Xu hướng phát triển của sản phẩm đến 2010

Các sản phẩm trung bình sẽ thu hẹp sản lượng và chỉ còn chiếm 10% sản lượng in toàn cầu Lý do chính của sự thay đổi cơ cấu này là do khuynh hướng nâng cao giá trị sản phẩm qua các hình thức bao bì và quảng cáo Sản phẩm giá rẻ có khuynh hướng được phát miễn phí Mặt khác cùng với sự phát triển kinh tế và thu nhập cao hơn ở các nước đang phát triển làm gia tăng các sản phẩm tiêu dùng cao cấp

 Sản phẩm in : Theo các phân tích và thống kê của Printpromotion thì từ nay đến năm 2010 sản phẩm có mức tăng trưởng cao nhất là bao bì và có tính ổn định cao Các sản phẩm khác có tỷ trọng tăng trưởng thấp hơn, đó là do nhu cầu về sản phẩm và khuynh hướng tiêu dùng Chi phí của bao bì chiếm khá cao trong tỷ trọng sản xuất, bao bì không chỉ là nơi chứa sản phẩm mà còn là cách cung cấp thông tin và là một hình thức quảng cáo, vì thế hình thức của bao bì luôn phải đổi mới, in ấn đẹp để có thể gây ấn tượng với người tiêu dùng

Biên soạn : Chế Quốc Long 35

45%

45%

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

1973 1981 1986 1990 2010

Sản phẩm cao cấp Chất lượng trung bình Các sản phẩm rẻ tiền

Tăng trưởng đến 2010

Tạp chí

Báo

Sách

In thương mại

Quảng cáo

Bao bì mềm

0

%

1

%

2

%

3

%

4

%

5

%

6

%

Nhãn decal

Hộp carton

7

%

8

%

Nhãn dán

9

%

10

%

11

%

3 - 4%

3 - 4%

6 - 8%

0 - 2%

3,8%

2,7%

2,8%

1,8%

3,2%

Hình 1.6 : Tiêu điểm là thị trường bao bì đến 2010

Biểu đồ cho thấy các sản phẩm thông thường như bao bì mềm, bao bì carton, các sản phẩm in thương mại và ấn phẩm tăng trưởng với mức độ thấp Riêng bao bì màng một lớp có mức tăng trưởng rất cao về sản lượng Do đó việc thay đổi cơ cấu về sản xuất và cung cấp thiết bị cho thị trường này được chú trọng rất nhiều Từ những yêu cầu đó thúc đẩy xu hướng cải tiến công nghệ và thiết bị máy móc phục vụ cho ngành In

 Nâng cao năng lực sản xuất của thiết bị : Tiêu biểu cho xu hướng này là biến một máy in Offset thành một tổ hợp bao gồm các đơn vị tráng phủ trước in, tráng phủ sau in, bế cấn, đục lỗ… nhằm rút bớt thời gian sản xuất và giảm hư hỏng

Hình 1.6 : Máy in Offset được phát triển thêm các thiết bị gia công

Máy in Offset không chỉ đơn thuần để in mà còn cho phép thực hiện các yêu cầu tráng phủ để gia tăng giá trị của sản phẩm mà không cần phải qua thêm các công đoạn gia công bề mặt như cách làm truyền thống Điều này làm tăng tính đa dạng của sản phẩm in Offset Không những thế nó còn đáp ứng các yêu cầu ngày càng cao của sản phẩm

Mực thông thường

Phủ matt tại đơn vị cuối cùng

Độ bóng cao

Hệ thống sấy khô liên hợp

Hình 1.7 : Các sản phẩm in đòi hỏi gia công tráng phủ

Nâng cao năng lực sản xuất và kiểm soát chất lượng trên toàn bộ dây chuyền sản xuất : Hệ thống này sử dụng máy tính cho phép kết nối các công đoạn trước in – in và sau

in được kiểm soát bằng hệ thống máy tính trung tâm

Thông số của sản phẩm về màu sắc, khổ, cách gia công… được thiết lập trong quá trình trước in được đưa xuống máy in để điều chỉnh màu sắc cũng như được đưa đến máy gia công thành phẩm để thực hiện Trong quá trình in máy quét kiểm soát màu của tờ in sau đó so sánh với thông số của từ hệ thống trước in sẽ luôn luôn điều chỉnh màu trên toàn bộ vùng in, đảm bảo cho các tờ in có màu chính xác và đều màu trên tất cả sản phẩm Hệ thống này cho phép kết nối các công đoạn từ trước in đến sau in, điều khiển và đưa thông số đến từng công đoạn trên các thiết bị cụ thể Chúng ta có thể cài đặt trước tất cả các thông số trên máy xuất phim, ghi bản, máy in, máy gấp đóng cuốn, bế… Cho một sản phẩm nhất định Tại mỗi công đoạn thực hiện các máy đơn vị sẽ chuyển thông tin ngược lại máy chủ, so sánh giữa thông số cụ thể và thông số cài đặt ban đầu Giảm bớt thời gian và phế phẩm

Biên soạn : Chế Quốc Long 37

Hình 1.8 : Hệ thống

Prinect kiểm soát toàn

bộ chu trình sản xuất

2 CÁC THUẬT NGỮ CƠ BẢN

2.1 In : In là một quá trình sao chép (hay lập lại) trong đó mực in tác động vào

Vật liệu in theo một quy trình nhất định để chuyển tải thông tin (hình ảnh, chữ viết, hình vẽ thông qua một vật thể mang hình ảnh làm trung gian (ví dụ như bản in)

2.2 Vật thể mang hình ảnh trung gian : Là nơi lưu trữ tất cả các yếu tố thông tin

cần thiết (hình ảnh, chữ viết, hình vẽ) tiếp xúc với mực in, nhận mực tạo ra sự lập lại liên tục các hình ảnh hay chữ viết trên Vật liệu in nhờ quá trình in (trong thực tế còn nó được gọi là bản in hay khuôn in )

2.3 Bản in : Là công cụ truyền mực xuống vật liệu in hay vật trung gian để lập lại

hình ảnh, chữ viết, hình vẽ Một bản in có thể dùng để tạo ra nhiều tài liệu khác nhau

2.4 Hình ảnh in : Là thông tin được cung cấp bởi toàn bộ các phần tử in có trên

bản in ( hình ảnh, chữ viết, hình vẽ) và được thể hiện trên vật liệu in, là sản

phẩm của quá trình in.

2.5 Phần tử in : Là vùng nhận mực trên bản in và truyền mực đến vật liệu in hay

vật trung gian ( ví dụ : bề mặt chữ, đường kẻ, hạt trame, các lỗ ) trong suốt quá trình in

2.6 Mực in : là chất liệu mang màu sắc, thể hiện màu trên vật liệu in thông qua

quá trình in

2.7 Vật liệu in : Là vật nhận các hình ảnh in ( như giấy, màng plastic, màng kim

loại )

2.8 Máy in : Là thiết bị thực hiện quá trình in theo một quy trình cho trước.

2.9 Quy trình in : là quá trình tái lập lại thông tin theo một thủ tục hay trình tự

nhất định

2.10 Tính phân cực : Tất cả các PP in đều phải bảo đảm sự cách biệt giữa phần tử

in và phần tử không in trên bản in, đây là yêu tố quan trọng để đảm bảo chất lương hình ảnh cần in

2.11 Chu kỳ in : Qua một vòng quay của ống bản, truyền mực qua vật liệu in

3 PHÂN LOẠI

Dựa vào nguyên tắc sử dụng bản in người ta phân ra có hai kỹ thuật in sau :

3.1 Kỹ thuật in dùng bản in : Các thông tin đầu vào từ nguyên bản (như slide, film,

hình ảnh, dữ liệu dạng số, bản in, các tờ in rồi ) được chuyển đổi tương ứng qua các vật thể trung gian rồi sau đó được tái lập lại qua qua trình in với các máy in phù hợp Kỹ thuật in này đòi hỏi phải dùng bản in như các phương pháp in : in phẳng ( Offset ), in cao ( Typo, Flexo ), in lõm và in lưới Kỹ thuật này cho phép

in với 1 số lượng lớn các tờ in giống nhau, muốn thay đổi nội dung cần phải tạo lại bản in khác Các phương pháp này còn gọi là các phương pháp in truyền thống

3.2 Kỹ thuật in không dùng bản in (hay còn gọi là NIP : Non – impact printing) :

Từ các thông tin ban đầu được xử lý trên máy tính và in trực tiếp sang vật liệu in mà không qua vật thể trung gian Kỹ thuật này cho phép in với nội dung của các tài liệu in thay đổi theo từng tờ in, có thể in với số lượng lớn các tờ in có nội dung

khác nhau Hai phương pháp in thông dụng của kỹ thuật này là phương pháp in tĩnh điện ( còn gọi là in laser ) và phương pháp in phun

Biên soạn : Chế Quốc Long 39

4 CẤU TRÚC CHUNG CỦA MỘT MÁY IN

Một máy in bất kỳ sử dụng cho phương pháp in nào thì đều là những tích hợp của các hệ thống sau : Hệ thống cung cấp vật liệu, hệ thống in, hệ thống sấy, hệ thống dẫn và nhận vật liệu Các hệ thống này có các đòi hỏi và yêu cầu như nhau nhưng sẽ có thiết kế hoàn toàn khác nhau để phù hợp cho các máy in dạng cuộn hay tờ rời, phù hợp với phương pháp loại máy in sử dụng như in Offset, in Flexo hay in Oáng đồng…

4.1 Hệ thống cung cấp vật liệu

Có 2 dạng : Dạng tờ rời và dạng cuộn Phải đảm bảo các yêu cầu sau

 Cung cấp vật liệu ổn định trong suốt quá trình in

 Có khả năng cung cấp thêm vật liệu mà không cần dừng máy

 Sử dụng được cho nhiều loại vật liệu khác nhau

Tất cả các máy in dù là PP in nào cũng phải có hệ thống này, nó cho phép cung cấp vật liệu ổn định và liên tục, đảm bảo tốc độ phù hợp với tốc độ in Vật liệu đưa vào được định vị chính xác từ đầu đến cuối quá trình in Hệ thống này được thiết kế phù hợp với loại máy in và vật liệu in

Cấu trúc của hệ thống này khác nhau tùy thuộc vào : máy in cuộn hay máy in tờ rời, vật liệu in là giấy hay các vật liệu khác Với mỗi loại máy in nó có tính đặc thù khác nhau Một yếu tố quan trọng để bảo đảm năng suất là nó phải cho phép khi thay đổi cuộn (với máy in cuộn) hay thay đổi bàn giấy (với máy in tờ rời) mà máy in không được dừng

Hệ thống cấp mực và cấp ẩm

Hệ thống cấp giấy Nhận giấy ra

Trao nhận giấy với hệ thống khí đệm

Cho phép cài đặt trước các thông số về khổ in và áp lực

Đơn vị tráng phủ

Thiết bị rửa giảm thời gian chuẩn bị máy

Hình 1.9 : Máy in Offset tờ rời với các hệ thống vận hành

Hệ thống cấp giấy

Hệ thống in Hệ thống làm khô

Hệ thống nhận giấy ra

Hình 1.10 : Máy in Offset cuộn

Hầu hết việc cung cấp thêm vật liệu cho máy in đều ở dạng liên tục (non-stop) ngay cả khi máy in hoạt động ở tốc độ cao

4.2 Hệ thống In

Một hệ thống in tiêu biểu là cấu thành của các bộ phận sau : Cấp mực ổn định và liên tục, bộ phận in đảm bảo truyền mực tốt nhất mà không làm hỏng vật kiệu in, bộ phận cấp ẩm (chỉ có ở in Offset)

Đây là bộ phận chính để truyền hình ảnh lên vật liệu in Bao gồm :

 Cố định bản in

 Cung cấp mực

 Tạo áp lực để truyền mực

Đây là bộ phận ảnh hưởng lớn đến chất lượng in vì nó trực tiếp truyền mực vào vật liệu in Việc truyền mực phụ thuộc vào áp lực in vì thế đây là nơi đòi hỏi có tính chính xác cao nhưng cũng có thể điều chỉnh dễ dàng tương ứng với từng loại Vật liêu in Bộ phận này gồm hệ thống cấp mực đảm bảo cấp mực đều, ổn định và giữ cân bằng về tính chất của mực trong suốt quá trình in Nó cũng cho phép điều chỉnh lượng mực cung cấp tùy theo sự cần thiết của bản in

Một yếu tố quan trọng khác là nó phải cố định bản in , bảo đảm các điều kiện truyền mực và các yếu tố khác (tiếp xúc với dao gạt, hệ thống làm ẩm) ở trạng thái bền vững trong suốt quá trình in mặt khác nó cũng được thiết kế để có thể thay bản in một cách nhanh chóng và dễ dàng khi thay đổi sản phẩm in

4.3 Hệ thống sấy

Dùng nhiệt độ để làm dung môi trong mực bay hơi hoặc kích thích mực tạo phản ứng Oxy hóa TaÏo màng trên bề mặt vật liệu Rất cần thiết với máy in bao bì

Với mỗi PP in có các loại máy in tương ứng do đó cũng cần có hệ thống làm khô thích hợp Hệ thống này còn được thiết kế để phù hợp với loại mực in tương ứng Các dạng làm khô thông dụng là Dùng đèn UV, IR, dùng không khí nóng, chùm tia điện tử, phun bột …

Với in Ống đồng có tốc độ in cao và mực in loãng vì thế sau mỗi đơn vị in đều có một hệ thống sấy sử dụng luồng khí nóng để làm bay hơi dung môi trong mực Tương tự

Biên soạn : Chế Quốc Long 113

Hình 1.11 : Đơn vị in Oáng đồng

như vậy là các máy in Flexo cũng được làm khô bằng khí nóng, nếu mực in là mực UV thì sau mỗi đơn vị in là hệ thống sấy bằng đèn chiếu tia UV

Ngược lại, in Offset có mực đặc hơn thì hệ thống sấy khô được đặt sau đơn vị in cuối cùng Hệ thống làm khô dùng UV hay IR tùy theo sản phẩm và mực in Ngoài ra in Offset cũng có thể đặt hệ thống sấy sau mỗi đơn vị in nếu in mực UV Trong khi in lụa với lớp mực in dày thì được làm khô bằng cách phơi trong nhiệt độ bình thường nếu sử dụng mực

in thông thường Một số máy in lụa được thiết kế thêm hệ thống sấy UV

Làm khô là một yếu tố quan trọng trong Quá trình in, nó tùy thuộc vào loại mực in và thiết kế của máy in cũng như sản phẩm cần in

4.4 Hệ thống vận chuyển và nhận vật liẹâu in

Phụ thuộc loại máy tờ rời hay cuộn

 Với máy in tờ rời nó sẽ nhận lại dạng tờ rời như ở đầu vào

 Với máy in dạng cuộn nó có thể thu về theo dạng cuộn, tờ rời, chia thành những cuộn nhỏ, sản phẩm đã cân bế hoặc gấp, đóng cuốn…

Cấu tạo của bộ phận này hoàn toàn phụ thuộc vào dạng máy in cuộn hay tờ rời Với máy in cuộn vật liệu là một băng dài đi xuyên suốt qua các đơn vị in - sấy - đầu ra bằng hệ thống các lô dẫn Động lực để kéo băng vật liệu đi nhờ sự tiếp xúc tại vùng ép in và các lô dẫn có gắn thêm moto động lực

Hình 1.12 : Hệ thống sấy trong in Offset

Hình 1.13 : Máy in cuộn với hệ thống vận chuyển giấy trực tiếp giữa các đơn vị in cùng hệ thống ra sản phẩm đa dạng