Nghiên cứu thử nghiệm các phụ gia cho mực in gốc nước in trên vật liệu màng mỏng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - TRẦN MINH THẾ NGHIÊN CỨU THỬ NGHIÊM CÁC PHỤ GIA CHO MỰC IN GỐC NƯỚC IN TRÊN VẬT LIỆU MÀNG MỎNG Chuyên ngành : CÔNG NGHỆ IN LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC CHUYÊN NGÀNH CÔNG NGHỆ IN NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : PGS.TS TRẦN VN THNG H Ni Nm 2010 Luận Văn thạc sỹ khoa học MC LC Trang LI cảm ơn Mở đầu Phần I: Tổng quan Chơng 1: tình hình nghiên cøu vµ sư dơng mỰC IN Chơng 2: Mực in gốc nớc 2.1 Thành phần cấu t¹o cđa mùc in gèc n−íc 12 2.1.1 Chất tạo mầu 12 2.1.2 ChÊt liªn kÕt 18 2.1.3 ChÊt phô gia 20 2.2 Một số đặc tính mực in 26 2.2.1 §é dÝnh cña mùc 26 2.2.2 §é nhít cđa mùc 28 2.2.3 Độ khô mực 28 2.2.4 Độ bền mầu cña mùc 28 2.2.5 Khả phủ mực 29 2.2.6 TÝnh chÊt quang häc cña mùc 29 Chơng 3: Các yếu tố ảnh hởng đến độ bám dính mực in vật liệu màng mỏng 3.1 ảnh hởng chất liªn kÕt 30 3.2 ảnh hởng chất phụ gia 32 3.3 ¶nh hởng vật liệu màng 33 3.4 NhËn xÐt chung 39 Luận Văn thạc sỹ khoa học Phần II: Xây dựng mô hình nghiên cứu ảnh hởng chất liên kết đến độ dính mực in vật liệu màng Chơng 4: Những vấn đề chung 4.1 Lựa chän nguyªn vËt liƯu 41 4.1.1 Pigment 41 4.1.2 Nhùa Sulfo Polyester 42 4.1.3 Keo Polyvinyl Acetate – (PVA) 43 4.1.4 Tween 20 44 4.1.5 II- Octanol 45 4.1.6 Glycerin 45 4.1.7 VËt liƯu mµng máng 46 4.2 Các thiết bị thực nghiệm 47 4.2.1 Dơng ®o ®é dÝnh 47 4.2.2 Thiết bị dụng cụ đo độ nhít 49 4.2.3 Máy đo mật độ 52 4.2.4 C¸c thiÕt bị khác 52 4.3 Lựa chọn thông số hÖ mùc thùc nghiÖm 53 4.3.1 Các thông số mực mẫu 53 4.3.2 C¸c thùc nghiƯm thăm dò để lựa chọn thông số công nghệ 54 4.3.3 Lựa chọn thành phần hàm lợng c¸c chÊt mùc in 56 4.4 TiÕn hµnh thùc nghiƯm 57 4.4.1 Quá trình chế tạo mực 57 4.4.2 Quá trình in lên vật liệu màng 58 Luận Văn thạc sỹ khoa học 4.4.3 Đo kết thùc nghiÖm 59 Chơng 5: Thiết lập mô hình thống kê 5.1 Cơ sở để thiết lập mô hình thống kê - quy hoạch thực nghiệm 60 5.1.1 Xác định hệ vµ cÊu tróc hƯ 60 5.1.2 Xác định hàm toán mô t¶ hƯ 60 5.1.3 Xác định thông số mô hình thống kª 61 5.1.4 KiĨm tra tÝnh tơng hợp mô hình cải tiến mô hình 63 5.2 Xây dựng mô hình quy hoạch thùc nghiÖm hai møc tèi −u 65 5.2.1 Cải tiến mô hình theo phơng pháp leo dèc 73 5.2.2 Tèi u hóa mô hình 79 5.3 Thùc nghiƯm kiĨm tra độ dính mực in hai loại màng PET vàOPP 82 5.4 Thực nghiệm kiểm tra độ bám dính mực mẫu theo kết giá trị thực nghiƯm tèi −u trªn .83 5.5 KÕt luËn vµ kiÕn nghÞ 84 Tài liệu tham khảo 86 Luận Văn thạc sỹ khoa học Lời cảm ơn Em xin chân thành cảm ơn Thầy, Cô Bộ môn Công nghệ In đà giúp đỡ tạo điều kiện học tập nghiên cứu tốt cho em năm học vừa qua Em xin chân thành cám ơn Thầy giáo PGS.TS Trần Văn Thắng ngời hớng dẫn khoa học đà nhiệt tình hớng dẫn, giúp đỡ em suốt trình hoàn thành luận văn Kính chúc Thầy, Cô: Sức Khỏe Hạnh Phúc! Hà Nội, Tháng 10 năm 2010 Luận Văn thạc sỹ khoa học Mở đầu Trong năm gần đây, mực in gốc nớc ngày đợc sử dụng rộng rÃi tất phơng pháp in Mực in gốc nớc có đợc u điểm nh: an toàn, dễ dàng trình sử dụng, giảm thiểu nguy cháy nổ, lợng dung môi độc hại ít, chất thải ảnh hởng đến nguồn nớc môi trờng xung quanh Thêm vào mực in gốc nớc tạo màng mực mỏng hơn, có cờng độ màu cao, độ phủ tốt nên dễ dàng thuận tiện in vật liệu màng mỏng Tuy nhiên với vật liệu in màng mỏng, khả thấm hút, mực in bám bề mặt vật liệu khô nhờ trình bay dung môi Do khả bám dính mực in vật liệu in màng mỏng ®iỊu hÕt søc quan träng ¶nh h−ëng ®Õn ®é bỊn màng mực nh khả ứng dụng mùc in gèc n−íc thùc tÕ Do vËy em đà định chọn đề tài: Nghiên cứu thử nghiệm phụ gia cho mực in gốc nớc in vật liệu màng mỏng Trong đề tài với hớng dẫn tận tình PGS.TS Trần Văn Thắng, em đà nghiên cứu tổng quan tài liệu mực in nói chung mực in gốc nớc nói riêng, từ đa ảnh hởng số chất thành phần mực in gốc nớc đặc biệt nhựa liên kết, chất phụ gia, đến độ bám dính mực in số vật liệu màng mỏng Trên sở lý thuyết tiếp cận hƯ thèng triĨn khai c«ng nghƯ hãa häc, b»ng phơng pháp quy hoạch thực nghiệm, xây dựng mô hình u hóa mô hình ta xác định đợc hàm lợng chất tham gia vaò thành phần mực in gốc nớc cho tạo ®−ỵc mÉu mùc in cã ®é dÝnh tèi −u in vài vật liệu màng mỏng khác Luận Văn thạc sỹ khoa học Phần I: Tổng quan Luận Văn thạc sỹ khoa học CHƯƠNG 1: tình hình nghiên cứu sử dụng mực in Hiện nay, thị trờng cho in bao bì giới nh nớc ta vô rộng lớn Với loại bao bì có đặc thù riêng đòi hỏi phải có công nghệ vật liệu in phù hợp Theo nh dự đoán chuyên gia tốc độ tăng trởng ngành công nghiệp in bao bì khoảng 4,5% năm tỷ lệ đầy hứa hẹn cho vài năm tới Đặc biệt khu vực Đông Nam Trung Quốc tỷ lệ tăng gấp hai lần Theo báo cáo phân tích thị trờng SPG Media Group năm 2005, giá trị ngành công nghiệp bao bì toàn cầu có trị giá 425 tỷ USD Báo cáo cho thấy xu hớng ngành công nghiệp đóng gói toàn cầu đến cuối năm 2014 có tổng trị giá thị trờng đạt khoảng 585 tỷ USD Những số liệu chứng tỏ ngành công nghiệp in bao bì ngành công nghiệp cã triĨn väng rÊt lín Do cc sèng lu«n cã thay đổi, với nhiều dạng sản phẩm phong phú ngày tăng lên đồ ăn sẵn nh loại thức ăn chứa bao bì phải qua sử dụng lò vi sóng ngành công nghiệp thực phẩm v.v đồng thời yêu cầu ngày cao chất lợng ngời tiêu dùng với loại sản phẩm chứa bao bì nên không thời điểm mà tơng lai thị trờng bao bì giữ đợc thu hút, tăng trởng cao Triển vọng không kích thích cho phát triển sản phẩm in giấy bìa mà vật liệu đa dạng khác Theo điều tra Heidelberg World wide information Sources loại vật liệu bao bì đợc sử dụng nớc giới đợc thể bảng 1.1 dới đây: Luận Văn thạc sü khoa häc B¶ng 1.1- VËt liƯu sư dơng in bao bì số nớc Giấy Nớc V.liệu bìa Bzazil 31% Nam phi Màng mỏng Kính Kim loại 45% 8% 16% 38% 28% 8% 23% 3% Trung Quèc 38% 35% 9% 9% 9% NhËt B¶n 43% 23% 4% 17% 6% Anh 46% 27% 6% 16% 5% §øc 40% 29% 9% 20% 2% Mü 38% 34% 6% 14% 8% plastic Gỗ Loại khác 7% Theo bảng trên, riêng tổng thị phần in bao bì giấy màng mỏng số nớc lớn giới đà vợt qua mức 65% tổng số loại vật liệu làm bao bì Việt Nam theo thống kê công ty Sivico năm 2008 việt nam sản xuất khoảng 1,5 tỷ m2 màng mỏng xuất chừng 40% sang thị trờng Lào, Campuchia, Trung Quốc Nh thấy đợc nhu cầu sản phẩm bao bì màng mỏng lớn ngày mở rộng Thông thờng để in loại vật liệu màng mỏng (nhựa plastic) ngời ta sử dụng loại mực gốc dung môi Đặc điểm loại mực có hàm lợng dung môi thành phần mực lớn nhằm đẩy nhanh trình khô mực khả tạo liên kết bám dính tốt màng mực in lên bề mặt vật liệu in Ngoài có mặt dung môi mực có tác dụng làm giảm sức căng bề mặt mực in vật liệu in Luận Văn thạc sỹ khoa học Vật liệu màng vật liệu khả thấm hút mực in thâm nhập vào cấu trúc vật liệu, màng mực khô chủ yếu nhờ bay hơi, lợng dung môi bay tạo màng mực khô bề mặt vật liệu, màng chủ yều chất liên kết chất mầu, số phụ gia khác mực lại Trái hẳn với mực in truyền thống gốc dung môi, mực in gốc nớc đời đột phá công nghệ vấn đề bảo vệ môi trờng Đặc điểm mực in gốc nớc không độc hại với môi trờng với ngời sử dụng thành phần mực chiếm lợng lớn nớc (khoảng 50% đến 70% khối lợng) thay cho lợng dung môi sử dụng mực in gốc dung môi Với mực này, trình khô phụ thuộc nhiều vào khả bay nớc mực nh khả thấm hút vào bề mặt vật liệu in Tuy nhiên, với vật liệu màng mỏng plastic trình thấm hút vào bề mặt vật liệu in có vai trò chất phụ gia sấy cỡng định thời gian khô màng mực nh độ bám màng mực sau khô vào vật liệu in Mực in gốc nớc đợc đa giới thiệu vào năm 1930 đạt đợc tính thơng mại quan trọng cho việc in lên vật liệu giấy bìa cattông vào năm 1950 1960 MÃi đến năm 1980, vấn đề yêu cầu việc đảm bảo an toàn cho môi trờng mực in bắt đầu đợc ý Và đến năm 1989, tổ chức HSC (Highland Supply Corporation) bắt đầu vào sử dụng loại mực in này- mực in gốc nớc, hai máy in ống đồng Đến năm tiếp theo, mực in gốc nớc đợc tiến hành in thử hệ thống máy in Flexo Vào năm 1991, HSC đà bắt đầu sử dụng mực in gốc nớc tất máy in Đến ngời ta nhận thấy việc sử dụng loại mực in mang lại nhiều lợi ích thuận lợi vận hành Việc sử dụng mực in gốc nớc đà giúp giảm thiểu việc sử dụng hợp chất hữu dễ bay độc hại VOC Volatile Organic Compound, hợp chất VOC dễ gây ảnh hởng đến tình trạng sức khoẻ ngời lao động đặc biệt tác động xấu đến môi trờng Tổ chức điều luật qui định với mức độ không khí đà Luận Văn thạc sỹ khoa học 2= 91,05-1,27-3,58+1,57+0.46+0,51-3,65-3,93-0,48=80,68 3= 91,05-1,27+3,58-1,57+0.46-0,51+3,65+3,93-0,48=98,84 4= 91,05-1,27+3,58+1,57+0.46+0,51+3,65-3,93+0,48=96,1 5= 91,05+1,27-3,58-1,57-0.46-0,51+3,65-3,93+0,48=86,4 6= 91,05+1,27-3,58+1,57-0.46+0,51+3,65+3,93-0,48=97,46 7=91,05+1,27+3,58-1,57-0.46-0,51-3,65-3,93-0,48=85,3 8= 91,05+1,27+3,58+1,57-0.46+0,51-3,65+3,93+0,48=98,28 9=91,05-1,27-3,58-1,57-0.46+0,51-3,65+3,93+0,48=85,44 10= 91,05-1,27-3,58+1,57-0.46-0,51-3,65-3,93-0,48=78,74 11= 91,05-1,27+3,58-1,57-0.46+0,51+3,65+3,93-0,48=98,94 12= 91,05-1,27+3,58+1,57-0.46-0,51+3,65-3,93+0,48=94,16 13= 91,05+1,27-3,58-1,57+0.46+0,51+3,65-3,93+0,48=88,34 14= 91,05+1,27-3,58+1,57+0.46-0,51+3,65+3,93-0,48=97,36 15= 91,05+1,27+3,58-1,57+0.46+0,51-3,65-3,93-0,48=87,24 16= 91,05+1,27+3,58+1,57+0.46-0,51-3,65+3,93+0,48=98,18 72 Luận Văn thạc sỹ khoa học Phơng sai d đợc tính theo công thức (5.13) víi: + N = 16: lµ sè thÝ nghiƯm kế hoạch + l = : số hệ số có nghĩa phơng trình hồi quy Thay vào (5.13) ta cã: S2d− = = [ (85,34-86,5)2+(80,68-79,4)2+(98,84-98,2)2+(96,1- 96,3)2+(86,4-85,4)2+(97,46-98,6)2+(85,3-85,2)2+(98,28-97,7)2+(85,4485,8)2+(78,74-78,5)2+(98,94-98)2+(94,16-95,5)2+(88,34-87,8)2+(97,3697,8)2+(87,24-88,9)2+(98,18-97,2)2] / [16-9]=2,76 Thay giá trị đà tính vào (5.12) ta đợc chuẩn sô Fisher là: Ftính= = 2,76/0,3=9,2 Tra bảng ®Ĩ t×m chn sè Fisher øng víi bËc tù lỈp f2=3, bËc tù d− f1 = 16 = vµ møc cã nghÜa p = 0,05 ta có Fbảng = So sánh giá trị F tính đợc Fbảng ta thấy: F tính = 9,2 > Fbảng =8.88 Nh mô hình không tơng hợp Vì ta phải cải tiến mô hình 5.2.1 Cải tiến mô hình theo phơng pháp leo dốc Xét mơ hình (5.20) trên: = 91,05-1,27x2-3,58x3-1,57x4+0,46x1x2-0,51x1x4-3,65x2x3+3,93x2x4+0,48x3x4 Ta phải tìm trị cận biên thơng số cịn lại sau “bước tiến” leo dốc Theo [6] , ta coi vị trí khảo sát ban đầu thông số (I), vị trí sau tiến bước (II), với biến Zj ta có: ∆Z j tien = Kj ∆Z j với Kj = bj/bjmin 73 Luận Văn thạc sỹ khoa học Theo mụ hỡnh (5.20) thơng số x1 khơng ảnh hưởng độc lập đến mơ hình có nghĩa giá trị x1 miền thực nghiệm phù hợp không cần phải tìm bước tiến cho x1 Với mơ hình (5-19) ta có bjmin = - 3,58 = b3 từ ta tính : K2 = − 1,27 − 3,58 = 0,36; K3 = 1; K4 = − 1,57 = 0,44 − 3,58 Vậy: • ∆Z2tien = K ∆Z2(I) = 0,36 = 1,8 Zo2(II) =Zo2 + ∆Z2tien = 30 + 1,8 = 31,8 Z2min = 31,8 - = 26,8 • và: Z2max = 31,8 + = 36,8 ∆Z3tien = K3 ∆Z3(I) = 1.2 = o Z3(II) =Z3o + ∆Z3tien = + = Z3min = - = • Z3max = + = 11 ∆Z4tien = K ∆Z4(I) = (0,44) 0,2 = 0,088 ≈ 0,09 Zo4(II) =Zo4 + ∆Z4tien = + ( 0,09) ≈ 1,09 Z4min = 1,09 – 0,2 = 0,89 Z4max = 1,09 + 0,2 = 1,29 Ta phải tiến hành lại thí nghiệm để xây dựng mơ hình vị trí (II) với thơng số cơng nghệ sau: • Z1 cũ: từ 30 đến 50 • Z2 t 26,8 n 36,8 74 Luận Văn thạc sỹ khoa häc • Z3 từ đến 11 • Z4 từ 0,89 đến 1,29 Bây ta lại phải làm lại thí nghiệm với ma trận thực nghiệm theo bảng đây: Bảng 5-4 Ma trận kÕ ho¹ch thc nghim vị trí mi 75 Luận Văn thạc sü khoa häc BiÕn thùc S BiÕn m· hãa Z4 Y(%) TT Z1 Z2 Z3 X0 X1 X2 X3 X4 X1X2 X1X3 X1X4 X2X3 X2X4 X3X4 X1X2X3 X1X2X4 X1X3X4 X2X3X4 X1X2X3X4 30 26,8 0,89 + - - - - + + + + + + - - - - + 80 50 26,8 0,89 + + - - - - - - + + + + + + - - 75 30 36,8 0,89 + - + - - - + + - - + + + - + - 99 50 36,8 0,89 + + + - - + - - - - + - - + + + 95 30 26,8 11 0,89 + - - + - + - + - + - + - + + - 85 50 26,8 11 0,89 + + - + - - + - - + - - + - + + 80 30 36,8 11 0,89 + - + + - - - + + - - - + + - + 95 50 36,8 11 0,89 + + + + - + + - + - - + - - - - 90 30 26,8 1,29 + - - - + + + - + - - - + + + - 85 10 50 26,8 1,29 + + - - + - - + + - - + - - + + 80 11 30 36,8 1,29 + - + - + - + - - + - + - + - + 99 12 50 36,8 1,29 + + + - + + - + - + - - + - - - 95 13 30 26,8 11 1,29 + - - + + + - - - - + + + - - + 88 14 50 26,8 11 1,29 + + - + + - + + - - + - - + - - 85 15 30 36,8 11 1,29 + - + + + - - - + + + - - - + - 95 16 50 36,8 11 1,29 + + + + + + + + + + + + + + + + 98 76 Luận Văn thạc sỹ khoa học Bảng 5.5- Thí nghiệm lặp tâm kế hoạch STT Z01 Z02 Z03 Z04 Hàm mục tiêu 40 31,8 1.09 y01= 91 40 31,8 1.09 y02= 90 40 31,8 1.09 y03 = 94 40 31,8 1.09 y04 = 93 Theo (5.19) Ta có hàm tốn mơ tả hệ hàm hồi quy thực nghiệm: ∧ y = b0 + b1x1 + b2x2 + b3x3 + b4x4 + b12x1x2 + b13x1x3 + b14x1x4 + b23x2x3 +b24x2x4 + +b34x3x4 + b123x1x2x3 +B124 x1x2x4 + b234x2x3x4 + b134x1x3x4 + b1234 x1x2x3x4 Ta tính hệ số b0, b1, b2, b3 … phương trình hồi quy th−c nghiƯm ta có : b0 = (80 + 75 + 99 + 95 + 85 + 80 + 95 + 90 + 85 + 80 + 99 + 95 + 88 + 85 + 95 + 16 98) = 89 Làm tơng tự : b1 = -1,625 ; b2 = 6,75 ; b3 = 0,5 ; b4 = 1,75 ; b12 = 0,5 ; b13 = 1; b14 = 0,625; b23 = -1,75 ; b24 = -0,625 ; b34 = 0,625 ; b123 = 0,75; b124 = 0,375; b134 = 0,375 b1234 = 0,375 ; KiĨm tra tÝnh cã nghÜa cđa bj theo c«ng thøc (5.6) ®ã chuÈn sè tbj - chuÈn sè Student hệ số bj , đợc xác định theo công thức (5.7), ta tính đợc: y0 = m m ∑y 0a = a =1 91 + 93 + 90 + 94 = 92 Sll2 = [ (91-92)2 + (93-92)2 + (90-92)2 + (94-92)2 ]/3 = 3.33 ⇒ Sbi = 3.33 = 0.456 16 77 Luận Văn thạc sỹ khoa häc với f2 = m-1 = – = mức có nghĩa p = 0.05 ta có t0.05;3 = 3.182 ⇒ t0.05;3Sbi =3.182 x 0.456 = 1.45 Các số bi có nghĩa bi > 1.45 Như hệ số có nghĩa là:b0, b1, b2, b4, b23 ∧ y = 89 – 1.625x1 +6,75x2 + 1.75x4 – 1.75x2x3 (5.21) • Kiểm tra tính tương hợp mơ hình Ta có f1 = 16 – = 11 Theo [6] ta có F0.05,11,3 = 8.8 ∧ Các giá trị y theo phương trình hồi quy (5.21) tìm là: ∧ y • = 89 +1.625 -6,75 - 1.75 – 1.75 = 80,375 Lµm t−¬ng tù ta cã ∧ y ∧ = 77,175 ; ∧ y ∧ y = 97,625 ; y 13 = 87,375 ; ∧ = 83,875; y ∧ ∑ ( y i − yi )2 i =1 ∧ = 83,875 ; y = 84,125 ; = 80,625 ; ∧ 10 = 80,625 ; y ∧ 14 y y 11 = 97,375 ; ∧ 15 = 97,375 ; y 16 = 94,375; ∧ N Ta có S 2du = y ∧ y = 94,125 ; ∧ = 90,625 ; ∧ 12 y = 97,375; ∧ = 93,875 ; ∧ y y N −l = [(80,375-80)2 + (77,125-75)2 +(97,375-99)2 + (94,125-95)2 +(83,875-85)2 +(80,625-80)2 +(93,875-95)2 +(90 ,625-90)2 +(83,875-85)2 + +(80,625-80)2 + (97,375-99)2 +(97,625-95)2 +(87,375-88)2 +(84,125-85)2 + (97,37595)2 + (94,125-98)2 ]/11 = 44,3/11 =4,03 ⇒ F = FtÝnh= = 4,03/3,33 = 1,21 < Fbảng = 8.8 nên mơ hình thực nghiệm q tương hợp 78 Luận Văn thạc sỹ khoa học 5.2.2 Tối u hóa mô hình Xét phơng trình biến mà y = 89 - 1.625x1 +6,75x2 + 1.75x4 - 1.75x2x3 (5.21) Ta có mối quan hệ cấc biến c¸c biÕn thùc Z1, Z2, Z3, Z4 sau: o j Z = Z max + Z j j ; ∆Z j = Z max - Z j j ; Xj = Z j - Z oj ∆Z j Z1max + Z1min 30+50 Z1max - Z1min 50 -30 Z = = =40 ; ∆Z1 = = = 10 2 2 Zmax + Z2min 26,8 + 36,8 Z2max - Z2min 36,8-26,8 o Z2 = = =31,8 ; ∆Z2 = = =5 2 2 o Z3max + Z3min + 11 Z3max - Z3min 11 - Z = = = 9; ∆Z3 = = =2 2 2 Zmax + Z4min 0,89 + 1,29 Zmax - Z4min 1,29 - 0,89 Zo4 = = = 1,09; ∆Z4 = = = 0,2 2 2 o Quan hƯ biÕn m· vµ biÕn thùc : x1= (Z1-40)/10 x2= (Z2-31,8)/5 x3= (Z3-9)/2 x4= (Z4-1,09)/0,2 Thay vào phơng trình (5.21) ta có y =891.625/10ì(Z1-40)+6,75/5ì(Z2-31,8)+1.75/0,2ì(Z3-9)-1.75/(5ì2)ì(Z231,8)ì(Z3-9) y = -7,05-0,1625Z1+ 2,725Z2+8,75Z4+5,505Z3-0,175Z2Z3 Việc tìm giá trị tối u mô hình ta sử dụng phơng pháp tối u hoá kiểu lới Ưu điểm phơng pháp với toán biến số tính toán nhanh, sai số kết tính toán chấp nhận đợc kỹ thuật 79 Luận Văn thạc sỹ khoa học Xây dựng thuật toán cho phơng pháp tối u hoá kiểu lới Để thuận tiện, chia miền khảo sát thành lới theo b−íc t chän nh− sau: - Chia vïng biÕn thiªn x1 thành N1 = 30 khoảng với bớc chia h1 = - Chia vùng biến thiên Z2 thành N2 = 20 kho¶ng víi b−íc chia h2 = - Chia vùng biến thiên Z3 thành N3 = 20 kho¶ng víi b−íc chia h3 = - Chia vïng biÕn thiên Z4 thành N4 = 20 khoảng với bớc chia h4 = x max − x N4 Với mạng lới này, tính giá trị y phơng trình (5.21) điểm nút lới tìm cực trị chúng mảng bốn chiều Ta tiến hành tìm giá trị lớn y thông qua chơng trình MatLab: Hàm sử dụng chơng trình MatLab % Mô tả hàm cần tìm cực đại function y = f(z1,z2,z3,z4) y = -7,05-0,1625*Z1+ 2,725*Z2+8,75*Z4+5,505*Z3-0,175*Z2*Z3; Tính cực đại hàm z10 = 30; z11 = 50; n1 = 40; dz1= (z11-z10)/n1; z20 = 7; z21 = 11; n2 = 20; dz2= (z21-z20)/n2; z30 = 26.8; z31 = 36.8; n3 = 20; dz3= (z31-z30)/n3; z30 = 0.89; z31 = 1.09; n3 = 20; dz3= (z31-z30)/n3; m = f (z10,z20,z30,z40); 80 Luận Văn thạc sỹ khoa häc for n1 = 1:30 for n2 = 1:20 for n3 = 1:20 for n4 = 1:20 if f (z10+n1*dz1,z20+n2*dz2,z30+n3*dz3, z40+n4*dz4,) >= m m = f (z10+n1*dz1,z20+n2*dz2,z30+n3*dz3, z40+n4*dz4,); z1m = z10+n1*dz1; z2m = z20+n2*dz2; z3m = z30+n3*dz3; z4m = z40+n4*dz4; end end end end end fprintf(' Gia tri cuc dai cua ham so la %f\n',m) fprintf(' Vi tri dat cu c dai la z1 = %f\n',z1m) fprintf(' z2 = %f\n',z2m) fprintf(' z3 = %f\n',z3m) fprintf(' z4 = %f\n',z4m) Giá trị cực đại hàm khảo sát thu đợc: Gia tri cuc dai cua ham so la 92.618167 Vi tri dat cuc dai la z1 = 30.666667 z2 = 36.800000 z3 = 7.200000 z4 = 1.290000 Nh với thông số công nghệ đà sử dụng ta thu đợc giá trị tối u hàm lợng thành phần mực in để đạt đợc giá trị độ dính cao là: 81 Luận Văn thạc sỹ khoa học Bảng 5.6- Hàm lợng mẫu mực có độ dính tối u Nhựa liªn kÕt 30,67 % Pigment 36,8 % PVA 7,2 % Tween 20 1,29 % II- Octanol 1% Gryxerin 1,1 % ( Tû lƯ % theo khèi l−ỵng ) 5.3 THùc nghiệm kiểm tra độ dính mực in hai loại màng pet opp Từ kết nghiên cứu, ta thu đợc hàm lợng chất tối u mực in để đạt độ dính cao theo bảng 5.6 Ta tiÕn hµnh pha chÕ mùc mÉu theo thành phần hàm lợng nh bảng 5.6 sau tiến hành in thử loại vật liệu lµ mµng PET vµ mµng OPP TiÕn hµnh kiĨm tra độ dính theo phơng pháp đà trình bày Víi mÉu kiĨm tra, kÕt qu¶ thùc nghiƯm cho bảng sau: Bảng 5.8- Kết đo độ bám dính hai vật liệu STT Độ dính PET (%) Độ dính OPP (%) 92,36 92,12 92,24 90,46 90,34 90,58 82 Luận Văn thạc sỹ khoa học Từ kết thực nghiệm ta thấy rõ ràng mực in loại màng phân cực (PET) có khả bám dính cao so với mực in loại màng không phân cực (OPP) Điều phù hợp với lý thuyết mà ta ®· biÕt 5.4 Thùc nghiƯm kiĨm tra ®é b¸m dÝnh mực mẫu THEO CáC kết GIá TRị THựC nghiƯm tèi −u TR£N Thùc nghiƯm nµy sư dơng hai loại mực mực mẫu mầu đỏ đợc sử dụng công ty in hàng không loại mực có độ dính tối u theo đề tài nghiên cứu Tiến hành in mẫu vật liệu màng PET Giá trị độ dính đợc cho bảng sau: Bảng 5.9- Kết đo độ bám dính mực mẫu mực tối u STT Độ dính mực Độ dính mực mẫu (%) nghiên cøu (%) 90,13 90,49 90,34 92,36 92,12 92,24 Qua thùc nghiệm cho thấy loại mực in chế tạo đợc theo đề tài nghiên cứu có độ dính hẳn so với mực mẫu Điều cho thấy tính chất vợt trội loại nhựa liên kết Sulfo Polyester so víi lo¹i nhùa Acrylic trun thèng 83 Ln Văn thạc sỹ khoa học Kết luận kiến nghị Trên sở nghiên cứu trớc thực nghiệm khảo sát thăm dò, đề tài đà thành c«ng viƯc thay thÕ viƯc sư dơng nhùa Acrylic loại nhựa Sulfo Polyester Kết thực nghiệm đà cho thấy ảnh hởng thành phần hàm lợng chất liên kết yếu tố định đến độ bám dính mực in - Từ mô hình (5.21) thiết lập đợc: y = 89 1.625x1 +6,75x2 + 1.75x4 – 1.75x2x3 thấy độ bán dính mực phụ thuộc vào hàm lượng nhựa, picment chất hoạt động bề mặt Với vùng giá trị giới hạn thơng số khảo sát hàm lượng PVA có ảnh hưởng - Việc xây dựng mơ hình thống kê bậc hai mức tối ưu cho phép giảm số lượng thực nghiệm với phương pháp leo dốc đưa mơ hình vào vùng thích hợp thơng số cơng nghệ - M« hình thống kê hai mức tối u bậc thit lập nhờ ứng dụng phần mềm Matlap ®· t×m thành phần theo % khối lượng chất tham gia vo hệ mực khảo sát Theo kt qu ny, để chế tạo đợc loại mực in gc nc cú bám dính 92,62 % thỡ thnh phần mực là: Nhùa Sulfo polyester 30,66 % Pigment 36,8 % PVA 7,2 % Tween 20 1,29 % II- Octanol 1% Gryxerin 1,1 % Tuy nhiên, trình tiÕn hµnh thùc nghiƯm cịn số hạn chế phương tiện dơng tiÕn hµnh (ví dụ cách in thử vật liệu màng) phần ảnh 84 Luận Văn thạc sỹ khoa học hng kết qu¶ thùc nghiƯm Kết đạt phạm vi phịng thí nghiệm, cần có thực nghiệm tiến hành in máy công nghiệp để khẳng định kết nghiên cứu 85 Luận Văn thạc sỹ khoa học TàI LIệU THAM KHảO [1] Nguyễn Anh Ngọc, Luận văn thạc sỹ khoa học, Năm 2006 [2] Phùng Anh Tuân, Luận văn thạc sỹ khoa học, Năm 2006 [3] Trần Thanh Hà, Giáo trình Vật liệu in, Trờng đại học s phạm kỹ thuật - khoa Kỹ thuật in, Năm 2003 [4] Nghiêm Hùng, Vật Liệu Học Cơ sở, NXB Khoa học kỹ thuật, Năm 2007 [5] GS.TSKH Nguyễn Minh Tuyển, Quy hoạch thực nghiệm, NXB Khoa học Kỹ thuât [6] GS.TSKH Nguyễn Minh Tuyển, Pgs, Pts Phạm Văn Thêm, Cơ sở mô hình hóa trình công nghệ hóa học, Năm1997 [7] Taylor & Francis Group, LLC, Coatings Technology Handbook, 2006 [8] Helmut Kipphan, Handbook of Print Media, Heidelberg, Germany 2004 [9] Maria Rentzhog, Water-based Flexographic Printing on Polymer-coated Board , 2006 [10] The Printing Trade Associations NationWide, (1997), Flexography Project Case Study 1,2 [11] Richard M Podhajny, Ph.D., What Is the Role of Additives in Water-Based Inks , 2000 [12] Sakai, Junichi, et al.; United states patent application No 20030050362, 2003 [13] Tsuru, Isao , et al.; water based inks; United States Patent Application, February 2004 [14] Website www.wikipedia.org ( Bách khoa toàn th mở) [15] Website www.vinpas.vn ( HiƯp héi bao b× ViƯt Nam) [16] Website www.eastman.com ( Nhµ cung cÊp nhùa Sulfo polyester) [17] Liquitex Artist Materials, The Acrylic Book, USA [18] Wolke Inks & Printers, Industrial Inks, Germany [18] R.H.Leach, R.J.Pierce, E.P.Hickman, M.J.Mackenzie and H.G.Smith, The Printing ink manual 86 ... vào mực in gốc nớc tạo màng mực mỏng hơn, có cờng độ màu cao, độ phủ tốt nên dễ dàng thuận tiện in vật liệu màng mỏng Tuy nhiên với vật liệu in màng mỏng, khả thấm hút, mực in bám bề mặt vật liệu. .. Glycerin Một đặc điểm mực in gốc nớc độ bóng lớp màng mực so với mực in gốc dầu gốc dung môi, cần thiết sử dụng chất phụ gia làm tăng độ bóng màng mực khiến màng mực đẹp Glycerin chất phụ gia tạo... tạo Nói chung vật liệu màng màng mỏng khả thấm hút mực in Khi in vật liệu này, mực in khô chủ yếu trình bay dung môi Đối với mực in gốc nớc, khả bay nớc diễn chậm nhiều so với mực in gốc dung môi