Tối ưu hóa quá trình nghiền mực dùng máy nghiền bi ướt trong sản xuất mực in gốc nước

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VŨ BÌNH MINH Tối ưu hóa trình nghiền mực dùng máy nghiền bi ướt sản xuất mực in gốc nước LUẬN VĂN THAC SỸ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS TRẦN VĂN THẮNG HÀ NỘI - 2010 Luận văn Thạc sỹ khoa học MỤC LỤC Trang LỜI CẢM ƠN …………………………………………………………………………… MỞ ĐẦU …………………………………………………………………………………… Phần – TỔNG QUAN Chương – TỔNG QUAN VỀ MỰC IN ……………………………………… 1.1 Phân loại mực in theo phương pháp in …………………………………… 1.1.1 Mực in offset …………………………………………………………………… 1.1.2 Mực in ống đồng ……………………………………………………………… 1.1.3 Mực in Flexo …………………………………………………………………… 1.1.4 Mực in phun …………………………………………………………………… 1.1.5 Mực in laser …………………………………………………………………… 1.2 Phân loại mực in theo thành phần cấu tạo ………………………………… 1.2.1 Mực in gốc nước ……………………………………………………………… 1.2.2 Mực in gốc dầu ……………………………………………………………… 1.2.3 Mực in gốc dung môi ……………………………………………………… 1.2.4 Mực in chuyển pha …………………………………………………………… 1.2.5 Mực UV ………………………………………………………………………… 6 9 10 10 10 10 11 11 Chương – MỰC IN GỐC NƯỚC ……………………………………………… 12 2.1 Sự hình thành phát triển mực in gốc nước ……………………… 2.2 Thành phần cấu tạo mực in gốc nước ………………………………… 2.2.1 Chất tạo màu …………………………………………………………………… 2.2.2 Chất liên kết …………………………………………………………………… 2.2.3 Chất phụ gia …………………………………………………………………… 2.3 Các tính chất mực in gốc nước ……………………………… 2.3.1 Độ nhớt mực in ………………………………………………………… 2.3.2 Độ dính mực ……………………………………………………………… 2.3.3 Độ khô mực ……………………………………………………………… 2.3.4 Độ bền màu mực ……………………………………………………… 2.3.5 Tính chất quang học mực …………………………………………… 2.4 Các ưu điểm mực in gốc nước so với loại mực in khác …… 12 13 13 21 24 29 30 31 32 32 33 34 Chương – GIỚI THIỆU VỀ PHƯƠNG PHÁP NGHIỀN MỰC ……… 35 3.1 Mục đích trình nghiền mực ………………………………………… 3.2 Phương pháp nghiền mực ……………………………………………………… 3.2.1 Cấu tạo nguyên lý làm việc chung máy nghiền bi ……… 3.2.2 Phân loại máy nghiền bi …………………………………………………… 3.2.3 Máy nghiền bi đĩa (nghiền ướt) 35 35 36 37 38 Luận văn Thạc sỹ khoa học Phần – XÂY DỰNG MÔ HÌNH TỐI ƯU HÓA QUÁ TRÌNH NGHIỀN MỰC DÙNG MÁY NGHIỀN BI ƯỚT TRONG SẢN XUẤT MỰC IN GỐC NƯỚC Chương – KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM VÀ THẢO LUẬN …………… 42 4.1 Mục tiêu phương pháp nghiên cứu ……………………………………… 4.1.1 Mục tiêu nội dung nghiên cứu ……………………………………… 4.1.2 Phương pháp thiết bị nghiên cứu …………………………………… 4.1.3 Lựa chọn thông số công nghệ để thực nghiệm ………………… 4.1.3.1 Các vấn đề chung ………………………………………………………… 4.1.3.2 Các máy thiết bị thực nghiệm …………………………… 4.1.3.3 Trình tự tiến hành thí nghiệm ………………………………………… 4.1.3.4 Đo kết thực nghiệm ……………………………………………… 4.2 Xây dựng mô hình thống kê khảo sát thông số ảnh hưởng đến trình nghiền mực in gốc nước ………………………………………… 4.2.1 Cơ sở lý thuyết ………………………………………………………………… 4.2.2 Xây dựng mô hình quy hoạch thực nghiệm bậc hai mức tối ưu ………………………………………………………………………………… 4.2.2.1 Xây dựng mô hình ……………………………………………………… 4.2.2.2 Tối ưu hóa mô hình ……………………………………………………… 4.3 Xây dựng mô hình vật lý để triển khai sản xuất nghiền mực máy nghiền bi ướt ………………………………………………………………… 4.3.1 Giới thiệu sở để thiết lập mô hình ………………………………… 4.3.2 Thiết lập mô hình vật lý mô tả trình nghiền mực in gốc nước máy nghiền bi ướt …………………………………………… 4.3.2.1 Các yếu tố ảnh hưởng lên động lực học trình nghiền máy nghiền bi ướt ……………………………………………… 4.3.2.2 Thiết lập chuẩn số đơn giản …………………………………… 4.3.2.3 Lập ma trận thứ nguyên ……………………………………………… 4.3.2.4 Lập hệ phương trình thứ nguyên giải ………………………… 4.3.2.5 Tập hợp chuẩn số lập mô hình ……………………………… 4.3.2.6 Xác định tham số mô hình vật lý nhờ kết thực nghiệm ……………………………………………………………………… 4.3.3 Nhận xét mô hình …………………………………………………………… 42 42 42 43 43 43 46 46 KẾT LUẬN ……………………………………………………………………………… 84 TÀI LIỆU THAM KHẢO …………………………………………………………… 86 PHỤ LỤC ………………………………………………………………………………… 88 51 51 57 57 63 69 69 75 75 76 76 77 79 80 82 Luận văn Thạc sỹ khoa học LỜI CẢM ƠN Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thày, cô giáo Bộ môn Công nghệ In - Trường Đại học Bách khoa Hà Nội giúp đỡ, tạo điều kiện cho học tập, nghiên cứu hoàn thiện luận văn Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc PGS.TS Trần Văn Thắng, người thày hết lòng dìu dắt, giúp đỡ, hướng dẫn vượt qua khó khăn đường nghiên cứu khoa học Sau cùng, xin gửi lời cảm ơn đến bạn bè người thân khích lệ, động viên suốt thời gian qua./ Người thực Vũ Bình Minh Luận văn Thạc sỹ khoa học MỞ ĐẦU Trong năm gần đây, khái niệm “mực in gốc nước” ngày trở nên phổ biến ngành công nghiệp in Việt Nam giới Do thành phần nước chiếm từ 50-70% tổng khối lượng, mực in gốc nước có ưu điểm như: dễ dàng trình sử dụng, giảm thiểu nguy cháy nổ, lượng dung môi độc hại ít, chất thải ảnh hưởng đến nguồn nước môi trường xung quanh Thêm vào mực in gốc nước tạo màng mực mỏng hơn, có cường độ màu cao, độ phủ tốt nên dễ dàng thuận tiện in vật liệu màng mỏng Với ưu điểm đề cập trên, mực in gốc nước sử dụng rộng rãi hầu hết phương pháp in Tuy nhiên nước ta mực gốc nước đa số nhập ngoại, việc nghiên cứu chế tạo, hoàn thiện nâng cao tính chất mực in gốc nước để in loại vật liệu (nhất loại màng mỏng) yêu cầu cấp thiết Trong sản xuất mực in nói chung mực in gốc nước nói riêng phải trải qua trình nghiền mực Kết trình nghiền mực có ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng mực in thành phẩm Vì vậy, việc nghiên cứu để có sở lựa chọn thông số tối ưu cho máy nghiền trình nghiền mực có ý nghĩa quan trọng phương diện kỹ thuật lẫn kinh tế Từ lý trên, lựa chọn đề tài: “Tối ưu hóa trình nghiền mực dùng máy nghiền bi ướt sản xuất mực in gốc nước” Nội dung luận văn tập trung nghiên cứu xây dựng mô hình thống kê, tối ưu hóa mô hình để xác định thông số công nghệ nghiền nhằm đạt giá trị kích thước hạt pigment nhỏ Trên sở xây dựng mô hình vật lý nhằm triển khai trình sản xuất mực in gốc nước thực tế sở máy nghiền bi ướt Luận văn Thạc sỹ khoa học PHẦN I TỔNG QUAN Luận văn Thạc sỹ khoa học CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ MỰC IN Hiện thị trường tồn nhiều loại mực in khác Tuỳ thuộc phương pháp in, đặc điểm vật liệu in mục đích sử dụng sản phẩm in mà mực in sử dụng khác Do loại mực in có tính phong phú đa dạng 1.1 PHÂN LOẠI MỰC IN THEO PHƯƠNG PHÁP IN Theo phân loại này, mực in chia làm loại ứng với phương pháp in bản: in Offset (in phẳng), in ống đồng (in lõm), in Flexo (in cao), in phun in laser 1.1.1 Mực in offset Mực in offset chia làm hai loại bản: Mực in offset giấy cuộn mực in offset tờ rời Thành phần mực in offset giấy cuộn tờ rời tương tự Mực in offset có độ nhớt cao thời gian khô màng mực diễn lâu Vì để tăng tốc độ khô màng mực người ta phải sử dụng hệ thống sấy khô sấy dòng khí nóng làm cho chất khoáng có mực bị bốc nhanh Thành phần màng mực sau sấy khô thường có tính dẻo Để màng mực cứng lại người ta phải sử dụng hệ thống làm lạnh Màng mực in offset khô có độ bóng cao Đặc điểm mực in offset có chứa hàm lượng lớn dung môi hydrocacbon dễ bay hơi, lượng dung môi bốc chiếm đến 50% khối lượng Các khí thoát thường có xylen, toluen lượng nhỏ loại nhựa, chất sáp dung môi khác Vì việc sử dụng mực in loại độc hại, gây ô nhiễm không khí môi trường sản xuất Để hạn chế loại bỏ việc thải môi trường bên chất độc hại, người ta thường loại bớt có mặt số dung môi có mực in Ví dụ: thay trình khô màng mực diễn tự nhiên thông qua trình bay khả thấm Luận văn Thạc sỹ khoa học hút vật liệu in, người ta sử dụng hệ thống chiếu xạ chùm tia hồng ngoại hay tia tử ngoại làm cho màng mực khô nhờ trình ôxy hoá xảy 1.1.2 Mực in ống đồng (in lõm) Mực in lõm thường có độ nhớt thấp so với tất loại mực in dùng phương pháp in khác nhau, ngoại trừ mực in Flexo Quá trình khô màng mực chủ yếu nhờ vào bay dung môi Trong vài trường hợp hệ thống lô máng mực có bề mặt lớn nên lượng mực tiếp xúc với môi trường không khí bên lớn, dẫn đến mát dung môi dễ bay hơi, điều làm ảnh hưởng đến độ nhớt mực in Giá trị độ nhớt mực in thay đổi tuỳ thuộc vào hình dạng độ sâu phần tử in, tốc độ máy in trạng thái tự nhiên loại chất liên kết có mực tốc độ bay dung môi điều kiện bên tác động Mực in lõm có độ nhớt cao thường ngăn cản trình truyền mực điền đầy mực vào phần tử in trục ống đồng Giống loại mực in khác, thành phần mực in lõm có chất tạo màu chất mang Tuỳ thuộc vào yêu cầu màu sắc mà sử dụng chất màu khác thành phần mực in Nhiệm vụ chất mang phân tán giữ cho chất màu phân bố đồng dung dịch mà không bị lắng đọng Việc lựa chọn chất mang thành phần mực chủ yếu phụ thuộc vào điều kiện tính chất mực in, tốc độ khô mực máy in, chế hoạt động chất có thành phần mực in tiếp xúc với điều kiện môi trường ánh sáng Mặt khác, chất mang sử dụng phải thích hợp với loại pigment màu tương ứng Các chất tạo màu chất mang có ảnh hưởng đến độ bóng mực sau Đối với vật liệu bao bì thực phẩm, tem nhãn, nhựa cần đặc biệt ý sử dụng chất mang Hầu hết loại mực in lõm chế tạo từ thành phần sau: (phần trăm theo khối lượng) Luận văn Thạc sỹ khoa học Bảng 1.1 Thành phần mực in ống đồng (in lõm) Chất màu pigment thuốc nhuộm 7%- 20% Các chất màu pigment phụ trợ 0-20% Các chất liên kết rắn 15%-50% Các dung môi 40%-60% Các tác nhân làm ướt, chất sáp phụ gia khác 0-5% Các loại nhựa sử dụng mực in lõm thường hợp chất hữu có trọng lượng phân tử lớn Phổ biến loại nhựa phenolformaldehyde có nhiệt độ nóng chảy cao, có khả hoà tan tốt dung môi hữu cơ, độ bền với ánh sáng cao Dung môi sử dụng mực in loại thường mang tính chất tạm thời, thành phần tồn không lâu mực in Các dung môi giúp cho việc trì trạng thái lỏng phân tán mực in lô máng toàn lô phủ mực nhận áp lực in, nghĩa dung môi loại bỏ thực xong trình in Đồng thời, dung môi giúp cho việc mang chất rắn vào thể tích dung dịch lỏng, hỗ trợ cho phân tán tốt chất màu nhựa liên kết Phụ gia cho mực bao gồm số chất chiếm phần nhỏ thành phần mực in Việc sử dụng chất phụ gia nhằm cải thiện tính chất mực Thông thường người ta sử dụng polyethylene wax hay số chất khác làm chất phụ gia để tăng tính ổn định mực trình sử dụng 1.1.3 Mực in Flexo (in cao) Mực in Flexo giống mực in lõm (in ống đồng) Mực in flexo có độ nhớt thấp, tốc độ khô nhanh Do đặc điểm phương pháp in flexo (in cao) trình in trực tiếp - mực lấy từ máng mực lên lô anilox có chứa hàng triệu vi lỗ nhỏ bề mặt truyền lên in sau truyền lên vật liệu in Luận văn Thạc sỹ khoa học - màng mực hình thành bề mặt vật liệu in mỏng đồng đòi hỏi mực in flexo phải có cường độ màu cao 1.1.4 Mực in phun Đặc điểm phương pháp in phun mực in lên bề mặt vật liệu in thông qua hệ thống vòi phun Vì đòi hỏi hạt mực phải mịn, thời gian khô mực không nhanh để tránh gây tắc vòi phun Hiện ứng dụng chủ yếu phương pháp in phun in quảng cáo khổ lớn vật liệu có tính chất bề mặt khác Do yêu cầu sản phẩm in phải có độ bền với tác động điều kiện môi trường nên mực in phun sử dụng chất tạo màu dạng thuốc nhuộm Nếu sử dụng chất tạo màu dạng này, mực không bền với tác động ánh sáng nước Sử dụng thuốc nhuộm gây khó khăn cho trình in, không đảm bảo khả bám dính tốt mực lên vật liệu màng mực thường có cường độ màu yếu Trong trường hợp người ta thường sử dụng chất tạo màu pigment Thông thường, hạt pigment bọc lớp polyme bên để tăng cường khả bám dính lên bề mặt vật liệu Sau khô chất màu nằm bề mặt vật liệu, điều tạo màng mực có cường độ màu cao, bền với tác động ánh sáng nước Ngoài ra, vật liệu dùng cho in quảng cáo thường tráng phủ lên bề mặt lớp đặc biệt để tạo độ bền lý theo thời gian 1.1.5 Mực in laser Mực in laser dạng mực khô - toner tích điện Toner phân bố lên vật liệu in trình in nhờ có phần tử mang điện tích, nhờ có lực hút tĩnh điện đồng thời nhờ có hệ thống lô nhiệt trì nhiệt độ từ 375OF đến 400OF để nung nóng chảy mực in tạo khả bám dính lớp mực lên bề mặt vật liệu in Vì sản xuất mực in laser người ta phải dùng chất màu chất liên kết có khả chịu nhiệt tốt không dẫn đến tượng tạo vết bẩn trình in làm mềm lớp mực Luận văn Thạc sỹ khoa học Ứng với giá trị j phải có nghiệm tự độc lập Ta chọn nghiệm tự độc lập: Với cách chọn: i = j chọn kij = i ≠ j chọn kij = - Bộ nghiệm thứ nhất: Khi j = chọn k11 = 1; k21 = k31 = Thay vào (*) ta có: ⎧−1 + k 41 − 3k 61 = ⎪ ⎨−1 − k 51 = ⎪1 + k = 6j ⎩ Giải ta nghiệm thứ ứng với j = 1: ⎧ k11 = k 41 = −2 ⎪ ⎨ k 21 = k 51 = −1 ⎪ k = k = −1 61 ⎩ 31 - Bộ nghiệm thứ hai: Khi j = chọn k22 = 1; k12 = k32 = Thay vào (*) ta có: ⎧0 + + + k 42 + − 3k 62 = ⎪ ⎨0 − + + − k 52 = ⎪0 + + + + + k = 6j ⎩ Giải ta nghiệm thứ hai ứng với j = 2: ⎧ k12 = k 42 = −1 ⎪ ⎨ k 22 = k 52 = −2 ⎪k = k = 62 ⎩ 32 - Bộ nghiệm thứ ba: Khi j = chọn k33 = 1; k13 = k23 = Thay vào (*) ta có: 78 Luận văn Thạc sỹ khoa học ⎧0 + + + k 43 + − 3k 63 = ⎪ ⎨0 + + + − k 53 + = ⎪0 + + + + + k = 63 ⎩ Giải ta nghiệm thứ ba ứng với j = 3: ⎧ k13 = k 43 = ⎪ ⎨ k 23 = k 53 = ⎪k =1 k = 63 ⎩ 33 Sau tìm nghiệm tương ứng ta lập ma trận nghiệm: Bảng 4.8: Bảng ma trận nghiệm k1j k2j k3j k4j k5j k6j µ g τ DK n ρL 1 0 -2 -1 -1 -1 -2 0 1 kij πj Từ ma trận nghiệm ta lập chuẩn số phức hợp là: π1 = µ = ReK−1 (Re: chuẩn số Reynolds) D n.ρL π2 = g = Fr −1 D K n 2 K (Fr: chuẩn số Froud) π3 = τ n 4.3.2.5 Tập hợp chuẩn số lập mô hình Từ chuẩn số đơn giản bao gồm: πR = RL ; πhk = π ρR = hK D H ; πD = ; πH = ; DK DK DK Φ ρR Φ ; π ΦV = V ; π ΦR = R ρL DK DK 79 Luận văn Thạc sỹ khoa học chuẩn số phức hợp là: π1 = µ = Re−1 D n.ρL π2 = g = Fr −1 D K n K π3 = τ n Ta lập mô hình vật lý mô tả quan hệ kích thước hạt pigment yếu tố ảnh hưởng là: π7 = π Φ R = ΦR = C Reα1 Fr α π3α παR4 παhk5 παD6 παH7 πραR8 παΦ9v DK (4.35) Nếu quan tâm đến ảnh hưởng chế độ thủy động, chế độ tạo xoáy, tỉ lệ thể tích bi nghiền / thể tích dung dịch mực nghiền mô hình vật lý có dạng: π7 = π Φ R = ΦR = C Reα1 Fr α π3α παR4 DK (4.36) 4.3.2.6 Xác định tham số mô hình vật lý (4.36) nhờ kết thực nghiệm: Ta cần lập giải hệ phương trình sau: lgπ7i = lgC7 + α1 lgRei + α lgFri + α lg π3i + α lg πRi (4.37) Trong đó: π7i, Rei, Fri, π3i , πRi giá trị chuẩn số π7, Re, Fr, π3 , πR thí nghiệm độc lập thứ i Để xác định giá trị chuẩn số, trước hết ta tính khối lượng riêng mực ( ρL ) độ nhớt động học ( γ L ) mực khảo sát - Tính khối lượng riêng mực: Sử dụng cốc thủy tinh định lượng cân phân tích ta xác định khối lượng riêng mực ρL = 965 [kg/m3] - Đổi đơn vị độ nhớt đo Zahn Cup #4 từ [s] sang [m2/s]: Dùng Zahn Cup #4 đo mẫu mực khảo sát ta giá trị độ nhớt trung bình mực 20 s 80 Luận văn Thạc sỹ khoa học Chuyển đổi đương lượng độ nhớt theo phụ lục phụ lục ta có độ nhớt động học mực γ L = 2,2.10-4 [m2/s] Từ kết thí nghiệm dựa vào công thức tính toán, ta có bảng kết số liệu cho thí nghiệm độc lập trình bày đây: Bảng 4.9: Bảng số liệu thí nghiệm độc lập ΦR DK n γL g τ [m] [m] [1/s] [m2/s] [m/s2] [s] 4,02.10-6 0,134 10 2,2.10-4 9,81 900 0,2 4,18.10-6 0,134 7,5 2,2.10-4 9,81 1080 0,24 4,36.10-6 0,134 6,67 2,2.10-4 9,81 1200 0,28 4,48.10-6 0,134 5,83 2,2.10-4 9,81 1380 0,25 4,54.10-6 0,134 2,2.10-4 9,81 1500 0,3 Số thí nghiệm Thông số RL Từ thí nghiệm độc lập ta xác định giá trị chuẩn số tương ứng bảng sau: Bảng 4.10: Giá trị chuẩn số tương ứng với thí nghiệm độc lập Số thí nghiệm Chuẩn số π7 Re Fr π3 πR 30.10-6 60909 1,366 9000 0,2 31,19.10-6 34261 0,768 8100 0,24 32,54.10-6 27098 0,608 8004 0,28 33,43.10-6 20702 0,464 8045,4 0,25 33,88.10-6 15227 0,341 7500 0,3 81 Luận văn Thạc sỹ khoa học Từ giá trị bảng 4.10 ta có hệ phương trình cụ thể để xác định tham số mô hình vật lý (4.37): ⎧lg C7 ⎪lg C ⎪⎪ lg C ⎨ ⎪lg C ⎪ ⎪⎩lg C7 +4, 785α1 +4,535α1 +0,135α −0,115α +3,954α +3,908α −0, 699α −0, 620α = −4,523 = −4,506 +4, 433α1 +4,316α1 +4,183α1 −0, 216α −0,333α −0, 467α +3,903α +3,905α +3,875α −0,553α −0, 602α −0,523α = −4, 487 = −4, 476 = −4, 470 (4.38) Giải hệ (4.38) phần mềm Matlab ta được: x= 11.3839 -3.7583 3.6387 0.4147 0.0781 » Như vậy: lgC = 11.3839; α1 = -3,7583; α = 3,6387; α = 0,4147; α = 0,0781 Thay vào phương trình (4.36) ta được: π7 = ΦR = 2, 42.1011 Re−3,7583 Fr 3,6387 π30,4147 π0,0781 R DK Với Dk = 0,134 ta được: Φ R = 3, 24.1010 Re−3,7583 Fr 3,6387 ( τ.n ) 0,4147 R 0,0781 L (4.39) 4.3.3 Nhận xét mô hình: - Bằng phương pháp tiếp cận hệ thống, xây dựng mô hình vật lý tổng quát (4.35) mô tả quan hệ kích thước hạt pigment mực trình nghiền mực máy nghiền bi ướt 82 Luận văn Thạc sỹ khoa học - Trong trường hợp ý đến ảnh hưởng chế độ thủy động, chế độ tạo xoáy tỉ lệ thể tích bi nghiền / thể tích dung dịch mực nghiền (RL) mô hình vật lý thu dạng (4.36) Sau tham số mô hình xác định ta mô hình cụ thể (4.39) Căn vào mô hình cụ thể (4.39) ta có nhận xét sau: - Kích thước hạt pigment mực trình nghiền mực máy nghiền bi ướt tỷ lệ nghịch với chuẩn số Reynolds với số mũ lớn Điều chứng tỏ triển khai công nghệ thực tế cần gia tăng yếu tố dẫn đến tăng chuẩn số Reynolds - Kích thước hạt pigment mực trình nghiền mực máy nghiền bi ướt tỷ lệ thuận với RL τ.n với số mũ nhỏ chứng tỏ thay đổi tỷ đại lượng ảnh hưởng đến kết nghiền tỷ lệ phù hợp - Kích thước hạt pigment mực trình nghiền mực máy nghiền bi ướt tỷ lệ thuận với chuẩn số Froud với số mũ lớn, điều chứng tỏ tạo xoáy không tốt cho trình nghiền triển khai công nghệ cần có biện pháp loại trừ tạo xoáy Những nhận xét quan trọng để triển khai thực tế công nghệ nghiền mực in gốc nước máy nghiền bi ướt 83 Luận văn Thạc sỹ khoa học KẾT LUẬN Trong phạm vi nghiên cứu, đề tài sâu vào tìm hiểu thông số công nghệ quan trọng trình nghiền mực có ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng mực in gốc nước chế tạo mực Trên sở xây dựng mô hình thống kê mô hình vật lý, luận văn đạt số kết sau: - Đã xây dựng mô hình thống kê biểu diễn mối quan hệ thông số công nghệ đến kích thước hạt pigment: $y = 4,86 – 0,405x + 0,525x x – 0,325x x – 0,445x x x 1 3 Ta nhận thấy kích thước pigment tỷ lệ nghịch với biến số vòng quay x1 chứng tỏ tăng số vòng quay kích thước pigment giảm Ngoài tác dụng kép ba ảnh hưởng đến hàm mục tiêu - Từ dùng phần mềm Matlab tìm thông số công nghệ tối ưu cho trình nghiền mực in gốc nước, kết là: giá trị hàm mục tiêu - kích thước trung bình hạt pigment - nhỏ 3,95 µm, ứng với số vòng quay trục nghiền 600 vòng/phút, thời gian nghiền 15,5 phút tỷ lệ thể tích hỗn hợp bi nghiền / thể tích mực đem nghiền 0,205 - Kết đo mẫu in thực nghiệm cho thấy với thông số này, mực thành phẩm có kích thước trung bình hạt pigment nhỏ nhất, hạt pigment phân tán mực tương đối đồng đều, ổn định, lượng pigment tiêu tốn mực thành phẩm đạt giá trị cường độ màu cao - Từ kết nghiên cứu xây dựng mô hình vật lý mô tả quan hệ kích thước hạt pigment trình nghiền mực máy nghiền bi ướt với thông số công nghệ trình nghiền Đây sở để triển khai thực tế công nghệ nghiền mực in gốc nước máy nghiền bi ướt Theo mô tả (4.39) này, nhận xét, triển khai công nghệ nghiền mực thực tế máy nghiền bi ướt cần gia tăng yếu tố dẫn đến tăng chuẩn số Reynolds có biện pháp loại trừ việc tạo xoáy hiệu nghiền tốt 84 Luận văn Thạc sỹ khoa học - Kết nghiên cứu đề tài sở cho việc sản xuất mực in gốc nước phục vụ nhu cầu ngành in nước thay cho việc nhập loại mực Do có hạn chế điều kiện, trang thiết bị thí nghiệm thiết bị đo đạc đề tài không tránh khỏi thiếu sót định Tác giả mong nhận ý kiến đóng góp quý báu thày cô, bạn đồng nghiệp để đề tài tiếp tục nghiên cứu hoàn thiện hơn./ 85 Luận văn Thạc sỹ khoa học TÀI LIỆU THAM KHẢO PGS.TS Hoàng Thị Kiều Nguyên (2005), Bài giảng môn Vật liệu In đại PGS.TS Chu Thế Tuyên (2002), Công nghệ in offset, Nhà xuất Văn hóa Thông tin GS.TSKH Nguyễn Minh Tuyển, Quy hoạch thực nghiệm, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, Hà Nội GS.TSKH Nguyễn Minh Tuyển, PGS.TS Phạm Văn Thiêm (2001), Kỹ thuật hệ thống công nghệ hóa học, tập 2, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, Hà Nội Helmut Kipphan (2004), Handbook of Print Media, Heidelberg Germany R.H.Leach, R.J.Pierce, E.P.Hickman, M.J.Mackenzie and H.G.Smith (1999), The Printing Ink Manual, Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, Netherlands Richard M.Romano (1998), The GATF Encyclopedia of Graphic Communications, GATFPress Pittsburgh, PA USA Foundation of Flexographic Technical Association (1996), Flexography, NY USA Maria Rentzhog (2006), Water-Based Flexographic Printing on PolymerCoated Board, Doctoral Thesis at the Royal Institute of Technology Stockholm, Sweden 10 W Brian Rowe (2009), Principles of modern grinding technology, William Andrew, Oxford UK 11 Gisbert Schall & Edward Casama, Optimization of Dispersion Processes for Liquid Inks, Draiswerke, Inc 40 Whitney Road Mahwah, NJ 12 Laboratory Grinding Mills (2008), Production batch attritors for wet grinding, Union Process Research and Laboratory Attritors, Ohio USA 13 Alexandra Pekarovicova & Jan Pekarovic (2009), Emerging Pigment Dispersion Technologies, Pira International Ltd, UK 86 Luận văn Thạc sỹ khoa học 14 Stephen Malkin & Changsheng Guo (2008), Grinding Technology, Industrial Press Inc, NY USA 15 Tsuru, Isao, et al (2004), Water based inks, United States Patent Application 16 Websites: www.kythuatin.com www2.dupont.com www.unionprocess.com www.netzsch-grinding.com www.draiswerke-inc.com www.hydramotion.com 87 Luận văn Thạc sỹ khoa học PHỤ LỤC Phụ lục 1: Giá trị chuẩn số Student [3] 88 Luận văn Thạc sỹ khoa học Phụ lục 2: Giá trị chuẩn số Fisher mức có nghĩa p = 0,05 [3] 89 Luận văn Thạc sỹ khoa học Phụ lục 3: Bảng đương lượng độ nhớt 90 Luận văn Thạc sỹ khoa học Phụ lục 4: Bảng chuyển đổi độ nhớt 91 Luận văn Thạc sỹ khoa học 92 ... số tối ưu cho máy nghiền trình nghiền mực có ý nghĩa quan trọng phương diện kỹ thuật lẫn kinh tế Từ lý trên, lựa chọn đề tài: Tối ưu hóa trình nghiền mực dùng máy nghiền bi ướt sản xuất mực in. .. 3.2.3 Máy nghiền bi đĩa (nghiền ướt) 35 35 36 37 38 Luận văn Thạc sỹ khoa học Phần – XÂY DỰNG MÔ HÌNH TỐI ƯU HÓA QUÁ TRÌNH NGHIỀN MỰC DÙNG MÁY NGHIỀN BI ƯỚT TRONG SẢN XUẤT MỰC IN GỐC NƯỚC Chương –... mực in chia làm loại ứng với phương pháp in bản: in Offset (in phẳng), in ống đồng (in lõm), in Flexo (in cao), in phun in laser 1.1.1 Mực in offset Mực in offset chia làm hai loại bản: Mực in