TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ
Nghiên cứu ảnh hưởng của pH của dung
dịch ẩm đến tốc độ khơ của mực trên tờ in
BÙI CHÍNH ĐÁNG
Ngành Kỹ thuật hóa học

Giảng viên hướng dẫn: TS. Nguyễn Quang Hưng
Viện:

Kỹ thuật Hóa học

HÀ NỘI, 2021


TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ
Nghiên cứu ảnh hưởng của pH của dung
dịch ẩm đến tốc độ khơ của mực trên tờ in
BÙI CHÍNH ĐÁNG
Ngành Kỹ thuật hóa học

Giảng viên hướng dẫn: TS. Nguyễn Quang Hưng
Viện:

Kỹ thuật Hóa học

HÀ NỘI, 2021

Chữ ký của GVHD


CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
BẢN XÁC NHẬN CHỈNH SỬA LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ và tên tác giả luận văn: Bùi Chính Đáng
Đề tài luận văn: Nghiên cứu ảnh hưởng của pH của dung dịch ẩm đến tốc
độ khô của mực trên tờ in
Chuyên ngành: Kỹ thuật hóa học
Mã số SV: CA190116
Tác giả, Người hướng dẫn khoa học và Hội đồng chấm luận văn xác nhận
tác giả đã sửa chữa, bổ sung luận văn theo biên bản họp Hội đồng ngày
28/12/2021 với các nội dung sau:
1. Trang 6: Sửa lỗi chính tả “do cố nhiều yếu tố…” thành “do có nhiều
yếu tố…”.
2. Trang 7: Sửa lỗi chính tả, hình 1.5 “chất liê kết” thành “chất liên kết”.
3. Trang 9: Sửa lỗi chính tả “biểu diên qua cơng thức…” thành “biểu diễn
qua cơng thức…”.
4. Trang 11: Sửa lỗi chính tả “nếu chơng vật liệu quá cao…” thành “nếu
chồng vật liệu quá cao…”.
5. Trang 12: Sửa lỗi chính tả “chúng phát ra các tá nhân…” thành “chúng
phát ra các tác nhân…”.
6. Trang 15: Sửa lỗi chính tả “cách cách đo độ pH” thành “các cách đo độ
pH”.
7. Trang 20: Sửa lỗi chính tả “cầu trúc hoạt động trà ẩm…” thành “cấu
trúc hoạt động trà ẩm…”.
8. Trang 26: Sửa lỗi chính tả “với việc tăng sơ lượng các ion hịa tan”
thành “với việc tăng số lượng các ion hòa tan”.
Ngày 31 tháng 12 năm 2021

Giáo viên hướng dẫn

Tác giả luận văn

TS. Nguyễn Quang Hưng

Bùi Chính Đáng

CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG


ĐỀ TÀI LUẬN VĂN
THẠC SĨ KHOA HỌC (THẠC SĨ KỸ THUẬT)
Nghiên cứu ảnh hưởng của pH của dung dịch ẩm đến tốc độ khô của
mực trên tờ in
Giảng viên hướng dẫn

TS. Nguyễn Quang Hưng


LỜI CẢM ƠN
Tác giả xin cam đoan luận văn tốt nghiệp này được thực hiện dưới sự
hướng dẫn của TS. Nguyễn Quang Hưng, là cơng trình nghiên cứu của tơi.
Các dữ liệu kết quả nêu trong luận văn này là trung thực và các tài liệu trích
dẫn có nguồn gốc rõ ràng, khơng sao chép bất kỳ một cơng trình hay một
luận án của một tác gia nào khác. Những nhận định được kiểm chứng bằng
số liệu thực tế.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến đến Viện Kỹ thuật hóa học, Bộ
mơn Cơng nghệ In đã tạo điều kiện cho tơi trong q trình nghiên cứu, thực
hiện và hồn thiện đề tài. Tơi cũng xin chân thành cám ơn Tiến sỹ Nguyễn

Quang Hưng, người đã tận tình chỉ dạy và giúp đỡ để tơi có thể hồn thành
luận văn này.


TÓM TẮT NỘI DUNG LUẬN VĂN
Trong những năm đổi mới này, ngành in đã có bước tiến bộ mạnh mẽ.
Sản lượng in tăng gấp nhiều lần, chất lượng sản phẩm in đạt mức độ đột biến
nhất là sản phẩm in nhiều màu. Tuy nhiên để thực sự hòa nhập, cạnh trang
với các nước trong khu vực và trên thế giới, vấn đề chất lượng ấn phẩm cần
phải được quan tâm hàng đầu tại các cơ sở in. Chất lượng sản phẩm in thường
bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố.
Mặc dù không phải là một yếu tố quan trọng nhất quyết định đến chất
lượng sản phẩm, nhưng độ khô của mực in cũng là một yếu tố mà ta cần quan
tâm trong q trình in offset nói riêng cũng như tất cả các phương pháp in
nói chung.
Dung dịch ẩm đã được dùng trong công nghệ in offset khoảng 30 năm
nay. Ngày nay cồn Isopropyl vẫn được dùng rộng rãi ở các nước đang phát
triển nhưng ở châu Âu và Mỹ không được sử dụng do có hại cho mơi trường.
Thơng thường, dung dịch ẩm sẽ gồm các vật liệu như sau: chất thấm ướt,
chất đệm, chất ức chế ăn mịn, gơm tan trong nước, phụ gia khác. Loại cồn
thường dùng trong dịch ẩm là iso – Propanol hay một loại cồn khác được
dùng để làm giảm sức căng bề mặt của dung dịch và làm cho dễ dàng thấm
ướt hơn. Các thành phần của dung dịch ẩm có tác dụng giúp tăng khả năng
in; chất diệt khuẩn làm hạn chế các tác nhân gây nấm mốc, vi khuẩn; chất
chống bọt làm giảm xu hướng tạo thành bọt của dung dịch ẩm trong q trình
in; chất chống ăn mịn ngăn cản q trình oxy hóa có thể tác động đến bề mặt
bản in. …
Đề tài nghiên cứu sự ảnh hưởng của pH của dung dịch ẩm đến tốc độ
khô giải quyết một số vấn đề về tốc độ khô của mực trên tờ in bao gồm:
- Tổng quan về dung dịch ẩm sử dụng trong công nghệ in offset.

- Mô tả cơ chế của dung dịch ẩm trong quá trình in offset.
- Phân tích sự ảnh hưởng của pH đến q trình in offset, đặc biệt là q
trình khơ của mực trên tờ in.
- Khảo sát sự thay đổi pH của dung dịch ẩm đến tốc độ khô của mực
trên tờ in
Đề tài nghiên cứu đã đạt được một số kết quả như sau:
- Nghiên cứu đã minh họa đầy đủ quá trình khơ của mực in offset.
Nghiên cứu sử dụng các thiết bị chun dụng trong các phịng thí nghiệm về


in cho kết quả tin cậy. Các kết quả thu được cho phép hiểu rõ hơn giá trị pH
dung dịch ẩm và tỷ lệ khối lượng dung dịch ẩm tác động tới q trình khơ của
mực.
- Nghiên cứu chỉ ra rằng khi pH dung dịch ẩm thay đổi từ 3,0 đến 5,5 có tác
động làm thay đổi thời gian chờ khô của mực, giá trị pH dung dịch ẩm từ 4,5-4,7
làm cho cả 2 loại mực khảo sát có thời gian khô nhỏ nhất.
- Kết quả nghiên cứu cho thấy pH ảnh hưởng làm thay đổi thời gian khô của
mực in, điều này có tác động tới năng suất của q trình in với chi phí thấp. Với
những kết quả nghiên cứu này, mở ra hướng nghiên cứu giá trị tài chính thu được
khi giảm thời gian khơ của mực bằng cách thay đổi giá trị pH dung dịch ẩm so với
hệ thống sấy khi nóng hay sấy hồng ngoại trong công nghệ in offset.


MỤC LỤC
DANH MỤC BẢNG ............................................................................................. iii
DANH MỤC HÌNH VẼ ........................................................................................ iv
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ SỰ ẢNH HƯỞNG CỦA ĐỘ PH ĐẾN TỐC
ĐỘ KHÔ CỦA MỰC TRÊN TỜ IN ..................................................................... 1
1.1


Nguyên tắc in offset .................................................................................. 1

1.1.1

Lịch sử ra đời in offset ....................................................................... 1

1.1.2

Nguyên lý in offset ............................................................................ 2

1.2

Nguyên lý cân bằng mực nước ................................................................. 3

1.2.1

Nguyên lý cân bằng mực nước .......................................................... 3

1.2.2

Dung dịch ẩm ..................................................................................... 4

1.3

Các nguyên tắc khô của mực trên giấy ..................................................... 6

1.3.1.

Mực và thành phần của mực .............................................................. 6


1.3.2.

Nguyên tắc khô của mực trên giấy .................................................... 6

1.3.3.
Các nguyên nhân ảnh hưởng tới độ khô của mực in offset trên
giấy……….. ......................................................................................................... 10
1.4

Các nghiên cứu ngoài nước về dung dịch ẩm......................................... 17

1.5

Các nghiên cứu trong nước về dung dịch ẩm: ........................................ 18

CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT .................................................................... 20
2.1. Thành phần của dung dịch ẩm ................................................................ 20
2.1.6.

Các loại muối sử dụng trong dung dịch ẩm: .................................... 23

2.1.7.

Sử dụng axit, dung môi và chất thấm ướt ........................................ 24

2.1.8.

Sử dụng chất hoạt động bề mặt để giảm sức căng bề mặt động ...... 24

2.2. Các tính chất của dung dịch ẩm .............................................................. 25

2.2.1.

Độ pH của dung dịch ẩm ................................................................. 25

2.2.2.

Sức căng bề mặt và sự làm ầm ........................................................ 26

2.2.3.

Sự kháng khuẩn ............................................................................... 26

2.2.4.

Độ dẫn điện ...................................................................................... 26

2.3. Các yếu tố cần nghiên cứu trong dung dịch làm ẩm .............................. 26
2.3.1.

Độ cứng của nước ............................................................................ 27

2.3.2.

Độ dẫn nhiệt ..................................................................................... 28

2.3.3.

Độ pH ............................................................................................... 28

2.3.4.


Dung dịch đệm kiềm (pH lớn hơn 7): .............................................. 28

2.3.5.

Chất nhũ hóa .................................................................................... 28
i


2.3.6.

Sức căng bề mặt và ý nghĩa của nó trong in offset.......................... 29

2.3.7.

Tác động của dung dịch ẩm tới các lô trong hệ thống làm ẩm ........ 30

CHƯƠNG 3. NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM ................................................. 31
3.1. Mục đích thực nghiệm ............................................................................ 31
3.2. Nguyên vật liệu và thiết bị dùng trong thực nghiệm .............................. 31
3.2.1.

Vật tư và hóa chất: ........................................................................... 31

3.2.2.

Thiết bị sử dụng: .............................................................................. 32

3.3. Các bước tiến hành thực nghiệm ............................................................ 39
3.4. Các kết quả thực nghiệm ........................................................................ 40

3.4.1.

Thí nghiệm 1: Kiểm tra đặc tính của mực in ................................... 40

3.4.2.
Thí nghiệm 2: Pha hệ đệm McIlvaine để đạt được các mẫu dung
dịch ẩm có độ pH có giá trị từ 3.0 đến 5.5 ........................................................... 41
3.4.3.
Thí nghiệm 3: Sử dụng máy khuấy trộn tạo thành các hệ nhũ tương
mực – dung dịch ẩm theo bảng sau: .................................................................... 41
3.4.4.
Thí nghiệm 4: Sử dụng kính hiển vi điện tử quan sát hiện tượng nhũ
tương mực – dung dịch ẩm .................................................................................. 42
3.4.5.
Thí nghiệm 5: Sử dụng máy in giả lập offset IGT Orange tạo lớp
mực của 2 loại mực Cyan và Magenta................................................................. 43
3.4.6.
Thí nghiệm 6: Sử dụng máy đo thời gian khô Drying – tỉme tester
ZYG tính thời gian khơ của mực ......................................................................... 43
CHƯƠNG 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN....................................................... 45
4.1. Ảnh hưởng của tỷ lệ dung dịch ẩm tới thời gian khô ............................. 45
4.2. Ảnh hưởng của pH của dung dịch ẩm tới thời gian khô ........................ 49
4.3. Nhận xét các kết quả tổng hợp ảnh hưởng của pH đến tốc độ khô ........ 53
KẾT LUẬN .......................................................................................................... 55
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................... 56

ii


DANH MỤC BẢNG

Bảng 3. 1 Tỉ lệ hệ đệm MCIlvaine ....................................................................... 31
Bảng 3. 2 Thông số kỹ thuật máy đo độ pH ........................................................ 34
Bảng 3. 3 Thông số kỹ thuật máy in thử IGT ...................................................... 37
Bảng 3. 4 Thông số kỹ thuật máy đo tốc độ ZYG .............................................. 38
Bảng 3. 5 Tỉ lệ khối lượng dung dịch ẩm trong hệ nhũ tương ............................. 39
Bảng 3. 6 Kết quả kiểm tra đặc tính của mực in .................................................. 40
Bảng 3. 7 pH của dung dịch ẩm ........................................................................... 41
Bảng 3. 8 Tỉ lệ khối lượng dung dịch ẩm trong hệ nhũ tương ............................. 41
Bảng 3. 9 Thời gian khô của mực ở tỉ lệ dung dịch ẩm 20% ............................... 43
Bảng 3. 10 Thời gian khô của mực ở tỉ lệ dung dịch ẩm 25% khối lượng .......... 44
Bảng 3. 11 Thời gian khô của mực ở tỉ lệ dung dịch ẩm 30% khối lượng .......... 44
Bảng 4. 1 Tốc độ khô của mực in ........................................................................ 53

iii


DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1. 1 Alois Senefelder (Đức, 1771-1834) ....................................................... 1
Hình 1. 2 Các đơn vị trong in offset. ..................................................................... 3
Hình 1. 3 Thể hiện sự tương tác của ẩm, mực tới vùng phần tử không in và in. .. 5
Hình 1. 4 Minh họa mực in offset. ......................................................................... 6
Hình 1. 5 Sơ đồ tóm tắt các hiệu ứng khơ của mực ............................................... 7
Hình 1. 6 Bảng chia độ pH .................................................................................. 15
Hình 1. 7 Máy đo độ pH điện tử. ......................................................................... 15
Hình 3. 1 Máy thermo scientific haake rv1 viscotester. ...................................... 32
Hình 3. 2 Bố trí máy đo tính lưu biến dạng nón có kiểm sốt nhiệt độ. .............. 33
Hình 3. 3 Máy đơ độ pH HANA 8313. ................................................................ 34
Hình 3. 4 Máy đo độ dẫn điện Meterlab CDM210. ............................................. 35
Hình 3. 5 Sơ đồ cấu tạo điện cực thủy tinh .......................................................... 35
Hình 3. 6 Máy khuấy trộn INOUE (PLMG)........................................................ 36

Hình 3. 7 Máy in thử IGT ORANGE. ................................................................. 37
Hình 3. 8 Máy đo tốc độ khơ ZYG ...................................................................... 38
Hình 3. 9 Ảnh chụp kính hiển vi điện tử nhũ tương mực - ẩm (màu Cyan) ........ 42
Hình 3. 10 Ảnh chụp kính hiển vi điện tử nhũ tương mực - ẩm (màu Magenta) 42
Hình 3. 11 Mẫu lớp mực được tạo trên máy IGT Orange (màu Magenta).......... 43
Hình 3. 12 Mẫu lớp mực được tạo trên máy IGT Orange (màu Magenta).......... 43
Hình 4. 1 Ảnh hưởng của tỷ lệ dung dịch ẩm đến thời gian khô tại giá trị pH của
dung dịch ẩm là 3 ................................................................................................ 45
Hình 4. 2 Ảnh hưởng của tỷ lệ dung dịch ẩm đến thời gian khô tại giá trị pH của
dung dịch ẩm là 3,5 ............................................................................................. 45
Hình 4. 3 Ảnh hưởng của tỷ lệ dung dịch ẩm đến thời gian khô tại giá trị pH của
dung dịch ẩm là 4 ................................................................................................. 46
Hình 4. 4 Ảnh hưởng của tỷ lệ dung dịch ẩm đến thời gian khô tại giá trị pH của
dung dịch ẩm là 4.5 .............................................................................................. 46
Hình 4. 5 Ảnh hưởng của tỷ lệ dung dịch ẩm đến thời gian khô tại giá trị pH của
dung dịch ẩm là 4.7 .............................................................................................. 47
iv


Hình 4. 6 Ảnh hưởng của tỷ lệ dung dịch ẩm đến thời gian khô tại giá trị pH của
dung dịch ẩm là 4.9 .............................................................................................. 47
Hình 4. 7 Ảnh hưởng của tỷ lệ dung dịch ẩm đến thời gian khô tại giá trị pH của
dung dịch ẩm là 5.1 .............................................................................................. 48
Hình 4. 8 Ảnh hưởng của tỷ lệ dung dịch ẩm đến thời gian khô tại giá trị pH của
dung dịch ẩm là 5.3 .............................................................................................. 48
Hình 4. 9 Ảnh hưởng của tỷ lệ dung dich ẩm đến thời gian khô tại giá trị pH của
dung dịch ẩm là 5.5 .............................................................................................. 49
Hình 4. 10 Đồ thị thể hiện sự thay đổi thời gian khô của mực Magenta và Cyan
khi thay đổi giá trị pH ở tỷ lệ khối lượng 20%. ................................................... 50
Hình 4. 11 Đồ thị thể hiện sự thay đổi thời gian khô của mực Magenta và Cyan

khi thay đổi giá trị pH ở tỷ lệ khối lượng 25%. ................................................... 50
Hình 4. 12 Đồ thị thể hiện sự thay đổi thời gian khô của mực Magenta và Cyan
khi thay đổi giá trị pH ở tỷ lệ khối lượng 30%. ................................................... 51
Hình 4. 13 Đồ thị thể hiện sự thay đổi thời gian khô của mực khi thay đổi giá trị
pH của màu Cyan ở các tỷ lệ khối lượng lần lượt là 20%, 25%, 30%................. 52
Hình 4. 14 Đồ thị thể hiện sự thay đổi thời gian khô của mực khi thay đổi giá trị
pH của màu Magenta ở các tỷ lệ khối lượng lần lượt là 20%, 25%, 30%. .......... 52

v



CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ SỰ ẢNH HƯỞNG CỦA ĐỘ PH ĐẾN
TỐC ĐỘ KHÔ CỦA MỰC TRÊN TỜ IN
1.1 Nguyên tắc in offset
1.1.1 Lịch sử ra đời in offset
In offset là phương pháp in mà khi in bản in không ép trực tiếp lên
giấy hay vật liệu in như những phương pháp in khác mà sẽ được ép lên bề
mặt một tấm cao su, sau đó tấm cao su này mới được ép lên bề mặt giấy.
Phương pháp này:
-

Tiền thân là phương pháp in thạch bản - Lithography

-

Phát minh bởi Alois Senefelder (Đức, 1771-1834) năm 1798

Hình 1. 1 Alois Senefelder (Đức, 1771-1834)
Máy in dùng kỹ thuật offset và thạch bản đầu tiên ra đời ở Anh

khoảng năm 1875 và đã được thiết kế để in lên kim loại. Trống offset làm
bằng giấy các tơng truyền hình ảnh cần in từ bản in thạch bản sang bề mặt
kim loại. Khoảng 5 năm sau, giấy các tông được thay bằng cao su.
Người đầu tiên áp dụng kỹ thuật in offset cho in ấn trên giấy có thể
là Ira Washington Rubel năm 1903.Độc lập với Rubel, hai anh em Charles
Harris và Albert Harris cũng đã phát hiện ra điều này.[1]
Trong những năm 1950, in offset trở thành kỹ thuật in phổ biến nhất cho
in ấn thương mại, sau khi nhiều cải tiến đã được thực hiện cho bản xếp chữ,

1


mực in và giấy, tối ưu hóa tốc độ in và tuổi thọ các bản xếp chữ. Ngày nay,
đa số in ấn, gồm cả in báo chí, sử dụng kỹ thuật này.
1.1.2 Nguyên lý in offset
Nguyên lý in offset về cơ bản khác với phương pháp in typo và in
lõm (in ống đồng) như sau:
Trên khuôn in những phần tử in (hình ảnh, nét chữ) và những phần
tử khơng in (vùng khơng có hình ảnh in) gần như cùng nằm trên mặt phẳng
của bản kim loại. Trước khi chà mực khuôn in phải được chà ẩm. Những
phần tử in nhận mực, ưa dầu và kỵ nước, phần tử không in ưa nước, nhận
ẩm và kỵ mực.
Khác với các phương pháp in khác trong quá trình in offset, vật liệu
in và giấy in không tiếp xúc trực tiếp với khuôn in hay bản in. Khi in offset
mực được truyền từ bản in lên tấm cao su, sau đó mực từ tấm cao su truyền
sang giấy in. Tấm cao su offset có bề mặt đàn hồi phù hợp với vật liệu in.
Ngày nay do được ứng dụng những thành tựu mới về khoa học công
nghệ mà chất lượng sản phẩm in offset ngày càng được cải tiến và nâng
cao.
Thông thường một đơn vị in trong máy in offset tờ rời có ba trục

chính cùng hệ thống làm ẩm và hệ thống chà mực lên khuôn in:
- Ống bản: là một trục ống bằng kim loại, trên khuôn in phần tử in
bắt mực cịn phần tử khơng in bắt nước.
- Ống cao su: một trục ống mang tấm cao su offset, có cấu tạo gồm
một lớp vải bọc với cao su tổng hợp để truyền hình ảnh từ khn in lên bề
mặt vật liệu in.
- Ống ép in: là một trục khi quay luôn tiếp xúc với ống cao su, làm
nhiệm vụ chuyển giấy và các vật liệu in khác
- Hệ thống chà ẩm: là hệ thống các lô làm ẩm bằng dung dịch làm
ẩm có chứa các chất phụ gia như: axit, gôm arabic, cồn isopropyl hay các
tác nhân làm ẩm khác.
- Hệ thống cấp mực: là hệ thống các lô chà mực cho bản in. Các
thành phần quan trọng khác. Ngoài các đơn vị in ra, trong máy in offset
một màu hay nhiều màu còn bao gồm các bộ phận sau:
- Bộ phận nạp giấy: làm nhiệm vụ hút giấy và các vật liệu in khác từ
bàn cung cấp giấy lên và đưa xuống đơn vị in đầu tiên.
- Các bộ phận vận chuyển: (thơng thường là các trục ống có nhíp
kẹp giấy) có khả năng vận chuyển giấy đi qua máy in.

2


- Bộ phận ra giấy: là bộ phận nhận giấy ra và vỗ giấy đều thành cây
giấy trên bàn ra giấy. [1]

Hình 1. 2 Các đơn vị trong in offset.
1.2 Nguyên lý cân bằng mực nước
1.2.1 Nguyên lý cân bằng mực nước
In ấn là việc phục chế từ bản gốc sang thành nhiều bản in phục chế.
Trong đó, việc được quan tâm hàng đầu là phục chế được màu và đảm bảo

sự ổn định giữa các tờ in. Trong phương pháp in offset, để đạt được sự ổn
định đó ta cầm đảm bảo ổn định phối hợp các yếu tố tốc độ, áp lực, nhiệt
độ và cân bằng mực nước.
Khi in offset, sự cân bằng mực- nước có thể hiểu là sự nhũ tương
nước trong dầu. Trên bề mặt bản in offset, những phần tử không in ưu nước
và những phần từ in ưu dầu mực cùng nằm trên một mặt phẳng.Trước khi
chà mực lên khuôn in, bản in được chà phủ một lớp nước mỏng đề bảo vệ
những phần tử không in, không nhiễm bẩn, không nhận mực trong q
trình in.Sự điều chỉnh lơ ẩm để thay đổi tính chất truyền ẩm trên bản in cần
phải thực hiện rất nhanh để giảm đến mức tối thiểu những sự giao động
mực in, sự chồng màu khơng chính xác và những vấn đề kỹ thuật khác.Nói
cách khác việc cung cấp đúng lượng ẩm trên khn in offset có ảnh hưởng
quyết định đến chất lượng sản phẩm in.
Khuôn in offset hiện tại sử dụng bản nhơm điện hóa và oxi hóa
dương cực, chỉ cần một lượng chất ẩm nhỏ cũng đủ phủ kín, bảo vệ những
phần tử khơng in, khơng nhận mực. Khi in kết hợp với việc sử dụng việc in
offset bóng, khơ nhanh, độ đặc cao và chất lượng giấy in phù hợp đều có
khả năng tái tạo được hình ảnh in bóng có độ tương phản cao.

3


Trong những năm trước đây đã có nhiều cơng trình nghiên cứu phát
triển và sáng tạo những hệ thống trục lơ ẩm khác nhau. Đến nay vẫn chưa
tìm được một hệ thống ẩm lí tưởng, tuy nhiên đã có những hệ thống mới,
những cải tiến có giá trị đáng chú ý trong thao tác vẫn hàng và trong điều
khiển sự truyền ẩm. Đặc biệt là những thiết bị điều chỉnh và điều khiển từ
xa đã được đưa và sử dụng, truyền ẩm ổn định, mặc dù vẫn chưa loại bỏ
được hồn tồn sự dao động mực in trong q trình in. Trong tương lai kỹ
thuật đo và điều chỉnh độ đày màng ẩm chắc chắn sẽ góp phần ổn định độ

dày màng mực in, tốc độ máy in và nhiệt độ ảnh hưởng tới chất lượng in
đồng đều.
1.2.2 Dung dịch ẩm
a. Khái niệm dung dịch ẩm:
Dung dịch làm ẩm là một hỗn hợp đặc biệt gốc nước được tạo ra để
làm ẩm khuôn in offset trước khi chúng được chà mực. Hiện nay, ở Việt
Nam đang sử dụng nhiều loại máy in offset có hệ thống làm ẩm và nhiều
loại dung dịch làm ẩm khác nhau, nhưng qui lại có các loại chính: làm ẩm
bằng nước thường và làm ẩm bằng dung dịch cồn. Trong làm ẩm bằng cồn
lại có nơi dùng cồn Etylic (Ethanol), có nơi dùng cồn Isopropyl Alcohol
(IPA), trong đó có nơi dùng dung dịch đệm (combifix) pha với cồn, có nơi
chỉ dùng cồn khơng, khi dùng cồn thì tỷ lệ pha khơng giống nhau, thậm chí
cùng một máy in cũng không lúc nào giống nhau, không kiểm sốt được
q trình làm ẩm, làm chất lượng tờ in không ổn định.
Dung dịch làm ẩm thường được các nhà sản xuất cung cấp dưới dạng
cô đặc. Hầu hết các dung dịch làm ẩm dạng cô đặc hiện nay chứa đựng chất
chống nhạy (bắt mực) tổng hợp. Một số rất ít nhà sản xuất cịn sử dụng
gơm arabic Xu-đăng tự nhiên do giá rẻ. Thuật ngữ dung dịch máng nước
được dùng cho dung dịch làm ẩm đã được pha lỗng.
Dung dịch ẩm giữ cho phần tử khơng in trên khn được ẩm ướt do
đó nó khơng bắt mực. Khi được chà lên toàn bộ bản in, các phần từ không
in bắt nước và đẩy mực trên khuôn, chúng được tạo ra theo cách hút bám
một lớp mỏng gôm arabic trong q trinh chế tạo khn in, đó là
hydrophilic, hay chất ưa nước, trong khi các phần tử in là hydrophobic, hay
chất có khuynh hướng nhận mực và đẩy nước.

4


Vùng phần tử không in


Mực

Nước
Nhôm oxit
Kim loại
Nhận nước

Mực

Vùng phần tử in

Mực

Đẩy mực

Mực

Phần tử in
Nhơm oxit
Kim loại
Nhận mực

Đẩy nước

Hình 1. 3 Thể hiện sự tương tác của ẩm, mực tới vùng phần tử không in và
in.
b. Chức năng của dung dịch ẩm:
Để thực hiện tốt quá trình in, dung dịch làm ẩm có các chức năng sau:
- Cung cấp một màng nước mỏng: Dung dịch làm ẩm cung cấp một

màng nước mỏng vừa đủ phủ kín bề mặt các phần tử khơng in, để nó khơng
bắt mực khi lơ mực chà qua;
- Duy trì sự ưa nước tự nhiên của phần tử khơng in: Dung dịch làm
ẩm duy trì bề mặt thấm nước của phần tử không in, đồng thời phải khơng
chuyển phần tử in thành ưa nước;
- Nhanh chóng khử mực khỏi phần tử khơng in khi q trình in bắt
đầu: Lúc bắt đầu in bản in bị khô, mực bám vào cả phần tử in và không in.
Màng mực này phải được làm sạch dễ dàng, nhanh chóng tại các phần tử
không in;
- Thúc đẩy nước lan nhanh khắp bề mặt khuôn in: Dung dịch làm
ẩm phải tạo ra màng nước mỏng, dàn đều trên bề mặt phần tử khơng in.
Q trình này xảy ra rất nhanh, trên các máy in cuốn tốc độ cao thời gian
này cực ngắn (0,05s);
- Giúp dịng nước chảy thuận lợi qua các lơ chà ẩm: Dung dịch ẩm
giúp cho nước chảy đều, dễ ràng qua các lô chà ẩm lên trên bản in;
- Bôi trơn khuôn in và ống cao su: Dung dịch làm ẩm cịn có chức
năng bơi trơn và chống vón cục trên tấm cao su. Màng mỏng nước trên
5


phần tử khơng in làm chậm sự mịn bản do ma sát, tăng tuổi thọ bản in và
ngăn mực truyền lên bề mặt bản in khơng q nóng;
- Điều chỉnh sự nhũ tương hóa của mực in và nước: Chức năng cuối
cùng là giúp ngăn cản sự nhũ tương quá mức của nước trong mực in. (duy
trì lượng nước 8-10% trong mực in).
Mực, khuôn in, tốc độ in, nhiệt độ, và độ ẩm môi trường là các yếu
tố cơ bản ảnh hưởng đến sự làm ẩm và do có nhiều yêu tố ảnh hưởng nên
cũng cần dùng nhiều loại dung dịch ẩm khác nhau cho các mục đích in.
1.3 Các nguyên tắc khô của mực trên giấy
1.3.1. Mực và thành phần của mực

Giống như tính chất của những mực in khác, các thơng số đó phụ
thuộc vào cơng thức, đặc biệt phụ thuộc vào chất liên kết. Trong tài liệu
này, chúng tôi chủ yếu đề cập đến mực in offset thông thường và không
hướng đến hệ thống làm khô.
Mực in offset thông thường bao gồm các chất cấu tạo dưới đây:
- Chất màu: pigment vô cơ và pigment hữu cơ
- Chất liên kết: Nhựa cứng, nhựa alkyd, dầu gốc thực vật và
dầu khống.
- Phụ gia: Sáp, chất làm khơ, fillers, chất ức chế, …
- Chất pha lỗng: Dầu khống hoặc dầu thực vật.

Hình 1. 4 Minh họa mực in offset.
Các thành phần khác nhau được sử dụng với số lượng khác nhau tùy thuộc
vào tính ứng dụng của mực.
1.3.2. Nguyên tắc khơ của mực trên giấy
Khi nói đến việc khơ của mực trên giấy ta nhắc đến cả quá trình bắt
đầu ngay từ lúc mực được truyền lên vật liệu in. Khô thường chia làm hai
6


q trình là khơ bề mặt và khơ hồn tồn. Việc đảm bảo mực được khô sẽ
quyết định chất lượng của thành phẩm sau này hay nói cách khác nó là điều
kiện cần để tờ in được đưa đến khâu gia cơng để được hồn thiện. Nếu mực
khơng đủ khơ có thể dẫn tới rất nhiều lỗi khi ta thực hiện các cơng đoạn
tiếp theo. Ví dụ như các tờ in bị dính mực từ nhau, nếp gấp bị nhăn mực…
Tùy thuộc vào đặc tính và cấu tạo của loại mực mà mực có thể khơ
do q trình vật lý (thấm hút, bay hơi) hay hóa học (oxi hóa, polymer hóa).
Các hiệu ứng
làm khơ


Khơ vật lý

Thấm hút:
Khơ nhờ sự
thẩm thấu
của chất liên
kết

Sự bay hơi:
Khơ nhờ sự
bay hơi dung
mơi

Khơ hóa học

Oxi hóa:
Khơ nhờ các
phản ứng oxi
hóa các phân
tử khơng no

Polymer
hóa:
Khơ nhờ sự
polymer hóa
các phân tử
dưới xúc tác
như UV hay
chùm tia
điện


Hình 1. 5 Sơ đồ tóm tắt các hiệu ứng khơ của mực
a) Tính khơ hóa học
Hầu hết các chất liên kết trong mực được tạo từ thành phần -màng nhựa
và dầu khô gốc thực vật. Đặc biệt trong công nghệ in offset tờ rời dầu
khống được sử dụng ít hơn so với in offset cuộn.
Dầu gốc thực vật và alkyl có các đặc tính quan trọng: polymer hóa
dưới điều kiện oxi khơng khí thành dạng bền vững, tạo thành lớp màng
mỏng trên bề mặt vật liệu. Quá trình này được gọi là ngun tắc khơ ơxy
hóa, đặc trưng cho hầu hết phương pháp khơ hóa học
7


Ngun tắc khơ hóa học của mực có thể được mô tả như một liên kết
ngang của các thành phần, cho đến khi mực khơ hồn tồn. Thời gian khơ
của mực phụ thuộc và thành phần; có thể giảm thời gian khô bằng cách
thêm chất xúc tác. Chất xúc tác trong mực in thường là tác nhân làm khô, là
một muối kim loại có tác dụng tăng tốc q trình làm khơ. Mực có tác nhân
làm khơ có thể khơ trong vịng 6 giờ, có thể chống chà xát sau 72 giờ nếu
khơng có tác nhân làm khơ thêm vào.
Q trình khơ và tạo màng sử dụng dầu thực vật diễn ra phức tạp
theo các giai đoạn sau:
- Giai đoạn ủ: Những chất chống oxi hóa có một lượng rất nhỏ trong
dầu thực vật, cản trở sự hấp thụ oxi và ngăn cản sự khởi đầu của q trình
khơ. Vì vậy sau khi in mực in không khô nhanh được.
- Giai đoạn tạo thành Peoxit: Oxi tấn công vào các nối đôi của các
axit béo không no trong dầu thực vật tạo thành các Peoxit và sau đó chuyển
hóa một phần thành các Hydro Peoxit.
Sự trùng hợp mạch theo cơ chế gốc: Các hợp chất chứa oxi trong chất làm
khô hấp thụ oxi của khơng khí, sau đó giải phóng oxi dạng nguyên tử, tạo

thành những gốc có khả năng phản ứng. Phản ứng giữa những gốc với
những nối đôi ở phân tử bên cạch, dẫn đến sự tạo thành lưới phân tử dầu
(sự trùng hợp) và tạo nên sự đóng rắn mực.
b) Tính khơ vật lý
Dầu khống và nhiều este của dầu thực vật khơng thể polymer hóa
dưới điều kiện khơng khí, chúng sẽ thấm hút vào bề mặt vật liệu việc tách
ra từ các thành phần khác của mực. Rõ ràng hơn, một loại dầu phân tử
lượng thấp và cấu trúc nhỏ sẽ thẩm thấu vào bề mặt vật liệu. Đặc trưng của
dạng khô vật lý được gọi là “tính khơ”.
Trong q trình làm khơ bằng nhiệt in offset cuộn, một phần dầu
trong mực sẽ bay hơi, trong khi đó một phần sẽ thẩm thấu vào bề mặt vật
liệu.
Quá trình thẩm thấu là một quá trình tác động giữa mực và bề mặt
vật liệu in. Một vài đặc tính của bề mặt vật liệu ảnh hưởng tới sự thẩm thấu
của mực là:
- Khả năng hấp thụ:
Tổng thể tích của dung dịch có thể thấm hút vào bề mặt vật liệu dựa
vào khả năng hấp thụ. Từ giá trị đó, phụ thuộc vào dung tích các lỗ trên bề
mặt vật liệu, bao gồm cả các một số lượng nhỏ các lỗ có đường kính lớn
hoặc một số lượng lớn các lỗ có đường kính nhỏ. Khả năng hấp thụ do đó
8


khơng phụ thuộc vào đường kính lỗ. Tuy nhiên, đường kính lại ảnh hưởng
đến khả năng phân chia và tỉ lệ thấm hút, là các yếu tố ảnh hưởng quan
trọng đến khả năng thấm hút của mực.
- Khả năng phân chia:
Khả năng phân chia ảnh hưởng từ cấu trúc của giấy. Giống như lưới
sàng các hạt với kích thước khác nhau, các hạt có kích thước nhỏ hơn lưới
sàng thì sẽ rơi qua và các hạt kích thước lớn hơn sẽ bị giữ lại; tính chất bề

mặt giấy cho phép dầu tách khỏi các thành phần khác của mực.
Trong trường hợp này, lưới sàng tương ứng với đường kính lỗ trên
giấy. Nếu đường kính này đủ nhỏ, chỉ dầu có thể thẩm thấu vào bề mặt
giấy, trong khi pigment và các chất liên kết khác bị giữ lại trên bề mặt
giấy.Nếu đường kính này quá lớn, pigment và các chất liên kết cũng thẩm
thấu vào giấy, dẫn tới giảm cường độ màu của mực in.
- Tỉ lệ thấm hút.
Dễ dàng để minh họa bằng cách các bọt biển tự nhiên với đường
kính lỗ lớn có thể thẩm thấu nhanh các hạt có kích thước nhỏ, thậm chí
lượng chất lỏng tương tự cũng bị thẩm thấu. Thêm vào đó, cũng giống như
bọt biển, dễ dàng thẩm thấu nước, giấy cũng dễ dàng thẩm thấu một lượng
lớn dầu nhớt trong mực và nó ảnh hưởng tới q trình khơ.
Tỉ lệ thấm hút có thể biểu diễn qua cơng thức vật lý đơn giản,
nguyên tắc chảy Hagen-Poiseuille:

Lượng chất lỏng V thẩm thấu trên đơn vị thời gian:

Cũng phụ thuộc vào đường kính lỗ r, áp lực thấm ướt (s.cos𝛼𝛼) của
chất lỏng với áp lực bề mặt s, góc thấm ướt 𝛼𝛼và độ nhớt h. Nếu độ nhớt h
và áp lực bề mặt s là các thông số biểu thị cho chất lỏng, bán kình lỗ r biểu
thị cho giấy, trong khi đó s.cos𝛼𝛼 biểu thị cho tác động giữa chất lỏng và
giấy.

9


1.3.3. Các nguyên nhân ảnh hưởng tới độ khô của mực in offset
trên giấy
Các nhân tố quan trọng quyết định đến thuộc tính khơ của mực in:
- Cấu tạo của mực: Bao gồm cả chất dẫn, chất mang và các chất phụ

gia.
- Những đặc trưng của vật liệu in (VD: khả năng thấm hút)
- Điều kiện in (VD: độ che phủ mực, tờ in chất đống cao, tốc độ
in…)
- Điều kiện khí hậu (độ ẩm, nhiệt độ phịng…).
- Cấu trúc thiết bị làm khơ (dịng khơng khí trên bề mặt mực, thời
gian phản ứng, dạng cung cấp năng lượng…)
- Nhiệt độ là nhân tố quyết định. Nhiệt độ cao có nhiều lợi
thế hơn:
+Tốc độ polymer hoá được đẩy nhanh thêm.
+) Độ nhớt của mực thì bị giảm để hỗ trợ cho việc thấm hút.
+) Làm dung môi bay hơi nhanh hơn.
+) Mức độ liên kết giữa mực in và bề mặt của vật liệu in sẽ thay đổi
sau khi quá trình khơ hồn tất. Khi đó nó có thể gây một số tác
động lên tờ in, các tác động này được phân loại tiêu biểu như:
chống trầy xước, bền khi chịu ma sát, chống đóng cặn
a) Mực
Pigment ảnh hưởng đến sự khô của mực.Hiệu quả khô của muội than
đen và lắc Pigment đều thấp. Đôi khi in màu đen pha thêm chất làm khô để
tăng nhanh thời gian khô của màng mực
Sự khơ trùng hợp oxy hóa nhanh hay chậm phụ thuộc vào số nối đôi
và khoảng cách giữa các nối đơi của loại dầu khơ trong mực.
Mực bám dính cao có thể là nguyên nhân khiến nhiệt độ tăng quá cao
– đặc biệt là thời gian làm khô ngắn – hơi ẩm phát sinh gây ra sự không
đồng nhất của giấy, hậu quả là giấy bị phồng giộp lên và làm tăng lượng
giấy hư.
Thêm nữa khi xét đến mực độ nhớt cũng có ảnh hưởng tới tốc độ khơ.
Nhớt càng thấp thấm hút càng nhanh.
b) Các đặc điểm của vật liệu in
Vật liệu in có nhiều loại như giấy, vải, gỗ, kim loại, màng,… ở đây ta

nói vật liệu chủ yếu là giấy. Tốc độ khô của mực phụ thuộc rất lớn vào độ
thấm hút của giấy cũng như diện tích tiếp xúc của vật liệu in và mực. Giấy
thấm hút càng cao thì mực in khơ càng nhanh. Trong in báo mực khô chủ
10


yếu nhờ q trình thấm hút (coldest).Diện tích tiếp xúc và tính thấm hút
càng cao mực khơ càng nhanh.
Sự phồng giộp giấy có thể xảy ra với giấy có mao quản cao, tráng phủ
hai mặt và giấy cán láng có định lượng cao. Thể tích thấm hút hơi nước làm
giảm đến mức nhỏ nhất mật độ (độ chặt) của bề mặt. Mực bám dính cao có
thể là ngun nhân khiến nhiệt độ tăng quá cao – đặc biệt là thời gian làm
khô ngắn – hơi ẩm phát sinh gây ra sự không đồng nhất của giấy, hậu quả
là giấy bị phồng giộp lên và làm tăng lượng giấy hư.
Khi độ axit của giấy in, thời gian khô của màng mực dài. Nguyên nhân
chính là axit tác dụng với chất làm khô là muối kim loại trong lớp màng
mực, làm mất đi tính chất khơ của mực in.
c) Điều kiện in
Điều kiện in trong khi nói đến độ khơ của mực ta xét đến các yếu tố
như: độ che phủ mực, chiều cao chồng vật liệu, tốc độ in, thời gian chờ trở
mặt...
Tốc độ của băng giấy khi nó đi qua thiết bị sấy có ảnh hưởng lớn tới
độ khơ của mực. Nhiệt độ của nguồn sấy cần phải tương ứng với số lượng
mao quản của giấy. Khi số lượng mao quản nhiều, nhiệt độ cũng phải cao.
Để đủ cho mực khơ hồn tồn, băng giấy cần giữ trong khu vực làm khô từ
0.8-1s.Nếu tờ giấy được dẫn truyền với tốc độ 8m/s, hệ thống sấy cần có độ
dài tối thiểu 8m.
Chiều cao chồng vật liệu cũng ảnh hưởng tới tốc độ khô của mực.Nếu
chồng vật liệu quá cao các tờ in sẽ bị ép chặt lên nhau khơng có khơng gian
để dung môi bay hơi cũng như Oxi tràn vào để thúc đẩy q trình khơ hóa

học.
d) Điều kiện khí hậu mơi trường
Nhiệt độ có ảnh hưởng đáng kể đến thời gian khô của màng mực sau khi in.
Khi tăng nhiệt độ từ 10°C lên 40°C thời gian khô của màng mực giảm gần
như tuyến tính.
Ảnh hưởng của độ ẩm đối với sự khô của màng mực in nhỏ. Nếu giấy in
có độ axit cao thì sự khơ cung bị trở ngại khi độ ẩm tăng.
Ảnh hưởng của độ ẩm đối với sự khô của màng mực in nhỏ. Nếu giấy in
có độ axit cao thì sự khơ cũng bị trở ngại khi độ ẩm tăng.
e) Cấu trúc thiết bị làm khô

11


Các thiết bị làm khơ thường được tích hợp với máy in. Chúng phát ra các tá
nhân làm thúc đầy q trình khơ của mực như tia UV, sấy IR, sấy khí
nóng…
- Sấy hống ngoại IR:
Màng mực có thể được truyền với sự tăng gia nhiệt khi tiếp xúc với vật
liệu in bởi nguồn phát IR. Hiệu ứng khô bằng IR trong in Offset (hình 2)
được mơ tả như sau:
+ Làm giảm độ nhớt của dầu trong mực nhờ nguồn nhiệt trong khi
thấm hút nhanh.
+ Q trình oxy hố làm diễn ra nhanh chóng trong mực (phần
được thấm hút).
+ Quá trình oxy hố diễn ra nhanh hơn nhờ tỷ lệ nước rất nhỏ trong
lớp mực.
+ Q trình khơ hố học (oxy hố) tiếp ngay sau q trình khơ vật
lý cũng nhanh hơn khi nhiệt độ tăng.
Những q trình trên có thể nhận thấy ở hầu hết loại mực in offset. Sự

cân đối trong dãi sóng tương ứng với bức xạ IR và các thành phần của chất
dẫn có tính thấm hút trong một khoảng tần số sẽ giúp gia tăng hiệu quả của
bức xạ. Hiệu quả của nguồn bức xạ IR đạt được tối đa nếu năng lượng của
nguồn bức xạ là lớn nhất và sự thấm hút của mực in lớn nhất (hay varnish)
khi cả hai yếu tố diễn ra đồng thời.
Dãy các bước sóng ngắn (từ 0.8-2 µm tương ứng với đèn dùng phát
dây tóc hình xoắn ốc có nhiệt độ từ 2700 – 15000 C) nguồn bức xạ dùng
cho loại mực thấm hút chủ yếu trên giấy.
Dãy các bước sóng trung bình (2-4µm tương ứng với nhiệt độ từ 1500
- 7500 C) khơng khí được gia nhiệt tác động chủ yếu lên lớp mực.
Kinh nghiệm cho thấy sự thấm hút của mực tốt nhất khi dùng nguồn
bức xạ IR ở dải sóng ngắn hoặc trung bình. Hơn nữa, nguồn bức xạ sóng
ngắn có năng suất và hiệu quả cao hơn. Các thiết bị làm khô NIR (vùng gần
tia hồng ngoại 0.8-1.2 µm) làm việc trong vùng có bước sóng thấp hơn dải
sóng ngắn. Nguồn bức xạ sóng dài (4 µm -1mm) khơng phù hợp cho việc
làm khơ trong Offset.
Sự thấm hút có ý nghĩa đặc biệt quan trọng cho việc làm khơ mực
nhanh chóng, làm khơ bằng IR đạt hiệu quả tốt nhất chỉ khi có sự thấm hút
trên bề mặt vật liệu được in.
- Sấy nhiệt:

12