Kiểm tra chất lượng mực in Offset trong quá trình sản xuất

Học viên Cao học: Hoàng Ngọc Sơn

Đại học Bách Khoa Hà Nội - 2003

Việc kiểm tra chất lượng mực in bao gồm một số thử nghiệm các tính chất phải được áp dụng cho từng lô mực tại nhà máy. Các bài kiểm tra sau được thực hiện trên mỗi lô mực được sản xuất:

- Độ mịn (kích thước) hạt mực

- Độ nhớt

- Độ dính

- Cường độ màu

- Tỷ lệ nhũ tương hóa của mực offset và dung dịch ẩm

- Độ chảy

- Thời gian khô do oxy hóa

Các bài kiểm tra, kiểm soát chất lượng được thiết kế để kiểm tra các đặc tính quan trọng của một loại mực để đảm bảo chất lượng trong quá trình in. 

1. Độ mịn

Độ mịn của mực là độ mịn của các hạt pigment màu và phụ gia; tiêu chuẩn kích thước hạt là phải < 5 micromet. Những gì thực sự được kiểm tra là số lượng các hạt quá kích cỡ theo tiêu chuẩn trên. Điều quan trọng là phải theo dõi độ mịn trong quá trình nghiền vì nghiền không đúng cách có thể ảnh hưởng xấu đến chất lượng mực in. Nó có thể làm nhanh mòn bản in trong quá trình in nếu kích cỡ hạt mực không đạt yêu cầu. Bài kiểm tra này là một phân tích loại đạt  hoặc không đạt và có thể được thực hiện thông qua một số phương pháp khác nhau.

Máy đo độ mịn

Quy trình phổ biến nhất sử dụng máy đo độ mịn của Viện nghiên cứu Mực in Quốc gia Hoa Kỳ. Đây là một dụng cụ được phay chính xác có chứa hai rãnh khác nhau từ độ sâu 0 đến 25 micromet. Mực thử nghiệm được đặt ở đầu sâu  nhất trên rãnh và một máy gạt được gia công kéo mực dọc theo chiều dài của rãnh. Nếu các hạt quá khổ tồn tại trong mẫu, thì các hạt này sẽ hiển thị dưới dạng vết xước khi kích thước của hạt vượt quá độ sâu của rãnh. Các nhà sản xuất mực in thường sẽ thiết lập các thông số kỹ thuật tại điểm gây ra vết xước hiển thị trên máy đo để xác định kích thước hạt mực.

2. Độ nhớt

Độ nhớt là một đặc tính rất phức tạp của mực và điều quan trọng là phải sử dụng các phương pháp và thiết bị tương tự để so sánh độ nhớt của mực. Độ nhớt là một thuật ngữ khoa học để chỉ khả năng chống lại dòng chảy. Hay nói cách khác độ nhớt chính là lực ma sát trượt giữa các lớp chất lỏng. Để có cái nhìn sâu hơn về nghiên cứu độ nhớt, hãy xem tài liệu Hóa lý Kỹ thuật của Đại học Bách Khoa Hà Nội.

Máy đo độ nhớt kiểu ma sát trượt của Pháp

Dụng cụ phổ biến nhất được sử dụng trong ngành mực in offset để đo độ nhớt là máy đo độ nhớt Viscometer. Đây là máy đo độ nhớt theo phương pháp ma sát trượt. Mẫu mực in được nạp vào rãnh, dưới trọng lực của thanh trượt lớp mực sẽ được trượt trên thanh có gắn cảm biến để đo thời gian trượt. Máy sẽ ghi lại thời gian để tính độ nhớt

3. Độ dính

Độ dính là một đặc tính khác của mực. Nó là phép đo lực cần thiết để tách một màng mực giữa hai trục lăn. Theo thuật ngữ khoa học hơn, nó là một phép đo tương đối về sự gắn kết bên trong của một màng mực, chịu trách nhiệm về khả năng chống tách giữa hai bề mặt phân tách nhanh chóng. Độ dính là một đặc tính quan trọng được sử dụng để kiểm soát vấn đề mực làm lột giấy trong quá trình in. Nó được điều chỉnh bằng dầu giảm dính có thể thêm vào mực.

Độ dính được đo trên thiết bị chuyên dụng. Máy đo được thiết kế dưới dạng điều khiển bằng chương trình (PLC), có thể chọn đo nhiều chế độ khác nhau. Dụng cụ này có cấu tạo gồm hệ ba trục lô, hai trục lô cao su và một trục lô truyền động bằng đồng. Trên  trục lô có gắn sensor đo lực. Một lượng mực tiêu chuẩn được lấy bằng pipet và nạp lên trên thiết bị. Máy sẽ đo lực tách giữa trục lô đồng  và trục lô cao su được đo theo thời gian. Độ dính thường được báo cáo vào khoảng thời gian một phút.

4. Cường độ màu

Trong quá trình in, cường độ màu của mực sẽ quyết định bởi độ dày màng mực cần thiết để đạt được mật độ in mong muốn. Cường độ màu phụ thuộc vào cấp độ, hàm lượng và độ phân tán của pigment màu. Vì pigment màu là thành phần đắt tiền nhất trong mực, nên điều quan trọng là phải duy trì cường độ màu nhất quán.

Việc thử cường độ màu mực được thực hiện bằng máy in thử chuyên dụng trong Lab, với việc lấy 1 lượng mực chính xác vào pipet để in thử trên máy. Sau đó đo mật độ màu và so sánh với mẫu tham chiếu.

5. Nhũ tương hóa mực- nước

Có hai phương pháp thường được sử dụng để xác định đặc tính nhũ tương mực - nước. Những thử nghiệm này rất quan trọng để xác định độ bền liên kết của nhựa liên kết trong dung dịch ẩm. Đầu tiên sử dụng máy kiểm tra nhũ tương Duke Ink Emulsification Tester. Trong phương pháp này, mực được đặt vào một khay trộn và một lượng cố định dung dịch ẩm offset được thêm vào và trộn trong một khoảng thời gian. Sau thời gian trộn, lượng nước còn lại (dung dịch ẩm) được gạn lấy và đo. Sự khác biệt giữa lượng nước gạn được và lượng nước ban đầu của dung dịch ẩm là những gì đã nhũ hóa vào  mực. Các bước này có thể được lặp lại nhiều lần khác nhau để xây dựng đường cong nhũ hóa nhằm so sánh mức độ giữa các lần. Giá trị của phạm vi nước được tạo nhũ tương được đặt trong một khoảng thời gian nhất định để kiểm tra chất lượng.

Một phương pháp khác để kiểm tra nhũ hóa là sử dụng máy kiểm tra nhũ tương Lithotronic. Dụng cụ này khác với Duke ở một số điểm. Duke là máy trộn có lực cắt thấp (tốc độ máy trộn 90 vòng/ phút) trong khi Lithotronic là máy trộn có lực cắt cao hơn (tốc độ 1200 vòng/ phút). Lithotronic sử dụng máy trộn tốc độ không đổi. Dung dịch ẩm in offset được bơm vào bình trộn bằng bơm định lượng. Khi dung dịch ẩm được đưa vào, độ nhớt của hỗn hợp mực /dung dịch ẩm tăng lên. Độ nhớt cao hơn tạo ra khả năng chống trộn, được đo bằng điện tử và ghi lại là sự gia tăng mô-men xoắn. Sự gia tăng mô-men xoắn này được theo dõi cho đến khi có sự giảm mạnh. Sự giảm mô-men xoắn này là do nước tự do trong hỗn hợp và được gọi là khả năng tạo nhũ của mực in. 

6. Độ chảy

Giá trị độ chảy của mực (Flow value) là sự phản ánh cuối cùng về cấu trúc Gel liên kết và lượng dầu giảm dính có trong mực in. Gel liên kết được điều chế dưới 2 dạng: có cấu cấu trúc cứng (Hight structure) và cấu trúc mềm (Free flow). Việc phối hợp giữa 2 loại Gel này để tạo ra mực in có độ chảy mong muốn.

7. Thời gian khô của mực in

Khi mực được in lên giấy, quá trình khô của mực được diễn ra ngay sau đó. Sự khô của mực theo 2 cơ chế chính gồm khô do thấm hút dung môi vào giấy và khô do oxy hóa.

Máy Dry Time Recorder dùng để thử quá trình khô do oxy hóa của lớp mực. Mẫu mực được nạp lên thanh kính bằng dụng cụ kéo chuyên dụng, độ dày lớp mực có thể chọn 10 hoặc 25 micromet và thời gian thử trong 24; 48 hoặc 72 giờ.

Tài liệu tham khảo:

- ASTM Test Method for Inks (USA)