BÁO cáo THÍ NGHIỆM vật LIỆU bài 1 xác ĐỊNH độ NHỚT của mực IN LOÃNG dễ CHẢY

Nếu độ nhớt của mực không đáp ứng đủ, cần thay đổi độ nhớt bằng cách điều chỉnh các thành phần và hàm lượng chất kết dính, chất pha loãng hay dung môi có trong mực.. Vì vậy, để thay đổi

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

VIỆN KỸ THUẬT HÓA HỌC

BỘ MÔN KỸ THUẬT IN VÀ TRUYỀN THÔNG

-o0o -BÁO CÁO THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU

Hà Nội, 2022

Sinh viên thực hiện: Trần Tiến Hải

Giáo viên hướng dẫn: Trần Thị Thu Trang

BÀI 1 XÁC ĐỊNH ĐỘ NHỚT CỦA MỰC IN LOÃNG

DỄ CHẢY

I Mục đích

- Xác định độ nhớt của mực in loãng dễ chảy (thời gian chảy < 100 s)

- Thực hành phương pháp thay đổi độ nhớt của mực

II Bảng kết quả thực nghiệm

Công thức quy đổi thời gian chảy (s) ra đơn vị độ nhớt centipoises (CP):

CP= t x d x K

Trong đó:

+ t : thời gian chảy hết lượng mực ở cup + d: tỷ trọng của mực (d=1)

+ K: hệ số phụ thuộc đường kính của cup (đối với cup.No4, K=14,8)

Mực in Lần 1 Thời gian chảy (s) Lần 2 Lần 3 Lần 4 (CP-centipoise) Độ nhớt

Chú thích:

+ Mực 1: Mực gốc

+ Mực 2: Mực gốc

+ Mực 3: Mực gốc

+ Mực 4: 10ml nước + 90ml M1

+ Mực 5: 20ml nước + 80ml M2

+ Mực 6: 20g chất độn + 80g M1

III Báo cáo kết quả thực nghiệm

1, Trình bày mục đích và ý nghĩa của việc xác định độ nhớt của mực.

Độ nhớt của mực phụ thuộc vào loại và hàm lượng chất kết dính, chất pha loãng hay dung môi có trong thành phần “ hệ liên kết” của mực Các chủng loại mực khác nhau sử dụng chất kết dính, chất pha loãng hay dung môi khác nhau

Việc xác định độ nhớt của mực sẽ tìm ra giá trị về độ nhớt của loại mực đó,

từ đây ta có thể biết được nó có đảm bảo tính dính, tính lưu biến cho mực phù hợp với công nghệ in, phương pháp in, vật liệu in chúng ta đang sử dụng hay không Nếu độ nhớt của mực không đáp ứng đủ, cần thay đổi độ nhớt bằng cách điều chỉnh các thành phần và hàm lượng chất kết dính, chất pha loãng hay dung môi có trong mực

2 Nhận xét và phân tích kết quả thực nghiệm Đánh giá mức độ phù hợp của các mẫu mực với các công nghệ in khác nhau.

a So sánh độ nhớt của các loại mực trong thí nghiệm

Mực 6 > Mực 3 > Mực 2 > Mực 1 > Mực 4 > Mực 5

b Phân tích

- Khi thêm nước vào các mẫu mực, độ nhớt của mực giảm và ngược lại khi thêm chất độn vào mực độ nhớt của mực tăng

- Thời gian chảy của mực càng lớn thì mực càng nhớt và ngược lại

Bảng số liệu lựa chọn mực cho các công nghệ in

Letterpress (In cao) 50-150 50000-150000

-Sheet-fed offset litho (In

-Heat-set offset litho (In cuộn

-Flexographic Shipping

printing (Flexo tờ rời, Cuộn) 0,05-0,5 50-500 20-100

Gravure shipping printing (In

lõm, ống đồng) 0,05-0,2 50-200

20-70 13-17

2

Dựa vào bảng số liệu trên ta có thể kết luận được các mẫu mực ta đo phù hợp với công nghệ in nào dựa theo bảng sau

Mực 1

Flexographic Shipping printing Mực 2

Mực 4 Flexographic Shipping printing

Mực 5 Flexographic Shipping printing/Gravure shipping printing

3 Nhận xét về sự thay đổi độ nhớt cảu mực trong thực nghiệm khi thêm nước hay chất kết dính vào trong mực Từ đó rút ra nhận định cách thay đổi độ nhớt của mực trong quá trình thực hiện công nghệ

Mẫu 1 (M1) với 100ml mực gốc nước Độ nhớt của mực thực nghiệm tính được là 245,68cp Trong thành phần mực có chứa thành phần chất liên kết (có các chất phụ gia, hạt pigment mang màu, dung môi hòa trộn,…) Các mẫu mực M4, M5 đều là mực gốc nước được pha loãng thêm nước với các tỉ lệ khác nhau ta thấy

rõ ràng đã có sự thay đổi về độ nhớt Với M6 ta thấy khi thêm chất độn vào, không phải dạng dung dịch, chất độn ở dạng keo sánh đặc trong quá trình khuấy trộn cần nhiều thời gian hơn với số vòng khuấy trên phút lớn hơn Dù vậy nhưng kết quả thực nghiệm vẫn cho thấy rằng mực có thêm chất độn giúp tăng độ nhớt đáng kể

Độ nhớt của mực phụ thuộc vào loại và hàm lượng chất kết dính, chất pha loãng hay dung môi có trong thành phần hệ liên kết của mực Các loại mực khác nhau sử dụng chất kết dính, chất pha loãng hay dung môi khác nhau Vì vậy, để thay đổi độ nhớt cảu mực, người ta có thể điều chỉnh thành phần và hàm lượng chất kết dính, chất pha loãng hay dung môi có trong thành phần của hệ liên kết có trong mực Ngoài ra thành phần phụ gia cũng có tác động không nhỏ đến sự thay đổi độ nhớt của mực

Trong thực tế có một số ví dụ như chất làm khô, hút ẩm trong mực quá cao

có thể làm giảm tính lưu biến của mực, khiến mực đặc hơn

BÀI 2 KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ

ĐẾN ĐỘ NHỚT CỦA MỰC

I Mục đích

- Xác định độ nhớt của mực in bằng phương pháp nón xoay

- Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ đến độ nhớt của mực

II Báo cáo thí nghiệm

Công thức tính độ nhớt: 𝜂 = M %D A %τ

Trong đó: 𝜂 – Độ nhớt

%τ - Ứng suất trượt

%D - Tốc độ trượt

M = 88(s-1/D%)

A = 233 (Pa/%τ)

Bảng 1: 25 ℃

Tốc độ Nhiệt độ D (Tốc độ trượt) τ (Ứng suất trượt) Độ nhớt 𝜂

4

Tốc độ Nhiệt độ (tốc độ trượt) D τ (ứng suất trượt) Độ nhớt 𝜂

Bảng 2: 30 ℃

Bảng 3: 35 o C

Tốc độ Nhiệt độ (tốc độ trượt) D τ (ứng suất trượt) Độ nhớt 𝜂

Bảng 4: 40 o C

Tốc độ Nhiệt độ (tốc độ trượt) D τ (ứng suất trượt) Độ nhớt 𝜂

III Báo cáo kết quả thí nghiệm

1 Các dạng đồ thị thu được từ 4 bảng trên

a, Nhiệt độ và độ nhớt ở các tốc độ quay khác nhau

b, Tốc độ quay và độ nhớt

6

c, Nhiệt độ và tốc độ trượt

2 Nhận xét

a, Trình bày về các yếu tố ảnh hưởng đến độ nhớt của mực Tầm quan trọng của độ nhớt đến quá trình chạy máy.

- Pigment ảnh hưởng rất lớn tới độ nhớt của mực- Từng hạt pigment nhỏ tạo ra sự xáo trộn các lớp chất lỏng khi các lớp này biến dạng, kìm hãm không cho các lớp chất lỏng này trượt lên nhau Khi liên hệ điều này thấy rằng độ nhớt của mực không phải là đại lượng không đổi mà nó phụ thuộc vào tốc độ biến dạng của mực Mực nào chuwass ít pigment thì càng lỏng, càng ít dẻo

- Biến động về nhiệt độ có tác động mạnh mẽ đến độ nhớt của mực kể cả đối với chất lỏng Newton hay phi Newton Mỗi một cấu hình máy cần một độ nhớt lý tưởng của mực Mực cần có độ nhớt nhất định để đảm bảo tính dính và tính lưu biến (khả năng chảy) phù hợp với công nghệ in, phương pháp in và vật liệu in Độ nhớt của mực cao khi để nguyên và giảm khi có một lực tác động không đổi Nhiệt

độ cũng là một yếu tố ảnh hưởng lớn tới độ nhớt Khi nhiệt độ của mực tăng, chuyển động nội phân tử tăng nên mực chảy nhanh hơn, độ nhớt giảm

- Nhiệt độ làm ảnh hưởng đến quá trình bay hơi của các thành phần dễ bay hơi có trong mực (dung môi), khi dung môi bị bay hơi quá nhiều làm cho độ nhớt của mực tăng lên

- Nếu mực không ở trong điều kiện in phù hợp, độ nhớt của mực sẽ tăng hoặc giảm đến mức mực sẽ không được truyền đúng có thể làm thay đổi màu sắc giữa các đơn

vị in và thay đổi màu sắc trên tờ in Đó là lý do tại sao cần phải giữ cho máy in ở nhiệt độ không đổi để giảm thiểu biến động độ nhớt của mực., khi mực có độ nhớt quá cao không được điều chỉnh do nhiệt độ và chạy máy với tốc độ cao sẽ gây ra hiện tượng bóc xơ mặt giấy

 Vì vậy, với mỗi loại mực, công nghệ, thiết bị khác nhau cần có nhiệt độ làm việc thích hợp và trong quá trình thực hiện công nghệ việc giữ cho nhiệt độ ổn định có vai trò quan trọng để giảm thiểu biến động độ nhớt của mực

b, Nhận xét về sự thay đổi độ nhớt của mực theo nhiệt độ

- Trong bài thí nghiệm này với nhiệt độ từ 20-30ºC đã làm cho dung môi bị bay hơi dẫn đến độ nhớt của mực tăng khi nhiệt độ tăng

8

BÀI 3 XÁC ĐỊNH MỘT SỐ TÍNH CHẤT CƠ BẢN

CỦA GIẤY

I Mục đích

- Hiểu về cấu trúc của giấy in

- Biết và thực hành xác định một số tính chất cơ bản của giấy bao gồm hướng thớ giấy, mặt giấy, màu sắc của giấy

- Hiểu được nguyên nhân tác động đến tính chất của giấy

II Báo cáo thí nghiệm

1 Hướng thớ giấy

Cách xác định thớ giấy và giải thích

- Cách 1:

+ Bước 1: Cắt 2 mảnh giấy bằng nhau, 2 chiều khác nhau trên cùng 1 loại giấy

và đánh dấu

+ Bước 2: Chồng 2 mảnh giấy lên nhau và giữ chặt một đầu

Lần 1: Cho dải A nằm phía dưới, B phía trên, quan sát

Lần 2: Giữ nguyên vị trí 2 mảnh, lật ngược 180oC, quan sát

*Nhận xét, giải thích:

+ Nếu tờ giấy bị gãy gập xuống hẳn bên dưới thì chứng tỏ hướng thớ giấy ngang so với chiều dài mảnh giấy Vì các xơ sợi trong mảnh giấy nằm ngang nên ít có lực liên kết vì thế mảnh giấy bị gập hẳn xuống

+ Còn khi úp ngược lại, 2 mảnh giấy sẽ chụm vào nhau lúc này mảnh giấy bên dưới sẽ có hướng thớ giấy dọc theo hướng chiều dài của giấy Vì các xơ sợi giấy lúc này sẽ nằm dọc khó bị bẻ gẫy nên mảnh giấy sẽ bị cong lại 1 ít

- Cách 2: Lấy nước vuốt 2 mép cạnh giấy

*Nhận xét: Sau khi để khô, 1 mép cạnh của giấy sẽ xuất hiện những đường gợn song Hướng của thớ giấy sẽ dọc theo hướng với các rãnh của gợn sóng

Vì khi giấy bị ướt, nước sẽ làm phá vỡ liên kết của các xơ sợi giấy Dẫn đến khi khô, giấy sẽ bị cong thành các đường gợn sóng vì thế đây sẽ là hướng dọc của thớ giấy Còn với hướng ngang thớ giấy thì tờ giấy gần như không thay đổi

- Cách 3: 2 tờ giấy 10 x 10 cm (giấy vở kẻ ngang) Xé mỗi tờ theo 1 chiều

10

*Nhận xét, giải thích:

+ Sau khi xé , 1 tờ giấy sẽ có đường xé gần như thẳng tắp hướng thớ giấy dọc theo đường xé Vì khi các xơ sợi giấy nằm dọc mà ta xé dọc thì rất dễ phá vỡ liên kết của các xơ sợi với nhau vì thế đường xé sẽ thẳng

+ Còn 1 tờ sẽ bị cong , hướng thớ giấy nằm ngang so với đường xé Vì khi các xơ sợi giấy nằm dọc mà ta xé ngang nên rất khó phá vỡ liên kết của các

xơ sợi vì thế đường xé sẽ có xu hướng cong dọc theo hướng thớ giấy

2 Màu của giấy

a, Bảng số liệu

Offset

Couche

Bảng: Thông số Lab của giấy Offset và Couche

b, Nhận xét về đặc tính màu giữa 2 loại giấy

- Giấy Couche có độ sáng tốt hơn Do trên bề mặt giấy Couche được tráng phủ còn trên bề mặt giấy Offset thì không Điều này dẫn đến việc bề mặt của giấy Offset sẽ

có nhiều vi lỗ mà khi ánh sáng đến sẽ ít được phản xạ lại hơn là mặt tráng phủ của giấy Couche

BÀI 4 KHẢO SÁT MẬT ĐỘ MÀU THAY ĐỔI

THEO PIGMENT TRONG MỰC

I Mục đích

- Đánh giá sự thay đổi màu sắc của lớp mực khi tỷ lệ pigment thay đổi

- Xác định tỷ lệ pigment phù hợp

II Báo cáo thí nghiệm

1 Các mẫu màng mực cùng kết quả đo thông số màu đính kèm

Mẫ

Khối lượng dung môi (g)

Khối lượng mực gốc (g)

Thông số đo

1 -26,32 -40,58 0,99

12

M3 70 30 70,86 -21,50 -30,48 0,64

2 Mối quan hệ giữa %pigment trong mực và mật độ màu D

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

0.99

%khối lượng pigment

3 Nhận xét

- Mật độ màu tăng theo tý lệ % khối lượng pigment Vậy càng nhiều pigment thì mật độ màu chắc chắn càng tăng Vì % khối lượng hạt pigment tăng có nghĩa là mật độ hạt pigment cũng tăng theo Các hạt pigment sẽ xen phủ nhiều hơn vào các

vi lỗ trên bề mặt vật liệu do dó nó phản xạ lại đúng màu của nó nhiều hơn Một phần nữa khi có nhiều chất dung môi thì nó có thể phản xạ lại tia sáng chiều tới do

dung môi ở đây sử dụng là nước, điều đó dẫn đến mật độ màu suy giảm Vậy chung quy lại thì mật độ màu tỷ lệ thuân với % khối lượng pigment trong mực

- Trong bảng số liệu trên ta thấy tỷ lệ % khối lượng pigment tăng thì độ chói L giảm Vì khi ánh sáng đi tới lớp mực nó sẽ hấp thụ các tia sáng nhiều hơn Lớp mực có tý lệ % pigment càng lớn thì nó càng ít dung môi (nước) và ít phản xạ lại các tia sáng hơn

14

BÀI 5 XÁC ĐỊNH ẢNH HƯỞNG CỦA GIẤY ĐẾN

MẬT ĐỘ MÀU CỦA SẢN PHẨM

I Mục đích

- Đánh giá sơ bộ được đặc điểm của giấy

- Đánh giá sự thay đổi màu sắc của lớp mực khi thay đổi loại giấy

- Bài thí nghiệm này giúp hiểu hơn về ảnh hưởng của giấy đến mật độ màu sản phẩm nhầm bổ sung kỹ năng chuẩn bị chọn vật liệu trong in

II Bảng mẫu và thông số đo thí nghiệm

ST

Thông số

1

Bãi bằng

70g/m2-độ

trắng 92

81,07 2,13 77,43 1,11

Bãi bằng

70g/m2-độ

trắng 84

80,40 0,34 74,15 1,05

III Nhận xét

16

1 Nhận xét

a, Mật độ màu thay đổi như thế nào đối với màng mực trên từng loại giấy.

Mật độ màu của màng mực tăng dần theo thứ tự các loại giấy như sau:

+ Bãi bằng 70/84 < Offset 140 = Bãi bằng 70/92 < Couche 140

+ Trong quá trình đo có thể có sai số do lớp màng mực quét chưa đều Nhưng ta có thể thấy giá trị mật độ của 3 loại giấy bãi bằng 70/84, bãi bằng 70/92 và Offset 140

có chất lượng mật độ mà gần tương đương Tuy nhiên ta thấy sự khác biệt về mật

độ màu rõ rệt giữa 3 loại giấy trên và Couche 140

b, Đánh giá sự thay đổi các thông số màu khi thay đổi loại giấy

Dựa vào đồ thị màu Lab này ta có thể nhận xét về các thông số màu của các loại giấy tốt hơn Độ sáng của loại giấy couche luôn có sự trội hơn so với 2 loại giấy bãi bằng và giấy offset Với 2 loại giấy bãi bằng có sự gần tương đương về chỉ số L với giấy Offset Giấy bãi bằng 70/84 có độ sáng thấp nhất.

2 Nguyên nhân dẫn đến sự khác biệt màu sắc khi thay đổi loại giấy

Sự khác biệt màu sắc khi thay đổi loại giấy là do bề mặt của chúng và thành phần cấu tạo Đối với giấy bãi bằng thì độ trắng sáng thấp hơn do 2 yếu tố Yếu tố thứ nhật là do chất tẩy trắng sử dụng Yếu tố thứ hai là do bột gỗ được nghiền làm giấy không có độ mịn cao nhất nên để lại nhiều các vi lỗ nhỏ Khi ánh sáng chiếu tới các

vi lỗ nhỏ này sẽ không thể phản xạ lại mắt người, điều này làm giảm độ sáng của giấy và màu sắc cũng theo đó bị giảm độ thuần sắc Ngoài ra vì nó có chứa nhiều các vi lỗ nên khi in thì các hạt pigment sẽ có thể chui xuống , lan vào các vi lỗ đó, không còn nằm 23 trên bề mặt giấy nữa, dẫn đến giảm số lượng hạt pigment xuất hiện trên bề mặt tờ giấy và làm giảm độ thuần sắc của mực Còn đối với giấy offset

và giấy couche thì chúng có độ mịn cao hơn Nhưng giấy couche có ưu điểm hơn

là vì chúng có lớp tráng phủ Lớp tráng phủ giúp cho về mặt của giấy mịn hơn, che phủ các vi lỗ để phi in có thể giữ được tối đa các hạt pigment trên bề mặt không cho chúng bị chui xuống các vi lỗ Ngoài ra lớp tráng phủ còn có tác dụng phản xạ ánh sáng tốt hơn dẫn đến độ sáng của giấy cao Sau khi in thì ánh sáng đi qua lớp màng mực rồi gặp lớp tráng phủ sẽ phản xạ lại tốt hơn giúp tăng độ sáng mực in