Trong phương pháp in Offset "ướt" truyền thống, thành phần Dung dịch làm ẩm (DDLA = Feuchtmittel) là một yếu tốt quan trọng khi in, thế nhưng nó cũng mang đến một vài nhược điểm, khó khăn trong in và cũng như làm tăng giá thành sản xuất in. Vì lí do đó, từ lâu, người ta đã tìm cách nghiên cứu, làm thế nào để phương pháp in phẳng (Flachdruck) có thể hoạt động chỉ với mực in mà không có sự tham gia của DDLA

1. Lịch sử in Offset “khô” (Geschichte)

Trong phương pháp in Offset „ướt” truyền thống, thành phần Dung dịch làm ẩm (DDLA = Feuchtmittel) là một yếu tốt quan trọng khi in, thế nhưng nó cũng mang đến một vài nhược điểm, khó khăn trong in và cũng như làm tăng giá thành sản xuất in. Vì lí do đó, từ lâu, người ta đã tìm cách nghiên cứu, làm thế nào để phương pháp in phẳng (Flachdruck) có thể hoạt động chỉ với mực in mà không có sự tham gia của DDLA.

Hơn một thế kỷ sau ngày tìm ra phát minh về phương pháp in phẳng của A.Senefelder ( Munich 1798), từ năm 1926 Caspar Hermann đã tiến hành một thử nghiệm mang tính tiên phong tại Viên – Áo và Leipzig – Đức, trong cuộc thử nghiệm này phương pháp in phẳng không dùng DDLA đã được phát triển. Ông đã tiến hành nó bằng cánh thay đổi một số đặc tính của mực in.

Bằng một hướng đi khác, Heinrich Renck ở thành phố Hamburg đã phát minh ra loại bản in chuyên dụng đầu tiên cho phương pháp in phẳng không dùng DDLA.

Việc thương mại hoá phương pháp in offset “khô” bắt đầu chính thức vào những năm 70 của thế kỷ 20. Công ty 3M phát triển, nắm bản quyền và thương mại hoá bản in, nhưng ngay sau đó họ phải từ bỏ con đường này vì những trục trặc kỹ thuật trong việc cụ thể hoá phương pháp in này.

Công ty Toray của Nhật Bản sau đó đã mua lại bản quyền, tiếp tục phân phối bản in và hỗ trợ việc phát triển, mở rộng thị trường tiêu thụ, phát triển thêm các dạng in phẳng khác. Bản quyền được Toray nắm giữ và làm suy giảm sự cạnh tranh của các phương pháp in khác trong nhiều năm, duy trì sự tồn tại của phương pháp in này. Hệ quả là pương pháp in Offset “khô” ngày càng chiếm được thị phần lớn trong phương phái in phẳng ở Nhật Bản. Ở Đức, công ty Marks-3zet cũng đưa vào ứng dụng sản phẩm bản Toray trong diện rộng và từng bước phát triển. Việc thử nghiệm khuôn in dương và âm bản xoá dần tỉ lệ đối trọng 1:1 với bản in Offset “ướt” truyền thống. Một vài nhà in đã tiến hành sử dụng và thu đuợc kết quả khả quan.

Kể từ khi chuyện thương quyền của Toray trở thành quá khứ, ngày càng có nhiều hãng chế tạo bản in Offset “khô” xâm nhập vào thị trường với một số cải tiến cho thị trường đặc biệt này. Đáng kể nhất phải nói đến hãng Presstek với bản in Offset từ vật liệu màng nhân tạo cho các máy in sử dụng kỹ thuật ghi bản DI (Direct Imaging là một thuật ngữ chuyên ngành của hãng chế tạo máy in Heidelberg, với kỹ thuật này, bản in có thể được ghi trực tiếp trong máy in bằng tia hồng ngoại ). Song song đó, hãng KBA của Đức đã bắt đầu nghiên cứu phát triển và giới thiệu một bản thiết kế hoàn toàn mới cho máy in, qua đó làm gia tăng số lượng các chủng loại bản in, mực in, góp phần làm tăng tốc sự phát triển của các sản phẩm in bằng Phương pháp in Offset „khô“

Sang đầu thế kỷ XXI, phương pháp in Offset “khô” đã chiếm được 1 thị phần đáng kể trong in ấn như : việc in thẻ nhựa, nhãn hàng, các hợp đồng in ấn cao cấp với số lượng thấp) và 1 phần nhỏ trong thị trường in tờ rời và in báo. Với đà thăng tiến không ngừng của ngành chế tạo máy, một ngày không xa người ta có thể chứng kiến những cải tiến, sự phát triển vượt bậc cho phương pháp in này.

2. Nguyên lí in và cấu tạo bản in (Druckprinzip und Plattenaufbau)

Bản in Offset “khô” về mặt nguyên tắc có cấu tạo theo dạng bản in Toray, bao gồm 3 lớp chính và 1 lớp màng bảo vệ (tránh sự tác động về mặt cơ học như trầy xước..).

Bản in của Presstek cũng trên nguyên tắc của bản Toray, điểm khác biệt là có thêm một lớp phủ dưới lớp bảo vệ, từ titan và titan oxid, vật liệu sử dụng cho lớp tạo phần tử in là Polyester.

Khi nói đến in Offset “khô” ta liên tưởng đến phương pháp in phẳng và sự truyền mực gián tiếp qua lô cao su. Việc nhận mực của phần tử in cũng được giải thích tương tự như phương pháp in Offset “ướt”truyền thống, nghĩa là có sự liên quan đến sức căng bề mặt – SCBM (giữa chất lỏng hoặc chất rắn với không khí) và sức căng diện tích giới hạn (giữa chất lỏng và chất rắn). Điều này đuợc giải thích một cách đơn giản như sau:

- Theo phương pháp Zisman thì 1 chất lỏng nếu muốn che phủ bề mặt chất rắn, nó phải có SCBM thấp hơn so với SCBM của chất rắn đó.

- Phần tử in từ Fotopolymer có SCBM khoảng 35 [mN/m] sẽ được phủ kín bởi lớp mực in có SCBM vào khoảng 30 [mN/m], trong khi đó SCBM lớp Silikon của phần tử không in chỉ vào khoảng 20 [mN/m] và do đó sẽ không cho mực bám lên bề mặt.

Câu hỏi được đặt ra là liệu phần tử in hay phần tử không in thấp hơn hoặc cao hơn đối tượng một chút? Bản in hiện tại trên thị trường có phần tử in Fotopolymer nằm trực tiếp trên lớp đế Alu và trực tiếp nằm trên nó là lớp Silikon (phần tử không in) có độ dày khoảng 2µm. Tùy theo nhu cầu thị trường mà lớp đế được làm từ các vật liệu khác nhau và có thể có thêm lớp bảo vệ bề mặt hoặc lớp kích hoạt quá trình ghi bản.

Việc Chế bản (Bebilderung)có thể đuợc tiến hành qua 2 cách :

- Âm bản :

+ phương pháp quang cơ thông qua việc làm đông cứng lớp Silikon (phần tử không in)

+ rọi bằng tia laser (kỹ thuật DI với tia hồng ngoại, hoặc tia mang nhiệt năng) để loại bỏ phần tử không in tương tự công đoạn trong phương pháp ghi bản CTP

- Dương bản : ăn mòn, loại bỏ lớp Silikon ở nơi phần tử in.

Trong các phương pháp trên, sử dụng tia hồng ngoại (IR-Strahlung) hiện tại cho kết quả tốt nhất, sắc nét nhất và đặc biệt thích hợp cho các loại tram mịn cho cả tram AM lẫn FM.

Mực in Offset thuần khiết dễ dàng được truyền từ các lô trục sang vật liệu in hơn là Nhũ tương (Emulgat- Mực có lẫn DDLA) với có độ kết dính thấp (Zügigkeit) hơn nhiều so với mực in thuần khiết. Điều này có nghĩa là trong in Offset “khô” ta sẽ in với lớp mực dày (dày hơn in Offset „ướt“) như trong máy in sách (in Typô (Buchdruck) – chẳng hạn máy Tiger của Heidelberg). Điều này có lợi trong một số trường hợp như in với các hệ mực mới, đặc biệt (moderne HiFi-Skalen) chẳng hạn dùng mực in PANTONE®. Một vài tông màu quá cao và không thể tái tạo được bằng in Offset truyền thống.

Thông thường lô chà với lớp mực dày khoảng 6-8 µm lăn qua bề mặt bản in, về mặt lí thuyết, phần tử in phải cho phép 1 lớp mực có độ dày từ 3-4 µm (khoảng một nửa so với lô chà) bám lên và sau đó truyền tiếp xuống cao su in , cuối cùng là lên vật liệu in.

Lớp mực trên tờ in thông thường có độ dày khoảng 1 µm và điểm tram trên tờ in rất sắc nét, đây chính là điểm mạnh của phương pháp in Offset “khô” so với in Offset „ướt“. Một điều cần để ý là, trong phương pháp in Offset „ướt“, mực in có thể bám lên cả phần tử in và không in, chỉ nhờ DDLA mà mực bị đẩy khỏi phần tử không in. Trong một chừng mực nào đó sẽ xuất hiện hiện tượng truyền mực thái quá, nghĩa là mực in sẽ phủ nhiều hơn phần tử in, vì chúng ta in trong phương pháp Offset “ướt”bằng nhũ tương. Sự cân bằng về mực nước là 1 trở ngại chính, mà trong đó mực in luôn là đối tác mạnh hơn. Đó cũng là 1 lí do lớn tạo nên sự gia tăng tầng thứ trong in.

Điều này gần như rất ít hoặc „không xảy ra“ trong in Offset „khô“. Điều này lí giải tại sao không có sự sai lệch đáng kể trong in Offset „khô“. Nếu so với Offset „ướt“, mức độ ổn định, chắc chắn của điểm tram trong in Offset “khô” cao hơn do chỉ có mực in truyền lên bản in, trong 1 vòng quay của lô cao su phần tử in đã được định hình một cách chắc chắn.

Một điểm đáng kể đến của Offset “khô” nữa là sự hao phí tờ in cũng thấp hơn hẳn.

Như đã đề cập, nhờ sự khác biệt về SCBM mà quá trình truyền mực được thực hiện. Giữa Silikon và mực in, sực khác biệt theo chiều ngược lại và qua đó mực in không bám lên được Silikon. Ngày xưa, việc xác định SCBM và sức căng diện tích giới hạn là rất khó và mơ hồ, do đó yếu tố có tác động mạnh này hầu như không được chú ý đến

Một điều phải lưu ý là SCBM của mực in (đối với không khí) giảm mạnh hơn so với Silikon khi nhiệt độ gia tăng. Chỉ cần tăng nhẹ lên hơn 32°C, mực in đã có thể…bám lên Silikon và do đó điểm tram cũng như tông màu có thể bị thay đổi. Vì lí do này mà trong in Offset „khô“, bản in phải luôn được làm mát (hoặc tối thiểu các lô mực phải được làm mát). Càng nhiều nhiệt năng trong máy in do tốc độ và thời gian chạy máy, các vấn đề về tông màu càng dễ xảy ra hơn và do đó bản in hoặc thậm chí lô mực phải được làm mát triệt để hơn.

Việc này dẫn đến sự hình thành một vài khái niệm xa lạ lắm dùng để mô tả vấn đề này. Một vài tác giả dùng chữ CTI (critical teperature index) = Nhiệt độ, để chỉ ra sự sai lệch về tông màu trên bản in.

Nhiệt độ trong trường hợp cụ thể phụ thuộc vào mỗi thành phần tham gia trong quá trình in, nó không phải là một thông số cho sẵn. Về mặt cơ bản, ta vẫn có thể in loại mực có chứa dung dịch phân tách (Trennmittel), nghĩa là ta vẫn in…bằng nhũ tương. Dung dịch phân tách ngay trong lần lăn đầu tiên của lô chà sẽ được truyền lên lớp Silikon và qua đó không cho lớp mực bám lên. Đó là nguyên tắc hoạt động của loại mực này và nó đã được trình diễn từ lâu. („weak fluid boundary layer“, WFBL). Hiệu quả hơn hết là dùng dầu Silikon (Silikonöl), vì nó đích thị là một dạng DDLA. Trong khi đó, mực in không có chứa dầu Silikon thường không có nhiều lợi điểm bằng vì dầu khoáng (Mineralöl) trong mực in không thể phủ lên lớp Silikon. Ngay cả khi nó có thể liên kết với lớp Silikon, nó cũng không có tác dụng ngăn mực in bám lên lớp Silikon mà ngược lại giúp mực in có khả năng tạo lien kết lên bề mặt Silikon.

Dầu khoáng là thành phần chính cốt lõi, là cái xương sống của mực in Offset, giúp cho mực in không lẫn với DDLA và không bám dính lên lớp Silikon.

Trong khi mực in có thể bám lên cả phần tử in và phần tử không in ở bản in Offset “ướt”và chỉ bị đẩy bởi DDLA, thì ở bản in Offset “khô” không xảy ra hiện tượng này. Mực in chỉ bám lên phần tử in mà thôi, ngoại trừ sự gia tăng về nhiệt độ dẫn đến sự bám dính mực in lên lớp Silikon.

3. Máy in (Druckmaschine)

Trong những năm hoàn kim (đến những năm thập kỷ 90) của phương phái in Offset „khô“, ngày càng nhiều máy in cả cũ lẫn mới dùng bản in đặc biệt này. Nhưng không phải tất cả các máy in đều loại bỏ hoàn toàn hệ thống DDLA. Thường thì người ta chế thêm bộ điều tiết nhiệt độ cho bản in, chẳng hạn như với túi khí. Với mẫu máy GTO DI của Heidelberg, lần đầu tiên người ta biết đến hệ thống máy in Offset không có bộ phận DDLA. Những nhà chết tạo máy in khác sau đó cũng nhanh chóng chuyển hướng. Riêng kỹ thuật DI vẫn chiếm một mảng thị trường nhất định, khi mà chỉ có 1 hãng cung cấp cung cấp kỹ thuật này cho các nhà chế tao máy in.

Đối với máy in tờ rời truyền thống, kỹ thuật ngày một phổ biến là người ta tích hợp vào hệ thống lô sàng một bộ phận điều tiết nhiệt độ, bởi vì những hợp đồng in với số lượng trung bình và lớn luôn đòi hỏi sự cân bằng và dàn trải về chất lượng in. Điều mà ta khó kiểm soát được khi nhiệt độ dao động. Việc thêm hệ thống làm mát là phương pháp chính hỗ trợ hữu hiệu nhất. Máy in Offset “khô” ban đầu có khổ in nhỏ sau tăng nhần, hãng KBA đã trình làng hệ máy Planeta Modelle (Genius và Karat) trên thị trường, những loại máy này hoạt động thuần túy theo nguyên tắc in Offset „khô“. Mẫu thiết kế của Elbe còn có những điểm mới đáng kể như Hệ thống lô mực ngắn (Kurzfarbwerk-ít lô hơn trong hệ thống lô mực), hệ thống này ban đầu chỉ được xem như 1 yếu tố đơn thuần mặc kỹ thuật máy móc. Hoạt động của hệ thống này dựa trên sự truyền mực từ một trục anixlox (Rasterwalze) sang bản in.

Cấu trúc máy giản đơn này là một phát minh mang tính đột phá, bởi vì từ nay người ta có thể bỏ qua hệ thống nhiều lô mực, phức tạp cũng như việc canh chỉnh mực dạng segment hoặc theo dạng vít mực trên máng mực. Thực tế thì tiềm năng của phát kiến này trong một thời gian dài vẫn chưa được đưa vào ứng dụng cụ thể. Thành công nhất có lẽ là một hệ thống thiết kế cho tương lai – mẫu Concept (Konzept) dành cho trường hợp khó nghĩ nhất : ứng dụng thành công cho hệ thống máy in báo – in cuộn (Zeitungsđruckmaschine) với cơ chế khô nhờ thấm hút, hệ thống in báo Cortina của KBA, mang lại cho nhà sản xuất máy in này lợi nhuận trên thương trường.