Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Tối ưu hóa quá trình phân tán Pigment trong chế tạo mực in Offset

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:69

Thêm vào BST

Báo xấu

25
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

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 hưởng rất lớn đến màu sắc của mực in, giúp cho mực in được đều và ổn định. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung đề tài.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Tối ưu hóa quá trình phân tán Pigment trong chế tạo mực in Offset

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 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. HOÀNG THỊ KIỀU NGUYÊN Hà Nội – Năm 2016
LỜI CẢM ƠN Luận văn này đƣợc hoàn thành tại Nhà máy in tiền Quốc gia, 30 Phạm Văn Đồng, Cầu Giấy, Hà Nội. Với lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến PGS.TS Hoàng Thị Kiều Nguyên đã tận tình hƣớng dẫn và giúp đỡ em trong quá trình nghiên cứu và hoàn thành công trình này. Em xin đƣợc cảm ơn các thầy, cô trong bộ môn Công nghệ In - Viện Kỹ thuật Hóa học, các anh chị đồng nghiệp tại Nhà máy đã tạo điều kiện, hỗ trợ em trong suốt thời gian học tập và thực hiện luận văn. Hà Nội, ngày 12 tháng 12 năm 2016 HỌC VIÊN Hồ Mỹ Thành i
LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn này đƣợc hoàn thành là kết quả nghiên cứu của riêng tôi dƣới sự hƣớng dẫn của PGS.TS. Hoàng Thị Kiều Nguyên, Bộ môn Công nghệ In, Viện Kỹ thuật Hóa học, Trƣờng Đại học Bách Khoa Hà Nội. Các số liệu, kết quả trong luận văn là hoàn toàn trung thực chƣa từng đƣợc công bố trong bất kỳ công trình nào. HỌC VIÊN Hồ Mỹ Thành ii
MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN ....................................................................................................................... i LỜI CAM ĐOAN ................................................................................................................ ii MỤC LỤC .......................................................................................................................... iii DANH MỤC BẢNG BIỂU ................................................................................................. v DANH MỤC HÌNH VẼ ..................................................................................................... vi MỞ ĐẦU ............................................................................................................................. 1 CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU MỰC IN OFFSET .................................................................. 2 1.1. Khái niệm ..................................................................................................................... 2 1.2. Thành phần ................................................................................................................... 2 1.2.1. Chất màu .................................................................................................................... 2 1.2.2. Chất liên kết ............................................................................................................. 14 1.2.3. Môi trƣờng liên kết .................................................................................................. 21 1.2.4. Các chất phụ gia ...................................................................................................... 23 1.3. Tính chất mực in ......................................................................................................... 24 1.3.1. Độ nhớt .................................................................................................................... 24 1.3.2. Độ dính .................................................................................................................... 27 1.3.3. Độ mịn của mực ...................................................................................................... 28 1.3.4. Tính chất quang học của mực .................................................................................. 28 CHƢƠNG 2: PHÂN TÁN CHẤT MÀU TRONG SẢN XUẤT MỰC IN OFFSET .............. 30 2.1. Qui trình sản xuất mực in ........................................................................................... 30 2.2. Các yếu tố ảnh hƣởng đến tính chất mực ................................................................... 31 CHƢƠNG 3: MỤC ĐÍCH VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................................... 34 3.1. Mục đích ..................................................................................................................... 34 3.2. Phƣơng pháp tối ƣu hóa thực nghiệm......................................................................... 34 3.2.1. Cơ sở lý thuyết......................................................................................................... 34 3.2.2. Phƣơng pháp tiến hành ............................................................................................ 37 3.2.3. Tạo mẫu mực ........................................................................................................... 38 3.2.4. Phƣơng pháp và dụng cụ đo .................................................................................... 39 CHƢƠNG 4: KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM ...................................................................... 43 4.1. Khoảng giá trị khảo sát của các thông số ................................................................... 43 4.1.1. Khảo sát tỷ lệ varnish .............................................................................................. 44 iii
4.1.2. Khảo sát tỷ lệ pigment ............................................................................................. 44 4.1.3. Khảo sát mức thay đổi áp lực nghiền ...................................................................... 45 4.2. Kết quả tối ƣu hóa các thông số công nghệ ................................................................ 48 4.2.1. Thí nghiệm trung tâm: aTB , bTB , cTB ( Lần 1) ........................................................ 49 4.2.2. Tối ƣu hóa mô hình ................................................................................................. 55 4.3. Phần xây dựng mô hình bằng phần mềm Matlap ....................................................... 56 4.4. Đánh giá kết quả ......................................................................................................... 57 4.4.1. Chế tạo mẫu mực theo kết quả tối ƣu ...................................................................... 59 4.4.2. Đánh giá các thông số đặc trƣng ............................................................................. 59 KẾT LUẬN ....................................................................................................................... 60 TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................................. 61 iv
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 ........................ 11 Bảng 1.6. Tính chất của nhựa khi chế tạo dầu liên kết ...................................................... 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 v
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 vi
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. Điều này khiến cho các doanh nghiệp in gặp khó trong chủ động nguồn vật tƣ và cạnh tranh về giá cả, chất lƣợng. 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. Hƣớng nghiên cứu này nhận đƣợc sự quan tâm của các nhà khoa học và doanh nghiệp. 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 1
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. 1.2. Thành phần Mực in offset gồm có 3 thành phần chính: chất màu, chất liên kết (chất mang) và phụ gia. 1.2.1. 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. Mực có đƣợc các màu khác nhau là do chính chất màu quy định. 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. Nhƣng độ bền thời tiết và các điều kiện khác của môi trƣờng kém. 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. Nó đòi hỏi tốc độ in nhanh. 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. Chính do những tác nhân này mà các phản ứng phức tạp có thể xảy ra. 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 2
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. Do vậy thời gian để càng lâu thì khả năng xảy ra phản ứng với lớp tráng phủ kim loại lớn. 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. 3
Bảng 1.1: Một số tính chất của chất màu thuốc nhuộm Bền Chịu Chiu Tên Chịu Chịu Các tinh chất ánh Alkali chất Thuốc nhuộm nhiệt H20 đặc biệt sáng (Kiềm) sáp BT – BT – Auramine 0-1 Kém Kém Tốt Tốt Dung dịch có BT – BT – Rhoda mine 6G 0-1 Kém Kém màu vàng phát Tốt Tốt huỳnh quang Dung dịch có Kém- Kém- Rhoda mine B 0-1 Kém Kém màu vàng phát BT BT huỳnh quang Magenta 0-1 Kém Kém BT BT BT – Màu xanh vàng Ecsine 0-1 Kém Kém Kém Tốt phát huỳnh quang BT – BT – Methylviolet 0-1 Tốt Kém Tốt Tốt Victoria Jlue 1-2 Kém Kém BT BT BT – Induline 1-2 Kém Kém Tốt Tốt Niqzosine 3-5 Tốt Kém BT Tốt BT – BT – Malachijsegreen 0-1 Kém Kém Tốt Tốt (Chú thích: BT: Bình thường) - Chất màu dạng pigment Thông thƣờng là không tan hoặc rất ít tan trong môi trƣờng liên kết. Các pigment màu thƣờng là những chất vô cơ hay hữu cơ có màu. Các hạt pigment có kích thƣớc 4
rất nhỏ, không tan trong nƣớc, không tan trong các dung môi hữu cơ, không có ái lực với vật liệu. Chính vì vậy cần phải thêm các chất liên kết trong thành phần của mực. 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. Ngƣời ta chia pigment làm 2 loại: pigment vô cơ và pigment hữu cơ. * Pigment vô cơ: TiO2; C; PbCrO4; hợp chất sắt, hỗn hợp vô cơ, ngọc trai, xà cừ. - Pigment màu trắng: Từ các kim loại nhƣ Ag; Cu; thiếc, nhũ bạc hợp chất kim loại: TiO2; ZnO; BaSO4. - PbCrO4 kết hợp PbSO4 tạo màu vàng hoặc sử dụng các muối sắt. - Hợp chất của chì với crôm đƣợc tạo ra bằng phản ứng các muối chì với natri cromat. Các giá trị tông màu là xanh xám đến xanh lá cây thu đƣợc thông qua tác dụng của natri sunfat với crôm. - 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. Do đặc điểm là trong thành phần có chì nên rất độc hại và không phù hợp để in bao bì thực phẩm nhƣ giấy gói đồ ăn, túi bánh kẹo, thực phẩm... Khi nung nóng, các loại pigment crôm vàng sẽ chuyển sang màu đỏ và đậm hơn. Nó sẽ trở về giá trị tông ban đầu khi nguội đi. Các loại pigment này phù hợp cho sản xuất mực in trên các vật liệu là sắt tây, lá thiếc mỏng. Pigment này có tính năng in cao, độ chảy và độ đục tốt. Đồng thời có khả năng chịu tốt dƣới tác động của môi trƣờng ánh sáng, axit, kiềm. - Các oxit sắt: Một số là sản phẩm tự nhiên còn một số là hỗn hợp của các oxit sắt đã đƣợc hydrat hóa, đôi khi là kết hợp với cả silicat. 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. * Pigment hữu cơ: Thƣờng là các hợp chất AZO(-N=N-), hợp chất phtalocyanine, hay các chất phát quang. 5
- 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. Kết quả của quá trình pigment hóa này là sẽ tạo ra các pigment màu kết tủa. Sau đấy lọc và đem sấy khô kết hợp nghiền mịn. Thông thƣờng lắc pigment có tính bền kiềm và axit tốt, đặc biệt có một số loại không bị hòa tan trong các dung môi hữu cơ. 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. 6
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. 7
Bảng 1.2: Một số lọai pigment màu đỏ cờ (red) Tính thấu Nồng Bền ánh Bền với Một số tính chất Pigment minh độ % sáng kiềm đặc biệt hay độ đục Thấu Rara Red 45 3-4 Tốt minh tốt Thấu Helio Red 45 7 Tốt minh tốt Permarent Red R 45 Đục 5-6 Tốt Permarent Red ZG 45 Đục 7-8 Rất tốt Thấu Lishols 45 1-2 Tốt minh tốt Thấu Lake Red C 45 Tốt Tốt minh tốt Thấu Khả năng bền nhiệt Lisho Rubine 42 3-4 Rất tốt minh tốt tốt Pigment S carlet Thấu Khả năng bền nhiệt 55 5-6 TB 3B minh tốt tốt Khả năng chịu đƣợc Quyna Cridone Thấu 45 7-8 Rất tốt nhiệt độ cao, lên đến Pigon minh tốt 1520C Độ bền Vermi llion 50 Đục Rất tốt (vĩnh cửu) Khả năng bền nhiệt rất tốt nhƣng độ bền với Cad minum Red 75 Đục 7-8 Tốt 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. 8
Bảng 1.3: Một số loại pigment thường dùng Loại pigment Dạng màu tự nhiên Màu index LumogenYellowD 0790 Aldazine yellow Yellow 101-48052 Sicopal YellowL 1110 Bismuth vanadate Yellow 184-48052 Sico Fast YellowFD Diarylide yellow Yellow13-21 100 4177AQ Sico Fast OrangeD 2940 Naphthol orange Orange 5- 12 075 Sico Fast RedD 3855 Naphthol AS Red Red 112 - 12370 Lithol Red D 4469 Red R, Ba lake Red 49:1- 15 630:1 Fanal BlueD 6380 Victoria Pure Blue BO,CF lake Blue 6242 595:2 Heliogen GreenD 8730 Cu-Phthalocyanine, chlorinated Green 7 Bảng 1.4: Khả năng bền của pigment với một số các tác động của môi trường Loại pigment Axit HCl 2% NaOH 2% H2O Ethanol 99.5% Lumogen Yellow D 0790 - - 5 4 Sicopal Yellow L 1110 4 5 - - Sico Fast Yellow FD 4177 AQ - - 5 4-5 Sico Fast OrangeD 2940 5 5 5 2-3 Sico Fast RedD 3855 5 4-5 4-5 2 Lithol Red D 4469 4 4 5 3 Fanal BlueD 6380 3 1 5 1 HeliogenGreenD 8730 5 5 5 5 (Chú thích: 1: Kém, 2: Trung bình, 3: Khá tốt, 4: Tốt, 5: Rất tốt) c) Tính chất chung - Cấu trúc pigment Cấu trúc pigment: bao gồm là kích thƣớc pigment (độ phân tán), phân bố pigment theo kích thƣớc, bản chất tinh thể hay không định hình của các phần tử, khả năng hấp phụ bề mặt… 9
Độ phân tán: D = 1/R (R: bán kính của pigment) Độ phân tán cao của pigment đảm bảo tính ổn định của hệ phân tán (pigment phân tán đều trong dầu liên kết), tăng đặc tính in của mực, độ đậm và những tính chất khác. Bảng 1.5 là bảng tham khảo giả lập kích thƣớc pigment với những tính chất liên quan đến độ phân tán. Trên thực tế, pigment có hình dạng, kích thƣớc không đồng nhất nhƣ (Hình 1.1). Dựa vào tài liệu tham khảo [3,4,5,7] Hình 1.1: Hình phóng qua kính hiển vi (độ phóng đại13000 lần) Trong đó: a) Pigment vàng hơi đỏ b) Pigment đỏ tƣơi c) Lắc đỏ trong suốt 10
Bảng 1.5: Bản chất pigment và sự phụ thuộc của chúng vào độ phân tán Số lƣợng Thể tích Tổng diện tích bề Kích thƣớc Số lƣợng Khối lƣợng phân chia phần tử, mặt phần tử, pigment phần tử phần tử, g pigment cm3 cm2/g 1 1 1 1 1 6 0.1 10 103 10-3 10-3 6x10 10-4 104 1012 10-12 10-12 6x104 10-n 10n 103n 10-3n 10-3n 6x10n Trong thực tế, kích thƣớc trung bình của pigment 10-100 µm; kích thƣớc này không thích hợp trong việc điều chế mực in (vì độ dày lớp mực trong phƣơng pháp in offset chỉ từ khoảng 1-5 µm). Do vậy, các pigment dùng để điều chế mực in phải dễ dàng nghiền nhỏ. Kích thƣớc phù hợp của pigment trong mực in chỉ khoảng vài phần trăm µm. Khả năng tạo cấu trúc thứ hai của pigment: đó là quá trình kết tụ làm tăng kích thƣớc của pigment trong môi trƣờng liên kết (Hình 2.3). Nhằm làm giảm khả năng tạo cấu trúc thứ hai của pigment ngƣời ta sử dụng chất hoạt tính bề mặt (HTBM). Các chất HTBM thƣờng dùng là các dẫn xuất ptaloxyanin đồng với các gốc R=CnH2n+1 (n từ 1 đến 21). Quá trình chế tạo mực in và chất lƣợng mực in phụ thuộc không chỉ vào độ phân tán mà còn phụ thuộc vào cấu tạo các phần tử pigment và điều kiện chế tạo pigment (pigment có thể có các dạng không định hình, tinh thể hoặc hỗn hợp). 11
Hình 1.2: Mô hình pigment với độ phân tán khác nhau và mức độ tạo cấu trúc khác nhau Trong đó: a) Độ phân tán cao: 1- Mức độ tạo cấu trúc thấp 2- Mức độ tạo cấu trúc cao b) Độ phân tán thấp: 3- Mức độ tạo cấu trúc thấp 4- Mức độ tạo cấu trúc cao - Màu sắc của pigment: Thông thƣờng thì pigment có độ bão hoà màu rất cao, có thể nói màu sắc của pigment trong sáng tinh khiết gần nhƣ màu quang phổ. Màu phải có độ ổn định trong môi trƣờng liên kết. Với mỗi loại mực khác nhau sử dụng các chất liên kết khác nhau. Do đó yêu cầu về độ bền vững hóa học, bền màu của các chất màu khác nhau. - Khả năng thấm dầu hay chất liên kết của pigment: Thông thƣờng để đánh giá khả năng này thì ngƣời ta dùng hệ số dầu là tỷ số giữa lƣợng chất liên kết cần thiết để chuyển hoá lƣợng pigment từ bột sang dạng nhão (hệ số dầu M). Để giảm chỉ số này phải tăng hàm lƣợng pigment trong mực. Khi hàm 12