BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
---------------------------------------
NGUYỄN THANH TÂM
PHÂN TÍCH VÀ SO SÁNH ĐẶC TÍNH CỦA MỰC IN OFFSET
GIỮA HAI MÀU BLUE VÀ YELLOW
Chuyên ngành: Kỹ thuật Hóa Học
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
PGS.TS. TRẦN THỊ THÚY
Hà Nội – 2016
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan:
1. Những nội dung và kết quả trong luận văn này do tôi thực hiện
dưới sự hướng dẫn của PGS.TS. Trần Thị Thúy.
2. Mọi tham khảo trong luận văn đều được ghi trích dẫn rõ ràng tên
tác giả, tên công trình, thời gian và địa điểm công bố.
3. Mọi sao chép không hợp lệ, vi phạm quy chế đào tạo hay gian trá,
tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm.
Hà Nội, ngày 19 tháng 12 năm 2016
HỌC VIÊN
Nguyễn Thanh Tâm
1
MỤC LỤC
Trang
Trang phụ bìa
Lời cam đoan .................................................................................................. 1
Danh mục các bảng ............................................................................... 6
Danh mục các hình vẽ, đồ thị ......................................................................... 7
MỞ ĐẦU ................................................................................................ .9
CHƢƠNG I – TỔNG QUAN VỀ MỰC IN ....................................... 11
1 Định nghĩa và phân loại mực in ............................................................. 11
1.1 Định nghĩa ......................................................................................... 11
1.2 Phân loại mực in ................................................................................ 11
2 Thành phần cơ bản của mực in .............................................................. 12
2.1 Chất màu pigment ............................................................................. 12
2.2 Chất liên kết – Chất tạo màng ........................................................... 14
2.3 Chất phụ gia ...................................................................................... 17
3 Các tính chất cơ bản của mực ................................................................ 18
3.1 Tính chất quang học của mực in ....................................................... 18
3.1.1 Cường độ màu ......................................................................... 18
3.1.2 Độ trong, độ đục của mực ....................................................... 18
3.1.3 Khả năng phủ của mực ........................................................... 19
3.2 Tính lưu biến của mực in .................................................................. 19
3.2.1 Độ nhớt ................................................................................... 19
3.2.2 Độ chảy ................................................................................... 20
3.2.3 Độ tack .................................................................................... 20
2
3.3 Độ bền ............................................................................................... 21
4 Tổng quan về in offset ........................................................................... 21
4.1 Nguyên lý in offset ............................................................................ 22
4.2 Cấu tạo máy in offset ........................................................................ 22
4.2.1 Hệ thống làm ẩm ..................................................................... 23
4.2.2 Hệ thống truyền mực .............................................................. 24
CHƢƠNG II - PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU MỰC OFFSET…….. 23
1 Phương pháp điều chế mực in offset ...................................................... 26
1.1 Hóa chất và thiết bị ........................................................................... 26
1.2 Chuẩn bị mẫu .................................................................................... 26
1.3 Quy trình nghiền mực ....................................................................... 26
2 Phương pháp phân tích độ nhớt và tính chảy của mực in ...................... 28
2.1 Định nghĩa chất lỏng Newton và chất lỏng phi Newton ................... 28
2.2 Nguyên lý đo độ nhớt và tính chảy của mực .................................... 28
2.2.1 Các yếu tố ảnh hưởng tới độ nhớt ........................................... 30
2.2.2 Nhiệt độ ................................................................................... 30
2.2.3 Tỷ lệ trượt ............................................................................... 31
2.3 Phương pháp xác định độ nhớt của mực ........................................... 31
2.3.1 Thiết bị đo độ nhớt .................................................................. 31
2.3.2 Mẫu phân tích ......................................................................... 32
2.3.3 Quy trình đo độ nhớt ............................................................... 32
3 Phương pháp phân tích độ tack của mực in ........................................... 33
3.1 Nguyên lý đo độ tack (độ dính) ........................................................ 33
3.2 Ảnh hưởng của độ tack (độ dính) lên sản phẩm in ........................... 34
3
3.3 Phương pháp xác định độ tack của mực in ....................................... 35
3.3.1 Thiết bị đo ............................................................................... 35
3.3.2 Phương pháp xác định ............................................................. 35
3.4 Phương pháp in thử trên máy in giả lập ............................................ 36
3.4.1 Thiết bị in giả lập .................................................................... 36
3.4.2 Quy trình in thử ....................................................................... 37
3.5 Phương pháp xác định độ khô của mực ............................................ 38
3.5.1 Thiết bị xác định tính khô của mực ........................................ 38
3.5.2 Phương pháp đo độ khô của mực ............................................ 39
3.6 Phương pháp kiểm tra độ bền mực trên giấy .................................... 39
3.6.1 So sánh độ màu của mực ........................................................ 39
3.6.2 Thí nghiệm độ bền với hóa chất ............................................. 41
3.6.3 Thí nghiệm độ bền chà xát ...................................................... 41
CHƢƠNG III - KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ........................................... 41
1 Khảo sát độ nhớt và độ tack của hai màu cơ bản Blue và Yellow chuẩn ..
................................................................................................................ 43
1.1 Phương pháp khảo sát sai số và độ lặp lại của phép đo .................... 43
1.2 Kết quả khảo sát sai số thiết bị đo và xác định khoảng giá trị giới hạn
đặc tính mực ............................................................................................... 44
2.1 Kết quả khảo sát sự thay đổi độ nhớt của varnish khi thêm dung môi .
........................................................................................................... 46
3. Tiến hành quy trình nghiền mực offset .................................................. 47
3.1 Thiết kế công thức mực ..................................................................... 47
3.2 Mô tả quy trình nghiền mực .............................................................. 48
3.3 Khảo sát lượng dung môi tới độ tack và độ nhớt của mực Blue và
4
Yellow ........................................................................................................ 49
4 Đánh giá khả năng in trên giấy cotton và độ bền mực sau khi in .......... 53
4.1 Phương pháp tính độ dày lớp mực trên giấy ..................................... 53
4.2 Kết quả phân tích độ bền mực sau in ................................................ 55
4.2.1 Kết quả cường độ màu và độ bền màu với hóa chất ............... 55
4.2.2 Kết quả độ bền chà xát và tính khô của mực khi in trên giấy . 57
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................. 59
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................. 61
5
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1. Kết quả đo độ tack của mẫu chuẩn .................................................... 44
Bảng 2.Kết quả đo độ nhớt của mẫu chuẩn .................................................... 45
Bảng 3. Kết quả khảo sát độ nhớt của varnish ............................................... 46
Bảng 4. Công thức mực dự kiến ..................................................................... 48
Bảng 5.Kết quả khảo sát lượng dung môi tới độ tack và độ nhớt của mực Blue
và Yellow ........................................................................................................ 50
Bảng 6. Công thức mực Blue và Yellow (theo gam) ..................................... 52
6
Bảng 7.Kết quả đo tính khô của mực in offset ............................................... 58
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
Hình 1:Mối quan hệ giữa độ chảy T.V và nhiệt độ ........................................ 20
Hình 2: Cấu tạo của bộ phận cấp mực ............................................................ 24
Hình 3: Sơ đồ quy trình chế tạo mẫu mực in bằng máy nghiền 3 trục ........... 27
Hình 4: Đo độ nhớt dựa vào tốc độ trượt của tấm hình nón trên chất lỏng và
phụ thuộc vào nhiệt độ .................................................................................... 29
Hình 5: Tấm kim loại đo tính chảy của mực in .............................................. 30
Hình 6: Thiết bị đo độ nhớt Haake rotovisco ................................................. 31
Hình 7: Phương pháp xác định độ tack mực ................................................. 34
Hình 8: Thiết bị đo độ tack của mực .............................................................. 35
Hình 9: Thiết bị in giả lập mực offset............................................................. 36
Hình 10: Thiết bị đo độ khô dạng chữ C ........................................................ 38
Hình 11: Tủ so màu mực dưới đèn D65 ......................................................... 40
Hình 12: Máy thí nghiệm độ bền chà xát mực ............................................... 41
Hình 13:Đường chuẩn giữa nồng độ nhựa (varnish) và log độ nhớt của
varnish ............................................................................................................. 46
Hình 14:Đường chuẩn xác định độ tack mực Blue qua tỷ lệ dung môi ......... 51
Hình 15: Đường chuẩn xác định độ tack mực Yellow qua tỷ lệ dung môi .... 51
Hình 16:Đường chuẩn xác định độ nhớt của mực Blue qua tỷ lệ dung môi .. 52
Hình 17: Đường chuẩn xác định độ nhớt của mực Yellow qua tỷ lệ dung môi
........................................................................................................................ 52
Hình 18: Hình ảnh nền màu in trên giấy cotton của màu Blue ...................... 55
7
Hình 19: Hình ảnh nền màu in trên giấy cotton của màu Yellow .................. 55
Hình 20:Đánh giá độ bền hóa chất của màu Blue và Yellow ......................... 56
Hình 21: Kết quả thí nghiệm độ chà sát bề mặt màu Yellow ......................... 57
8
Hình 22:Kết quả thí nghiệm độ chà sát bề mặt màu Blue .............................. 57
MỞ ĐẦU
Mực in offset được ứng dụng rất nhiều trong các ngành kỹ thuật in ở
nước ta như in tạp chí, lịch, thiếp cưới…và cả trong lĩnh vực cần độ bảo an
cao như in tiền.
Hiện nay việc nghiên cứu và chế tạo mực in offset tại Việt Nam còn rất
thô sơ và chưa có công nghệ đặc thù hay riêng biệt nào. Trong quá trình
nghiên cứu các đặc tính của mực in offset như độ nhớt, độ dính, độ khô…
phải kết hợp xét đến tính chất, đặc tính của các loại pigment và chất liên kết.
Nhờ vậy có thể biết đặc tính của mực in phụ thuộc vào thành phần nào để
thay đổi và cân đối khi chế tạo một màu mực phục vụ cho vấn đề in đòi hỏi
các tính chất đặc trưng riêng biệt.
Ngoài ra chế tạo mực in offset cho lĩnh vực in tiền có tính chất bảo
mật tại Việt Nam còn rất mới và chưa làm chủ được công nghệ sản xuất
theođặc tính mong muốn.Vì vậy việc nghiên cứu, chế tạo và điều chỉnh các
thành phần cấu thành một loại màu mực là vấn đề cần quan tâm nghiên cứu.
Từ vấn đề này chúng tôi cùng nghiên cứu, tìm hiểu cụ thể tới hai màu mực là
Blue và Yellow về việc sử dụng tỷ lệ các loại pigment, dung môi và chất liên
kết tương ứng để tìm được mối liên hệ của các chất cũng như tối ưu hoá tỷ lệ
pha trộn để đưa ra quy trình sản xuất mực offset phù hợp.
Với lý do trên, chúng tôi lựa chọn đề tài: “Phân tích và so sánh đặc
tính của mực in offset giữa hai màu Blue và Yellow”.
Ý nghĩa thực tiễn: Kết quả đề tài được ứng dụng vào các dự ánnghiên
cứu và chế tạo mực offset ở Việt Nam.
Mục đích của đề tài:
Nghiên cứu đặc tính của pigment, chất liên kết và thành phẩm mực in
được chế tạo từ hai loại pigment màu Blue và Yellow với các chất liên kết đó,
9
bao gồm:
Kết quả phân tích đặc tính của từng loại pigment; So sánh hai loại
pigment màu;
Kết quả phân tích đặc tính của varnish và dung môi;
Kết quả khảo sát tỷ lệ giữa dung môi và chất liên kết khi pha trộn mực
in offset;
Kết quả khảo sát độ dính, độ nhớt và độ khô của hai màu mực in;
Quy trình sản xuất mực offset cơ bản;
Kết luận hiệu quả của việc khảo sát, phân tích các đặc tính pigment,
10
chất liên kết tới pha trộn mực in offset.
CHƢƠNG I: TỔNG QUAN VỀ MỰC IN
1 Định nghĩa và phân loại mực in:[2,3,7,8]
1.1 Định nghĩa:
Mực in là hỗn hợp của các pigment (chất màu), chất liên kết hay chất
tạo màng và phụ gia.
1.2 Phân loại mực in:
Có nhiều cách để phân loại mực in, nhưng người ta thường phân loại
theo phương pháp in và vật liệu in, theo dạng khô của màng mực in hay theo
mục đích sử dụng của sản phẩm in.
* Phân loại theo phương pháp in:
Mực in cao : In Typo, in Flexo, in typo gián tiếp.
Mực in phẳng : In Offset, in Litho, in Photolip, in kim
loại.
Mực in lõm : In ống đồng, in bản khắc lõm.
Mực in xuyên thấm : In lưới, in rônêô
* Phân loại theo mục đích sử dụng:
Mực in thử : In bản in thử.
Mực in việc vặt : Thư từ, giấy mời, giấy tờ quản lý kinh tế
xã hội…
Mực in nhũ : In bìa sách, danh thiếp…
Mực in trên màng chất dẻo: PE, PP, PVC…
Mực in tiền, séc, ngân phiếu thanh toán.
Mực in phát sáng: khi tia sóng ngắn chiếu vào màng mực sẽ phát sáng
huỳnh quang.
* Phân loại theo thành phần chất liên kết:
Mực gốc dầu.
Mực gốc nước.
11
Mực gốc dung môi.
Mực gốc nhũ tương.
Mỗi loại mực đều có tính chất lý học khác nhau về độ nhớt, độ bám
dính, trạng thái chảy, tính bám dính trên vật liệu in, độ bền với ánh sáng, với
kiềm, nước, cồn, axit, bơ, v.v… Việc lựa chọn mực in phù hợp với từng điều
kiện công nghệ in và phương pháp ứng dụng đòi hỏi phải có sự hiểu biết về
tính chất của mực in.
2 Thành phần cơ bản của mực in: [3]
Cấu tạo chung của mực in bao gồm có 3 thành phần chính là: Chất màu
(pigment), chất liên kết và phụ gia.
2.1 Chất màu pigment:
Chất màu là thành phần cấu tạo chính của mực in, có nhiệm vụ tạo cho
mực in màu sắc cần thiết.
Màu sắc của mực in, độ trong hay độ phủ, độ bền vững đối với các tác
dụng của ánh sáng, nước, chất rửa…của mực in phụ thuộc nhiều vào các tính
chất của chất màu được dùng để chế tạo mực in. Các chất màu dùng trong
mực in thông thường có hai loại là: thuốc nhuộm và pigment.
Thuốc nhuộm: là loại chất màu tan trong môi trường chất liên kết của
mực. Thuốc nhuộm có nhiều màu sắc khác nhau, có cường độ màu rất
cao, màu rất tươi và trong sáng, tuy nhiên độ bền màu không cao dưới
tác động của ánh sáng và của môi trường.
Pigment là loại chất màu không tan trong môi trường chất liên kết của
mực.
Chất lượng và lượng sử dụng pigment quyết định các tính chất tông
màu hay sắc thái, độ sáng màu và độ bão hòa hay độ no màu còn gọi là độ
tinh khiết của màu mực in do đó các chất màu dùng để chế tạo mực in phải
đảm bảo các tính chất sau đây:
Màu phải tinh khiết, trong sáng gần với màu quang phổ.
Màu phải có độ ổn định trong môi trường liên kết. Với các loại mực
12
khác nhau sử dụng các chất liên kết khác nhau thì yêu cầu về độ bền
vững hóa học, bền màu của các chất màu cũng khác nhau. Ví dụ: mực
in gốc nước có môi trường liên kết chủ yếu là nước thì các chất màu
phải đảm bảo không bị hydrat hóa dẫn đến sự thay đổi màu sắc, hay
những chất màu có tính kiềm không dùng được trong môi trường liên
kết có pha cồn. Các pigment chế tạo mực in offset không được tan
trong chất liên kết dạng dầu, nhựa tự nhiên hoặc nhân tạo.
Độ trong, độ phủ của chất màu quyết định tới độ trong của mực. Với
những mực sản xuất từ chất màu dạng thuốc nhuộm tính thấu minh rất
tốt, đặc biệt thích hợp với công nghệ in chồng nhiều màu, công nghệ in
số như in phun…
Những mực in có chất màu dạng pigment luôn luôn có độ đục nhất
định tùy thuộc vào độ đục của pigment. Thông thường mực có độ đục
cao thì độ phủ tốt cho phép in trên nhiều loại nền có màu sắc khác
nhau và không hoàn toàn trắng. Các pigment vô cơ có độ đục cao hơn
pigment hữu cơ và người ta hay dùng nó như một chất độn để điều
chỉnh độ đục của mực.
Độ phân tán của chất màu trong mực. Khả năng phân tán của chất màu
trong mực là yếu tố đảm bảo sự đồng đều về màu sắc của mực. Khả
năng phân tán là một tính chất cần đặc biệt quan tâm với các loại mực
được sản xuất bằng chất màu dạng pigment. Sự phân tán của pigment
trong môi trường liên kết phụ thuộc rất nhiều vào kích thước, tỷ trọng
và tính chất bề mặt của hạt pigment.
Khả năng thấm ướt với những phần tử chất liên kết dầu, nhựa.
Có độ bền với ánh sáng, nước, axit, bazo, nhiệt độ, v.v…
Độ mịn hay kích thước các hạt chất màu phải đảm bảo, kích thước hạt
càng nhỏ thì cường độ màu càng cao.
Cường độ màu hay độ đậm màu phải cao để đảm bảo khi chế tạo mực
13
in chỉ cần dùng lượng nhỏ pigment cũng đủ để chế tạo được mực có
màu đậm. Căn cứ và thành phần hóa học, nguồn gốc mà người ta chia
pigment ra làm ba nhóm:
Pigment vô cơ nhân tạo: là những oxit màu, bột do nghiền nhỏ kim loại
mà nhận được và những muối của một số kim loại như: sắt, chì, kẽm,
crom … ở dạng bột nhỏ mịn.
Pigment tổng hợp hữu cơ: là những chất kết tủa nhỏ, mịn, có nhiều
màu sắc khác nhau và nhận được bằng cách đem tổng hợp hữu cơ các
bán thành phẩm hữu cơ.
Sơn (lắc): là các thuốc nhuộm hữu cơ vốn có tính tan trong nước, trong
dầu và các chất hòa tan hữu cơ được đem biến hóa bằng phương pháp
hóa học để biến đổi tính chất thành không tan trong nước hay dầu và
các chất hòa tan hữu cơ khác. Nói cách khác, sơn chính là thuốc
nhuộm hữu cơ được gắn cho các tính chất của pigment.
2.2 Chất liên kết – Chất tạo màng:
Chất tạo màng trong mực in thường gọi là chất liên kết. Tính chất và
công dụng của chất liên kết có thể tóm tắt như sau:
Chất liên kết giúp cho các hạt pigment mang màu phân tán tốt trong
mực in, các hạt pigment càng mịn thì khả năng phân tán càng cao.
Là những chất có tính bám dính tốt, có độ nhớt dùng để liên kết các hạt
pigment mang màu và chuyển chúng lên bề mặt vật liệu in trong quá
trình in. Khi chất liên kết khô hoàn toàn, hạt pigment bám chắc lên bề
mặt vật liệu in.
Tạo thành lớp màng bảo vệ, bao quanh hạt pigment, tránh được tác
động của các yếu tố vật lý, hóa học, môi trường, sự cọ xát cơ học… khi
sử dụng sản phẩm in.
Chất liên kết ảnh hưởng rất lớn đến độ trong hay độ đục cũng như màu
sắc của mực in.
Thành phần chính của chất liên kết trong mực in gốc dầu là hỗn hợp
14
dầu và nhựa.Dầu dùng trong mực in thường là dầu thực vật hoặc dầu nhân
tạo.Khả năng khô và khả năng tạo màng của các loại dầu phụ thuộc vào mức
độ không no của các axit béo có trong thành phần của dầu.
Dầu thực vật có khối lượng phân tử càng lớn thì khả năng bay hơi càng
kém, chúng được chia làm ba loại:
Dầu khô như: dầu lanh, dầu chẩu trong thành phần có nhiều axit béo
không no.
Dầu bán khô như: dầu Hướng dương trong thành phần chứa từ 70 –
80% là axit không no có chứa từ 1 đến 2 nối đôi.
Dầu không khô trong thành phần chứa 80 – 88% là axit có một nối đôi
và một nhóm –OH và chính nhóm này cản trở quá trình axit hóa.
Axit Oleic: C17H33COOH trong phân tử có 2 nối đôi.
CH3 – (CH2)7 – CH = CH – (CH2)7 – COOH
Axit Ricinoleic: C17H32(OH)COOH trong phân tử có 2 nối đôi và 1
nhóm –OH.
CH3 – (CH2)3 – CH – CH2 – CH = CH – (CH2)7 – COOH
OH
Axit Linoic: C17H29COOH trong phân tử có chứa 4 nối đôi.
CH3 – CH2 – CH=CH – CH2 – CH=CH – CH2 – CH= CH – (CH2)7 – COOH
Axit Closhemic: C17H29COOH có 4 nối đôi trong phân tử
CH3 – (CH2)3 – CH = CH – CH = CH – CH = CH – (CH2)7 – COOH
Dầu lanh: là loại dầu khô thực vật. Axit béo không no trong dầu gồm
có: axit linoleic chiếm khoảng 44 – 61%, axit linonic và axit oleic
chiếm khoảng 15 – 30%, axit pamatic và axit stearic chiếm 4,5 – 6%.
Tính chất vật lý cũng như tính chất hóa học của dầu lanh phụ thuộc vào
vị trí nối đôi, số nối đôi và số nguyên tử cacbon có trong dầu lanh.
Những axit không no này khi tiếp xúc với Oxi trong không khí sẽ xảy
ra phản ứng trùng hợp tạo màng mực khô trên bề mặt vật liệu in.
Dầu chẩu: là loại dầu béo khô, được chiết xuất từ thực vật. Thành phần
15
chính chứa 79,7% axit eleostearic; 15% axit oleic; 4,1% axit panmatic;
1,3% axit stearic. Dầu chẩu dễ hòa tan trong các dung môi hữu cơ nên
được dùng trong sản xuất mực in.
Nhựa: gồm có hai loại nhựa tự nhiên và nhựa tổng hợp.
Nhựa tự nhiên có một số tính chất như:
Có tính tan trong các chất hưu cơ bay hơi với bất kỳ tỷ lệ nào, tạo
thành dung dịch có tính nhớt và dính.
Có tính bám dính cao khi đem phủ lên vật liệu in, nó có khả năng dàn
thành màng mỏng và liên kết với các hạt chất độn hoặc pigment.
Những tính chất vật lý, hóa học của các loại nhựa biến đổi tùy thuộc
vào bản chất hóa học và trọng lượng phân tử của các chất hữu cơ tạo ra
nhựa đó.
Một số loại nhựa tổng hợp dùng làm chất liên kết trong thành phần
mực in, chúng là những loại nhựa thiên nhiên đã được biến tính.Nhựa có ưu
điểm là giúp cho màng mực sau khi khô có độ bóng cao và bảo vệ được màng
mực in, chống lại những va chạm cơ học.
Nhựa là những polyme có khối lượng phân tử lớn và có khả năng tan
tốt trong một số dung môi hữu cơ hoặc kết hợp với nhau hay ngậm nước,
chính nhờ những tính chất này mà nhựa có thể được sử dụng để điều chỉnh độ
nhớt của mực.
Nhựa thông: thường có màu vàng cho đến nâu sẫm, thành phần chính
là axit abitic C19H29COOH có hàm lượng từ 78 – 90%, nhiệt độ nóng
chảy mềm từ 60 – 70%, có trị số axit là 135 – 180. Ở nhiệt độ cao 280 – 300oC chúng có khả năng tan tốt trong các dung môi hữu cơ. Trong
ngành in người ta sử dụng nhựa thông đã được biến thể như các este
của nhựa thông để làm chất kết dính trong mực in.
Sellac (cánh kiến) là loại nhựa do côn trùng tạo ra khi ăn nhựa cây. Hổ
phách do một số loài cây thông chết tạo ra ở dưới đất, những loại nhựa này
16
dùng để tạo cho mực in có độ láng bóng cao.
Cacboxylmetyl cenlulozo CMC dùng làm chất liên kết trong mực
nước.
Nhựa tổng hợp: Nhựa alkyd được tổng hợp từ những polyeste bằng
cách đa tụ từ rượu nhiều bậc với các ddiaxxit như mavich hoặc các
anhydrit của nó. Nhựa alkyd có độ nhớt lớn, tính hoạt hóa bề mặt cao,
tính in tốt, độ ổn định cao, dàn hồi và khả năng dính bám tốt. Nhựa
alkyd biến tính với dầu lanh tọa thành những êt tan trong dầu, khi hấp
thụ oxy xảy ra phản ứng làm màng mực khô nhanh.
2.3 Chất phụ gia:
Để tăng tính năng in và một số tính khác của mực in, người ta phải đưa
thêm vào thành phần của mực in một số chất phụ gia khác nhau như:
Chất làm khô: Giúp cho quá trình oxi hóa diễn ra tại màng mực trên bề
mặt vật liệu in nhanh hơn.
Thường người ta sử dụng resin kim loại là chất làm khô, nhựa thông có
trong thành phần của mực in kết hợp với kim loại, oxit kim loại hay các muối
kim loại như: Co, Mn, Cr, Ni,Fe, Cu, Al, Ca và Ba.
Tốc độ khô của mực giảm dần
Co Mn Cr Ni Fe Cu Al Ca Ba
Tuy nhiên khi tốc độ khô tăng lên đồng nghĩa với việc làm giảm độ
bóng màng mực.
Chất độn: làm tăng tính năng in của mực, thay đổi độ trong, độ đục
của mực in, thay đổi sắc thái làm cho mực in đậm hơn đồng thời hạ giá
thành của mực in.
Chất tăng độ bóng: Các loại vecni bóng hỗn hợp, các loại dầu và nhựa
cho vào thành phần của mực in để tăng tính năng in, tăng độ bóng,
giảm độ đậm của mực, tăng khả năng dàn mỏng khi in trên vật liệu in.
Chất chống dính: Tạo ra sự se mặt màng mực giúp cho in nhanh hơn
17
và chống dính bẩn mặt sau tờ in.
Dầu pha mực: Dùng để điều chỉnh độ nhớt, độ dính va trạng thái lưu
biến của mực.
Chất chống nhanh khô: Giúp cho quá trình oxi hóa dầu khô diễn ra
chậm hơn hay tăng khả năng tạo màng của mực. Các chất hay sử dụng
như phenol, vaseline, glyxerin, xeton, dehit, amin và parafin.
Chất làm giảm độ dính: Là những chất có tác dụng làm giảm độ đanh
của mực, làm cho mực trở nên mềm mại hơn, nhuần nhuyễn hơn.
Nhược điểm là làm giảm tốc độ khô của màng mực, do đó tùy trường
hợp khi in trên các loại vật liệu có tính chất bề mặt khác nhau mà
người ta điều chỉnh tỷ lệ.
Các chất mang mùi hương: Để tạo cho mực có mùi thơm, thường sử
dụng các hợp chất Hydrocacbon thơm.
3 Các tính chất cơ bản của mực:
Chất lượng sản phẩm in chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố như giấy in,
mực in, máy in, kiến thức và kinh nghiệm xử lý kỹ thuật của người thợ in,
điều kiện khí hậu và môi trường… Nắm vững các tính chất của mực in sẽ tạo
điều kiện thuận lợi ổn định chất lượng sản phẩm in.
3.1 Tính chất quang học của mực in:
3.1.1 Cƣờng độ màu:
Thể hiện ở độ đậm của màu mực. Cường độ màu mực càng cao có thể
in màng mực mỏng, đỡ hao phí mực, đồng thời về mặt chất lượng in sự
tái hiện tầng thứ hình ảnh trung thực, tăng cường độ sắc nét và có ấn
tượng tốt, phong phú về độ sâu hình ảnh in.
Cường độ màu phụ thuộc các đặc tính của pigment: nồng độ, chủng
loại, kích thước hạt pigment…
3.1.2 Độ trong, độ đục của mực:
Thể hiện khả năng phản xạ lại ánh sáng của mực khi được chiếu sáng.
18
Nó phụ thuộc vào chất liên kết và phụ gia trong mực.
3.1.3 Khả năng phủ của mực:
Khả năng phủ của màng mực trên nền giấy in là tính chất của mực in
được phủ lên nền vật liệu in một màng mực dày hay mỏng.
Liên quan đến hàm lượng pigment, cường độ, độ mịn hạt.
3.2 Tính lƣu biến của mực in:
Mực in là dạng chảy, chảy từ hộp mực qua trục xoay, chuyển sang mặt
bản in, mục đích nhằm tạo đường in. v.v…có chất lượng như yêu cầu trên
giấy (vật được in).
Để đảm bảo tất cả “ tính thích hợp cho in” nói ở đây, cần phải ứng
dụng lưu biến học.
Độ đặc là tên gọi chung để chỉ tính chất lưu biến của mực in. Tính lưu
biến thể hiện ở sự ảnh hưởng lẫn nhau như độ nhớt, tính dính, tính chảy, sức
căng bề mặt, lực bám dính…
Độ đặc của mực in về cơ bản phải thích hợp với giấy in hay vật liệu in
và tốc độ in.
3.2.1 Độ nhớt:
Thể hiện độ lỏng quánh, biểu hiện ở mực in loãng hay đặc. Độ nhớt mực
in không có một thông số kỹ thuật xác định mà thường dao động trong
một phạm vi rộng. Ví dụ:
Độ nhớt mực in offset tờ rời từ 20 – 100 Pa.s
Độ nhớt mực in offseet giấy cuộn từ 5 – 20 Pa.s
Các phương pháp in khác nhau mực sẽ có độ nhớt khác nhau.
Trong in Flexo, in ống đồng: mực có độ nhớt thấp tuân theo quy luật
chuyển động của chất lỏng Newton.
Trong in Typo, in offset: mực có độ nhớt cao không tuân theo quy luật
chuyển động của chất lỏng Newton.
Độ nhớt phải được lựa chọn sao cho phù hợp với phương pháp in, thiết
19
bị in và tốc độ in.
Độ nhớt quá cao sẽ không chạy được hay mực sẽ không truyền được
lên các hệ thống lô.
Độ nhớt quá thấp mực sẽ bị chảy dẫn tới khả năng truyền mực giữa các
lô kém, lượng mực truyền lên vật liệu in ít.
Độ nhớt thay đổi theo nhiệt độ ảnh hưởng tới chất lượng in, màu sắc,
sai lệch chồng màu. Khi nhiệt độ cao, độ nhớt của mực giảm, mực dàn chải
đều lên hệ thống lô.Khi nhiệt độ giảm, độ nhớt mực tăng các điểm in sắc nét.
3.2.2 Độ chảy:
Thể hiện ở lực dính, giá trị đo độ chảy gọi tắt là T.V, giá trị T.V càng lớn
thì mực càng dính.
Độ chảy T.V thay đổi theo tốc độ vòng quay của máy in. Độ chảy tăng
khi tốc độ in cao và giảm khi tốc độ in thấp.
Khi in cùng một tốc độ vòng quay/phút, độ chảy (T.V) thay đổi theo
nhiệt độ.
Hình 1:Mối quan hệ giữa độ chảy T.V và nhiệt độ
3.2.3 Độ tack:
Thể hiện khả năng bám dính của mực lên trên một nền vật liệu nào đó.Để
mực có thể truyền giữa các lô thì mực phải có độ dính phù hợp.
Nếu sử dụng mực in có độ dính cao một chút sẽ không có hiện tượng
váng bẩn, sự tái hiện điểm t’ram, đường nét tốt. Nhưng nếu độ dính
20
cao quá sẽ dẫn tới hiện tượng bóc, lột xơ giấy. Để ngăn ngừa sự dính
quá cao có thể dùng vecni dầu hoặc “pat” mỡ giảm dính. Để tăng
cường độ dính của mực in có thể sử dụng vecni dầu dính thích hợp.
Nếu mực có độ dính thấp thì khả năng thể hiện nét mảnh, chi tiết ảnh
nửa tông kém. Lưu ý khi in chồng nhiều màu mực in sau phải có độ
dính nhỏ hơn mực in trước nếu không sẽ bứt lớp màu in trước ra khỏi
bề mặt vật liệu nền.
Thông thường độ dính liên quan đến độ nhớt, độ nhớt cao thì độ dính
cao và ngược lại. Do đó khi lựa chọn độ dính phải tính đến độ nhớt của mực.
3.3 Độ bền:
Độ bền với ánh sáng là đặc biệt quan trọng đối với sản phẩm in, ví dụ
như tranh quảng cáo, yết thị ở ngoài trời dễ bị ánh sáng mặt trời tác động làm
màu mực bị phai dần.
Đối với những màu mực tự pha chế từ những mực màu cơ bản thì tính
chất bền ánh sáng của màu hỗn hợp gần đồng nhất với độ bền ánh sáng của
pigment có độ bền thấp nhất.
Độ bền ánh sáng của mực in được chia ra gồm 8 bậc:
Bậc 8: Rất xuất sắc, hảo hạng.
Bậc 7: Hảo hạng.
Bậc 6: Rất tốt.
Bậc 5: Tốt.
Bậc 4: Tương đối tốt, trung bình.
Bậc 3: Trung bình thấp.
Bậc 2: Thấp.
Bậc 1: Rất thấp.
4 Tổng quan về in offset: [1]
In offset là một kỹ thuật in ấn trong đó, các hình ảnh dính mực in được
ép lên các tấm cao su (còn gọi là các tấm offset) trước rồi mới ép từ miếng cao
su này lên giấy. Khi sử dụng với in thạch bản, kỹ thuật này tránh được việc
21
làm nước bị dính lên giấy theo mực in.
Chất lượng hình ảnh cao – nét và sạch hơn in trực tiếp từ bản in lên
Các ưu điểm của kỹ thuật in này là:
Khả năng ứng dụng in ấn lên nhiều bề mặt, kể cả bề mặt không phẳng
giấy vì miếng cao su áp đều lên bề mặt cần in.
Việc chế tạo các bản in dễ dàng hơn.
Các bản in có tuổi thọ lâu hơn – vì không phải trực tiếp tiếp xúc với bề
(như gỗ, vải, kim loại, da, giấy thô nhám).
mặt cần in.
In offset ngày nay đã trở thành kỹ thuật in phổ biến nhất trong in ấn
thương mại.Tuy vậy trong các in ấn dành cho thú vui cá nhân, người ta vẫn có
thể tạo ra một số ít sách với chất lượng cao, sử dụng cách in trực tiếp.Một số
người vẫn thích các đường nét chìm nổi để lại trên giấy từ việc in trực
tiếp.Thậm chí một số sách kiểu này còn được in bằng các bản in được xếp từ
các con chữ chì, đây là công nghệ in typo, một công nghệ khá cổ.
4.1 Nguyên lý in offset:
In offset là phương pháp in phẳng, các thông tin hình ảnh được thể
hiện trên bản in có tính quang hoá để tạo ra các phần tử in bắt mực và phần tử
không in thì bắt nước. Ngoài ra hình ảnh trên khuôn in phải là hình ảnh thuận,
tức là cùng phương với tờ in sẽ được in ra.
4.2 Cấu tạo máy in offset:
Một máy in offset tờ rời gồm có các bộ phận chủ yếu như: một bộ phận
cung cấp giấy, một hay nhiều đơn vị in, các thiết bị trung chuyển để đưa giấy
qua máy in, một bộ phận ra giấy và các bộ phận bổ trợ thêm như bàn điểu
khiển máy in.
Thông thường một đơn vị in trong máy in offset tờ rời có ba trục chính
cùng hệ thống làm ẩm và hệ thống chà mực lên khuôn in:
Ống bản: là một trục ống bằng kim loại, trên khuôn in phần tử in bắt
22
mực còn phần tử không in bắt nước.
Ống cao su: là một trục ống mang tấm cao su offset, có cấu tạo gồm
một lớp vải bọc với cao su tổng hợp để truyền hình ảnh từ khuôn in lên bề mặt
vật liệu in.
Ống ép: là một trục khi quay luôn tiếp xúc với ống cao su, làm nhiệm
vụ chuyển giấy và các vật liệu in khác.
Hệ thống cấp ẩm: là hệ thống các lô làm ẩm bằng dung dịch làm ẩm có
chứa các chất phụ gia như: axit, gôm arabic, cồn isopropyl hay các tác nhân
làm ẩm khác.
Hệ thống cấp mực: là hệ thống các lô chà mực cho bản in. Các thành
phần quan trọng khác. Ngoài các đơn vị in ra, trong máy in offset một màu
hay nhiều màu còn bao gồm các bộ phận sau:
Bộ phận nạp giấy: làm nhiệm vụ hút giấy và các vật liệu in khác từ bàn
cung cấp giấy lên và đưa xuống đơn vị in đầu tiên.
Các bộ phận trung chuyển: (thông thường là các trục ống có nhíp kẹp
giấy) có khả năng vận chuyển giấy đi qua máy in.
Bộ phận ra giấy: là bộ phận nhận giấy ra và vỗ giấy đều thành cây giấy
trên bàn ra giấy
4.2.1 Hệ thống làm ẩm:
Hệ thống làm ẩm trong in offset tờ rời cung cấp dung dịch làm ẩm gốc
nước, hoặc dung dịch máng nước lên bề mặt khuôn in trước khi nó được chà
mực. Dung dịch làm ẩm giữ cho phần tử không in trên khuôn được ẩm ướt do
đó nó không bắt mực. Nó được chà lên toàn bộ bản in.
Tuy nhiên, các phần tử không in bắt nước và đẩy mực trên khuôn,
chúng được tạo ra theo cách hút bám một lớp mỏng gôm arabic trong quá
trình chế tạo khuôn in, đó là hydrophilic, hay chất ưa nước, trong khi các phần
tử in là hydrophobic, hay chất có khuynh hướng đẩy nước. Thực ra nước bản
thân nó có thể được sử dụng để làm ẩm bản.Một vài máy in offset tờ rời có
23
thể chọn sử dụng một mình nước để in các ấn phẩm số lượng ít.Tuy nhiên, lớp
đẩy mực này dần dần lột ra khỏi khi khuôn in tiếp tục sử dụng trên máy. Các
hoá chất trong dung dịch làm ẩm bổ sung thêm độ đẩy mực cho lớp này.
4.2.2 Hệ thống truyền mực:
Hệ thống cung cấp mực in trong máy in offset tờ rời có 4 chức năng cơ
bản sau:
Dẫn mực từ lô máng mực đến khuông in.Tách lớp mực dày ra thành
lớp mực mỏng đồng đều trên các lô truyền.Chà mực lên các phần tử in trên
bản.Loại bỏ mực in tái lập trên lô chà từ các công việc in trước đó.
Hình 2: Cấu tạo của bộ phận cấp mực
Máng mực: chứa mực in cần cung cấp trong quá trình in.
Lô chấm: là một lô chuyền luân phiên tiếp xúc giữa lô máng mực và lô
đầu tiên của hệ thống cấp mực, thông thường là lô tán trong hệ thống cấp
mực.
Lô tán và lô sàn: là các lô chuyển động ăn khớp bằng bánh răng và dây
sên không chỉ quay tròn được mà còn chuyển động qua lại theo phương ngang
với trục ống từ trái qua phải máng mực, hai thành bên hông máng mực, dao
gạt và lô máng mực và làm nhiệm vụ chà dàn mỏng lớp mực in lên các lô và
xoá các lớp mực in trước đó trên lô chà.
Các lô trung gian: là các lô chuyển động được dựa vào sự tiếp xúc với
24
các lô chuyển động khác có nối kết với bộ phận truyền chuyển động, các lô
trung gian nằm ở giữa lô chuyền và lô chà, làm nhiệm vụ và định lượng mực
cấp cho quá trình in; thường được gọi là lô định lượng – khi chúng tiếp xúc
với hai lô khác hoặc được gọi là lô dằn – khi chúng chà tiếp xúc với một lô
khác; ví dụ: như lô tán.
Các lô chà bản in: gồm 3-4 lô chà bản thường có đường kính khác
25
nhau, tiếp xúc và chà mực lên bản in.
CHƢƠNG II: PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN
CỨUMỰC IN OFFSET
1 Phƣơng pháp điều chế mực in offset:
1.1 Hóa chất và thiết bị:
Các hóa chất sử dụng để pha chế màu mực bao gồm:
Pigment Yellow (Benzimidazolone Yellow - PY 181)
Pigment Blue (Phthalo Blue - PB 15:4)
Varnish (chứa 70% nhựa biến tính phenol và 30% dung môi)
Dung môi (petroleum)
Thiết bị nghiền mực bao gồm:
Máy nghiền 3 trục hãng Buhler
Thiết bị đo kích thước hạt
1.2 Chuẩn bị mẫu:
Mẫu mực cần phân tích so sánh đặc tính là hai màu offset Blue và
Yellow, do vậy cần phải pha chế và nghiền tạo mực offset thành phẩm sau đó
khảo sát phân tích các đặc tính quan trọng bao gồm: kích thước hạt (< 10 m),
độ tack (tính dính- mực Blue 185-190; mực yellow 245-250), độ nhớt (tính
lưu biến của mực, khoảng độ nhớt từ 30-50Pa.s) và khả năng in trước và sau
trên giấy cotton.
1.3 Quy trình nghiền mực:
Điều kiện nghiền mực: Thực hiện trong phòng kín gió, nhiệt độ phòng 25±1,5oC, độ ẩm
55±5%.
Chuẩn bị các thùng chứa pigment, cân kỹ thuật (sai số 0,01g), tủ hút,
thiết bị bảo hộ cần thiết.
Lắp chụp hút bụi trên các lô nghiền (do tính chất các hạt pigment rất
26
nhẹ dễ dàng bay trong không trung khi đổ lên lô để nghiền), kiểm tra các điều
kiện để khởi động máy nghiền 3 trục: đường nước làm mát lô, các chốt chặn
má đồng, lưỡi dao, chốt dừng khẩn cấp, áp lực giữa các lô….
Quy trình nghiền trộn mực được thực hiện như sau:
27
Hình 3: Sơ đồ quy trình chế tạo mẫu mực in bằng máy nghiền 3 trục
2 Phƣơng pháp phân tích độ nhớt và tính chảy của mực in:[5]
2.1 Định nghĩa chất lỏng Newton và chất lỏng phi Newton:
Chất lỏng Newton là chất lỏng nhớt, tuân theo định luật ma sát trong
của Newton, nghĩa là ứng suất tiếp tuyến và gradient vận tốc phụ thuộc tuyến
tính với nhau. Hệ số tỉ lệ giữa hai giá trị trên được gọi là độ nhớt.Chất lỏng
Newton điển hình bao gồm nước và các loại dầu động cơ mỏng.
Một chất lỏng phi Newton được định nghĩa rộng rãi là một mối quan
hệ mà ứng suất tiếp tuyến và gradient vận tốc không phải là một hằng số. Nói
cách khác, khi tốc độ trượt rất đa dạng, ứng suất trượt không thay đổi trong tỷ
lệ tương tự (hoặc thậm chí nhất thiết theo cùng một hướng). Độ nhớt của chất
lỏng như vậy do đó sẽ thay đổi khi tốc độ trượt đa dạng . Như vậy, các thông
số thực nghiệm của mô hình đo độ nhớt, trục chính và tốc độ, tất cả đều có
ảnh hưởng đến độ nhớt đo của chất lỏng phi Newton. Độ nhớt đo này được
gọi là độ nhớt biểu kiến của các chất lỏng và độ chính xác đạt được khi thông
số thực nghiệm rõ ràng được trang bị và tuân thủ.
Chất lỏng phi Newton có thể được hình dung như là một hỗn hợp của
các phần tử có hình dạng và kích cỡ khác nhau. Trong quá trình chảy chúng đi
qua nhau thì tính chất về hình dạng và sự cố kết sẽ xác định bao nhiêu lực là
cần thiết để di chuyển chúng.
2.2 Nguyên lý đo độ nhớt và tính chảy của mực:
Độ nhớt và tính chất chảy đều có vai trò quan trọng trong mực in
offset. Độ nhớt là một phép đo chính của mực (giá trị nhất quán). Độ nhớt là
do các lực hấp dẫn giữa các phần cạnh nhau của chất lỏng đang dịch chuyển
với vận tốc khác nhau (nội ma sát). Độ nhớt được xác định bởi một máy đo
lưu tốc (Rheometer)
Mực được đưa vào giữa tấm nóng liên tục với một đĩa nón (với
góc xác định đỉnh của nó). Do chuyển động quang của nón, mực sẽ được tiếp
28
xúc để tạo ứng xuất cắt. Giá trị của phép đotrong đơn vị S.I. [Pa.s]
Hình 4: Đo độ nhớt dựa vào tốc độ trƣợt của tấm hình nón trên chất lỏng
và phụ thuộc vào nhiệt độ
Độ nhớt được xác định bởi các lực (căng ngang [Pa]), mà một chất
lỏng chống lại sựchuyển động tương đối với tốc độ không đổi (tốc độ quay [1
/ s]). Thời gian (thời gian đo) và nhiệt độ (mực và môi trường đo) được giữ
không đổi.
Giá trị kết quả đo cho lớp mực dày ( tính chảy thấp hơn) sẽ cao hơn so
với lớp mực mỏng. Trong cùng một điều kiện môi trường, lớp mực mỏng sẽ
có tính chảy nhanh hơn.
Nếu độ nhớt của mực quá cao, sẽ gây nên vấn đề trong quá trình truyền
mực giữa các lô.Nếu độ nhớt của mực quá thấp, mực có thể bị nhỏ giọt từ các
lô (trong quá trình truyền) hoặc từ máng mực.
Các giá trị kết quả đo có thể bị ảnh hưởng bởi các giá trị biểu đồ hình
học khác nhau - do đó giá trị sẽ không còn ý nghĩa nếu các điều kiện không
được lựa chọn cẩn thận. Chỉ khi giá trị tham chiếu tồn tại, kết quả đo được là
một phương tiện kiểm soát chất lượng; nhưng giá trị không thể được giải
thích trên toàn diện và độc lập từ mối quan hệ giữa chúng như là một tiêu chí
chất lượng tuyệt đối.
Liên quan đến các tính chảy đặc biệt là giới hạn lưu lượng chảyrất
quan trọng. Giới hạn lưu lượng chảy là lực cần thiết để mực từ trạng thái tĩnh
29
sang trạng thái chuyển động (ví dụ lực để ấn thuốc đánh răng ra khỏi tuýp).
Mặc dù tính chảy của mực có thể xác định dựa vào tính chảy trên một
tấm phẳng. Do đó đưa mực lên một tấm bản phẳng với một góc xác định. Nếu
kết quả thời gian chảy rất ngắn, mực có thể được chuyển tách khỏi máng mực
(có khả năng chuyển từ máng mực).Nếu thời gian chảy dài, mực có cấu trúc
không đảm bảo truyền giữa các lô.
Hình 5: Tấm kim loại đo tính chảy của mực in
2.2.1 Các yếu tố ảnh hƣởng tới độ nhớt:
2.2.2 Nhiệt độ:
Một trong những yếu tố rõ ràng nhất mà có thể có ảnh hưởng đến các
thuộc tính lưu biến của vật liệu là nhiệt độ. Một số tài liệu chỉ ra rằng khi thay
đổi nhiệt độ tương đối nhỏ sẽ dẫn đến một sự thay đổi đáng kể về độ
nhớt. Xem xét kiểm soát nhiệt độ trên độ nhớt là điều cần thiết trong việc
đánh giá các nguyên liệu sẽ phải chịu sự thay đổi nhiệt độ trong sử dụng, chế
biến chẳng hạn như các loại dầu động cơ, mỡ bôi trơn, chất kết dính và nóng
30
chảy.
2.2.3 Tỷ lệ trƣợt:
Thường thì các chất lỏng phi Newton có xu hướng được các quy luật
hơn là một trường hợp ngoại lệ của chất lỏng trong thế giới thực sự.Thí
nghiệm đánh giá về tác động của tốc độ trượt trên bề mặt chất lỏng hay chính
là xét tính lưu biến của chất lỏng là một thao tác cần thiết để tìm hiểu sâu về
ngành lưu biến học.
2.3 Phƣơng pháp xác định độ nhớt của mực:
2.3.1 Thiết bị đo độ nhớt:
Thiết bị được sử dụng để đo độ nhớt của Hãng Thermo Scientific và
model là Haake rotovisco 1. Đây là một thiết bị đo độ lưu biến quay kiểu cổ
điển, sử dụng một động cơ kéo tách vùng chất lỏng khéo léo để đáp ứng các
nhu cầu trong nghiên cứu ứng dụng, phần điều khiển là mô-đun gắn với hệ
thống điều khiển nhiệt độ từ đó kiểm soát nhiệt độ xy lanh lỏng hoặc các tấm
trượt hình nón. Khung của thiết bị được làm từ chất tổng hợp polyme, một
hợp chất đảm bảo có độ cứng cơ khí cao, giảm xóc rung động cao, nhiệt độ
cân bằng lại nhanh và có tính chống hóa chất.
31
Hình 6: Thiết bị đo độ nhớt Haake rotovisco
2.3.2 Mẫu phân tích:
Do tính chất việc nghiên cứu là tìm ra công thức mực cụ thể của từng
loại mực nên mẫu đem đo để phân tích độ nhớt và so sánh bao gồm:
Mẫu mực Blue chuẩn: là mẫu mực mục tiêu cần điều chế.
Mẫu mực Blue pha trộn: là mẫu mực cần điều chế để được các
thông số về đặc tính giống với mực mục tiêu, được nghiền theo quy trình trên
từ pigment, varnish và dung môi.
Mẫu mực Yellow chuẩn: là mẫu mực mục tiêu cần điều chế
Mẫu mực Yellow pha trộn: tương tự như mực Blue pha trộn.
Mẫu varnish: là varnish dùng để nghiền trộn mực, hầu hết các đặc
tính của mực in đều có liên quan tới đặc tính varnish, do vậy nghiên cứu đặc
tính varnish sẽ giúp công thức mực được đưa ra đơn giản nhất, ngoài ra còn
có thể lựa chọn loại varnish phù hợp để sản xuất mực.
Mẫu varnish được điều chỉnh độ nhớt từ dung môi: varnish được
bán trên thị trường thường có rất nhiều loại, nhưng loại thông dụng nhất là
varnish có thành phần là nhựa biến tính phenol, được sản xuất và cung cấp ở
dạng chất lỏng có độ nhớt khá cao. Vì vậy mà ta cần khảo sát các đặc tính
nhớt và tack của varnish nếu điều chỉnh bằng dung môi để giảm độ nhớt và
tack cao, thiết lập mối liên hệ giữa chúng để tính ra lượng dung môi cần thiết.
2.3.3 Quy trình đo độ nhớt:
Mẫu được cho vào giữa tâm đĩa phẳng lắp ở giữa tấm tròn cố định,
lấy vừa đủ mẫu để không bị tràn lên đĩa chóp nón khi đo.
Chọn và cài đặt các thông tin liên quan đến mẫu ở máy tính: tên
mẫu, ngày tháng đo, người thực hiện,….
Nhấn Start để bắt đầu đo mẫu, lúc này đĩa nón sẽ dần dần hạ xuống
và quay tròn để thực hiện việc phân tích độ nhớt của mẫu bằng cách trượt trên
bề mặt mẫu mực, điều kiện đo bao gồm:
Tốc độ quay: 0.0001/s lin – 10.0001/s lin
32
Nhiệt độ: 30oC
Thời gian đo: 60s
Thể tích mực đo: 0.02 ml
Sau khi hết thời gian đo mẫu, hệ thống đo sẽ dừng lại và nhấc đĩa
nón lên khỏi mực.
Thông số và kết quả đo sẽ được lưu lại trong máy tính, nếu cần
thiết in ngay để lưu kết quả.
Thực hiện lau vệ sinh đĩa lấy mẫu của máy và tiếp tục các công
đoạn như trên cho lần đo sau.
3 Phƣơng pháp phân tích độ tack của mực in:[5]
3.1 Nguyên lý đo độ tack (độ dính):
Độ dính của mực in offset đóng vai trò quan trọng trong các kiểm tra
khả năng in, ví dụ thí nghiệm tính bóc của mực với giấy.“Độ dính” nghĩa là
lực kéo xảy ra trong quá trình in khi phân tách mực giữa 2 bề mặt.
Các tính chất lưu biến của mực, bao gồm các tính chất: độ nhớt, độ
dính và một vài tính chất khác phụ thuộc vào nhau. Chúng ta thường sử dụng
từ ngữ “dày”, “mỏng” hoặc “dính” , “ít dính”. Thợ in thường sử dụng phương
pháp kiểm tra bằng tay để xem mực có đủ độ dính hay không. Độ dính cũng
có thể kiểm tra bằng máy đo.
Máy đo độ dính đầu tiên, Inkometer, được phát triển lần đầu tiên vào
năm 1838 bởi R.F Reed at the Lithographic Technical Foundation (LTF),
New York. Máy đo độ dính đo lực giữa 2 lô cùng áp lực, độ dày màng mực và
cùng nhiệt độ. Đưa một lượng mực nhất định lên lô A (metallic driving roller)
và M (mesurement roller). Khi lô A và lô M chuyển động theo chiều mũi tên,
lực kéo để phân tách mực giữa hai bề mặt lô có thể đo bằng khoảng chạy của
lô M.
Giá trị độ dính đo ảnh hưởng bởi các giá trị như áp lực giữa 2 lô, độ
cứng của lô và đường kính và tốc độ quay. Giá trị độ dính đo được định nghĩa
33
bởi một đơn vị đo lường, thuật ngữ như “đơn vị độ dính” thường được sử
dụng. Ngoài giá trị độ dính, đặc điểm sương mù (misting) của mực cũng được
đánh giá.
Hình 7: Phƣơng pháp xác định độ tack mực
Các nhà sản xuất khác nhau cung cấp thiết bị khác nhau dựa theo
nguyên tắc đo này. Để so sánh các kết quả đo, nên sử dụng đo trên cùng một
thiết bị. Tiêu chuẩn ISO 12634:1996 định nghĩa phương pháp kiểm tra độ
dính của mực hoặc chất kết dính. Nó dựa trên hệ thống đo trục quay.
3.2 Ảnh hƣởng của độ tack (độ dính) lên sản phẩm in:
Giá trị độ dính cao hơn:
Giảm hiện tượng dot gain
Tính ổn định của dung dịch ẩm trong mực tốt hơn
Tăng quá trình chuyển của mực
Lực kéo lớn hơn với bề mặt giấy khi phân tách mực
Độ dính cũng đóng vai trò quan trọng đối với bẫy màu (ink
trapping).Thợ in có thể giảm bớt độ dính của mực bằng cách thêm một ít dầu
hoặc bột nhão.
Ngoài ra, yếu tố quan trọng để giảm độ dính của mực là tăng nhiệt
34
độ.Điều đó đặc biệt quan trọng khi vận hành máy in chạy tốc độ cao.
Chúng ta cũng có thể giảm độ dính dựa vào dung dịch làm ẩm. Tuy
nhiên, sự tương tác giữa mực và nước rất phức tạp. Do đó, khó có thể mô tả
các tác động trực tiếp xảy ra trong nhũ tương mực-nước.
3.3 Phƣơng pháp xác định độ tack của mực in:
3.3.1 Thiết bị đo:
Thiết bị đo độ dính được sử dụng của Hãng Rudolph Meijer, model
Tack O’Scope với các thông số kỹ thuật:
Tốc độ lô quay: 0 – 350m/phút
Khoảng đo độ dính: 0 – 600 tack. Nhiệt độ đo: 25oC.
Hình 8: Thiết bị đo độ tack của mực
3.3.2 Phƣơng pháp xác định:
Cân chính xác 0.4g mực offset cần xác định độ dính và cấp lên lô chà
mực, để mực dàn đều trên lô trong 60s. Hệ thống máy đo được cài đặt sẽ tự
động đo khi đạt đủ 60s chà mực, thời gian đo độ tack mực là 90s, tốc độ lô quay 100m/phút, nhiệt độ 25oC. Kết quả lưu tại máy đo và được đọc ra máy
tính.
Khi tiến hành vệ sinh lô để tiếp tục một mẫu khác, thông thường nhiệt
độ lô sẽ tăng hơn, nên sau khi đo chờ máy nghỉ khoảng 5 – 10 phút để dung
35
môi vệ sinh lô bay hơi hết và máy về trạng thái sẵn sàng.
3.4 Phƣơng pháp in thử trên máy in giả lập:
3.4.1 Thiết bị in giả lập:
Thiết bị in giả lập model IGT AIC 2 – 5, là thiết bị in thử mực đơn
giản, có khả năng in thử với nhiều loại mực trên nhiều chất liệu khác nhau.
Hình 9: Thiết bị in giả lập mực offset
Lý tưởng cho việc thử nghiệm rất nhiều trên các chất nền và loại
Các tính năng và đặc điểm nổi bật của thiết bị:
Kiểm tra được lượng nhỏ của mực in và chất nền trong điều kiện
mực khác nhau trong việc kiểm soát chất lượng và nghiên cứu.
Làm thay đổi dải màu sắc với các loại mực khác nhau trên chất nền
mô phỏng thực hành thực tế.
Tiết kiệm chi phí bằng cách loại bỏ sự cần thiết cho các thử nghiệm
khác nhau.
Sử dụng chuyên sâu để nghiên cứu trong thời gian dài.
36
in trên các máy in thực tế.
Dễ dàng và nhanh chóng khi vệ sinh.
Các loại phụ kiện được trang bị sẵn thích hợp cho một phạm vi
rộng các tùy chọn in trên các chất nền khác nhau với mực offset, mực in ống
Vật liệu in, lô mực và quy trình in rất đơn giản và dễ dàng thay đổi.
Khả năng lặp lại là rất tốt, mô phỏng thực hành thực tế rất cao.
Điều khiển kiểm soát được tốc độ và thời gian in.
đồng và mực in flexo.
Tốc độ in
Liên tục 0,2-5 m / s
Tăng dần 0,5-7 m / s
Lực in 10-200 N
Khoảng thời gian in 0,2-120 s, độ phân giải 0,1 s
Hai lô in tối đa
Chiều dài khổ in 200 mm
Lô có chiều rộng in 10, 20, 35 và 50 mm
Các loại lô có sẵn:
Cao su, 85 Shore A, tráng, cho mực thông thường
Cao su, 65 Shore A, tráng, cho mực thông thường
Lô cao su, cho mực thông thường
Cao su, 85 Shore A, cho mực phủ UV
Lô cao su cho loại mực phủ UV
Nhôm
Ngoài ra có loại trọng lượng nhẹ <200 g
Thông số kỹ thuật và điều kiện in thử:
3.4.2 Quy trình in thử:
Mực sau khi được thiết kế và chế tạo, người ta thường thí nghiệm chất
lượng mực in trên vật liệu in để so sánh màu sắc ở lớp mực in mỏng (≈ 1 m),
độ phủ mực trên vật liệu nền, và độ bền mực sau khi in thử.
37
Quy trình in thử trên máy in giả lập IGT:
Lấy một lượng mực lên bộ phần chà và dàn đều mực.
Cân lô cao su trước khi đem chà mực để in thử, ghi lại số liệu m1.
Lắp lô cao su lên máy chà và dàn mực để lấy mực lên cao su.
Cân lô cao su đã được truyền mực, ghi lại số liệu m2.
Lắp lô cao su trên lên máy IGT AIC2-5 đã đặt sẵn các thông số :
Tốc độ 0.2m/s, áp lực in 200N.
Sau khi in cân lại lô cao su truyền mực, ghi kết quả m3.
Từ m2, m3 ta tính được khối lượng mực đã truyền lên giấy và độ
dày lớp mực.
Thông thường mực offset in có độ dày từ 1 - 2 m, do vậy khi in cần
cân và tính số gam mực đã truyền lên giấy. Để so sánh màu sắc ta có thể in
lớp mực dày hơn để nhận rõ sự khá biệt.
3.5 Phƣơng pháp xác định độ khô của mực:
3.5.1 Thiết bị xác định tính khô của mực:
Sau khi in thử trên máy IGT, mẫu in trên giấy được đem xác định thời
gian khô của mực ngay.Kết quả được so sánh với mẫu mực chuẩn.
38
Hình 10: thiết bị đo độ khô dạng chữ C
Thông số kỹ thuật:
Kích thước lô quay: = 103mm x 300mm
Thời gian lô quay 1 vòng :10 phút và 20 phút
Áp lực quả nặng lên lô: 7.36N
3.5.2 Phƣơng pháp đo độ khô của mực:
In mực lên giấy sao cho đạt được độ dày mực là 2 m bằng hệ thống in
thử IGT AIC 2-5. Mực sau khi in lên giấy đem lắp lên máy đo độ khô của
mực ngay.
Các bước thực hiện:
Đặt một giấy can lên trên giấy đã in mực cần thí nghiệm.
Lắp giấy lên lô kim loại, cố định bằng băng dính.
Lắp quả nặng lên để tiếp xúc với bề mặt giấy can.
Chọn tốc độ lô quay hết 1 vòng là 10 phút, bật máy để xác định tính
khô của mực.
Khi quả nặng chạy hết chiều dài lô kim loại, tháo mẫu lắp trên lô
xuống.
Đếm trên giấy can số vạch in trên giấy, tính từ vạch thứ 2 in lên
giấy can.
Mỗi vạch thu được là mất 10 phút, vì vậy tổng thời gian bằng tổng
số vạch nhân với 10.
Kết quả thu được so sánh với mẫu chuẩn.
3.6 Phƣơng pháp kiểm tra độ bền mực trên giấy:
3.6.1 So sánh độ màu của mực:
Mực chế tạo và mực chuẩn để so sánh được đem in trên máy IGT AIC
2-5 với độ dày lớp mực 5 - 7 m.
Sau khi in để mực khô hẳn rồi đem so màu dưới ánh đèn D65 và ánh
39
sáng tự nhiên.Đánh giá độ màu mực.
Tủ so màu được dùng để thực hiện đánh giá màu sắc bằng mắt nhìn
theo điều kiện đạt chuẩn. Đây là tiêu chuẩn của nền công nghiệp, tủ sử dụng
tấm màng chiếu sáng có thể thay đổi và những bóng đèn chấn lưu điện tử
(electronic ballast). Các loại bóng đèn có kích thước 26mm hay 38mm có thể
được lắp đặt vào tủ hay kết hợp sử dụng cả 02 loại. Tủ phù hợp sử dụng cho
04 loại đèn chiếu sáng khác nhau.
Thiết bị này có thể đáp ứng yêu cầu của nhiều tiêu chuẩn và bao gồm kệ mẫu nghiêng 45o như trong hình minh hoạ. Tủ cũng có một đồng hồ đếm
giờ theo tiêu chuẩn. Có thể sử dụng kết hợp các loại đèn khác nhau và khi đặt
mua cần làm rõ các loại đèn đó.Việc sử dụng kết hợp các loại đèn cũng sẽ
được hướng dẫn kỹ lưỡng.
Hình 11: Tủ so màu mực dƣới đèn D65
Các loại đèn đạt chuẩn (nhiệt độ màu gần đúng):
D65 Ánh sáng nhân tạo (cấp độ 1) 6500oK
D652 Ánh sáng nhân tạo (cấp độ 2) 6500oK
N Đèn huỳnh quang (ánh sáng tự nhiên) 4000oK
40
TL84 Đèn huỳnh quang 4000oK
TL83 Đèn huỳnh quang 3000oK
F Đèn dây tóc (điện gia dụng) 2300 to 28000oK
UVB Đèn sử dụng tia cực tím
HM Đồng hồ đếm giờ
3.6.2 Thí nghiệm độ bền với hóa chất:
Mực chế tạo và mực chuẩn để so sánh được đem in trên máy IGT AIC
2-5 với độ dày lớp mực 5 - 7 m.
Mực trên giấy khô đem thí nghiệm độ bền lớp mực in trên giấy với hóa
chất có tính tẩy mạnh, so sánh và đánh giá chất lượng mực.
3.6.3 Thí nghiệm độ bền chà xát:
Mực chế tạo và mực chuẩn để so sánh được đem in trên máy IGT AIC
2-5 với độ dày lớp mực 5 - 7 m.
IDM Ink Rub Tester được thiết kế để xác định chất lượng bám dính và
chống trượt của mực in trên các bề mặt giấy, nhựa và màng nhôm. Hoạt động
đơn giản, bằng cách nhập số lần chà xát trên bề mặt mẫu. Có thể thực hiện cọ
xát khô và ướt trên Ink Rub Tester. Phương pháp hoạt động là thỏi sắt nặng 2
hoặc 4 Lb với một bảng trắng được quét qua mẫu kiểm tra với số lầnthiết lập,
sau đó kiểm tra chất lượng mực in đã bị mài mòn.
41
Hình 12: Máy thí nghiệm độ bền chà xát mực
Tấm Carton
Tấm in
Giấy
Nhựa
Tấm Nhôm
Ứng dụng thí nghiệm độ bền mực in trên:
Hai tốc độ : 42 và 85 cpm
Thử nghiệm nhanh
Khối lượng: 2 – 4 lb
Bộ đếm: 0-9999
1 Bàn gấp nếp
Cắt mẫu: 152 x 51mm
42
Các tính năng:
CHƢƠNG III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 1 Khảo sát độ nhớt và độ tack của hai màu cơ bản Blue và Yellow
chuẩn: 1.1 Phƣơng pháp khảo sát sai số và độ lặp lại của phép đo [7]
Giá trị độ tack và độ nhớt đo được so sánh với thông số đã biết
trước của các mực offset được cung cấp (coi là mẫu chuẩn).
Sai số được tính theo công thức :
Độ lặp lại phép đo tính theo công thức:
Trong đó:
% xtb: Sai số tương đối trung bình giữa các lần thử nghiệm
(%) Sr: Độ lệch chuẩn RSD: Độ lệch tương đối (%) xtb: Giá trị trung bình của mẫu thử nghiệm
xch: Giá trị mẫu chuẩn tham chiếu được chấp nhận là đúng
Xác định giá trị giới hạn đo của độ nhớt và độ tack được suy ra từ giá trị trung bình tới giá trị đo khảo sát lớn nhất nếu sai số không vượt quá 5% (tức độ tin cậy phép đo là 95%).
Để đánh giá sai số, độ tin cậy của phép đo,và tìm khoảng giá trị
giới hạn của các giá trị đo đối với từng mẫu mực chúng tôi tiến hành đo
15 lần đối với giá trị độ tack và 10 lần đối với giá trị độ nhớt.
43
1.2 Kết quả khảo sát sai số thiết bị đo và xác định khoảng giá trị giới
hạn đặc tính mực:
Thí
Độ tack
nghiệm
Màu Blue Màu Yellow
242
1
186
245
2
182
245
3
186
247
4
181
245
5
185
246
6
183
242
7
185
241
8
181
245
9
185
245
10
185
246
11
186
248
12
185
243
13
184
245
14
181
245
15
185
Bảng 1. Kết quả đo độ tack của mẫu chuẩn
244.7
184
xtb
245
185
xch
0.14
0.54
% xtb
1.95
1.89
Sr
RSD
0.80
1.03
44
Độ nhớt (Pa.s)
Thí nghiệm
Màu Blue
Màu Yellow
1
32
35
2
36
36
3
35
37
4
33
35
5
32
37
6
35
37
7
34
34
8
33
35
9
32
35
10
34
36
Bảng 2.Kết quả đo độ nhớt của mẫu chuẩn
33,6
35,7
xtb
33
35
xch
1,8
2
% xtb
1,43
1,06
Sr
RSD
4,26
3,03
Từ các thông số thu được ở bảng 1 và bảng 2, nhận thấy sai số tương đối trung bình giữa các lần đo và độ lệch tương đối giữa các kết quả thí nghiệm cho thấy thiết bị đo đạt độ tin cậy 95% so với thông số chuẩn được so sánh.
Thông qua các chỉ số tính toán ta có giá trị giới hạn cho phép khi
pha trộn mực của:
Độ nhớt: Mực Blue là từ 33 - 38 Pa.s Mực Yellow là 35 - 39 Pa.s
Độ tack: Mực Blue là từ 185 – 190
Mực Yellow là từ 245 – 250
45
2. Khảo sát sự thay đổi độ nhớt của varnish khi thêm dung môi
2.1 Kết quả khảo sát sự thay đổi độ nhớt của varnish khi thêm dung
môi:
Khối lượng
Khối lượng
Lượng
Độ nhớt η,
Nồng độ
log η
nhựa, g
tổng,g
dung môi,g
Pa.s
nhựa, %
90,00
100,00
10,00
43,00
1,63
90,00
90,00
110,00
20,00
14,50
1,16
81,82
90,00
90,00
0,00
158,00
2,20
100,00
90,00
118,80
28,80
7,50
0,88
75,76
90,00
120,98
30,98
6,00
0,78
74,39
90,00
126,41
36,41
4,00
0,60
71,20
Từ bảng khảo sát ta lập được đường chuẩn liên quan giữa log η và
lượng dung môi cần thêm vào để điều chỉnh độ nhớt, từ đó tính ngược
lại giá trị độ nhớt cần đạt được.
0.3
y = 0.0551x - 3.3178 R² = 0.9991
0.2
0.2
Bảng 3. Kết quả khảo sát độ nhớt của varnish
η g o l
0.1
0.1
0.0
60
70
80
90
100
110
Nồng độ nhựa, %
Hình 13:Đƣờng chuẩn giữa nồng độ nhựa (varnish) và log độ nhớt của
46
varnish
2.2 Lựa chọn độ nhớt varnish trƣớc khi nghiền mực:
Độ nhớt ban đầu của varnish đo được như trong bảng 3 là 158
Pa.s, nếu sử dụng ngay varnish có độ nhớt cao để nghiền mực sẽ có các
nhược điểm sau:
Khó cấp varnish lên lô nghiền.
Varnish dính quá không trộn đều với pigment ngay được mà
làm cho một phần pigment dính lên mặt lô nghiền.
Phải cạo kỹ lớp mặt lô hơn mới lấy hết được pigment.
Ảnh hưởng đến kích thước hạt mực và làm lẫn mỗi lần nghiền.
Khó điều chỉnh đặc tính nhớt và tack của mực.
Do vậy cần đưa varnish về độ nhớt tương đối, dễ sử dụng khi
nghiền mực. Ở đây, chúng tôi lựa chọn độ nhớt của varnish là 50 Pa.s để
tiến hành nghiền mực.
Dựa trên đồ thị điều chỉnh tỷ lệ dung môi và nhựa trên ta tính
được lượng dung môi cần dùng để điều chỉnh độ nhớt của 90 g varnish
về 50 Pa.s:
Ta được:
Từ bảng 3 ta tính được khối lượng tổng dung môi và nhựa là
98,8g. Vậy lượng dung môi thêm vào để điều chỉnh độ nhớt varnish là
8,8 g.
3. Tiến hành quy trình nghiền mực offset:[4]
Tiến hành nghiền mực theo công thức 20% pigment, 65 – 70%
varnish đã điều chỉnh độ nhớt về 50 Pa.s và 10 – 15% dung môi.
47
3.1 Thiết kế công thức mực:
Trước mỗi lần nghiền một màu mực offset, phải có sự chuẩn bị về
thiết kế mẫu mực đó và cân đủ các thành phần đã thiết kế đó.
Trong bài luận văn nghiên cứu này, chúng tôi cần so sánh giữa hai
màu mực offset là 2 màu cơ bản Blue và Yellow nên chúng tôi thiết kế
công thức mực thành phần cho hai màu này.
Công thức mực dự kiến ban đầu như sau:
Dung môi (để
Mực
Pigment màu, %
Varnish, %
điều chỉnh), %
Yellow
20
70
5 – 10%
Blue
20
65
7 – 15%
Theo thông số an toàn vật liệu giữa hai pigment Blue 15:4 và
Yellow 181 thì pigment Blue có khả năng hút dầu tốt hơn pigment
Yellow và tỷ trọng khối của pigment Blue cũng cao hơn pigment
Yellow. Mục đích của nghiên cứu là tìm được tỷ lệ giữa các thành phần
chính của mực offset mà đạt được các giá trị đặc tính như đã khảo sát ở
mục 1.2, vì vậy chúng tôi lựa chọn công thức để nghiền mực như trên.
Bảng 4. Công thức dự kiến
Các thành phần chính: pigment, varnish và dung môi được tính
toán thiết kế công thức mực và cân chuẩn bị đủ liều lượng sẵn để tiến
hành nghiền mực. Thông thường công thức mực offset cơ bản, bao gồm:
20-25 % pigment, 65-70% varnish, và 5-10% dung môi.
Varnish được cấp lên lô trước sau đó tới pigment, dung môi
được cho từ từ trong suốt quá trình nghiền mực. Lúc này máy nghiền 3
trục đặt áp lực bằng 0, các thành phần giai đoạn này được trộn đều với
nhau.
48
3.2 Mô tả quy trình nghiền mực:
Nghiền lần 1 tăng áp lực lên khoảng 5 bar, thêm dung môi để
làm giảm độ cứng của mực, bước đầu phá vỡ dần các liên kết giữa các
hạt pigment làm giảm kích thước hạt và trộn đều với varnish.
Nghiền lần 2 tăng áp lực lên 10 bar, thêm dung môi để làm
giảm tiếp độ cứng của mực, kiểm tra kích thước hạt màu giai đoạn này
khoảng 15 - 20µm. Kiểm tra màu sắc của lần nghiền 2 với màu mẫu
bằng cách quệt mẫu lên giấy để so sánh.
Nghiền lần 3 tăng áp lực lên 15 bar, tăng áp lực để giúp các hạt
pigment có thể đạt được kích thước hạt dưới 10 µm. Sau nghiền lần 3
nếu kiểm tra kích thước hạt chưa đạt thì nghiền thêm một lần nữa để đạt
được kích thước hạt mong muốn.
Kiểm tra các thông số đặc tính độ nhớt và tack của mực để đạt
theo tiêu chuẩn, điều chỉnh độ nhớt ở bước hoàn thiện bằng cách cho
thêm dung môi.
3.3 Khảo sát lƣợng dung môi tới độ tack và độ nhớt của mực Blue
và Yellow
Sau khi công đoạn nghiền mực đến khi đạt kích thước hạt nhỏ
hơn 10 m thì phải tiến hành điều chỉnh các đặc tính của mực. Việc phân
tích các đặc tính của mực rất quan trọng vì nó ảnh hưởng rất nhiều tới
chất lượng in trên vật liệu của mực, và giúp chúng ta đánh giá chất
lượng mẫu mực có thể sử dụng đại trà hay không.
Thành phần ảnh hưởng nhiều nhất tới độ nhớt và độ tack của mực
đó là dung môi, vì vậy lượng dung môi thêm vào mực cần phải được
khảo sát và cấp với tốc độ từ từ, nếu như cho dư quá nhiều đồng nghĩa
với việc bỏ hoàn toàn mẻ mực đã nghiền. Thông thường trong quá trình
nghiền mực dung môi được cho vào mỗi lần nghiền tiếp theo, và đo đặc
49
tính từ ngay lần nghiền thứ 2. Với mục đích nghiên cứu và so sánh hai
màu mực Blue và Yellow nên chúng tôi đo đặc tính độ nhớt và độ tack
ngay lần nghiền đầu tiên của mỗi màu mực. Sau đó lập đồ thị liên quan
giữa độ nhớt, độ tack và lượng dung môi.
Bảng 5.Kết quả khảo sát lƣợng dung môi tới độ tack và độ nhớt của mực
Blue và Yellow
Tổng
Blue
Mẫu mực
Kích thước hạt
≈ 2.5
( m)
Dung môi (g)
35
50
65
75
80
80
325
Lượng varnish
(g)
100
Pigment (g)
281
215
199
185
182
Độ tack
68
45
38
32
28
Độ nhớt Pa.s
Tổng
Yellow
Mẫu mực
Kích thước hạt
≈ 4
( m)
Dung môi (g)
25
40
48
56
66
66
350
Lượng varnish
(g)
100
Pigment (g)
325
281
257
246
235
Độ tack
58
49
42
38
30
Độ nhớt Pa.s
50
Lập đường chuẩn giữa độ nhớt, độ tack và lượng dung môi:
300
y = -2.0956x + 344.03 R² = 0.945
250
200
150
100
50
0
0
20
40
60
80
100
350
y = -2.2346x + 373.83 R² = 0.954
300
250
200
150
100
50
0
0
10
20
30
40
50
60
70
Hình 14:Đƣờng chuẩn xác định độ tack mực Blue qua tỷ lệ dung môi
51
Hình 15: Đƣờng chuẩn xác định độ tack mực Yellow qua tỷ lệ dung môi
80
70
60
y = -0.9058x + 99.456 R² = 0.9924
50
40
30
20
10
0
0
20
40
60
80
100
70
60
y = -0.6814x + 75.424 R² = 0.9954
50
40
30
20
10
0
0
10
20
30
40
50
60
70
Hình 16:Đƣờng chuẩn xác định độ nhớt của mực Blue qua tỷ lệ dung môi
Hình 17: Đƣờng chuẩn xác định độ nhớt của mực Yellow qua tỷ lệ dung
môi
3.4 Công thức mực cơ bản hai màu Blue và Yellow:
Dựa trên các khảo sát về kết quả đo được và đường chuẩn lập ở
trên, chúng tôi đưa ra công thức thành phần mực cuối cùng như sau:
Mẫu mực
Pigment
Varnish Dung môi
Blue
100
325
75
Yellow
100
350
56
52
Bảng 6. Công thức mực Blue và Yellow (theo gam)
Có thể nhận thấy màu Yellow muốn đưa về độ dính và độ tack
phù hợp thì lượng dung môi cần thiết nhiều hơn so với công thức dự
kiến đưa ra. Khi đó cần phải tính lại tỷ lệ các thành phần nếu muốn sản
xuất mẻ lớn hơn. Sự chênh lệch về độ dính và độ nhớt của hai màu có
thể do các nguyên nhân sau:
Pigment Blue có tính hút dầu cao hơn pigment Yellow.
Lượng varnish ban đầu của màu Yellow cao hơn Blue.
Kích thước hạt pigment Blue sau nghiền thấp hơn Yellow.
Từ việc khảo sát sự thay đổi của dung môi tới độ nhớt và độ tack
của hai màu mực in có thể giúp chúng ta xây dựng được các đường
chuẩn liên quan giữa tỷ lệ dung môi và độ nhớt, độ tack. Từ đó chúng ta
có thể nghiên cứu được khoảng độ tack và độ nhớt rộng hơn để ứng
dụng sản xuất các loại màu mực Blue và Yellow có đặc tính khác nhau.
Tuy nhiên còn nhiều vấn đề cần nghiên cứu song song là cường độ màu
của mực sau khi nghiền, khả năng in trên giấy, độ bền ánh sáng và hóa
chất của mẫu mực khi in lên giấy…
4 Đánh giá khả năng in trên giấy cotton và độ bền mực sau khi in:
In thử và đánh giá chất lượng in trên nền giấy cotton của hai màu
mực Blue và Yellow bằng hệ thống thiết bị in thử. Xác định thời gian
khô trên máy đo độ khô chữ C và đánh giá độ bền của mực in với hóa
chất: axeton, javen, NaOH 2% và HCl 5%.
Trọng lượng mực in trên giấy (g/cm2) được tính theo công thức:
Trong đó:
53
4.1 Phƣơng pháp tính độ dày lớp mực trên giấy:
m: trọng lượng của mực (g/m2)
G1: trọng lượng của mực và lô cao su truyền mực trước khi in
(gam)
G2: trọng lượng của mực và lô cao su truyền mực sau khi in (gam) F: diện tích bề mặt khổ in (cm2)
Chiều dày lớp mực in trên giấy được xác định theo công thức tính
thể tích mực được in trên giấy:
Tỷ trọng của mực được tính xấp xỉ tỷ trọng của nước, tức là d = 1
g/cm3.
Do đó thể tích mực in cũng được tính theo công thức:
Từ (*) và (**) ta tính được chiều dày lớp mực in trên giấy của
máy in giả lập IGT.
Sử dụng mực Blue và Yellow chuẩn và mực đã điều chế đạt đủ
các đặc tính để in thử, đánh giá bề mặt in lên giấy, thời gian khô của
mực và độ bền hóa chất.
Khối lượng mực in lên giấy để xác định cường độ màu và độ bền
hóa chất là 0,05 gam.
Chiều dài khổ in là 20cm.
Chiều rộng khổ in là 5cm.
Vậy trọng lượng của mực in trên giấy:
Theo công thức tính toán ở trên thì ta cũng được chiều dày lớp
mực tương đương 5 m.
54
4.2 Kết quả phân tích độ bền mực sau in:
4.2.1 Kết quả cƣờng độ màu và độ bền màu với hóa chất:
Hình 18: Hình ảnh nền màu in trên giấy cotton của màu Blue
55
Hình 19: Hình ảnh nền màu in trên giấy cotton của màu Yellow
Nhìn trên hình ảnh cho thấy cường độ màu mực Blue gần như
nhau còn mực Yellow có phần tối hơn so với mực mẫu nhưng vẫn có thể
chấp nhận được vì không quá khác biệt so với mẫu và lớp mực in trên
giấy dày.
Để đánh giá chuẩn nhất là cho vào buồng ánh sáng D65, vì có
những pigment màu khi nghiền tạo mực, nếu nhìn bằng mắt thường thì
giống nhau nhưng khi vào máy đo lại hiện màu khác nhau, đó là các tính
chất của các pigment lựa chọn, nhưng ở đây chỉ so sánh với pigment
màu cơ bản nên chúng tôi không đưa vào máy so màu để so sánh mà
đánh giá bằng mắt thường.
Về đánh giá độ bền hóa chất của màng mực, hầu hết các mẫu
ngâm trong dung môi tẩy rửa và hóa chất đều bị ảnh hưởng lên bề mặt
như nhau.Ngâm trong nước Javen màu Blue có phần phai màu nhiều
hơn Yellow, trong các hóa chất khác chất lượng bền màu giữa Blue và
Yellow là tương đương nhau.
Hình 20:Đánh giá độ bền hóa chất của màu Blue và Yellow (các mẫu giấy
in mực mẫu đặt phía bên trái, các mẫu giấy in mực nghiền từ công thức
56
lựa chọn đặt bên phải)
4.2.2 Kết quả độ bền chà xát và tính khô của mực khi in trên giấy:
Hình 21: Kết quả thí nghiệm độ chà sát bề mặt màu Yellow (200 lần chà
xát) – I: mẫu chuẩn; II: mẫu chế tạo
Hình 22:Kết quả thí nghiệm độ chà sát bề mặt màu Blue (200 lần chà xát)
57
- I: mẫu chuẩn; II: mẫu chế tạo.
Thí nghiệm chà xát đặc trưng cho độ bền bám mực trên chất liệu
in. Cả màu Blue và màu Yellow đều cho kết quả độ chà xát tương
đương nhau, trong thực tế thì màu Yellow thường bị bay màu nhanh hơn
dưới tác động của ánh sáng nhưng trong bài báo này chúng tôi chưa
đánh giá được ảnh hưởng của tác động đó.
Xác định độ khô của mực phụ thuộc rất nhiều vào vật liệu nền,
chúng tôi sử dụng giấy cotton thường làm thí nghiệm đánh giá, nếu sử
dụng vật liệu khác để đo độ khô của mực thì kết quả dưới đây không
phù hợp để so sánh. Muốn so sánh thì các điều kiện đo phải trùng nhau,
cùng thời điểm đo.
Bảng 7.Kết quả đo tính khô của mực in offset (xét tính khô với trọng lƣợng mực trên giấy là 2g/m2 tƣơng đƣơng 0,02 g mực in trên máy giả lập
Blue
Yellow
Mẫu mực
Mẫu so
Mẫu chế
Mẫu so
Mẫu chế
sánh
tạo
sánh
tạo
Thời gian khô
500
520
430
430
(phút)
Từ các kết quả thu được về đánh giá các độ bền cơ lý hóa của hai
mẫu mực offset Blue và Yellow trên, chúng tôi chấp nhận sự tương
đồng về đặc tính của mẫu mực chế tạo và mẫu chuẩn. Qua sự phân tích
và khảo sát các đặc tính chúng ta có được công thức mực đơn giản nhất
của màu Blue và Yellow, có thể so sánh hai mẫu mực khác nhau từ
nguyên liệu như tính chất pigment, khả năng hút dầu của pigment….
58
IGT)
KẾT LUẬN
Nghiên cứu về mực in offset vẫn còn là lĩnh vực rộng với chúng ta, kỹ thuật in offset đã được sử dụng trong các ngành công nghiệp in ấn bảo mật
như tiền giấy, séc, hộ chiếu… Việc chế tạo ra các màu mực offset cơ bản
nhưng có các đặc tính cần thiết phù hợp với từng phương pháp in lại vẫn đảm
bảo độ bền màu và cường độ màu sắc là bài toán đặt ra của nhiều nhà nghiên
cứu. Đề tài “Phân tích và so sánh đặc tính của mực in offset giữa hai màu Blue và Yellow” cũng hướng tới mục đích đó và đạt được các kết quả như sau: Khảo sát, tính sai số, độ lặp lại và xác định khoảng độ nhớt, độ tack của hai màu mực Offset cơ bản Blue và Yellow chuẩn bằng các thiết bị phân tích chuyên dụng.
Khảo sát ảnh hưởng của dung môi tới độ nhớt của varnish để lựa chọn độ nhớt varnish phù hợp, tiến tới nghiền tạo mực. Việc lựa chọn độ nhớt
varnish để giúp việc trộn và nghiền pigment trên máy nghiền 3 trục được đều
và dễ dàng hơn.
Xây dựng quy trình trộn và nghiền mực offset trên máy nghiền 3
trục đến khi hoàn thiện mẫu mực.
Khảo sát ảnh hưởng của dung môi và varnish tới hai đặc tính quan trọng là độ tack và độ nhớt của mực offset giữa hai màu Blue và Yellow thực
hiện trong quá trình nghiền tạo mực.
Đánh giá, so sánh cường độ màu, khảo sát độ bền hóa chất và tính khô màng mực của hai màu cơ bản Blue và Yellow khi in trên máy in giả lập. Công thức mực offset Blue và Yellow đã được đưa ra với tỉ lệ khối lượng cuối cùng pigment:varnish:dung môi ( theo gam) cho mẫu mực Blue và Yellow tương ứng là 100:325:75 và 100:350:56 với độ nhớt của varnish lựa chọn là 50 Pa.s. Sự khác nhau cơ bản của hai mẫu mực bao gồm:
Tỷ trọng hạt pigment.
Kích thước hạt pigment.
Khả năng hút dầu của loại pigment sử dụng.
59
Tỷ lệ của varnish trong công thức mực.
Trên cơ sở nghiên cứu này, chúng ta có thể ứng dụng để chế tạo và đưa ra công thức các màu mực khác hoặc dựa vào các đường chuẩn đưa ra được
các công thức mực Blue và Yellow với đặc tính độ nhớt và độ tack theo mục
đích sử dụng trong các lĩnh vực in sử dụng mực offset.
Mực in offset hiện nay trên thị trường Việt Nam chủ yếu là nhập ngoại.Một lượng nhỏ mực được sản xuất trong nước với công nghệ được
chuyển giao từ nước ngoài.Điều này gây khó khăn lớn đến các doanh nghiệp
có thể làm chủ nguồn nguyên liệu và giá thành sản phẩm. Vì vậy bài luận văn
nghiên cứu công thức, cách nghiền và phân tích các đặc tính để đưa ra công thức mực offset này góp phần thúc đẩy được hoạt động nghiên cứu chế tạo
mực in offset trong nước.
Trong khoảng thời gian ngắn nghiên cứu về hai mẫu mực để đưa ra
công thức cơ bản nhất, nên chưa thể đi sâu khảo sát thêm các đặc tính và tối
ưu hóa được công thức mực, nhưng từ phương pháp này có thể phát triển
nghiên cứu rộng hơn để ứng dụng các đặc tính ưu việt hơn của mực offset trên
thế giới hiện nay như mực in offset không màu phát quang, có màu phát
quang; mực in offset có tính chất từ tính, …. Đây cũng là hướng mở để phát
triển mở rộng đề tài.
Hà Nội, ngày 19 tháng 12 năm 2016
HỌC VIÊN
60
Nguyễn Thanh Tâm
[1] PGS – TS Chu Thế Tuyên (1998), Công nghệ in Offset. Nhà xuất
bản văn hóa – Thông tin, Hà Nội.
[2] PGS.TS Hoàng Thị Kiều Nguyên, Nguyễn Anh Tú (2008), Nghiên
cứu chất làm khô cho mực in lưới kỹ thuật số, Đại học Bách Khoa Hà
Nội, Hà Nội, 7 – 17.
[3] TS Hoàng Thị Kiều Nguyên (1999), Bài giảng môn Lý thuyết màu,
Bộ môn công nghệ Vô cơ – In, Đại học Bách Khoa Hà Nội, Hà Nội.
[4] Annu Rani (2016), Printing ink technology and manufacture,
International journal of innovative research and growth, 2, 192-194.
[5] Dr.Nelson R.Eldred (2001), What the Printer Should Know about
Ink, GATF Press, Sewickley, 3th edition.
[6] Huber Group-Germany, Inkformation–Test methods for offset inks
and substrates, Germany,7-11.
[7] Jame N Miller, Jane C Miller (2005), Statistics and Chemometrics for analytical chemistry, Ashford Colour Press, UK, 5th edition, 18-
20.
[7] http://marketingbox.vn
[8] http://sonlongink.net
Và một số website khác.
61
TÀI LIỆU THAM KHẢO
![Luận văn Thạc sĩ: Tổng hợp và đánh giá hoạt tính chống ung thư của hợp chất lai chứa khung tetrahydro-β-carboline và imidazo[1,5-a]pyridine](https://cdn.tailieu.vn/images/document/thumbnail/2025/20250807/kimphuong1001/135x160/50321754536913.jpg)
