Nghiên cứu sản xuất chất tẩy rửa lô cao su máy in offset dùng mực UV

- Luận văn thạc sỹ khoa học Nghiên cứu sản xuất chất tẩy rửa lô cao su Của Máy in offset dùng mực UV Nguyễn Duy hng NgƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS.
- TRẦN VĂN THẮNG Hà nội - 2007 Bộ giáo dục và đào tạo Trờng đại học bách khoa hà nội Luận văn thạc sỹ khoa học Nghiên cứu sản xuất chất tẩy rửa lô Cao su máy in offset dùng mực UV Ngành: Công nghệ hóa học Nguyễn Duy hng Ngời hớng dẫn: TS.
- Do đó cần phải có chất tẩy rửa mực UV đã bám trên lô cao su.
- Hiện nay, chúng ta đang sử dụng chất tẩy rửa mực in UV nhập ngoại từ Cộng hòa liên bang Đức có tên thơng mại là: ACEDINFORM 171, nhng giá thành đắt và rất độc hại.
- Nghiên cứu sản xuất chất tẩy rửa lô cao su máy in offset dùng mực UV “ nhằm tìm ra công nghệ sản xuất chất tẩy rửa mực in UV đáp ứng các nhu cầu cơ bản là: chất lợng tốt, giá thành rẻ, thân thiện với môi trờng và có khả năng thay thế dần chất tẩy rửa phải nhập ngoại hiện nay.
- Luận văn gồm có ba chơng chính: Chơng I: Tổng quan về mực in offset và chất tẩy rửa mực in.
- Chơng II: Cơ sở mô hình nghiên cứu quá trình công nghệ sản xuất chất tẩy rửa mực UV.
- Tìm hiểu về chất tẩy rửa mực in UV 37 I.3.1.
- Mục đích sử dụng các chất tẩy rửa trong mực 37 I.3.2.
- Yêu cầu đối với chất tẩy rửa cho mực in offset UV 37 I.3.3.
- Lựa chọn hoá chất tẩy rửa 40 I.3.6.
- Nguyên lý tẩy rửa mực in UV 41 Chơng II: Cơ sở mô hình nghiên cứu quá trình công nghệ sản xuất chất tẩy rửa mực UV 42 II.1.
- Mục đích thí nghiệm 49 Luận văn Thạc sỹ khoa học Ngành Công nghệ in Nguyễn Duy Hng 4 III.2.
- Thực nghiệm kiểm tra lại kết quả thành phần chất tẩy rửa đạt hiệu suất rửa theo kết quả tối u đã thu đợc 65 III.7.1.
- Kiểm tra hiệu suất tẩy rửa bằng chất tẩy rửa theo thành phần tối u đã thu đợc 65 III.7.2.
- Kiểm tra sự phá hủy lớp mực UV trên lô cao su bằng cách đo phổ hồng ngoại và phổ Raman của mực trớc và sau khi tẩy rửa 66 III.9.
- So sánh chất tẩy rửa nhập ngoại ACEDINFORM 171 (1) và chất tẩy rửa chế tạo trong phòng thí nghiệm (2) 71 Kết luận 72 Tài liệu tham khảo 73 Luận văn Thạc sỹ khoa học Ngành Công nghệ in Nguyễn Duy Hng 5 Chơng I: Tổng quan về mực in offset và chất tẩy rửa mực in I.1.
- Do đú sản xuất chất tẩy rửa này chớnh là nhiệm vụ của luận văn.
- Luận văn Thạc sỹ khoa học Ngành Công nghệ in Nguyễn Duy Hng 8 Hình I.2: Một máy in offset hiện đại I.1.2.
- Luận văn Thạc sỹ khoa học Ngành Công nghệ in Nguyễn Duy Hng 10 I.2.
- Chính vì vậy sau một khoảng thời gian làm việc nhất định lô cao su sẽ bị bẩn, ảnh hởng đến chất lợng sản phẩm in và ta phải tiến hành tẩy rửa lô.
- Để khắc phục hiện tợng này, đề tài nghiên cứu sử dụng chất tẩy rửa gốc nớc để tẩy rửa các vết bẩn do mực UV bám trên lô cao su.
- Chất tẩy rửa gốc nớc có u điểm là vừa thân thiện với môi trờng và không ảnh hởng đến sức khoẻ ngời lao động.
- Tìm hiểu về chất tẩy rửa mực in UV I.3.1.
- Mục đích sử dụng các chất tẩy rửa trong mực Trong quá trình in với các sản phẩm sử dụng mực in UV, sau khi in xong sản phẩm đợc làm khô bởi ánh sáng bức xạ cực tím (UV).
- Vì vậy, để khắc phục hiện tợng trên ngời ta đã sử dụng chất polymer làm chất tẩy rửa các vết bẩn trên.
- Yêu cầu đối với chất tẩy rửa cho mực in offset UV Các năm gần đây, đã có sự tăng trong việc sử dụng mực UV.
- Vì các loại nhựa sử dụng trong mực UV, đặc biệt dung môi cần để tẩy rửa chúng.
- Vì vậy, hợp chất cao su đợc sử dụng trong các lô và tấm cao su trên một máy in UV khác nhau và dễ ảnh hởng gây tổn hại từ hydrocacbon sử dụng trong tấm cao su thờng dùng và chất tẩy rửa trục lô mực.
- Đối với trờng hợp này có thể sử dụng các chất tẩy rửa dạng nhũ tơng.
- Do đó cần dung môi xúc tác đối với các loại mực giống nhau làm chất tẩy rửa trong mực UV.
- Chất tẩy rửa lô cao su đợc cải tiến để phục vụ chất tẩy rửa thích hợp với các nhu cầu khác nhau.
- Các kết quả đã đợc hoàn thiện thích hợp với các yêu cầu về an toàn, chi phí, tốc độ khô, khả năng tẩy rửa phù hợp với mong muốn.
- Do vậy chất tẩy rửa phải có những yêu cầu cơ bản.
- Vì vậy khi in tờ rời có kích thớc lớn và in trên máy in cuộn thì chất tẩy rửa có thể khô nhanh hơn.
- Nhng chất tẩy rửa có thời gian khô chậm thì có nhiều thời gian để tẩy rửa và phù hợp hơn so với chất tẩy rửa khô nhanh.
- Các thành phần cơ bản của chất tẩy rửa sẽ thấm ớt và làm trơng bề mặt màng mực, phá vỡ các liên kết trong mạch polyme.
- Các chất tẩy rửa khô nhanh dễ gây cháy, dễ bay hơi, áp suất bay hơi thấp.
- Vì vậy yêu cầu chất tẩy rửa phải có hàm lợng dung môi bay hơi thấp.
- Bản chất của chất tẩy rửa không đợc làm tổn hại tới lô cao su cũng nh các thiết bị cần tẩy rửa.
- Về mùi của chất tẩy rửa: không gây xốc cho con ngời khi tẩy rửa.
- Yêu cầu không thể thiếu là chất tẩy rửa phải không độc hại đối với con ngời, thân thiện với môi trờng và đảm bảo những yêu cầu về an toàn lao động.
- Luận văn Thạc sỹ khoa học Ngành Công nghệ in Nguyễn Duy Hng 39 I.3.3.
- Cơ chế quá trình hoà tan cao phân tử Chất tẩy rửa sẽ hấp phụ lên bề mặt màng mực sau đó cuốn các phân tử mực vào trong dung dịch.
- Luận văn Thạc sỹ khoa học Ngành Công nghệ in Nguyễn Duy Hng 40 I.3.4.
- Lựa chọn hoá chất tẩy rửa Sử dụng dung môi làm trơng polyme là hydroquinon, sodium dodecyl benzen sulfonate.
- kt(αm - αt) dt Luận văn Thạc sỹ khoa học Ngành Công nghệ in Nguyễn Duy Hng 41 Chất tẩy rửa là hệ nhũ tơng trong nớc, an toàn với ngời sử dụng, an toàn với môi trờng.
- Nguyên lý tẩy rửa mực in UV Theo phân tích ở mục I.3.3 và mục I.3.4 ta có thể mô tả quá trình tẩy rửa mực in nh sau: Khi các chất tẩy rửa thấm ớt lên bề mặt màng mực in thì quá trình hoà tan màng mực diễn ra theo ba giai đoạn.
- Thứ hai chất tẩy rửa làm trơng nở các hợp chất cao phân tử nhờ sự khuếch tán một chiều của các phân tử dung môi vào các phân tử polyme và hoà tan các hợp chất cao phân tử.
- Thứ ba, đối với các chất tẩy rửa dạng nhũ tơng thì các phân tử hợp chất nhũ tơng sẽ hấp thụ lên bề mặt màng mực sau đó các phần tử mực sẽ bị tách rời và bị cuốn theo các phân tử hợp chất tẩy rửa khi rửa trôi bằng nớc.
- Luận văn Thạc sỹ khoa học Ngành Công nghệ in Nguyễn Duy Hng 42 Chơng II: Cơ sở mô hình nghiên cứu quá trình công nghệ sản xuất chất tẩy rửa mực UV II.1.
- Trong đề tài này, chúng tôi sử dụng phơng pháp kế hoạch hóa thực nghiệm hai mức tối u bậc một, trong đó nghiên cứu ba yếu tố ảnh hởng tới hàm mục tiêu là hiệu suất tẩy rửa mực UV gồm Methyl isobutyl ketone (MIBK), Sodium dodecyl benzoin sunfonate (SDBS), và Iso propyl alcohol (IPA).
- Chất tẩy rửa lô cao su chỉ nhằm tẩy mực bám trên lô nhng cha bị đóng rắn hoàn toàn.
- Hiện nay chất tẩy rửa nhập ngoại khá đa dạng, chúng tôi sử dụng chất tẩy rửa mẫu nhập từ Cộng hòa Liên Bang Đức có tên thơng mại: ACEDINFORM 171 để xác định khả năng tẩy rửa lô cao su với mực UV bám trên lô ở trạng thái cha bị đóng rắn nh trên.
- Do đó chúng tôi tiến hành tẩy rửa các mẫu mực UV trên các mẫu cao su với thời gian chiếu tia UV khác nhau.
- Mặt khác qua các tài liệu tham khảo [4], chúng tôi đã lựa chọn chất tẩy rửa phù hợp với quá trình tẩy rửa mực in UV có thành phần chính gồm MIBK, SDBS, IPA.
- Vấn đề đặt ra là phải tìm ra giá trị tối u của khối lợng các chất thành phần MIBK, SDBS, IPA sao cho đạt đợc hiệu suất tẩy rửa mực UV có giá trị cao nhất.
- Trên cơ sở đó sẽ đa ra hớng phát triển thực tế của đề tài nhằm sản xuất chất tẩy rửa lô cao su của máy in offset dùng mực UV.
- Mục đích của thí nghiệm nhằm xây dựng mô hình thống kê bậc một hai mức tối u mô tả mối quan hệ giữa thành phần ba chất chính trong chất tẩy Luận văn Thạc sỹ khoa học Ngành Công nghệ in Nguyễn Duy Hng 50 rửa mực in UV gốc nớc với hiệu suất tẩy rửa mực trên lô cao su của máy in offset dùng mực UV.
- Từ hàm hồi quy tìm đợc sẽ dùng phơng pháp tối u hóa để tìm ra các giá trị tối u của khối lợng MIBK, SDBS, IPA nhằm đạt đợc hiệu suất tẩy rửa mực UV cao nhất.
- 11 phút, rồi rửa bằng chất tẩy rửa mẫu nhập ngoại.
- Khi đã xác định đợc thời gian chiếu UV tối đa làm khô mực để chất tẩy rửa mẫu không thể rửa đợc, ta sẽ lựa chọn đợc thời gian giới hạn để chất tẩy rửa có thể rửa sạch mực trên lô cho các thí nghiệm ở phần sau.
- Thời gian tẩy rửa là 30 giây, các mẫu từ 01ữ16 thì lớp mực UV đã đợc tẩy sạch.
- Xác định hiệu suất tẩy rửa của mẫu ứng với thời gian phơi 630 giây theo công thức: Hiệu suất tẩy rửa.
- (III.1) Với các số liệu sau: Mẫu mcao su (g) mmực + cao su (g) mmự+cao su sau rửa (g) Hiệu suất tẩy rửa.
- Bảng III.2: Hiệu suất tẩy rửa mực UV với chất tẩy rửa ACEDINFORM 171 Ta thấy hiệu suất tẩy rửa của mẫu ứng với thời gian phơi 630 giây ở các mẫu theo công thức (III.1) đợc biểu diễn ở bảng III.2.
- Tiến hành thí nghiệm Theo tài liệu tham khảo [4] chúng tôi tiến hành thí nghiệm pha chất tẩy rửa và rửa mực UV theo các bớc sau: Bớc 1: Pha chất tẩy rửa mực in UV với tổng khối lợng MIBK, SDBS, IPA và nớc trong 01 mẫu pha là 20g.
- Khối lợng IPA: mMIBK từ 1g mSDBS từ 0,2g mIPA từ 0,4g đến 3g đến 0,8g đến 0,8g Bớc 2: Lập ma trận thực nghiệm từ 08 mẫu chất tẩy rửa trên theo kế hoạch hóa thực nghiệm hai mức tối u.
- Bảng III.3: Ma trận thực nghiệm Các mẫu chất tẩy rửa đợc đánh số từ 01 đến 08.
- Sau đó lần lợt rửa mực UV trên các tấm cao su bằng chất tẩy rửa đã pha theo ma trận thực nghiệm.
- Thời gian và cách rửa giống nh đã làm với chất tẩy rửa ACEDINFORM 171.
- Sấy các miếng cao su đã đợc rửa trong tủ sấy ở nhiệt độ khoảng 60oC - Cân khối lợng cao su sau khi rửa và đã sấy - Tính hiệu suất tẩy rửa.
- theo công thức (III.1) Bằng cách tính toán ở trên chúng tôi thu đợc kết quả ở bảng sau: STT mcao su (g) mmực + cao su (g) mmự+cao su sau rửa (g) Hiệu suất tẩy rửa.
- Bảng III.4: Kết quả hiệu suất tẩy rửa mực UV Luận văn Thạc sỹ khoa học Ngành Công nghệ in Nguyễn Duy Hng 55 III.5.
- Trong đó: y: Hiệu suất tẩy rửa.
- Luận văn Thạc sỹ khoa học Ngành Công nghệ in Nguyễn Duy Hng 59 Xét mô hình tìm đợc: yˆ x1 - 0,82x2 + 1,86x1x2- 2,47x2x3+ 0,73x1x2x3 Trong đó: xi với i = 1,3 : là các biến mã hoá các thông số ảnh hởng đến quá trình công nghệ yˆ: hiệu suất tẩy rửa mực UV.
- Nhận xét: Từ mô hình (III.3) ta thấy hiệu suất tẩy rửa phụ thuộc vào thành phần của ba chất tham gia vào chất tẩy rửa với các hệ số tỷ lệ khác nhau.
- Khi tăng x1 thì hiệu suất tẩy rửa tăng.
- Khi tăng x2 thì hiệu suất tẩy rửa giảm.
- Ngoài ra còn có tơng tác kép và tơng tác ba của cả ba yếu tố x1, x2, x3 lên hiệu suất tẩy rửa.
- Để xác định thành phần của các yếu tố trong thành phần chất tẩy rửa sao cho hiệu suất tẩy rửa đạt giá trị lớn nhất ta tiến hành tối u hóa mô hình (III.3).
- end end end end fprintf(' Gia tri cuc dai cua ham so la %f\n',m) fprintf(' Vi tri dat cuc dai la z1 = %f\n',z1m) fprintf(' z2 = %f\n',z2m) fprintf(' z3 = %f\n',z3m) Luận văn Thạc sỹ khoa học Ngành Công nghệ in Nguyễn Duy Hng 64 Từ kết quả tính toán ta thấy hiệu suất tẩy rửa đạt 95,81% khi: Z1= 1,20.
- Thực nghiệm kiểm tra các kết quả thành phần chất tẩy rửa đạt hiệu suất rửa theo kết quả tối u đã thu đợc Trên cơ sở kết quả tối u trên ta tiến hành kiểm tra lại hiệu suất tẩy rửa với chất tẩy rửa có thành phần trên đã tìm đợc.
- Kiểm tra hiệu suất tẩy rửa bằng chất tẩy rửa theo thành phần tối u đã thu đợc Tiến hành 03 thí nghiệm với mẫu chất tẩy rửa có thành phần MIBK, SDBS, IPA tối u thu đợc sau khi chạy phần mềm Matlab là.
- mMIBK = 1,20g - mSDBS = 0,23g Luận văn Thạc sỹ khoa học Ngành Công nghệ in Nguyễn Duy Hng 66 - mIPA = 0,80g Tiến hành thí nghiệm nh đã trình bày ở mục (III.4) ta thu đợc kết quả ở bảng sau: STT mcao su (g) mmực + cao su (g) mmự+cao su sau rửa (g) Hiệu suất tẩy rửa.
- Bảng III.9: Hiệu suất tẩy rửa mực UV ứng với các thành phần MIBK, SDBS tối u Vậy ta có hiệu suất tẩy rửa trung bình là .
- Kiểm tra sự phá hủy lớp mực UV trên lô cao su bằng cách đo phổ hồng ngoại và phổ Raman của mực trớc và sau khi tẩy rửa Mục đích của chụp phổ hồng ngoại và Raman là xem chất tẩy rửa có trung hòa đợc gốc cacboxyl (-COOH) trong mực UV hay không.
- Sau khi sử dụng dung dịch tẩy rửa thì nhóm cacboxyl không còn thể hiện bằng việc không còn thấy xuất hiện các picth trên thể hiện ở các hình III.4 và III.6.
- Điều này có thể giải thích rằng chất tẩy rửa có thành phần của SDBS có tính kiềm đã trung hòa gốc cacboxyl (-COOH) trong mực in UV.
- So sánh chất tẩy rửa nhập ngoại ACEDINFORM 171 (1) và chất tẩy rửa chế tạo trong phòng thí nghiệm (2) 1.
- Chất tẩy rửa (1) nặng mùi hắc của dung môi hữu cơ nên gây ảnh hởng không tốt tới sức khỏe con ngời trong quá trình sản xuất.
- Trong khi đó chất tẩy rửa (2) có mùi dung môi rất nhẹ chứng tỏ không gây ảnh hởng nhiều tới sức khỏe con ngời.
- Về giá: Chất tẩy rửa (1) có giá 523.000đồng/lít trong đó chất tẩy rửa (2) theo tính toán có giá khoảng 125.000đồng/lít.
- Nh vậy về khả năng tẩy rửa, vấn đề môi trờng và sức khỏe ngời lao động cũng nh giá cả thì chất tẩy rửa chế tạo trong phòng thí nghiệm có thể dần dần thay thế đợc chất tẩy rửa đang phải nhập ngoại hiện nay.
- Luận văn Thạc sỹ khoa học Ngành Công nghệ in Nguyễn Duy Hng 72 Kết luận Việc tẩy rửa mực in UV trên lô cao su trong công nghiệp in offset cho đến nay ở nớc ta chủ yếu dùng các chất tẩy rửa nhập ngoại.
- Đa số những chất tẩy rửa này có mùi hắc đặc trng cho dung môi, gây ô nhiễm môi trờng và sức khỏe ngời lao động.
- Dung dịch tẩy rửa này có khả năng tẩy rửa hoàn toàn mực UV, thân thiện với môi trờng và ngời sử dụng.
- Sau khi tẩy rửa dung dịch không làm biến đổi các tính chất bề mặt của lô cao su cũng nh lô bản, sản phẩm đợc thử nghiệm kiểm tra trong phòng thí nghiệm và cho kết quả tốt.
- Dung dịch tẩy rửa dạng này là một hớng nghiên cứu đang đợc phát triển mạnh mẽ hiện nay trên thế giới.
- Đây là một đề tài có tính ứng dụng thực tiễn cao và hy vọng rằng trong tơng lai có thể thay thế dần chất tẩy rửa phải nhập ngoại hiện nay

Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn
hoặc xem Tóm tắt