Tối ưu hóa quá trình phân tán pigment trong chế tạo mực in offset

- HỒ MỸ THÀNH TỐI ƢU HÓA QUÁ TRÌNH PHÂN TÁN PIGMENT TRONG CHẾ TẠO MỰC IN OFFSET LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC CHUYÊN NGÀNH HÓA HỌC Hà Nội – Năm 2016 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI.
- HỒ MỸ THÀNH TỐI ƢU HÓA QUÁ TRÌNH PHÂN TÁN PIGMENT TRONG CHẾ TẠO MỰC IN OFFSET LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC CHUYÊN NGÀNH HÓA HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC : PGS.TS.
- 1 CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU MỰC IN OFFSET.
- Chất màu.
- Tính chất mực in.
- 28 CHƢƠNG 2: PHÂN TÁN CHẤT MÀU TRONG SẢN XUẤT MỰC IN OFFSET.
- Qui trình sản xuất mực in.
- Khảo sát mức thay đổi áp lực nghiền.
- 61 v DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Một số tính chất của chất màu thuốc nhuộm.
- 4 Bảng 1.2: Một số lọai pigment màu đỏ cờ (red.
- 8 Bảng 1.3: Một số loại pigment thƣờng dùng.
- 9 Bảng 1.4: Khả năng bền của pigment với một số các tác động của môi trƣờng.
- 9 Bảng 1.5: Bản chất pigment và sự phụ thuộc của chúng vào độ phân tán.
- 21 Bảng 1.7: Giá trị độ nhớt tham khảo.
- 25 Bảng 4.1: Số liệu tham khảo độ nhớt, độ dính của một số loại mực in offset đang.
- 43 sử dụng tại Nhà máy.
- 43 Bảng 4.2: Ảnh hƣởng của hàm lƣợng varnish đến độ nhớt, dộ dính của mực.
- 45 Bảng 4.3: Ảnh hƣởng của hàm lƣợng pigment đến độ nhớt, dộ dính của mực.
- 46 Bảng 4.4: Khảo sát áp lực nghiền -Thay đổi áp lực 6 bar.
- 46 Bảng 4.5: Khảo sát áp lực nghiền - Thay đổi áp lực 10 bar.
- 47 Bảng 4.6: Khảo sát áp lực nghiền - Thay đổi áp lực 15 bar.
- 47 Bảng 4.7: Khảo sát áp lực nghiền - Thay đổi áp lực 20 bar.
- 47 Bảng 4.8: Khảo sát áp lực nghiền -Thay đổi áp lực 25 bar.
- 48 Bảng 4.9: Các giá trị z1-z3 min và max.
- 49 Bảng 4.10: Thông số thí nghiệm trung tâm lần 1.
- 50 Bảng 4.11: Thông số thí nghiệm trung tâm lần 2.
- 50 Bảng 4.12: Thông số thí nghiệm trung tâm lần 3.
- 50 Bảng 4.13: Thông số 8 thí nghiệm.
- 51 Bảng 4.14: Ma trận thí nghiệm.
- 52 Bảng 4.15: Ma trận thí nghiệm.
- 52 Bảng 4.16: Ma trận thí nghiệm.
- 53 Bảng 4.17: Công thức mực với các giá trị tối ƣu.
- 59 vi DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Hình phóng qua kính hiển vi (độ phóng đại13000 lần.
- 10 Hình 1.2: Mô hình pigment với độ phân tán khác nhau và mức độ tạo cấu trúc khác nhau.
- 12 Hình 1.3: Chất dẫn nhựa tự nhiên.
- 15 Hình 1.4: Công thức cấu tạo của axit abietic.
- 15 Hình 1.5: Cấu trúc trong không gian của axit abietic.
- 16 Hình 1.6: Các loại nhựa - chế phẩm từ nhựa thông.
- 16 Hình 1.7: Chế phẩm từ nhựa thông và nhựa phenol formandehyt.
- 17 Hình 1.8: Nhựa phenol formandehyt.
- 17 Hình 1.9: Nhựa axit maleic.
- 18 Hình 1.10: Nhựa phenol biến tính côlôphan.
- 19 Hình 1.11: Sơ đồ mô hình cấu tạo nhựa alkyd.
- 20 Hình 1.12: Sự phụ thuộc độ nhớt của mực vào nồngđộ pigment theo thể tích.
- 26 Hình 1.13: Đồ thị biểu diễn mối liên hệ giữa cƣờng độ màu và kích thƣớc hạt pigment.
- 29 Hình 2.1: Quá trình chế tạo mực in.
- 30 Hình 2.2: Quá trình phân tán chất tạo màu pigment.
- 31 Hình 3.1: Cấu trúc của hệ.
- 35 Hình 3.2: Qui trình phân tán pigment.
- 37 Hình 3.3: Cấu tạo máy nghiền 3 trục.
- 39 Hình 3.4: Máy đo độ nhớt THERMOSCIENTIFIC: HaakeRotoVisco 1.
- 40 Hình 3.5: Máy đo độ dính TACK O SCOPE.
- 41 Hình 3.6: Thƣớc đo kích thƣớc hạt.
- 42 Hình 4.1: Cấu trúc của hệ.
- 49 Hình 4.2: Quan hệ giữa nồng độ pigment và nồng độ varnish (tại giá trị mức tăng áp lực nghiền 20 bar.
- 58 Hình 4.3: Đồ thị thể hiện điều kiện tối ƣu.
- 58 1 MỞ ĐẦU Trong những năm gần đây, công nghệ in offset ngày càng đƣợc sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực.
- Mực in là nguồn vật liệu cơ bản trong ngành công nghiệp in.
- Mực in offset đƣợc chế tạo từ pigment, chất liên kết, dung môi và các chất phụ gia.
- Sự phân tán pigment có ảnh hƣởng rất lớn đến màu sắc của mực in, giúp cho mực in đƣợc đều và ổn định.
- Hiện nay, mực in ở Việt Nam gần nhƣ đƣợc nhập khẩu hoàn toàn với giá cả và chất lƣợng khó kiểm soát.
- Để thực hiện mục tiêu hòa nhập khu vực, in xuất khẩu, ngành in Việt Nam cần phải phát triển công nghiệp phụ trợ mà trong đó sản xuất mực in trong nƣớc là đòi hỏi cấp thiết của thực tiễn.
- Tuy nhiên mực in là một hệ dị thể tƣơng đối phức tạp với nhiều yếu tố tác động lẫn nhau.
- Để tạo ra mực in phù hợp với yêu cầu công nghệ và đáp ứng chất lƣợng hình ảnh, đòi hỏi phải có quá trình nghiên cứu tổng hợp, cân bằng nhiều đặc tính nhƣ tính chất lƣu biến, tính chất quang học, kích thƣớc hạt của hệ mƣc.
- Do vậy với mong muốn góp phần giải quyết các vấn đề khoa học trong lĩnh vực này em đã quyết định chọn đề tài: “Tối ưu hóa quá trình phân tán pigment trong chế tạo mực in offset” Luận văn gồm 4 chƣơng: Chƣơng 1: Giới thiệu mực in offset Chƣơng 2: Phân tán chất màu trong sản xuất mực in offset Chƣơng 3: Mục đích và phƣơng pháp nghiên cứu Chƣơng 4: Kết quả thực nghiệm 2 CHƢƠNG 1 GIỚI THIỆU MỰC IN OFFSET 1.1.
- Khái niệm Mực in offset là một hỗn hợp dạng nhão có chứa các chất màu pigment hoặc thuốc nhuộm, đƣợc sử dụng để tạo màu sắc cho hình ảnh, văn bản, hoặc thiết kế… lên trên một bề mặt.
- Mực in offset đƣợc sử dụng trong công nghệ in offset.
- Mực in offset đƣợc chia ra làm hai loại: mực in offset cuộn và mực in offset tờ rời.
- Thành phần cơ bản của mực in offset cuộn và tờ rời là tƣơng tự nhau.
- Thành phần Mực in offset gồm có 3 thành phần chính: chất màu, chất liên kết (chất mang) và phụ gia.
- Chất màu a) Chức năng, nhiệm vụ Chất màu đƣợc sử dụng trong các loại mực nhằm mục đích chính là tạo màu cho mực.
- b) Các loại chất màu Chất màu đƣợc sử dụng trong chế tạo mực in, thông thƣờng có 2 loại chính nhƣ sau: pigment và thuốc nhuộm(pigment đƣợc sử dụng chủ yếu.
- Chất màu thuốc nhuộm: Thuốc nhuộm thƣờng có màu sắc đa dạng, phong phú, màu trong sáng cƣờng độ màu cao.
- Thuốc nhuộm thƣờng có 3 loại chính.
- Thuốc nhuộm bazơ: Thông thƣờng loại này có chứa nhóm –NH2 +Thuốc nhuộm dạng axit: Có chứa nhóm –COOH + Thuốc nhuộm dạng cation Mực sử dụng chất màu là thuốc nhuộm thì đƣợc dùng rộng rãi với các loại giấy gói bánh kẹo.
- Các loại mực in sử dụng chất màu thuốc nhuộm chứa một phần ít các tác nhân nhƣ axit tannic hoặc các nhựa cóđộ axit cao.
- Vì vậy cần lƣu ý trong quá trình sử dụng và bảo quản mực.Thông thƣờng các hộp bảo quản đƣợc tráng phủ một lớp bên trong để ngăn 3 cản phản ứng có thể xảy ra, nhƣng cũng không thể đảm bảo đƣợc rằng sự tráng phủ đó là đều và kín, liên tục trên toàn bộ bề mặt.
- Các loại chất màu thuốc nhuộm hiện nay đang sử dụng nhiều trong các loại mực in nhƣ là muối thƣờng là hydrochloride, các thuốc nhuộm bazơ.
- Bằng cách kết hợp bazơ với nhiều axit phức hợp nhƣ là tannic hoặc các nhựa mang tính axit, các hợp chất đƣợc tạo thành có khả năng hòa tan tốt hoặc ít hòa tan trong nƣớc, các loại dầu và chất sáp.
- Các hợp chất của các bazơ với các loại axit béo thì không có khả năng hòa tan trong nƣớc.
- Loại thuốc nhuộm dƣới đƣợc sử dụng rộng rãi.
- 4 Bảng 1.1: Một số tính chất của chất màu thuốc nhuộm Tên Thuốc nhuộm Bền ánh sáng Chịu nhiệt Chịu Alkali (Kiềm) Chiu chất sáp Chịu H20 Các tinh chất đặc biệt Auramine 0-1 Kém Kém BT – Tốt BT – Tốt Rhoda mine 6G 0-1 Kém Kém BT – Tốt BT – Tốt Dung dịch có màu vàng phát huỳnh quang Rhoda mine B 0-1 Kém Kém Kém-BT Kém-BT Dung dịch có màu vàng phát huỳnh quang Magenta 0-1 Kém Kém BT BT Ecsine 0-1 Kém Kém BT – Tốt Kém Màu xanh vàng phát huỳnh quang Methylviolet 0-1 Tốt Kém BT – Tốt BT – Tốt Victoria Jlue 1-2 Kém Kém BT BT Induline 1-2 Kém Kém BT – Tốt Tốt Niqzosine 3-5 Tốt Kém BT Tốt Malachijsegreen 0-1 Kém Kém BT – Tốt BT – Tốt (Chú thích: BT: Bình thường.
- Chất màu dạng pigment Thông thƣờng là không tan hoặc rất ít tan trong môi trƣờng liên kết.
- Pigment màu là yếu tố quan trọng ảnh hƣởng đến các tính chất về màu sắc của mực in.
- Tùy vào hàm lƣợng và các loại pigment sử dụng khác nhau mà nó sẽ ảnh hƣởng đến các tính chất quan trọng của mực in nhƣ: độ chảy, khả năng bền với các tác động vật lý và hóa học của mực in.
- PbCrO4 kết hợp PbSO4 tạo màu vàng hoặc sử dụng các muối sắt.
- Màu đỏ cờ thu đƣợc qua việc sử dụng các muối bazơ hay chì hydraxit.
- Nhƣ vậy thông qua việc sử dụng các hợp chất của chì và crôm có thể thu đƣợc một dãy các giá trị tông màu khác nhau từ màu xanh nhạt đến vàng và đỏ.
- Các loại pigment này rất hữu ích trong các loại mực in.
- Khi nung nóng, các loại pigment crôm vàng sẽ chuyển sang màu đỏ và đậm hơn.
- Các loại pigment này phù hợp cho sản xuất mực in trên các vật liệu là sắt tây, lá thiếc mỏng.
- Các loại pigment này thƣờng có các giá trị khác nhau từ tông màu vàng chnah kém sang đến các giá trị tông màu nâu đỏ.
- Các pigment này thƣờng có khích thƣớc lớn, thô nên khó khăn để nghiền nhỏ, do đó việc sử dụng bị hạn chế.
- 6 - Pigment tạo từ thuốc nhuộm dạng axit: Kết hợp thuốc nhuộm axit với CaCl2 hay BaCl2 sẽ tạo ra các loại pigment không tan trong nƣớc.
- Pigment hữu cơ tạo từ thuốc nhuộm bazơ kết hợp với các axit để tạo lắc axit không tan trong nƣớc.
- Phần lớn các thuốc nhuộm tan trong nƣớc vì vậy phải tiến hành các quá trình pigment hóa, chuyển thuốc nhuộm sang dạng không có khả năng tan trong nƣớc.
- Một số loại pigment Pigment Hansa Yellow Pigment Hansa Yellow: thƣờng có các giá trị tông màu từ vàng đến màu vàng hơi lục, đƣợc sử dụng nhiều trong các loại mực in cần đến khả năng chống lại các tác động của ánh sáng, xà phòng và các chất kiềm, đặc biệt loại pigment này có độ thấu minh rất tốt.
- Hầu hết các loại pigment hữu cơ màu đỏ thƣờng đƣợc sử dụng các hợp chất azo.
- 7 Parared có công thức hóa học: Pigment này có tông màu vàng đến các màu đỏ xanh tối nhƣng kém bóng sáng Thƣờng loại này có khả năng hòa tan đƣợc trong toluen khi đƣợc gia nhiệt, sử dụng để chế tạo mực in ống đồng.
- 8 Bảng 1.2: Một số lọai pigment màu đỏ cờ (red) Pigment Nồng độ % Tính thấu minh hay độ đục Bền ánh sáng Bền với kiềm Một số tính chất đặc biệt Rara Red 45 Thấu minh tốt 3-4 Tốt Helio Red 45 Thấu minh tốt 7 Tốt Permarent Red R 45 Đục 5-6 Tốt Permarent Red ZG 45 Đục 7-8 Rất tốt Lishols 45 Thấu minh tốt 1-2 Tốt Lake Red C 45 Thấu minh tốt Tốt Tốt Lisho Rubine 42 Thấu minh tốt 3-4 Rất tốt Khả năng bền nhiệt tốt Pigment S carlet 3B 55 Thấu minh tốt 5-6 TB Khả năng bền nhiệt tốt Quyna Cridone Pigon 45 Thấu minh tốt 7-8 Rất tốt Khả năng chịu đƣợc nhiệt độ cao, lên đến 1520C Vermi llion 50 Đục Độ bền (vĩnh cửu) Rất tốt Cad minum Red 75 Đục 7-8 Tốt Khả năng bền nhiệt rất tốt nhƣng độ bền với các loại axit thì lại kém (Chú thích: 1: Rất kém, 2: Kém, 3: Trung bình, 4:Trung bình khá, 5: Khá, 6: Rất khá, 7: Tốt, 8: Rất tốt) Tùy theo tính hòa tan, khả năng nhuộm màu, độ tƣơi, tính bền… mà sử dụng chất tạo màu hay thuốc nhuộm khác nhau.

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