tìm hiểu công nghệ in offset trên kim loại trong lĩnh vực bao bì

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO

ĐỒ ÁN
CÔNG NGHỆ IN
TÌM HIỂU CÔNG NGHỆ IN OFFSET TRÊN KIM LOẠI
TRONG LĨNH VỰC BAO BÌ
Ngành Công Nghệ In
Môn Đồ Án Công Nghệ In

Sinh viên thực hiện: Cao Ngọc Dung - 15148006
Giáo viên hướng dẫn: Thầy Chế Quốc Long

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO
BỘ MÔN ĐỒ
CÔNG
Tp. ÁN
Hồ Chí
Minh,NGHỆ
tháng 6,GIA
năm CÔNG
2018 SAU IN


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO

ĐỒ ÁN
CÔNG NGHỆ IN
TÌM HIỂU CÔNG NGHỆ IN OFFSET TRÊN KIM LOẠI

TRONG LĨNH VỰC BAO BÌ
Ngành Công Nghệ In
Môn Đồ Án Công Nghệ In

Sinh viên thực hiện: Cao Ngọc Dung - 15148006
Giáo viên hướng dẫn: Thầy Chế Quốc Long

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 6, năm 2018


LỜI CẢM ƠN
Quá trình một học kì thực hiện đồ án là một khoảng thời gian không dài nhưng
cũng không quá ngắn để em học tập, tìm hiểu ra nhiều mảng kiến thức về công nghệ,
chuyên ngành in (đặc biệt là nội dung về công nghệ in offset trên kim loại) mình
còn thiếu. Để em có thể hoàn thành đồ án này, em nhận được sự giúp đỡ nhiệt tình
từ rất nhiều người từ thầy cô, gia đình và bạn bè,…
Trước tiên, cho em xin được gửi lời cảm ơn và tri ân sâu sắc đến cô thầy Chế
Quốc Long, là giáo viên hướng dẫn đồ án môn công nghệ in. Từ những kiến thức
được thầy hướng dẫn từ môn Đại cương in, Công nghệ in cùng sự hướng dẫn
nghiêm khắc và tận tình của thầy đã giúp em vạch được hướng đi đúng đắn để xây
dựng nên một bài đồ án theo đúng yêu cầu và hoàn thiện. Bên cạnh đó, bằng kinh
nghiệm thực tế, cô cũng giúp em hiểu ra được những thuận lợi, khó khăn của sản
phẩm khi đưa vào sản xuất thực. Từ đó giúp sinh viên củng cố cơ sở lý thuyết cũng
như biết được cách kiểm soát quy trình sản xuất khi vào thực tiễn.
Em cũng xin bày tỏ lòng biết ơn tới tất cả các thầy cô trong khoa In và Truyền
Thông đã tận tình truyền dạy cho em nhiều kiến thức chuyên ngành bổ ích, chỉ ra
những lỗi sai trong quá trình làm đồ án, từ đó tạo nền tảng kiến thức để em có thể
hoàn thành bài đồ án này.
Bên cạnh đó, không thể không nhắc đến gia đình và bạn bè. Là những người
luôn động viên, tạo điều kiện để em có được môi trường tốt để học tập và phát triển.

Với điều kiện kinh nghiệm còn hạn chế của một sinh viên, bài đồ án này không
thể tránh được những thiếu sót. Em rất mong nhận được sự chỉ bảo, đóng góp ý kiến
của các thầy cô để em có điều kiện bổ sung, nâng cao ý thức của mình, phục vụ tốt
hơn cho việc tác nghiệp thực tế sau này.


MỤC LỤC
CHƯƠNG 1: DẪN NHẬP......................................................................................... 3
1.1 Lý do chọn đề tài.............................................................................................. 3
1.2 Mục tiêu, mục đích, khách thể và đối tượng nghiên cứu................................ 4
1.3 Nhiệm vụ và phạm vi nghiên cứu.................................................................... 4
1.4Phương thức thực hiện đề tài............................................................................ 5
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ LUẬN............................................................................... 6
2.1 Lịch sử và phát triển của công nghệ in offset trên kim loại............................ 6
2.1.1 Sơ lược về lịch sử....................................................................................6
2.1.2 Ứng dụng của công nghệ offset cho in trên kim loại (ứng dụng trên
bao bì)...............................................................................................................8
2.2 Sự khác biệt cơ bản giữa máy in offset cho kim loại và máy in offset cho
giấy........................................................................................................................10
2.3 Đặc điểm nguyên vật liệu...............................................................................12
2.3.1 Kim loại tấm..........................................................................................12
2.3.2 Các vấn đề về mực in............................................................................13
2.4 Các vấn đề về tráng phủ và xử lý bề mặt kim loại........................................ 14
CHƯƠNG 3:TÌM HIỂU CÔNG NGHỆ IN OFFSET TRÊN KIM LOẠ QUA
HỆ THỐNG KBA-METALPRINT........................................................................ 16
3.1 Hệ thống sản xuất được tích hợp trên máy in kim loại của KBA-MetalPrint16
3.1.1 Hệ thống cung cấp, vận chuyển và thu hồi vật liệu..............................17
3.1.2 Đơn vị in................................................................................................22
3.1.3 Các phương pháp làm khô mực............................................................ 23
3.1.4 Chuẩn bị cho in sản lượng.................................................................... 27

3.2 Quản lý Chất Lượng Tờ In Kim Loại............................................................ 28
3.2.1 Một số lỗi thường gặp khi in trên kim loại...........................................28
3.2.2 Các vấn đề về kiểm soát chất lượng tờ in.............................................30
CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN........................................................................................32
TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................................34

GVHD: Thầy Chế Quốc Long


CHƯƠNG 1:
DẪN NHẬP
1.1 Lý do chọn đề tài
Ngày nay, với xu thế con người sống bảo vệ và thân thiện với môi trường, đặc
biệt là các sản phẩm được sử dụng trong cuộc với tần suất thường xuyên nhu bao bì.
Việc sử dụng các sản phẩm bao bì có khả năng tái chế và an toàn sức khỏe là một
xu thế chung của thế giới. Trong năm 2014, có tới 76% bao bì thép được tái chế trên
toàn Châu Âu. Vì vậy việc nắm bắt xu thế và đầu tư tìm hiểu các công nghệ in ấn
trên bao bì kim loại để định hướng phát triển nghề nghiệp là một định hướng có tầm
nhìn.
Nhìn lại thị trường in ấn cả trong và ngoài nước trong nhiều năm qua, có thể nói
phân khúc thị trường bao bì-nhãn hàng trở thành điểm sáng và dần chiếm vị thế ưu
tiên, vì đem về lợi nhuận cho các công ty in ấn cũng như toàn ngành in. Tại Việt
Nam, bên cạnh một số công nghệ in bao bì như: flexo, kỹ thuật số. Phương pháp in
offset là lựa chọn hàng đầu và không thể thiếu ở mỗi nhà máy in bao bì, bởi những
ưu điểm nổi trội về mặt công nghệ. Đặc biệt, với khả năng in được in trên đa dạng
các loại vật liệu, phương pháp này được ứng dụng để in trên bao bì kim loại. Tuy
nhiên, việc in trên một loại vật liệu như kim loại không giống như in trên giấy hoặc
bao bì. Trên cơ sở nguyên lý in, phương pháp in offset trên kim loại cần đòi hỏi
những yêu cầu công nghệ phù hợp với vật liệu, để từ đó cho ra những sản phẩm
với chất lượng ổn định và giữ được tính ứng dụng cao bao bì kim loại.

Đối với những kỹ sư công nghệ in cũng như các công ty in ấn quan tâm đến
lĩnh vực in bao bì kim loại, việc hiểu và nắm được quy trình công nghệ, hệ thống
vận hành và những điểm khác biệt nào của in offset trên kim loại đối với khi in trên
vật liệu khác là điều cần thiết cho các cá nhân về kho tàng kinh nghiệm nghề nghiệp,
mở rộng con đường sự nghiệp; cũng như cơ hội mở rộng sản xuất, tăng năng xuất,
chất lượng sản phẩm cho các công ty trong lĩnh vực này. Nhờ đó, vị trí của các
phương pháp in truyền thống, đặc biệt là phương pháp in offset ngày càng được
khẳng định thị trường bao bì kim loại.

3


1.2 Mục tiêu, mục đích, khách thể và đối tượng nghiên cứu
Mục tiêu:
- Nghiên cứu, phân tích và hiểu được quy trình công nghệ in trên kim loại ứng
dụng trong ngành bao bì.
- Tìm hiểu những khác biệt công nghệ (hệ thống nạp vật liệu, vận chuyển tờ in,
bộ phận tách tờ, bộ phận kiểm soát tờ in, áp lực in, kiểm soát tờ in,…) của công
nghệ in offset khi in trên kim loại so với khi in trên vật liệu giấy.
- Tìm hiểu, phân tích những lỗi thường gặp, nguyên nhân khi in trên tờ in kim
loại và tìm hiểu những công nghệ, biện pháp khắc phục nhằm cải thiện tối đa độ
chính xác chồng màu.
Mục đích:
- Khẳng định vị thế của công nghệ in offset trên kim loại để ứng dụng vào
ngành sản xuất bao bì với quy mô công nghiệp lớn.
- Sinh viên nghiên cứu thu nhặt được lượng kiến thức và công nghệ mới trong
lĩnh vực in offset, cũng như áp dụng vào lĩnh vực bao bì đang phát triển.
- Sinh viên biết cách thức thực hiện một đồ án môn học, cũng như là tiền đề để
thực hiện luận văn tốt nghiệp sau này.
Đối tượng nghiên cứu: Công nghệ in offset trên kim loại trong lĩnh vực bao bì

Khách thể nghiên cứu: Hệ thống máy in và quy trình in offset trên kim loại
1.3 Nhiệm vụ và phạm vi nghiên cứu
Nhiệm vụ nghiên cứu:
Để xây dựng được đề tài nghiên cứu, ta xác định những nhiệm vụ sau:
- Xây dựng cơ sở lí luận của đề tài nghiên cứu
- Tìm hiểu cơ sở thực tiễn của đề tài nghiên cứu
- Xây dựng được các giải pháp, biện pháp, phương pháp, quy trình,…để đạt
được mục tiêu nghiên cứu
- Lấy thực nghiệm thông qua các ứng dụng của các công ty, nhằm khẳng định
tính hiệu quả, tính khả thi của các giải pháp, biện pháp, phương pháp hoặc quy
trình,…đã đề ra.

4


Phạm vi nghiên cứu:
Với quy mô là đồ án môn học được nghiên cứu trong vòng 4 tháng, đề tài
nghiên cứu sẽ dừng lại ở mức độ tìm hiểu công nghệ in offset trên kim loại trong
lĩnh vực bao bì.
1.4 Phương thức thực hiện đề tài
- Nghiên cứu và thực hiện đề tài trên cơ sở lý thuyết và những kết quả ứng dụng
thực tế được (những thông tin công nghệ của các công ty in ấn liên quan đến đề
tài đang thực hiện).
- Xây dựng hệ thống đề cương chi tiết logic, có tính liên kết và bám sát theo tên
và mục đích của đề tài hướng đến.
- Đi sâu phân tích, nghiên cứu và phát triển từng nội dung nhỏ theo đề cương chi
tiết.
- Tiến hành nghiên cứu nội dung đề tài thông qua kiến thức cơ bản được học,
hướng dẫn của giáo viên, nguồn tài liệu trên internet và những thông tin về công
nghệ trên các website của các công ty lớn trong lĩnh vực liên quan đến đề tài.

5


CHƯƠNG 2:
CƠ SỞ LÝ LUẬN
2.1 Lịch sử và phát triển của công nghệ in offset trên kim loại
2.1.1 Sơ lược về lịch sử
Sự phát triển từ máy in kim loại 1 màu nạp nguyên liệu bằng tay đến máy
in kim loại nhiều màu tốc độ cao.
Công nghệ in offset trên kim loại ra đời từ khi xuất hiện thị trường sản xuất hộp
kim loại đựng thực phẩm vào những năm 1854. Ở thời điểm này, nhu cầu trang trí
hình ảnh trên hộp kim loại được đáp ứng bằng máy in offset trên kim loại bằng trục
ép phẳng, đó dòng máy in offset kim loại đầu tiên được cho ra đời.

Hình 1: Máy in kim loại “trục ép phẳng” thời kì đầu tiên
Cho đến những năm 1930, bên cạnh việc vẫn sử dụng máy in dạng “trục ép
phẳng”, một dạng máy in offset trên kim loại nữa xuất hiện ở dạng trục ép trục, với
hệ thống nạp nguyên liệu bán tự động có người vận hành. Loại máy in này có khả
năng tự động nâng kiện các tấm vật liệu kim loại, từng tấm kim loại sau đó sẽ được
đặt bằng tay vào đúng vị trí của tay kê. Tiếp đó, hãng sản xuất mỹ phẩm nổi tiếng
của Đức Beiersdorf tung ra thị trường chiếc máy in offset kim loại, với giấy chuyền
liên tục kết nối với hệ thống sấy để sản suất bao bì thiếc cho nhãn hiệu kem Nivea
vào năm 1932.

6


Hình 2: Máy in kim loại kết nối liên tục với hệ thống sấy
của hãng mỹ phẩm Beiersdorf ( Đức)

Sau thế chiến II, máy in offset trên kim loại đã được thiết kế nạp liệu hoàn toàn
tự động. Năm 1963, ống trung chuyển vật liệu 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 trục ống trung
chuyển. Hệ thống in này giúp hai đơn vị in kết nối với nhau, 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. Điều này đánh dấu một bước nhảy mới về công nghệ đối
với in offset trên kim loại.

Hình 3: Máy in offset kim loại 2 màu có ống trung chuyển

7


Đầu thập niên 70, sự phát triển của công nghệ in offset trên kim loại gần như
dậm chấn tại chỗ và bị bỏ quên trong 20 năm vì nhu cầu máy in offset kim loại giảm
gây ra sự cạnh tranh gay gắt giữa các nhà cung cấp máy in. Để thay đổi tình hình,
nhận biết rằng việc đưa ra những dòng máy in kim loại có thiết kế chất lượng vượt
trội có thể thu lại lợi nhuận và vực dậy ngành in kim loại. Từ đó, những máy in
offset kim loại 8 màu hay nhiều màu hơn dần thay thế cho dòng máy in cũ. Theo xu
thế thị trường, các hãng chế tạo mực in và máy in phải liên tục cập nhật những công
nghệ mới để phát triển chất lượng và phạm vi ứng dụng của máy in trên kim loại
phù hợp. Hiện nay, đã xuất hiện nhiều máy in offset trên kim loại với nhiều màu, hệ
thống xử lý bề mặt, hệ thống sấy hiện đại, vật liệu kum loại đa dạng đáp ứng được
hầu hết nhu cầu của thị trường in kim loại.
2.1.2 Ứng dụng của công nghệ offset cho in trên kim loại (ứng dụng trên bao
bì)
2.1.2.1 Mức độ ứng dụng của công nghệ in offset kim loại đối với thị trường
bao bì trong và ngoài nước

Mức độ ứng dụng của công nghệ in offset trên kim loại đối với thị trường bao
bì trong nước
Ở Việt Nam, ngành in offset cho bao bì kim loại không được đầu tư và phát
triển nhiều như in offset trên giấy. Với tình hình kinh tế cũng như sự tiếp thu công
nghệ mới phát triển chậm hơn thế giới, các máy in trên kim loại hiện nay không thể
mang lại sản phẩm chất lượng cao bởi vì hầu hết chúng dựa trên nền công nghệ
cách đây 50 năm. Việc sử dụng một công nghệ lạc hậu bị giới han vê tốc độ dưới
4.000 tờ/giờ (sử dụng hệ thống định vị vật liệu cổ điển), giới hạn về số màu in/lượt
(máy in 2 màu) gây nhiều khó khăn về mặt chất lượng và lợi nhuận. Do đó, lượng
đặt hàng in offset cho các sản phẩm bao bì kim loại đa số là các sản phẩm có số
lượng ít hoặc 4 màu trở xuống.
Mức độ ứng dụng của công nghệ in offset trên kim loại đối với thị trường bao
bì ngoài nước.

8


Đối với thị trường in bao bì kim loại ở nước ngoài (đặc biệt là một số nước
Châu Âu) hiện nay rất phát triển, bởi những tính năng đặc trưng của vật liệu (bảo vệ
sản phẩm bên trong, an toàn cho sức khỏe,…). Với nhu cầu tiêu dùng cao các mặt
hàng bao bì kim loại, các nhà cung cấp dịch vụ in ấn không ngừng quảng bá và xây
dựng thương hiệu bằng việc tiếp thu về những công nghệ in kim loại hiện đại có
chất lượng cao, quảng bá sản phẩm, công nghệ sử dụng qua hệ thống sale và
website. Nhà cung cấp máy in offset kim loại uy tín được các nhà in ưa chuộng đó
là KBA-MetalPrint với các hệ thống in offset tối ưu và hiện đại. Bên cạnh đó, với
mức giá và chất lượng máy ở hạng trung bình, ta có thể nhắc đến các hãng cung cấp
máy in offset kim loại của Trung Quốc như: Yinghe, Shanghai,…
2.1.2.1 Phạm vi sản phẩm được ứng dụng
Vì bao bì kim loại có độ chắc chắn cao, bảo vệ sản phẩm bên trong tốt, giữ
được hương vị cho thực phẩm và mang tính thẩm mỹ cao nên công nghệ in offset

trên kim loại ứng dụng cho các bao bì kim loại như: bao bì mỹ phẩm, thực phẩm,
hộp trang trí,…Đến cả những nhãn giấy được dán lên lon kim loại cũng được thay
thế bằng việc in trực tiếp hình ảnh trên lon.
Cấu trúc bao bì kim loại có hai dạng: lon/hộp 2 mảnh (two-piece can) và
lon/hộp 3 mảnh (three-piece can). Lon/hộp 2 mảnh gồm thân dính liền với đáy, nắp
rời được ghép mí với thân. Vật liệu chế tạo thân và nắp thường phải mềm dẻo nên
người ta chọn nhôm (Al) hoặc cũng có thể dùng vật liệu thép có độ mềm dẻo hơn.
Lon/hộp 3 mảnh gồm thân, nắp, đáy ở dạng rời được ghép lại để tạo thành cấu trúc
lon.
In offset trên kim loại chỉ in được cho bao bì dạng “three-piece can”. Phụ thuộc
vào quy trình định hình cấu trúc cho lon, mà ta áp dụng các phương pháp in khác
nhau. Ở quá trình làm lon hai mảnh, giai đoạn xử lý bề mặt và in được thực hiện sau
khi định hình cấu trúc lon. Vì vậy, hoàn toàn không thể sử dụng phương pháp in
offset để in cho dạng bao bì này. Còn đối với lon 3 mảnh, các bộ phân thân, nắp đáy
được định hình từ các tấm kim loại riêng biệt, do đó tờ in kim loại thường được xử

9


lý và in lên trên bề mặt trước, sau đó mới đi qua giai đoạn định hình bộ phận của
hộp/lon.

Hình 4: Một số sản phẩm lon 3 mảnh được in bằng phương pháp in offset
( />2.2 Sự khác biệt cơ bản giữa máy in offset cho kim loại và máy in offset cho
giấy
Xét về nguyên tắc in, công nghệ in offset trên kim loại hoàn toàn giống với in
offset bình thường. Tuy nhiên, với sự khác biệt về vật liệu in (giấy và kim loại) nên
xuất hiện một số khác biệt cơ bản giữa hai loại máy in khi in trên hai loại vật liệu
khác nhau này.
Hệ thống nạp 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. Điểm khác biệt nằm ở chỗ các vật liệu
là kim loại nên việc sử dụng thơi thổi tách tờ là không thể. Để tách rời được tờ kim
loại, máy in offset kim loại phải trang bị hệ thống hút tờ bằng nam châm điện có độ
nhiễm từ cao. Lợi dụng sự hút đẩy nhau giữa các vật thể trái dấu, nam châm có
nhiệm vụ tích điện cùng dấu cho các tờ in kim loại, kết hợp dưới lực đẩy của nam
châm. Kim loại sau đó sẽ được tách ra thành từng tờ ở mép của chồng kim loại, sau
đó ống hút hơi sẽ hút tờ kim loại trên cùng lên và đẩy vào hệ thống dây băng.
Hệ thống tay kê định vị tờ in

10


Hệ thống tay kê là yêu tố quan trọng quyết định sự chính xác chồng màu, các
tay kê luôn phải đảm bảo các tờ in được định vị giống nhau mỗi lần qua đơn vị in.
Tay kê hông của máy in offset trên kim loại không có nhiều khác biệt lớn với
offset bình thường. Trước đây, máy in offset kim loại cho phép tay kê đầu được
định vị ở nhíp bắt nằm trên ống ép in ở mỗi đơn vị in. Tuy nhiên, nhận thấy nhược
điểm khi sử dụng hệ thống tay kê này là năng suất không cao: tốc độ chạy máy
chậm (chỉ khoảng 4000 tờ/giờ), thường chỉ có 2 đơn vị in. Bên cạnh đó, việc tờ in
không được nhíp giữ cố định khi ra khỏi mỗi đơn vị in còn gây nên sự biến dạng và
khó chồng màu ở đuôi tờ in.
Cho đến nay, hệ thống định vị trên máy in offset kim loại được sử dụng theo
nguyên tắc như máy in offset trên giấy. Thay vì tờ in được định vị nhiều lần ở mỗi
tay kê đầu tại mỗi đơn vị in, tờ in sẽ được định vị một lần duy nhất tại tay kê đầu
nằm trước đơn vị in thứ nhất. Đồng thời ống trung chuyển có nhíp bắt được thiết kế
để vận chuyển tờ in qua các đơn vị in. Với những thay đổi này, các máy in nhiều
màu có thể đạt tốc độ đến 8000 tờ/giờ và độ sai lệch chồng màu ở đuôi tờ in cũng
hạn chế xảy ra.

Hình 6: Ống trung chuyển có nhíp bắt
định vị tờ in giữa 2 đơn vị in

Hình 5: Hệ thống định vị tay kê đầu đặt
trước đơn vị in đầu tiên

11


Hệ thống sấy
Có hai dạng hệ thống sấy phổ biến là sấy khô bằng nhiệt và sấy khô bằng đèn
UV. Với việc áp dụng cơ chế khô khác nhau (cơ chế khô vật lý đối với sấy nhiệt và
cơ chế khô hóa học đối với sấy UV), mỗi phương pháp sấy ứng với mỗi loại mực
tương ứng.
Sấy khô bằng nhiệt sử dụng mực in offset truyền thống. Hệ thống sấy nhiệt
được đặt sau cuối hệ thống in và trước hệ thống thu hồi vật liệu.
Mực in UV được ứng dụng cho hệ thống sấy UV. Do đặc tính vật liệu kim loại
không thấm hút mực như giấy, vấn đề làm khô mực là một yếu tố không thể thiếu
đối với công nghệ in offset trên kim loại (đặc biệt đối với các máy in nhiều màu).
Ngay sau mỗi đơn vị in, thiết bị đều được lắp đặt hệ thống đèn UV sấy khô bề mặt
mực (giống như hệ thống sấy của in offset trên giấy). “Các đèn sấy UV này giúp
làm khô mực hoàn toàn trước khi đến đơn vị in kế tiếp hoặc giữ cho lớp mực in ở
mặt trước không bị lột ra khi dùng cơ cấu in đảo trở trong máy in offset tờ rời” [1].
Để hoàn toàn đảm bảo chất lượng tờ in, bên cạnh các đèn UV phía sau mỗi đơn vị
in, hệ thống máy in offset kim loại luôn phải có một hệ thống sấy đặt ngay sau đơn
vị in cuối cùng.
2.3 Đặc điểm nguyên vật liệu
2.3.1 Kim loại tấm
- Kim loại duy nhất được sử dụng để in bao bì bằng công nghệ in offset là thép
tráng thiếc.

- Độ dày tấm thép: 0.1 đến 0.8 mm hoặc hơn nữa (hộp sữa, đồ hộp, hộp
thuốc,…)
- Khối lượng lớp thiếc được tráng: 0.5-34 g/m2
Stt
1

Lý do sử dụng

Yêu cầu

Đáp ứng được yêu cầu công nghệ Nam châm phải hút được vật liệu đầu
của hệ thống hút tờ bằng nam vào ( thép có hàm lượng lớn là sắt) để
châm điện

thực hiện công đoạn tách tờ và nạp vật
liệu vào đơn vị in

12


2

Đáp ứng được yêu cầu dễ định Thép
hình và gia công

có

hàm

lượng

carbon

thấp

( khoảng 0.2%) để yêu cầu độ dẻo dai và
có thể dát thành tấm mỏng

3

Bề mặt thép giảm được sự ăn Khắc phục được nhược điểm bề mặt đen,
mòn nhờ lớp thiếc mỏng tráng ở không có độ sáng bóng và dễ bị ăn mòn
cả 2 mặt

của thép

2.3.2 Các vấn đề về mực in
Tương tự như in offset trên giấy, mực in sử dụng cho tờ in kim loại trên máy in
offset có thể dùng mực in truyền thống hoặc mực in UV. Hai loại mực này có cấu
trúc khác nhau, hoạt động trên hai cơ chế khô khác nhau nên dẫn đến việc sử dụng
hệ thống sấy trên máy in cũng khác nhau hoàn toàn.
Mực in offset truyền thống trên kim loại chủ yếu dựa vào sự bay hơi của các
dung môi trong mực nên phương thức làm khô mực sẽ dùng không khí nóng. Cơ
chế hoạt động của đơn vị sấy khí nóng này trên máy in offset kim loại tương đối
giống với máy in offset trên giấy thông thường. Trên các máy in offset kim loại in
bằng mực offset truyền thống, luôn có một hệ thống lò sấy khô bằng nhiệt được đặt
ngay sau cùng của hệ thống in.
Đối với mực in UV, cơ chế khô cơ bản là Polyme hóa được các chất liên kết
trong thành phần mực. Do đó, mực UV chỉ được làm khô nhờ năng lượng tương
thích của đèn UV. Các đèn sấy UV thường được đặt sau mỗi đơn vị in hoặc ở cuối

cùng. Dây chuyền sấy mực UV chỉ cần phân nửa không gian của dây chuyền in
mực truyền thống có lò sấy khô bằng nhiệt, dẫn đến thời gian in sản phẩm nhanh
hơn; tổng chi phí cho một đơn vị sản phẩm in mực UV thấp hơn so với mực in
truyền thống. Nhưng ngược lại mực UV cần hoạt động trong điều kiện môi trường
ổn định bởi vì tính nhạy cảm của mực UV và việc kiểm soát mực in UV cũng phức
tạp hơn nhiều. Tuy nhiên, ô nhiễm có thể xảy ra trong quá trình sản xuất. Điều này
xảy ra khi xếp chồng các tờ in khi thu hồi. Tại thời điểm đó, mặt bên ngoài chạm
vào mặt bên trong của tờ in, kết quả là bề mặt bên trong có thể bị nhiễm bẩn bởi các

13


chất trong mực UV. Không có bằng chứng rõ ràng nào xảy ra vì mức độ ô nhiễm
quá thấp để được đo bằng thiết bị phòng thí nghiệm nhưng nó phải được coi là rủi
ro đối với các quy định.
2.4 Các vấn đề về tráng phủ và xử lý bề mặt kim loại
Xử lý bề mặt kim loại trước khi in
Việc xử lý bề mặt tờ kim loại trước khi in đều được thực hiện ở cả 2 mặt của tờ
in. Ta có thể quy ước: mặt ngoài là mặt được in, mặt trong là mặt tiếp xúc với sản
phẩm. Mặt trong được phủ lớp vẹc-ni bảo vệ để tránh các phản ứng lý-hóa giữa bao
bì và sản phẩm. Vì giai đoạn xử lý mặt trong của tờ in không ảnh hưởng đến công
nghệ, cũng như mặt trong và mặt ngoài tờ kim loại có nguyên lý tráng phủ cơ bản
giống nhau. Do đó, ta sẽ đi sâu tìm hiểu công đoạn xử lý bề mặt ngoài của tấm kim
loại
Đối với mặt ngoài, tờ in kim phải được tráng một lớp primer trắng (thủy tính)
trước khi in. Tờ in bắt buộc phải trải qua giai đoạn xử lý này vì 2 lý do. Thứ nhất,
với đặc điểm của vật liệu kim loại là hạn chế khả thấm hút và khả năng bám mực,
lớp primer này được phủ lên bề mặt vật liệu giúp tăng độ liên kết giữa mực với bề
mặt vật liệu khi in. Thứ hai, lớp primer trắng này còn nhằm tạo cho lớp màu sắc của
mực in lên kim loại có tính ổn định và tái tạo màu tốt hơn.

Xử lý bề mặt kim loại sau khi in
Công đoạn tráng phủ tờ in sau khi in để đảm bảo lớp mực in liên kết với bề mặt
kim loại, bảo vệ bề mặt in khỏi tác động của sự ăn mòn và va đập bên ngoài.
Các dạng vẹc-ni tráng phủ thường dùng cho tờ in kim loại là vẹc-ni gốc dầu (sử
dụng khi in mực truyền thống) và vẹc-ni UV.
Vẹc-ni gốc dầu được xem như mực in offset không màu, đơn vị tráng phủ là bộ
phân cấp mực trong in offset.
Vẹc-ni UV có thể in trên những đơn vị tráng phủ đặc biệt (bản chất là đơn vị in
flexo với hệ thống cấp vẹc-ni dạng hở hoặc kín) nối in-line bên trong máy in offset,
cũng như thực hiện việc tráng phủ trên máy tráng phủ chuyên dụng. Các thiết bị

14


chuyên dụng có cấu tạo khác nhau nhưng thường bao gồm các bộ phận: hệ thống
nạp tờ, hệ thống cấp vẹc-ni, bộ phận truyền vẹc-ni lên tờ in, hệ thống vận chuyển
giấy, hệ thống sấy, bộ phận nhận giấy.

Hình 7: Mô phỏng một hệ thống tráng phủ chuyên dụng tờ in kim loại

15


CHƯƠNG 3:
TÌM HIỂU CÔNG NGHỆ IN OFFSET TRÊN KIM LOẠI
QUA HỆ THỐNG KBA-METALPRINT
3.1 Hệ thống sản xuất được tích hợp trên máy in kim loại của KBA-MetalPrint
Trên phân khúc thị trường sản xuất bao bì kim loại trên thế giới hiện nay, bên
cạnh những công nghệ in kỹ thuật số khác cho sản xuất lon 2 mảnh “two-piece can”,
công nghệ in offset để sản xuất bao bì kim loại 3 mảnh “three-piece can” chỉ chiếm

một phần nhỏ trong thị trường. Do đó, việc tìm kiếm những hệ thống in kim loại
hiện đại cập nhật những giải pháp tối ưu, có khả năng giải quyết những vấn đề còn
hạn chế về công nghệ và tăng năng suất in để minh họa thực tiễn cho đề tài còn hạn
chế. Trong quá trình nghiên cứu đề tài, nhận thấy hệ thống in offset trên kim loại
MetalPrint của KBA - đơn vị cung cấp thiết bị in lớn của Đức có những thông tin
mới về công nghệ và toàn bộ hệ thống sản xuất tờ in kim loại. Do đó, người nghiên
cứu quyết định mượn các hệ thống in của MetalPrint (KBA) làm cơ sở thực tiễn để
nghiên cứu đề tài.

Hình 8: Hệ thống in UV tích hợp trên máy in kim loại 6 màu MetalStar 3 (KBA)
Hình 8 là hệ thống máy in offset kim loại khi in với mực UV và được làm khô
bằng đèn UV. Ngoài ra, KBA còn cung cấp một dạng hệ thống máy in tích hợp
khác cho khi in với mực truyền thống với hệ thống lo sấy. Ở phần 3.1, ta sẽ tiến

16


hành phân tích quy trình công nghệ in offset trên kim loại từ khi vật liệu được đưa
vào máy in cho đến khi được thu hồi thông qua hệ thống sản xuất được tích hợp trên
hai hệ thống máy in này. Dựa vào mục tiêu nghiên cứu, đồ án sẽ chú trọng nghiên
cứu về những chi tiết công nghệ đặc trưng có ảnh hưởng đến in offset trên kim loại.
vì vậy có một số hệ thống mang tính đại trà như hệ thống thay bản tự động, hệ
thống làm sạch các lô,… sẽ không đi sâu phân tích.
3.1.1 Hệ thống cung cấp, vận chuyển và thu hồi vật liệu
3.1.1.1 Hệ thống cung cấp vật liệu
MetalStar3 sử dụng hệ thống cung cấp vật liệu DriveTronic SIS (DriveTronic
Sensoric Infeed System). Hệ thống này hoạt động theo kiểu cung cấp vật liệu liên
tục theo dòng (giấy được cấp theo kiểu bậc thang), hệ thống cấp tờ vật liệu đặt ở
đuôi của chồng kim loại. Về cấu tạo, hệ thống cấp nhiên liệu DriveTronic cho máy
in offset kim loại và của các máy máy in offset thông dụng khác đều giống nhau về

nguyên tắc hoạt động.
Bàn cấp kim loại có cơ cấu nâng bàn tự động đảm vật liệu được cấp liên tục,
cho phép thay đổi khổ tờ in nhờ hệ thống các thanh định vị.
Bộ phận tách tờ đặt ngay đường tâm máy,dùng đầu hút nam châm nhiễm từ
tính để tách tờ kim loại nằm trên cùng và đưa nó vào bàn nạp nhờ vòi hút chân
không di chuyển. Việc vận chuyển vật liệu vào bàn nạp giấy dựa trên lực hút từ tính
và hút hơi. Hỗ trợ cho ống hút nâng thực hiện tách tờ dễ dàng và chính xác, cũng có
các bộ phận phụ trợ như: chân vịt, lưỡi gà, ống thổi trợ khí, chổi tách, chặn đuôi
hoạt động hoàn toàn giống như máy in offset trên giấy.

Hình 10: Bộ phận tách tờ trên máy in

17


Hình 9: Bố trí bộ phận tách tờ

MetalStar 3 (KBA)

(nhìn từ trên xuống)
Bàn nạp tờ kim loại:
Bộ phận nạp tờ in là nơi quan trọng định vị và ổn định tờ in trước khi vào đơn
vị in đầu tiên bởi các tay kê (tay kê đầu, tay kê hông), hệ thống bánh xe chổi, bánh
xe lăn và hệ thống dây đai hút chân không.
Một điểm nổi bậc ở công nghệ DriveTronic SIS trên hệ thống cung cấp vật liệu
là bàn nạp tờ sử dụng các đai hút chân không kết hợp với chuyển động lăn của hệ
thống các bánh xe giúp di chuyển, định vị tờ in vào tay kê và tới bộ phận in, thay vì
hệ thống các dây băng trên các máy in offset khác. Với bàn nạp có sử dụng hệ thống
các đai hút chân không đa lỗ, việc di chuyển và định vị tờ in trở nên chính xác và
uyển chuyển hơn, đặc biệt đối với vật liệu in có định lượng nhỉnh hơn các vật liệu

khác như kim loại.
DriveTronic SIS cũng được sử dụng cho hệ thống cung cấp vật liệu trên hầu hết
các máy in offset trên giấy hiện đại của KBA

Hình 11: Bàn nạp tờ in với hệ thống các đai hút chân không đa lỗ
trên máy in MetalStar 3
Tờ in kim loại từ bàn nạp đi đến đơn vị in được trung chuyển qua hệ thống
nhíp trao dạng ống tròn. Vì vấn đề chuyển vật liệu ở trạng thái tĩnh từ bàn nạp

18


sang trạng thái động ở ống ép in, đa số các lỗi chồng màu không chính xác
thường xảy ra ở giai đoạn này. Để hạn chế lỗi này xảy ra, đặc biệt, trên máy in
offset kim loại MetalPrint, bàn nạp vật liệu được trang bị thống định vị
KunziMatic. Hệ thống này sử dụng cảm biến đo chính xác vị trí cạnh tờ in được
đặt trên các nhíp trao, do đó, dựa vào khoảng cách tính toán được các nhíp trao
này có thể dịch chuyển qua trái hoặc phải để đáp ứng yêu cầu định vị tờ in
chính xác khi trao cho ống ép in.

Hình 13: Nhíp trao dạng ống tròn
Hình 12: Hệ thống nhíp trao dịch chuyển
“ Điều kiện để nhíp trao làm việc chính xác là lực ép trên tất cả các nhíp phải
đều nhau […] Điều này cũng tương tự cho nhíp trên các ống ép in và ống trung
chuyển giấy”.
3.1.1.2 Hệ thống kiểm soát tờ in trên dây chuyền sản xuất (Sheet
Management System)
Hệ thống kiểm soát in (SMS) có nhiệm vụ kiểm soát và giữ lại những tờ in bị
loại bỏ từ hệ thống kiểm tra. Để đảm bảo ổn định năng suất cũng như hạn chế việc
quá trình sản xuất bị dán đoạn, có hệ thống SMS quản lý giúp việc loại bỏ các tờ in

hỏng một cách an toàn và thuận tiện mà không ảnh hưởng đến quá trình sản xuất.
Tờ in di chuyển trong hệ thống cũng nhờ các băng tải bản rộng.
SMS là một mô-đun tách rời thích hợp cho các cấu hình máy in kim loại, nó
thường được dùng trong các hệ thống sản xuất in tích hợp khi in offset trên kim loại.
Hệ thống kiểm soát tờ in được đặt sau đơn vị in.

19


Hình 14: Hệ thống kiểm soát vật liệu (SMS) 881 của KBA
Tham khảo hình 8, hệ thống kiểm soát tờ in được đặt trên dây chuyền in kim
loại trên máy in 6 màu Metal Star 3.
3.1.1.3 Hệ thống thu hồi vật liệu (hệ thống nhận kim loại)
Sau khi trải qua giai đoạn in và các công đoạn xử lý bề mặt khác (sấy, tráng
phủ), tờ in kim loại được đẩy đến hệ thống thu hồi vật liệu để hoàn tất quá trình sản
xuất.
Tờ in kim loại khá nặng, do đó vấn đề giảm tốc cho tờ in khi thu hồi vật liệu là
một yêu cầu tiên quyết để đảm bảo độ nguyên vẹn của tờ in (tờ in không bị móp
méo để có thể định hình cấu trúc) và các chồng kim loại được xếp ngay ngắn. Hệ
thống thu hồi vật liệu dành riêng cho vật liệu kim loại của KBA ngoài những bộ
phận cơ bản (như vỗ hai bên hông, vỗ hai đầu tờ in), VacStack còn có những ưu
điểm giúp tờ việc thu hồi và đảm bảo độ nguyên vẹn của các tấm kim loại được tối
ưu hơn.
Như sau:
+ Tờ in đến hệ thống thu hồi vật liệu, trước khi được xếp chồng phải đi qua
bộ phận phanh giảm tốc, là hệ thống chân không (VacStack) tác động lên mặt
dưới (mặt tiếp xúc với băng chuyền) của tờ in. Sau đó được đưa vào bộ phận
xếp chồng nhờ các đệm khí. Nhờ sự hỗ trợ của các đệm khí, tờ kim loại được
xếp vào chồng nhẹ nhàng và giảm các va chạm ảnh hưởng.
+ Ngoài ra, còn có hệ thống thu hồi vật liệu có bộ giảm gia tốc bằng hệ

thông nam châm điện (MagStack), tuy nhiên vì nguyên lý hoạt động và hiệu

20


quả mà VacStack và MagStack đều như nhau nên người nghiên cứu sẽ chỉ phân
tích một hệ thống.

Hình 15: Hệ thống thu hồi vật liệu với
bộ giảm tốc bằng chân không

Hình 16: Hệ thống thu hồi vật liệu với

(VacStack)

bộ giảm tốc bằng nam châm (MagStack)

Có hai dạng thu hồi kim loại:
Dạng thứ nhất, vật liệu đến hệ thống nhận kim loại được xếp mặt in úp
xuống dưới. Khi có nhu cầu in mặt trong hoặc thuận tiền cho quá trình định
hình cấu trúc, vì kim loại rất nặng nên sẽ khó khăn trong việc trở mặt. Một hệ
thống lật mặt bằng những tấm nan quạt được thêm vào bộ phận sấy ngay trước
đó để đáp ứng nhu cầu này.

Hình 17: Nan quạt đỡ vật liệu vào lò sấy
Hình 18: Mặt in nằm phía dưới khi ra
khỏi lò sấy

21

Dạng thứ hai, bề mặt in của kim loại được xếp lên trên, giống hoàn toàn với
kiểu thu hồi vật liệu giấy ở các máy in khác. Hệ thống in tích hợp trên máy in
kim loại 6 màu MetalStar 3 (hình 8) mà ta đang xét không sử dụng công nghệ
sấy nhiệt bằng lò sấy ( mà sử dụng hệ thống sấy bằng đèn UV) nên không có bộ
phận nan đỡ để đảo bề mặt. Vì vậy, vật liệu vẫn được thu hồi theo kiểu thông
thường.
3.1.2 Đơn vị in
Về cấu trúc chung của một đơn vị in offset tờ rời, đơn vị in offset cho in kim
loại cũng gồm ống bản, ống cao su và ống ép in, hệ thống các lô cấp ẩm, hệ thống
các lô cấp mực. Vì hoạt động của các lô trong đơn vị in offset (cho in kim loại)
hoàn toàn giống với nguyên lý hoạt động với máy in offset thông thường, các đơn vị
in của máy in offset của KBA-MetalPrint chỉ được thay đổi một phần về cấu trúc
máng mực, lắp đặt hệ thống các lô chà, lô dẫn nhằm cải thiện tính linh hoạt và hiệu
quả khi truyền mực làm tăng giá trị kinh tế nên ta sẽ đi sơ qua về phần này.

Hình 19: Cấu trúc một đơn vị in trên máy in MetalStar 3

22


3.1.3 Các phương pháp làm khô mực
3.1.3.1 Phương pháp làm khô bằng tia UV bằng hệ thống sấy đèn UV
(MetalCure UV)
Phương pháp sấy đèn UV được ứng dụng cho hệ thống máy in sử dụng mực in
UV. Hệ thống sấy này được phát triển và sử dụng thành công trên máy in mực UV
MetalStar 3 gồm các đèn sấy UV nằm giữa các đơn vị in và các đèn sấy cuối cùng
được đặt sau đơn vị in cuối cùng hoặc sau hệ thống tráng phủ UV được gắn in-line
(nếu có).
Công suất đèn: 160W/cm ( có thể điều chỉnh tới 200 W/cm)

Hệ thống sấy được làm mát bằng nước và kết nối với hệ thống thông gió và xả
khí thải giảm thiểu những vấn đề trục trặc hệ thống ảnh hưởng đến quá trình làm
khô bề mặt của tờ in kim loại.

Hình 20: Tờ in khi đi qua đèn sấy UV (MetalCure UV)
3.1.3.2 Phương pháp làm khô bằng khí nóng với hệ thống lò sấy khí nóng
cho mực in truyền thống
Phương pháp làm khô bằng khí nóng dựa trên nguyên tắc bay hơi các chất trong
thành phần mực. “Hệ thống làm khô bằng phương pháp này cung cấp một nguồn
nhiệt chung được thổi thành dòng khí”, “quá trình khô được quyết định bởi nhiệt và
cách truyền nhiệt trong giới hạn của lớp màng trên bề mặt mực in” [2]. Vấn đề đặt
ra khi dùng hệ thống sấy để làm khô bề mặt kim loại là sự lưu ý về nhiệt độ sấy với
mức dãn nở của vật liệu kim loại, sự đồng đều về nhiệt độ sấy trên từng vùng của tờ

23