Nghiên cứu tương tác của dung dịch ẩm không sử dụng cồn isopropyl alcohol đến mực in offset

Nhan đề : Nghiên cứu tương tác của dung dịch ẩm không sử dụng cồn isopropyl alcohol đến mực in offset Tác giả : Nguyễn Thị Hà Anh Người hướng dẫn: Phùng Anh Tuấn Từ khoá : Mực in; Cồn isopropyl alcohol; Mực in offset Năm xuất bản : 2019 Nhà xuất bản : Trường đại học Bách Khoa Hà Nội Tóm tắt : Tổng quan về dung dịch ẩm trong công nghệ in offset; cơ sở lý thuyết về nhũ tương hóa mực in; phương pháp thực nghiệm; kết quả thực nghiệm.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NGUYỄN THỊ HÀ ANH NGHIÊN CỨU TƯƠNG TÁC CỦA DUNG DỊCH ẨM KHÔNG SỬ DỤNG CỒN ISOPROPYL ALCOHOL ĐẾN MỰC IN OFFSET LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC KỸ THUẬT HÓA HỌC Hà Nội – Năm 2019 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - Họ tên tác giả luận văn Nguyễn Thị Hà Anh TÊN ĐỀ TÀI LUẬN VĂN NGHIÊN CỨU TƯƠNG TÁC CỦA DUNG DỊCH ẨM KHÔNG SỬ DỤNG CỒN ISOPROPYL ALCOHOL ĐẾN MỰC IN OFFSET Chuyên ngành : LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC KỸ THUẬT HÓA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : TS PHÙNG ANH TUÂN Hà Nội – Năm 2019 LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, em xin trân trọng cảm ơn sâu sắc tới Thầy giáo - TS Phùng Anh Tuân hướng dẫn, động viên tận tình, cung cấp tài liệu thơng tin khoa học cần thiết, kiến thức quý báu có nhiều góp ý q báu suốt q trình em hoàn thành luận văn tốt nghiệp Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới quý thầy cô Bộ mơn Kỹ thuật In – Viện Kỹ thuật Hóa học – Trường Đại học Bách khoa Hà Nội tạo điều kiện trang thiết bị hướng dẫn phương pháp thực nghiệm để giúp em hoàn thành tốt nghiên cứu khoa học Do phạm vi thời gian có hạn, luận văn em chắn cịn nhiều thiếu sót Em mong nhận thơng cảm bảo tận tình, ý kiến đóng góp q báu thầy, để đề tài nghiên cứu em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! Học viên thực Nguyễn Thị Hà Anh MỤC LỤC PHẦN MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Lịch sử nghiên cứu Mục đích nghiên cứu, đối tượng, phạm vi nghiên cứu 11 Các luận điểm đóng góp tác giả .11 Phương pháp nghiên cứu 12 Kết cấu luận văn .12 CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ DUNG DỊCH ẨM TRONG CÔNG NGHỆ IN OFFSET 13 1.1 Giới thiệu .13 1.1.1 Công nghệ in offset .13 1.1.2 Dung dịch ẩm công nghệ in offset .14 1.2 Thành phần dung dịch làm ẩm 15 1.3 Tính chất hoá lý dung dịch ẩm 17 CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ NHŨ TƯƠNG HÓA MỰC IN 21 2.1 Thành phần mực in offset tờ rời 21 2.1.1 Chất màu (Pigment màu) 21 2.1.2 Chất liên kết – Chất tạo màng .23 2.1.3 Chất phụ gia 24 2.2 Lý thuyết nhũ tương hoá mực in 24 2.2.1 Sự tạo thành nhũ tương hoá mực in dung dịch ẩm 24 2.2.2 Cơ chế giải thích hình thành nhũ tương 28 2.3 Ảnh hưởng nhũ tương hoá mực in đến độ dính mực in offset .29 CHƯƠNG PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM 31 3.1 Mục đích nghiên cứu 31 3.2 Cách tiến hành thí nghiệm 31 3.2.1 Thí nghiệm khảo sát khả thấm ướt dung dịch ẩm khơng cồn 31 3.2.2 Thí nghiệm khảo sát khả nhũ tương hoá mực in dung dịch ẩm 34 3.2.3 Thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng nồng độ EGBE đến độ dính mực in offset 35 3.3 Nguyên vật liệu sử dụng thiết bị sử dụng 36 3.3.1 Nguyên vật liệu 36 3.3.2 Thiết bị sử dụng 37 CHƯƠNG KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM VÀ THẢO LUẬN 38 4.1 Ảnh hưởng nồng độ EGBE đến khả thấm ướt dung dịch ẩm lên in offset 38 4.1.1 Xác định nồng độ tới hạn (CMC) EGBE 38 4.1.2 Xác định góc thấm ướt dung dịch ẩm 39 4.1.3 Khảo sát góc thấm ướt dung dịch ẩm chứa EGBE loại in 43 45 4.2 Ảnh hưởng EGBE đến khả nhận dung dịch ẩm mực in offset 46 4.2.1 Ảnh hưởng sức căng bề mặt dung dịch ẩm đến khả nhũ tương hoá mực in 46 4.2.2 Phân tích ảnh hưởng mực in offset đến khả nhận dung dịch ẩm 48 4.2.3 So sánh khả nhũ tương hoá mực in dung dịch ẩm sử dụng EGBE dung dịch ẩm sử dụng cồn IPA 51 4.3 Khảo sát ảnh hưởng nồng độ EGBE đến độ dính mực in offset 53 4.3.1 Kết đo độ dính mực in offset tờ rời theo thời gian 53 4.3.2 Ảnh hưởng nồng độ EGBE đến độ dính mực in offset tờ rời 55 KẾT LUẬN 60 DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1 Ảnh hưởng pH tới dung dịch ẩm 18 Bảng Các kiểu hệ thống cấp ẩm sử dụng phổ biến máy in offset 27 Bảng 2 Ảnh hưởng hệ nhũ tương đến cân mực dung dịch ẩm 27 Bảng Tỷ lệ thành phần dung dịch ẩm không cồn IPA nghiên cứu 32 Bảng Kết đo sức căng bề mặt EGBE nồng độ khác .38 Bảng Góc thấm ướt dung dịch Ethylene glycol mono butyl ether nồng độ khác phần tử không in PS (Trung Quốc) .40 Bảng Góc thấm ướt dung dịch ẩm thương mại KF + IPA nồng độ khác phần tử không in PS (Trung Quốc) 40 Bảng 4 Thơng số hố lý dung dịch ẩm sử dụng thêm phụ gia EGBE đối sánh với sử dụng cồn IPA .40 Bảng Kết đo góc thấm ướt dung dịch ẩm có EGBE 10% phần tử khơng in loại in 44 Bảng Khả nhũ tương hoá màu mực in offset với dung dịch ẩm có sức căng bề mặt khác kết phân tích phương sai yếu tố (ANOVA) 48 Bảng Phương trình hàm logarit hệ số hồi quy biểu diễn khả nhũ tương hố mực in dung dịch ẩm có 10% nồng độ EGBE 50 Bảng Kết phân tích phương sai với yếu tố ảnh hưởng nồng độ EGBE loại mực màu (ANOVA, p = 0,05) .51 Bảng Kết so sánh giá trị độ Tack 04 màu mực in offset tờ rời chưa cho dung dịch ẩm 54 Bảng 10 Kết phân tích phương sai với yếu tố ảnh hưởng nồng độ EGBE loại mực màu (ANOVA, p = 0,05) đến độ dính mực in 58 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1.1 Ngun lý cơng nghệ in offset 13 Hình Đường nhũ tương hóa mực in – dung dịch ẩm Surland 25 Hình 2 Minh họa nhũ tương mực - ẩm 28 Hình Mơ hình mơ hệ thống đo góc thấm ướt 33 Hình Nguyên lý đo độ tách mực in offset 36 Hình Đồ thị thể thay đổi sức căng bề mặt theo nồng độ EGBE 39 Hình Đồ thị biểu diễn góc thấm ướt dung dịch ẩm có nồng độ EGBE thay đổi 41 Hình Ảnh chụp góc tiếp xúc dung dịch ẩm 10% EGBE 41 Hình 4 Ethylene Glycol monoButyEther hòa tan nước 42 Hình Ảnh chụp góc tiếp xúc dung dịch ẩm KF (5%) + 10% cồn IPA 42 Hình Góc thấm ướt dung dịch EGBE 10% bề mặt phần tử không in CTP Mỹ Lan 44 Hình Góc thấm ướt dung dịch EGBE 10% bề mặt phần tử không in in PS Trung Quốc 45 Hình Góc thấm ướt dung dịch EGBE 10% bề mặt phần tử không in CTP Trung Quốc 45 Hình Khả nhũ tương hóa hàm log mực in offset tờ rời với loại dung dịch ẩm có sức bề mặt khác 46 Hình 10 Khả nhũ tương hóa dung dịch ẩm chứa 10% EGBE với loại màu mực in offset khác 49 Hình 11 Đồ thị so sánh khả ổn định nhũ tương hóa mực - ẩm EGBE IPA 52 Hình 12 Kết đo độ dính 04 màu mực C, M,Y, K theo thời gian 53 Hình 13 Giá trị độ Tack trung bình 04 màu mực in offset tờ rời Nippon chưa cho dung dịch ẩm 54 Hình 14 Độ dính 04 màu mực C, M, Y, K trộn với dung dịch ẩm 5% EGBE 55 Hình 15 Độ dính màu mực C, M, Y, K trộn với dung dịch ẩm 15% EGBE 56 Hình 16 Độ dính 04 màu mực C, M, Y, K trộn với dung dịch ẩm 105 EGBE 56 Hình 17 Độ dính màu mực C, M, Y, K trộn với dung dịch ẩm 20% EGBE 57 Hình 18 Đồ thị biểu diễn thay đổi độ dính màu mực in offset nhũ hoá với 10% dung dịch ẩm chứa 10% EGBE 59 PHẦN MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài In offset kỹ thuật in sử dụng phổ biến ngành công nghiệp in giới (chiếm khoảng 55% thị phần) Theo báo cáo tổ chức Global Print, ngành công nghiệp in tăng trưởng trung bình 5%/năm khoảng thời gian từ 2009 – 2014, giá trị năm 2014 359 tỷ USD Đặc biệt, khu vực Đông Nam Á, Trung Quốc Ấn Độ tỷ lệ gấp lần Tại Việt Nam, theo báo cáo Cục Xuất bản, In, Phát hành hội nghị toàn quốc ngành (3/2015) năm 2014 doanh thu tồn ngành 2040 tỷ đồng (tăng 3% so với 2013) Với sản lượng in offset vậy, mức tiêu thụ dung dịch ẩm lớn, dự tính lên đến hàng chục triệu lít năm Dung dịch ẩm yếu tố quan trọng cơng nghệ in offset Chức dung dịch ẩm che phủ phần tử không in in để ngăn phần tử nhận mực Dung dịch ẩm có mặt phần tử in dạng nhũ tương mực để trì độ nhớt thích hợp cho mực, đảm bảo q trình truyền mực ổn định Do vậy, chất lượng trình in offset phụ thuộc nhiều vào khả thấm ướt bề mặt in trạng thái cân mực - ẩm dung dịch ẩm Những tính chất liên quan trực tiếp tới thông số sức căng bề mặt, độ nhớt, độ pH, mức nhũ tương hóa ẩm – mực [11, 15] Dung dịch ẩm hệ gồm nước số thành phần bổ sung nhằm điều chỉnh tính chất cho phù hợp với phương pháp in Trải qua nhiều hệ dung dịch ẩm, từ hệ đơn giản gồm nướcvà axit H3PO4 đến hệ phức tạp gồm nhiều phụ gia, năm qua dung dịch ẩm có chứa cồn IPA (khoảng 10 – 25% khối lượng) sử dụng rộng rãi công nghệ in offset ưu điểm trội IPA khả thấm ướt tốt bề mặt in, độ nhớt cao so với nước khiến cho sức căng bề mặt động giảm đáng kể trình in đặc biệt độ ổn định nhũ tương hóa với mực in [7, 22, 25] Tuy nhiên, trình sản xuất in nhược điểm lớn dung dịch ẩm IPA Đầu tiên, tốc độ bay IPA cao (ở 250C áp suất IPA = 33.1 mmHg) vậy, q trình in cần có thiết bị làm lạnh đặc biệt để trì nồng độ IPA khơng đổi dung dịch ẩm Điều làm tăng chi phí sản xuất nhiều q trình in Tiếp theo, IPA dung môi gây cháy (Flash point = 120C), việc sử dụng IPA gây mùi, độc hại khơng an tồn cho mơi trường làm việc [6] Ngồi ra, sử dụng IPA dung dịch ẩm gây vấn đề kỹ thuật trình sản xuất Ví dụ việc sử dụng IPA dung dịch ẩm gây tượng đốm trắng hình ảnh in (do IPA giảm khả hoà tan ion Ca2+ dung dịch ẩm); IPA làm giảm khả in phá vỡ thành phần chất liên kết mực; IPA tác động đến lớp phủ bề mặt giấy khiến cho chất phủ bám dính trở lại bề mặt cao su, làm hỏng cao su trình in [4-6] Xu hướng loại bỏ dần việc sử dụng dung môi hữu bao gồm IPA sản xuất in khuyến khích quan quản lý mơi trường Chính vậy, nghiên cứu sử dụng dung dịch ẩm không sử dụng IPA thu hút nhiều quan tâm nhà khoa học giới Chất lượng in offset phụ thuộc nhiều vào tính chất vật lý, hóa học vật liệu yếu tố liên quan trình in Các yếu tố quan trọng tính chất mực in offset (tính lưu biến, sức căng bề mặt, nhiệt độ mực), tính chất dung dịch ẩm (độ cứng, độ pH, sức căng bề mặt), trình truyền mực in [8-12, 19] In offset dựa trình truyền mực phức tạp, mực in offset truyền từ máng mực qua hệ thống lô mực, truyền lên ống in, sau từ in lên ống cao su offset cuối truyền lên giấy Trong suốt trình này, mực in offset chịu tác động nhiều lực: lực nén, lực xé ứng suất trượt Vì vậy, q trình truyền mực tính lưu biến mực in có ảnh hưởng qua lại lẫn [9, 12] Quá trình in offset đặc trưng nhũ tương hoá dung dịch ẩm mực in Hàm lượng dung dịch ẩm mực in offset phù hợp khoảng từ - 30 % khối lượng Với tỷ lệ này, trình in offset ổn định cân mực - nước đạt Khả nhũ tương Ngoài ra, dung dịch ẩm chứa 10% nồng độ EGBE cho thấy khả tạo nhũ tương bền với tất màu mực Các mực in offset màu C, M, K có khả nhận từ 25 - 30% dung dịch ẩm Trong mực in offset màu vàng có khả nhận khoảng 15% dung dịch ẩm Đồ thị biểu diễn khả nhũ tương hoá màu mực phù hợp với hàm logarit, có hệ số hồi quy R2 > 0,9 (hình 4.10 bảng 4.7) Sự ảnh hưởng đồng thời loại mực in offset nồng độ EGBE đến khả nhũ tương hoá mực/ẩm kiểm tra phương pháp phân tích phương sai (ANOVA) Ở độ tin cậy 95%, giá trị F tính cho ảnh hưởng tương tác 02 yếu tố nồng độ EGBE màu mực FEGBE*Mực = 0.899, nhỏ giá trị F (0,05; 9; 160) tra bảng = 1.9 Vì vậy, tương tác đồng thời 02 yếu tố khơng cho thấy ảnh hưởng có ý nghĩa đến khả nhũ tương hoá mực in (xem bảng 4.8) Tuy nhiên, độ tin cậy 95%, giá trị F tính cho ảnh hưởng nồng độ EGBE FEGBE = 20,2; giá trị F tính cho ảnh hưởng màu mực Fmực = 16,18; cao giá trị F (0,05; 3; 160) tra bảng = 2,6 Cho nên, yếu tố riêng lẻ màu mực nồng độ EGBE ảnh hưởng có ý nghĩa thống kê đến khả nhũ tương hoá mực in Gam dung dịch ẩm/100 g mực 45 10% EGBE 30 15 C M Y K 0 10 Thời gian khuấy trộn (phút) Hình 10 Khả nhũ tương hóa dung dịch ẩm chứa 10% EGBE với loại màu mực in offset khác 49 Kết từ đồ thị hình 4.10 cho thấy mực in màu C, M, K có khả nhũ tương hố dung dịch ẩm nhiều hơn, so với màu Y Kết giải thích khác thành phần cấu tạo màu mực in offset Trong thành phần cấu tạo mực in offset màu Yellow có bổ sung thêm chất độn, mục đích giảm giá thành tăng diện tích phủ cho mực [18] Các chất thường hợp chất vơ có màu trắng (ví dụ hợp chất nhơm silicat) Chất độn có khả hấp thụ dầu cao, phân tán tốt hệ nhựa varnish mực Do đó, thành phần làm giảm khả tương tác mực dung dịch ẩm, làm giảm lượng dung dịch ẩm nhũ tương hố màu Y Trong cơng nghệ in offset, mực in dung dịch ẩm tương tác với qua trình chà ẩm chà mực Một lượng dung dịch ẩm định (5% - 10%) vào mực in, làm nhũ tương hoá mực in Khi hệ nhũ tương mực dung dịch ẩm cân Các tính chất mực tính lưu biến, độ dính, khả truyền mực đảm bảo Quá trình truyền mực nhận mực diễn đúng, sản phẩm in đạt giá trị mật độ màu cao gia tăng tầng thứ thấp Khi hệ nhũ tương mực/ẩm không cân bằng, lượng dung dịch ẩm vào mực nhiều hơn, làm thay đổi tính chất hố lý mực in Ngồi ra, chất liên kết pigment mực in bị hoà tan phân tán dung dịch ẩm Điều làm hỏng chất lượng sản phẩm in offset, tờ in không đạt giá trị mật độ màu, bị bẩn, gia tăng tầng thứ cao Bảng Phương trình hàm logarit hệ số hồi quy biểu diễn khả nhũ tương hoá mực in dung dịch ẩm có 10% nồng độ EGBE Mực màu y Hệ số hồi quy (R2) C 10,6 * ln(x) + 6,6 R² = 0,94 M 12,2 * ln(x) + 9,7 R² = 0,97 Y 5,5 * ln(x) + 5,8 R² = 0,94 K 8,1 * ln(x) + 14,4 R² = 0,91 50 Trong trình vận hành máy in offset tờ rời, việc điều chỉnh chế độ cấp mực, cấp dung dịch ẩm việc vào mẫu, vào khả nhũ tương hoá loại màu mực in với dung dịch ẩm Với dung dịch ẩm có 10% hợp chất EGBE thay cồn IPA, 04 loại mực màu (C, M, Y, K) cho thấy khả nhũ tương hoá bền, hàm lượng ẩm mực 15% với mực vàng, 25 - 30% với mực C, M K Việc biết rõ khả nhận ẩm màu mực in giúp cho người vận hành dễ dàng việc điều chỉnh chế độ in, định thứ tự chồng màu in Kết nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng việc sử dụng dung dịch ẩm không cồn IPA cho công nghệ in offset tờ rời Bảng Kết phân tích phương sai với yếu tố ảnh hưởng nồng độ EGBE loại mực màu (ANOVA, p = 0,05) Source df F p Màu mực 16,186 0,000 EGBE 20,200 0,000 Màu mực * EGBE 0,899 0,528 4.2.3 So sánh khả nhũ tương hoá mực in dung dịch ẩm sử dụng EGBE dung dịch ẩm sử dụng cồn IPA Kết đo hàm lượng ẩm mực in màu Magenta cho thấy khả nhũ tương hố mực in dung dịch ẩm có 10 % EGBE tốt so với dung dịch ẩm thông thường sử dụng cồn IPA Dung dịch ẩm chứa 10 % EGBE đạt khả bền nhũ tương nhanh (khoảng 4-6 phút), lượng dung dịch ẩm mực in tối đa khoảng 30 % thấp so với lượng ẩm mực dung dịch ẩm sử dụng IPA (khoảng 37 %) (hình 4.11) 51 Tổng lượng ẩm mực in (%) 40 Khả nhũ tương hoá mực in 30 20 Dung dịch ẩm có 10% EGBE Dung dịch ẩm có 10% Cồn IPA 10 0 10 Hình 11 Đồ thị so sánh khả ổn định nhũ tương hóa mực - ẩm EGBE IPA Điều cồn IPA có tốc độ bay lớn (ở 25 oC áp suất bão hoà cồn IPA 33,1 mmHg) dung dịch ẩm sử dụng cồn IPA tạo hệ nhũ tương với mực in ổn định với dung dịch ẩm có EGBE, dẫn đến lượng dung dịch ẩm mực tăng lên Trong cơng nghệ in offset, q trình in offset đặc trưng nhũ tương hoá dung dịch ẩm mực Dưới tác dụng tính chất hố học mực in dung dịch ẩm kết hợp với lượng học hệ thống máy in, dung dịch ẩm phân tán thành hạt vi nhũ tương pha mực Hệ vi nhũ tương bền dung dịch ẩm mực ảnh hưởng xấu đến tính chất mực in offset độ nhớt, độ tách, tính chảy ứng suất trượt Đây tính chất cần ổn định để đảm bảo trình truyền nhận mực công nghệ in offset Về mặt tối ưu công nghệ, hệ nhũ tương mực - dung dịch ẩm phù hợp có khoảng từ 5-15 % lượng dung dịch ẩm mực Nếu tỷ lệ dung dịch ẩm nhiều hơn, độ tách mực giảm tính chất chảy dịng mực in bị phá vỡ Dẫn đến tượng cân mực nước 52 Sản phẩm in bị giảm mật độ màu, tăng gia tăng tầng thứ lâu khô Với việc đảm bảo khả đạt cân mực nước nhanh, dung dịch ẩm sử dụng hợp chất EGBE nâng cao ổn định chất lượng in offset Ngoài ra, EGBE dung mơi có tốc độ bay thấp nhiều lần so với tốc độ bay cồn IPA Cho nên, trình in, lượng tiêu hao dung dịch ẩm giảm xuống môi trường làm việc thân thiện đảm bảo sức khoẻ với người lao động 4.3 Khảo sát ảnh hưởng nồng độ EGBE đến độ dính mực in offset 4.3.1 Kết đo độ dính mực in offset tờ rời theo thời gian Để kiểm tra ổn định độ dính (độ Tack) mực in, ta tiến hành đo giá trị độ dính mực theo thời gian Kết đo cho thấy, độ dính 04 màu mực in ổn định theo thời gian Mức độ thay đổi độ dính màu mực % (hình 4.12) Kết thống kê ANOVA cho thấy độ dính khác có ý nghĩa thống kê màu mực (ptính < 0,0001) (hình 4.13, bảng 4.9) Độ dính mực màu Cyan Black có độ dính tương đương thấp độ dính mực Yellow mực Magenta Độ dính mực in offset tờ rời từ 120 - 150, phù hợp cho in loại giấy thường giấy tráng phủ Độ dính mực in giảm có tác động dung dịch ẩm nhiệt độ Theo nghiên cứu nhận thấy, nhiệt độ lơ tăng độ dính mực giảm Độ Tack 170 155 140 Yellow Cyan 125 130 260 390 Thời gian (giây) 520 650 Hình 12 Kết đo độ dính 04 màu mực C, M,Y, K theo thời gian 53 Bảng Kết so sánh giá trị độ Tack 04 màu mực in offset tờ rời chưa cho dung dịch ẩm Mực màu Kết tính Cyan Magenta Yellow Black Độ Tack trung bình 146,6 163,3 161,4 151,5 Độ lệch chuẩn 0,9 4,2 3,0 1,4 Sai số tương đối (%) 0.6 2.6 1.9 0.9 Ftính = 512,59; ptính < 0,0001; Kết ANOVA, p = 0,05 suy có ý nghĩa thống kê 170 Độ Tack 160 150 140 130 Cyan Magenta Yellow Black Mực màu Hình 13 Giá trị độ Tack trung bình 04 màu mực in offset tờ rời Nippon chưa cho dung dịch ẩm 54 4.3.2 Ảnh hưởng nồng độ EGBE đến độ dính mực in offset tờ rời Kết khảo sát ảnh hưởng nồng độ chất EGBE đến độ dính mực in offset cho thấy sau: - Ở nồng độ EGBE 5%, độ dính mực in màu C giảm cịn 109 hàm lượng ẩm mực 10% Trong đó, độ dính màu M, Y K < 120 hàm lượng dung dịch ẩm mực lớn 20% (hình 4.14) 180 5% EGBE Độ Tack 135 90 C M Y K 45 10 15 20 25 30 Hàm lượng dung dịch ẩm mực (%) Hình 14 Độ dính 04 màu mực C, M, Y, K trộn với dung dịch ẩm 5% EGBE - Ở nồng độ EGBE 10%, độ dính mực màu C 110 hàm lượng dung dịch ẩm mực 15% Trong đó, độ dính màu M Y khoảng 120 tăng hàm lượng dung dịch ẩm mực lên 30% (hình 4.15) 55 Độ Tack 180 10% EGBE 135 90 C M Y K 45 10 15 20 25 30 Hàm lượng dung dịch ẩm mực (%) Hình 15 Độ dính 04 màu mực C, M, Y, K trộn với dung dịch ẩm 105 EGBE - Ở nồng độ EGBE 15%, độ dính mực màu C < 120 hàm lượng ẩm mực > 5% Trong đó, độ dính mực màu M K < 120 hàm lượng dung dịch ẩm mực khoảng 10% (hình 4.16) 180 15% EGBE Độ Tack 135 90 C M Y K 45 10 15 20 25 30 Hàm lượng dung dịch ẩm mực (%) Hình 16 Độ dính màu mực C, M, Y, K trộn với dung dịch ẩm 15% EGBE 56 - Ở nồng độ EGBE 20%, độ dính màu C 113 hàm lượng ẩm mực 5% Độ dính màu M, Y, K khoảng từ 108 -114 hàm lượng dung dịch ẩm mực lớn 10% (hình 4.17) 180 20% EGBE Độ Tack 135 90 C M Y K 45 10 15 20 25 30 Hàm lượng dung dịch ẩm mực (%) Hình 15 Độ dính màu mực C, M, Y, K trộn với dung dịch ẩm 20% EGBE Kết khảo sát cho thấy, độ dính mực màu xanh Cyan (C) bị ảnh hưởng nhiều hàm lượng dung dịch ẩm mực tăng lên Với hầu hết tất dung dịch ẩm có nồng độ EGBE từ 5% đến 20%, độ dính mực màu C < 120 hàm lượng dung dịch ẩm mực > 10% Trong đó, mực màu vàng (mực Y) lại cho thấy hàm lượng dung dịch ẩm khơng tác động nhiều đến độ dính mực Độ dính mực Y khoảng 120 - 130 khảo sát với dung dịch ẩm chứa 5% - 15% EGBE hàm lượng dung dịch ẩm mực khoảng 30% Đánh giá ảnh hưởng đồng thời loại mực in offset, nồng độ EGBE hàm lượng dung dịch ẩm mực đến độ dính mực in offset, phương pháp phân tích phương sai (ANOVA) kiểm tra (bảng 4.10) Ở độ tin cậy 95%, giá trị F tính cho ảnh hưởng tương tác 02 yếu tố nồng độ EGBE màu mực FEGBE*Mực = 57 0,418, nhỏ giá trị F (0,05; 9; 128) tra bảng = 1.9 Giá trị F tính cho ảnh hưởng tương tác 02 yếu tố nồng độ EGBE hàm lượng dung dịch ẩm mực FEGBE*DD ẩm = 0,308 < F (0,05; 21; 128) tra bảng = 1.9 Vì vậy, tương tác đồng thời 02 yếu tố không cho thấy ảnh hưởng có ý nghĩa đến độ dính mực in (xem bảng 4.10) Tuy nhiên, độ tin cậy 95%, giá trị F tính cho ảnh hưởng nồng độ EGBE FEGBE = 3,1; giá trị F tính cho ảnh hưởng màu mực Fmực = 9,4; cao giá trị F (0,05; 3; 128) tra bảng = 2,6 Cũng vậy, độ tin cậy 95%, giá trị F tính cho ảnh hưởng hàm lượng dung dịch ẩm mực FDD ẩm = 37,3; cao giá trị F (0,05; 7; 128) tra bảng = 2,1 Cho nên, yếu tố riêng lẻ màu mực, nồng độ EGBE hàm lượng dung dịch ẩm mực ảnh hưởng có ý nghĩa thống kê đến độ dính mực in Bảng 10 Kết phân tích phương sai với yếu tố ảnh hưởng nồng độ EGBE loại mực màu (ANOVA, p = 0,05) đến độ dính mực in Source df F p Màu mực 9,434 0,000 EGBE 3,081 0,030 DD ẩm 37,307 0,000 Màu mực * EGBE 0,418 0,923 EGBE * DD ẩm 21 0,308 0,998 Có thể nhận thấy nồng độ EGBE thấp (5 %), hệ nhũ tương mực - dung dịch ẩm không đạt trạng thái cân tăng thêm lượng dung dịch ẩm vào mực, độ tách mực giảm nhanh không phù hợp cho công nghệ in offset Với dung dịch ẩm chứa nồng độ 15 20 % EGBE, hệ nhũ tương mực - dung dịch ẩm nhanh chóng đạt cân bằng, nhiên cân lại ổn định Lượng dung dịch ẩm phân tán mực nhiều, có tượng phần tử mực bị hồ tan ẩm, làm giảm độ dính mực trộn với mực nồng độ cao từ 20-25 % 58 160 Độ dính 130 100 C M Y K 70 10 Thời gian đo (phút) Hình 16 Đồ thị biểu diễn thay đổi độ dính màu mực in offset nhũ hoá với 10% dung dịch ẩm chứa 10% EGBE Để đánh giá ổn định dộ dính mực in offset sau nhũ hố với dung dịch ẩm, ta tiến hành đo độ dính màu mực + 10% dung dịch ẩm chứa 10% EGBE 10 phút Kết cho thấy 04 màu mực in sau trộn với dung dịch ẩm có độ dính ổn định Sự thay đổi độ dính mực in sau 10 phút đo nằm giới hạn cho phép mực in offset tờ rời từ 0,5 - 1,5 (xem hình 4.18) Như vậy, dung dịch ẩm có 10% EGBE cho phép tạo hệ nhũ tương hoá mực - dung dịch ẩm bền, lượng dung dịch ẩm mực thấp khoảng 10-30 %, giúp cho độ dính mực đảm bảo phù hợp với công nghệ in offset 120-150 59 KẾT LUẬN Trong phạm vi nghiên cứu, đề tài sâu vào tìm hiểu thơng số cơng nghệ quan trọng q trình nhũ tương hố mực in dung dịch ẩm không sử dụng cồn IPA Trên sở kế đạt được, đề tài thành cơng việc: - Tìm chất thay cồn Isopropyl alcohol phù hợp Ethylene Glycol monobutyl Ether (EGBE) - Đánh giá hiệu thấm ướt dung dịch ẩm không cồn số loại in khác Cụ thể với 10% nồng độ EGBE, dung dịch ẩm không cồn cho khả thấm ướt tốt 03 loại in in PS Trung Quốc, in CTP Mỹ Lan, in CTP Trung Quốc, có góc thấm ướt tương ứng 20,670; 8,920; 10,440 - Đánh giá khả nhũ tương hoá mực in dung dịch ẩm không cồn Dung dịch ẩm chứa 10% EGBE cho khả nhũ tương hoá mực in tốt nhất, khả đạt bền nhũ tương nhanh (khoảng 4-6 phút) hàm lượng dung dịch ẩm mực khoảng 30 % Kết tốt đối sánh với dung dịch ẩm thông thường có sử dụng cồn IPA - Đánh giá ảnh hưởng nồng độ chất EGBE dung dịch ẩm khơng cồn đến độ dính mực in offset Kết cho thấy, với dung dịch ẩm chứa 10% EGBE, độ dính tất 04 màu mực in offset (C, M, Y, K) khoảng giá trị từ 120 150 Đây độ dính phù hợp để dung dịch ẩm sử dụng cho cơng nghệ in offset tờ rời - Kết nghiên cứu đề tài sở cho việc nghiên cứu tiếp dung dịch ẩm không sử dụng cồn IPA loại in khác in báo, in UV offset, phục vụ nhu cầu ngành in nước Do vốn kiến thức em, điều kiện trang thiết bị thí nghiệm, đo đạc cịn nhiều hạn chế nên đề tài khơng tránh khỏi thiếu sót Em mong nhận ý kiến đóng góp quý báu để đề tài nghiên cứu hoàn thiện 60 TÀI LIỆU THAM KHẢO Academy Ink (2012), Fountain Solution in Offset Printing Chu Thế Tun, (2001), Giáo trình Cơng nghệ in Offset, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Fatnasari I S (1993), A study of the effect of water-pick up of UV curable offset ink on its curing time and its end use properties, Rochester Institute of Technology, School of Printing Management and Sciences Helmut Kipphan (2004), Handbook of Print Media, Heidelberg Hiroshi et al (2001), Fountain solution composition for lithographic printing plate, European Patent Aplication, EP 1080943 Hubergroup (2003), Technical information, Jelena S Kiurski, Ivana Oros (2012), " The influence of pH/conductivity of fountain solution on dot circularity, line and text raggedness", Journal of Graphic Engineering and Design, (2), 1-7 Jasurek B., Valis J., Syrovy T., Jablonovsky B (2010), “Study of Rheological Properties and Tack of Offset Printing Inks” Science and Technology, 6, 19-21 Kindernay J., Panak J., Mikula M (2001), “Rheoviscometry of offset inks and their emulsions with water”, Chemical Papers, 55, 15-22 10 Krisman R., Jones J., Henderson D C (2012), Fountain solutions for offset lithographic printing inks, US Patent Application, US 20120192735A110 11 Lloyd P DeJidas, Thomas M Destree (2004), Sheetfed Offset Press Operating, GAFT 12 Mattila U., Passoja S (2006), “Factors controlling adhesion and ink tack in hswo”, manuscript, Central laboratory, Finland 61 13 Nguyễn Hà Anh, Phùng Anh Tuân, Nguyễn Quang Hưng (2019), “Nghiên cứu ảnh hưởng dung dịch ẩm không sử dụng cồn IPA đến độ tách mực in offset tờ rời”, Tạp chí Hóa học, 57(4E12), 254-258 14 Nuria G., Quintana E., Villar J C (2014), “Effect of Paper Surface Properties on Coated Paper Wettability with Different Fountain Solutions”, BioResources, 9, 4226-4241 15 Oros I (2012), “The influence of physico-chemical parameters of fountain solution on print quality”, International Journal of Modern Engineering Research, 2, 3585-3593 16 Phan Đệ, Hoàng Thị Kiều Nguyên (2017), Giáo trình Quản lý Kiểm tra chất lượng in, NXB Khoa học Kỹ thuật, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội 17 Phùng Anh Tuân, Cao Hồng Hà, Nguyễn Tiến Hưng, Nguyễn Văn Kiện, Vi Đức Bình (2017), “Nghiên cứu sử dụng etylen glycol monobutyl ete tăng khả thấm ướt dung dịch ẩm cơng nghệ in offset”, Tạp chí Hố học, 55, 264268 18 Pulina T., Johnke C (2008), Sheet fed offset printing inks and vanishes comprising new solvents, WO2008024968A1 19 R.H Leach, R.J Pierce, E.P Hickman, M.J Mackenzie and H.G Smith (2007), The Printing Ink Manual, Springer, Netherlands 20 Rentzhog Maria, Fogden Andrew (2006), "Print quality and resistance for waterbased flexography on polymer-coated boards: Dependence on ink formulation and substrate pretreatment", Progress in organic coatings, (57) 3, 183 - 194 21 Rossitza S (2015), “Offset Printing without Isopropyl Alcohol in Damping Solution”, Energy Procedia, 74, 690-698 22 Sameer S Deshpande (2011), “Fountain Solution in Lithographic Offset”, Journal of Engineering Research and Studies, (2)2, 82-88 62 23 Takanashi G., Oohashi H (2013), Fountain solution composition for lithographic printing, European Patent Application, EP2543518A2,1-10 24 Tag C., Toiviainen M., Juuti M., Rosenholm J B., Backfolk K., Gane P A C (2012), “The Effect of Isopropyl Alcohol and Non-Ionic Surfactant Mixtures on the Wetting of Porous Coated Paper”, Transport in Porous Media, 94, 225-242 25 Trần Thanh Hà (2013), Giáo trình Vật liệu in, NXB Đại học Quốc gia Tp Hồ Chí Minh, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp Hồ Chí Minh 63 ... chất dung dịch ẩm không sử dụng cồn IPA + Khả nhũ tương hố mực in thơng qua khả nhận dung dịch ẩm không sử dụng cồn IPA mực in offset + Ảnh hưởng dung dịch ẩm khơng cồn IPA đến độ dính mực in offset. .. độ tách mực in offset, so sánh khả nhũ tương hoá dung dịch ẩm tạo thành dung dịch ẩm thương mại có sử dụng IPA với mực in offset Chính vậy, đề tài tập trung Nghiên cứu tương tác dung dịch ẩm không. .. hưởng dung dịch ẩm không cồn đến độ tách mực in offset - Kết nghiên cứu giúp ích cho việc sử dụng dung dịch ẩm khơng cồn q trình điều chỉnh cân mực nước máy in offset tờ rời Phương pháp nghiên cứu