Khái niệm cơ bản về mực
Mựclà vật liệu thiết yếu dùng trong in ấn, đóng vai trò là chất hình thành các thông tin văn bản và đồ họa trong quá trình in ấn. Nó trực tiếp xác định tông màu, màu sắc, độ trong và các khía cạnh khác của hình ảnh trên sản phẩm in. Với sự tiến bộ của công nghệ in ấn, sự đa dạng của các loại mực tiếp tục phát triển và có nhiều phương pháp phân loại khác nhau.
LD PACK là doanh nghiệp có hơn 30 năm kinh nghiệm, sử dụngIN ống đồng, in flexo và in kỹ thuật số. Mỗi sản phẩm đều tuân thủ các tiêu chuẩn của Trung Quốc và FDA, với sự giám sát nghiêm ngặt bắt đầu từ nguồn, bao gồm các nguyên liệu thô như màng, mực, dung môi, v.v.
Nếu phân loại theo phương pháp in ấn,Mựcs thường được chia thành nhiều loại: mực in offset,IN ống đồng Mực, in flexoMực, mực in lụa, mực kỹ thuật số, mực đặc biệt, v.v. Nếu phân loại theo phương pháp sấy, mực thường được phân loại là sấy tạo màng, sấy thẩm thấu, sấy dễ bay hơi, sấy bức xạ và các loại sấy khác. Do các loại và tỷ lệ khác nhau của các chất liên kết trong mực, việc sấy khô thường được thực hiện thông qua sự kết hợp của hai hoặc nhiều hình thức.
Đối với các loại mực được sử dụng trong các sản phẩm màng composite, phần lớn là loại mực khô dễ bay hơi, trong đó chất liên kết bao gồm nhựa rắn và một lượng lớn dung môi dễ bay hơi có độ nhớt thấp. Nhựa rắn hòa tan trong dung môi, phân tán đồng đều sắc tố trong chất liên kết. Sau khi in lên bề mặt, dung môi nhanh chóng bay hơi và khô lại, tạo thành một lớp màng. Trong các máy in được trang bị thiết bị gia nhiệt và sấy khô, dung môi có thể bay hơi nhanh chóng, cho phép in trên các chất nền không thấm nước như màng nhựa.
Hiện nay màng nhựa được in phổ biến bằngIN ống đồng, với một số áp dụng in flexo trong những năm gần đây.IN ống đồngmực và mực in flexo thường được phân loại thành mực gốc dung môi và mực gốc nước. Bài viết này chủ yếu thảo luậnIN ống đồngmực in và mực in flexo.
Thuộc tính mực:
Mực in ống đồng là mực lỏng. Trong quá trình in ống đồng, mực phụ thuộc vào tính lưu loát, độ bám dính, khả năng làm đầy và lớp phủ của chính nó trên các bản khắc của ống đồng. Chỉ những hệ thống có độ nhớt thấp hơn, tức là những hệ thống tương đối mỏng, mới có thể biểu hiện những đặc tính này. Trong một thời gian ngắn, mực phải lấp đầy các hốc trên trụ. Nếu độ nhớt quá cao, việc lấp đầy các hốc sẽ khó khăn và lưỡi dao bác sĩ sẽ gặp khó khăn trong việc loại bỏ mực khỏi các vùng không có hình ảnh. Mặt khác, nếu độ nhớt quá thấp, hiện tượng tăng điểm do áp suất trong quá trình in có thể dẫn đến khả năng tái tạo mẫu kém. Ngoài ra, trong in ống đồng, lưỡi dao bác sĩ được sử dụng để loại bỏ mực khỏi những vùng không có hình ảnh, khiến lượng mực còn lại quay trở lại lọ mực ban đầu. Ngay cả mực trong bản khắc cũng cần phải tiếp xúc nhiều lần với mực gốc. Chỉ những chất lỏng có độ nhớt thấp hơn mới có thể dễ dàng loại bỏ và có khả năng hòa tan tốt, độ bám dính thấp và giá trị năng suất thấp, thích ứng tốt với in ống đồng.
Thành phần của mực:
Thông thường, mực ống đồng bao gồm bốn thành phần chính: nhựa, bột màu, dung môi và phụ gia. Việc lựa chọn loại nhựa thường dựa trên mục đích sử dụng mực. Nhiều đặc tính của mực như khả năng chống mài mòn, độ bóng và độ bám dính với bề mặt được xác định bởi nhựa của mực. Theo một nghĩa nào đó, nhựa của mực quyết định các đặc tính chính của nó. Các loại nhựa đại diện thường được sử dụng bao gồm:
Các loại nhựa | Ứng dụng | Đặc điểm, công dụng, v.v. | |||
ống đồng | Flexographic | Mực dung môi | Mực gốc nước | ||
Nhựa thông và các dẫn xuất | * | * | * | * | Este nhựa thông đa chức năng được biến đổi bằng polyol được sử dụng rộng rãi làm nhựa phụ trợ trong các loại mực dung môi khác nhau. Muối kim loại nhựa thông được sử dụng rộng rãi làm nhựa chính trong mực xuất bản. Khi được trung hòa, nó có thể được sử dụng tiếp trong các loại mực gốc nước. |
đánh gôm lắc | * | * | * | * | Nhựa tự nhiên, có thể được sử dụng với số lượng nhỏ như một chất hỗ trợ bám dính. |
Nhựa kiềm | * | * | - | * | Màng nhựa có tính thấm và thoáng khí, thường được sử dụng trong các ứng dụng giấy trang trí. |
Nitrocellulose và dẫn xuất Cellulose | * | * | * | - | Khả năng chịu nhiệt tuyệt vời. Được sử dụng rộng rãi như một loại nhựa cứng. Có đặc tính phân tán sắc tố tuyệt vời. |
Nhựa polyamit | * | * | * | - | Dùng cho màng PE, PP. Thường có nguồn gốc từ các loại dầu thực vật như dầu tung, dầu hạt bông, dầu đậu nành. Độ bóng và tính linh hoạt tuyệt vời. |
Cao su clo hóa | * | - | * | - | Chịu nhiệt tốt, độ bóng cao. Phổ biến trong các công thức mực ban đầu nhưng đã không còn được sử dụng do các vấn đề như mùi và độ hòa tan cao. |
Nhựa Polypropylen clo hóa | * | - | * | - | Xuất sắc bám dính trên vật liệu polypropylene. |
Nhựa Polyvinyl Acetate clo hóa | * | - | * | - | Khả năng kháng hóa chất tuyệt vời. Ái lực sắc tố tuyệt vời. |
Nhựa Ethylene-Vinyl Acetate | * | - | * | - | Thường được sử dụng trong các loại mực có hàm lượng vinyl axetat 40%, rất linh hoạt. Đôi khi được clo hóa thêm để tăng cường khả năng hòa tan và làm ướt sắc tố. |
Nhựa cồn (Polyester) | * | * | * | * | Linh hoạt. Thường được sử dụng làm nhựa phụ để điều chỉnh độ dẻo dai. |
Nhựa Polyurethane nhiệt dẻo | * | * | * | - | Tính linh hoạt trong thiết kế phân tử cao, là loại nhựa chính cho mực tổng hợp đa năng trong bao bì linh hoạt. Cũng được sử dụng trong mực in bề mặt, thường kết hợp với nitrocellulose. |
Nhựa acrylic nhiệt dẻo | * | * | * | - | Thường được sử dụng để thu nhỏ nhãn và vecni. |
Phân tán Polyurethane anion | * | * | - | * | Độ bám dính tuyệt vời với PET, nylon, độ linh hoạt tuyệt vời (đặc biệt là độ linh hoạt ở nhiệt độ thấp). Phổ biến trong các loại mực đóng gói linh hoạt thực phẩm hoặc một số ứng dụng vật liệu xây dựng. |
Nhựa acrylic Polypropylen anion (nhũ tương) | * | * | - | * | Là loại nhựa chính dùng cho mực gốc nước, có cấu trúc phân tử có khả năng tùy biến cao nhưng nhìn chung có nhược điểm là dễ dính nhiệt và dễ gãy. Thông thường, cấu trúc copolyme styren-acrylic được sử dụng, với nhựa styren có trọng lượng phân tử thấp được sử dụng để phân tán sắc tố và nhựa styren có trọng lượng phân tử cao được sử dụng để liên kết và cố định. |
Sắc tố
Màu sắc, nồng độ, độ bền ánh sáng, khả năng kháng axit-kiềm và các tính chất khác của mực được xác định bởi các sắc tố. Các sắc tố cũng có ảnh hưởng nhất định đến độ chảy và độ bóng của mực. Các loại sắc tố đại diện được liệt kê trong bảng dưới đây:
Phân loại | Ví dụ điển hình về sắc tố | ||
Sắc tố hữu cơ | Sắc tố Azo | sắc tố hồ (Muối không tan) | Disazo Reds như PR48:1, PR48:2, PR48:3, PR49:1, PR53:1, PR57:1, v.v. |
Monoazo | PY74 Vàng và Catechol Đỏ như PR146, PR112, PR170 | ||
Diazo | PY12 Vàng, PY13 Vàng, PY14 Vàng, PY83 Vàng, PO13 Cam, PO34 Cam | ||
Ngưng tụ Diazo | PR144 Đỏ, PR166 Đỏ | ||
Phthalocyanine | Phthalo Blue 15:3, 15:4, Đồng Phthalocyanine Greens G-7, G-36 | ||
Quinacridon | Quinacridone Đỏ PR122, PV19 Tím | ||
Pyrazoloquinazolin | Pyrazoloquinazoline Đỏ PR254 DPP Đỏ | ||
Quinolin | Quinoline tím | ||
Khác | Benzimidazolone Vàng PY180, Isoindolinone Vàng PY110, Quinoline PY81 Đỏ Đào, PV3, v.v. | ||
Sắc tố vô cơ | Titan dioxit | Rutile, Anatase | |
Muội than | Đen lò, Đen đèn, Đen nhanh, Đen kênh, v.v. | ||
Khác | Bari sunfat, canxi cacbonat, silic | ||
Sắc tố hiệu ứng đặc biệt | Bột bạc (nhôm), bột vàng (đồng kẽm), bột ngọc trai, đổi màu | ||
Đối với sản phẩm được in cuối cùng, đặc tính của sắc tố có liên quan chặt chẽ đến các vấn đề về độ bền, chẳng hạn như khả năng chống di chuyển trên các vật liệu và nội dung đóng gói khác nhau, khả năng chịu nhiệt, kháng hóa chất và độ bền ánh sáng. Một trong những mối quan tâm phổ biến nhất là độ bền ánh sáng.
dung môi
Trong mực ống đồng, thành phần có nhiều nhất là dung môi. Nói chung, việc lựa chọn loại dung môi dựa trên loại nhựa được chọn cho mực và các điều chỉnh cần thiết được thực hiện dựa trên các vấn đề tiềm ẩn có thể phát sinh trong quá trình sử dụng mực.
Dung môi lý tưởng phải hiệu quả, tiết kiệm chi phí và vô hại. Nước là sự lựa chọn tối ưu, giảm đáng kể lượng khí thải VOC, ngăn ngừa ô nhiễm không khí, không gây hại cho sức khỏe con người và không cháy. Tuy nhiên, nước cũng có một số hạn chế làm hạn chế việc sử dụng nó làm dung môi. Trong những năm gần đây, việc sử dụng nước làm dung môi cho mực đã có một số phát triển.
Trong hệ thống công nghiệp hiện nay, do tính hiệu quả cao và sẵn có nên dung môi hữu cơ vẫn không thể thiếu đối với các loại mực chất lượng cao. Các dung môi này, sau khi sử dụng và sàng lọc rộng rãi, chủ yếu bao gồm benzen, xeton, rượu, ete và chất làm mát. Trong những năm gần đây, việc sử dụng benzen và xeton đã bị hạn chế do lo ngại về an toàn và sức khỏe. Do nhu cầu bay hơi, điểm sôi của mực in flexo và ống đồng thấp hơn, thường nằm trong khoảng từ 70 đến 150°C, trong khi mực in phun có điểm sôi cao hơn, thường nằm trong khoảng từ 150 đến 260°C.
dung môi | Tên dung môi | Điểm sôi*1 ở mức 760 mmHg | Điểm sáng*1 | Sức căng bề mặt*1 (Dyn/cm) | Thông số độ hòa tan*2 | Tốc độ hóa hơi*3 |
Nước | 100,0 | - | 72,0 | 23,2 | 40 | |
Hydrocarbon béo | N-Heptan O-Cyclohexan Metylcyclohexan toluen Xylen | 68,7 80.719 100.934 110.625 139~142 | <-23.oC -17.oC -1.oC 4.4.oC 17~25.oC | 17,9 24,38(25oC) 23.17(25oC) 27,92(25oC) 28~30 | 7.3 8.2 7,8 8,9 8,8 | - - - 205 70 |
Este | Etyl axetat Isopropyl axetat Butyl axetat Butyl axetat Butyl axetat | 77.114 89 101,55 118,0 126.114 | -4oC 4,44oC 14.4oC 17,8oC 27.oC | 23,75 22.1(22oC) 24,28(20oC) 23,7(20oC) 25.09(20oC) | 9.1 8,4 8,8 8.3 8,5 | 615 500 276 145 100 |
xeton | Aceton Metyl etyl xeton (MEK) Metyl Isobutyl Xeton (MIBK) | 56,12 79,64 115,9 | -17,8oC -7,2oC 15,6oC | 23,7 23,97(24.8oC) 25,4(25oC) | 10,0 9,3 8,4 | 1160 572 160 |
Rượu | Metanol Ethanol Isopropanol N-Propanol Isobutanol N-Butanol | 64,6 78,3 82,4 97,2 107,9 117,5 | 12.oC 14.oC 11.7oC (27.oC) (27,5oC) 35.oC | 22:55(20oC) 22.1(25oC) 21.7(20oC) 23,8(20oC) 23,0(20oC) 24,6(20oC) | 14,5 12.7 11,5 11.9 11.1 11.4 | 200 190 150 100 70 50 |
Polyol | Propylene Glycol Metyl Ether Dipropylene Glycol Metyl Ether Dipropylene Glycol Ethyl Ether Dipropylene Glycol Butyl Ether | 120,0 194.1 202.0 230,4 | (39.oC) (93.oC) (96.oC) (93.oC) | 27,1(20oC) 34,8(25oC) 31,8(25oC) 33,6(25oC) | 9,5 10.2 9,6 8,9 | 71 <1 <1 <1 |
Tốc độ bay hơi: Giá trị được xác định trong hệ thống mở với n-butyl axetat được đặt là 100. (°C)
*1 Cẩm nang dung môi tái bản lần thứ 6, của Shozo Asahara (1985)
*2 Hướng dẫn sử dụng Shell BLENDOPRO 4.0, đơn vị: [cal/cm;]1/2
*3 Tổng quan về Paint Phiên bản thứ 4, Ban biên tập Tổng quan về Paint (1971)
Ở đây, tính chất của nước có vẻ khác biệt rất nhiều so với các dung môi khác. Từ góc độ phân tử, trọng lượng phân tử của nước (H2O) chỉ là 18 và có độ phân cực cao, khiến nó vốn là một chất có hoạt tính rất cao. Tuy nhiên, có những liên kết hydro mạnh giữa các phân tử nước, giống như nam châm, khiến nước lỏng kết chặt lại với nhau. Trên thực tế, các phân tử nước thay đổi từ H2O thành (H2O), nghĩa là các phân tử nước trở nên lớn hơn và cồng kềnh hơn.
Đây là lý do cơ bản giải thích những tính chất độc đáo của nước. Cụ thể, nó thể hiện:
Sự bay hơi đòi hỏi một lượng hấp thụ nhiệt đáng kể:Nhiệt hóa hơi tiềm ẩn của nước là 539 (cal/g), trong khi etanol điển hình là 204 (cal/g) và butyl axetat là 74 (cal/g). Ẩn nhiệt bay hơi của nước cao gấp nhiều lần so với các dung môi thông dụng khác.
Sấy khô chậm: Tốc độ bay hơi xấp xỉ 1/5 so với etanol và 2/5 so với butyl axetat.
Khả năng làm ướt kém: Các ứng dụng trên chất nền có độ phân cực thấp gặp phải những khó khăn đáng kể và các chất phụ gia để giải quyết vấn đề này thường có tác dụng phụ và phải đối mặt với những hạn chế về VOC.
Ngoài ra, nước có độ bôi trơn kém, ảnh hưởng đến sự phù hợp của lưỡi dao bác sĩ, từ đó ảnh hưởng đến tuổi thọ của con lăn bản hoặc con lăn anilox.
Xem xét tất cả các khía cạnh này một cách toàn diện, sử dụng nước làm dung môi chắc chắn là một nhiệm vụ đầy thách thức.
chất phụ gia
Mặc dù bột màu, nhựa và dung môi tạo thành cấu trúc cơ bản của mực nhưng vẫn cần phải tùy chỉnh mực theo mục đích sử dụng và yêu cầu của khách hàng.
Phân loại | Mục đích sử dụng chính | Các thành phần |
chất phân tán sắc tố | Cải thiện sự phân tán sắc tố Ngăn chặn lắng đọng Tăng cường sự ổn định lưu trữ | Các chất có trọng lượng phân tử thấp hoặc trọng lượng phân tử cao có cấu trúc cụ thể, các dẫn xuất sắc tố |
Chất khử bọt | Ức chế bong bóng mực Ngăn ngừa khuyết tật màng trên vật liệu in | Silicon, dầu khoáng, cồn bậc cao |
Làm ướt và san lấp mặt bằng | Tác nhân Thúc đẩy sự lan truyền và san bằng mực trên bề mặt | Chất hoạt động bề mặt, dung môi có sức căng bề mặt thấp như ete rượu |
Đại lý trượt | Tăng cường khả năng chống ma sát, chống trầy xước, bám dính | Sáp tổng hợp, sáp tự nhiên, silicon, axit béo |
Chất đóng rắn | Cải thiện khả năng chịu nước, chịu nhiệt, kháng hóa chất, tăng cường độ composite, tăng cường độ bám dính | Isocyanate Chất đóng rắn Epoxy Ion kim loại và hợp chất |
Chất hóa dẻo | Tăng cường tính linh hoạt và độ bám dính của lớp phủ, cải thiện tính chất tạo màng của nhựa, ngăn ngừa hiện tượng trắng răng | Axit citric, rượu (poly), dầu đậu nành epoxy, v.v. |
Quy trình sản xuất mực
Các thành phần khác nhau của mực phải được trộn theo cách thích hợp. Khi các sắc tố là các sắc tố đặc biệt không kết tụ, thông thường khuấy tốc độ cao là đủ để trộn. Tuy nhiên, khi các sắc tố kết tụ lại, phải sử dụng thiết bị nghiền năng lượng cao để tinh chế. Quy trình sản xuất mực điển hình bao gồm các bước sau:
1. Lập công thức và trộn trước, thường được thực hiện bằng máy trộn.
2. Nghiền: Sử dụng lực cắt và lực va đập để nghiền thành bột vật liệu, thường được thực hiện bằng máy nghiền hạt.
3. Điều chỉnh: Tinh chỉnh đặc tính mực để đảm bảo đặc tính vật lý.
4. Lọc, chiết rót, đóng gói, kiểm tra và bảo quản.
Bước quan trọng nhất là mài, trong đó máy nghiền hạt sử dụng các hạt mật độ cao để va đập và cắt được sử dụng rộng rãi trong mực lỏng. Do tính dễ bay hơi cao của mực gốc dung môi nên máy nghiền hạt kín thường được sử dụng. Nhìn chung, thiết bị tiên tiến và quy trình vận hành đều quan trọng như nhau đối với kết quả cuối cùng.
Máy trộn: Trộn nguyên liệu và phân tán trước.
Máy nghiền hạt: Phân tán vật liệu có độ nhớt từ trung bình đến thấp (va chạm và cắt với môi trường mật độ cao, vận hành khép kín, được sử dụng rộng rãi).
Nghiền hạt là quá trình nghiền mịn các hạt sắc tố và đạt được sự đóng gói nhựa hoàn chỉnh. Độ mịn và nhiệt độ phải phù hợp, chỉ số độ mịn của mực khi rời khỏi nhà máy nói chung là kích thước hạt tối đa.
Thuộc tính và thông số mực
Sau khi quá trình sản xuất mực hoàn tất, nhiều chỉ số của nhà máy sẽ được kiểm tra. Tuy nhiên, là một phần của bản thân thiết kế mực, các chỉ số thiết kế khác nhau phải được xem xét và hiệu chỉnh trong quá trình thiết kế công thức. Bảng dưới đây cung cấp một số ví dụ:
Cuộc thí nghiệm | Mặt hàng chất lượng |
Xuất hiện mực | Khả năng nghiền (khả năng phân tán), độ nhớt, tính lưu động, tông màu, độ bóng, trọng lượng riêng, hàm lượng chất rắn, giá trị pH, độ ổn định khi bảo quản, v.v. |
Sự phù hợp về in ấn | Khả năng thích ứng của lưỡi dao, hiệu suất chặn, tái tạo dấu chấm, đặc tính làm khô, khả năng hòa tan lại, đặc tính khử bọt, độ ổn định khi nhấn, khả năng làm sạch, v.v. |
Thuộc tính lớp phủ | Khả năng chống ma sát, chịu nhiệt, bám dính, chống trầy xước, chống bám dính, kháng hóa chất, chống ánh sáng, chống thấm nước, dung môi dư, chống trơn trượt, v.v. |
Xử lý hậu kỳ | Đặc tính Khả năng chống ma sát, độ bám dính nhiệt, khả năng hàn nhiệt phù hợp, khả năng tương thích với cán màng, v.v. |
Các chỉ số này yêu cầu thiết bị chuyên dụng, hầu hết đều được biết đến rộng rãi. Hơn nữa, chúng ta cần xem xét các hạn chế độc đáo dựa trên các quy định pháp lý áp dụng cho mục đích sử dụng cuối cùng, chẳng hạn như kim loại nặng, amin thơm, chất làm dẻo, VOC cụ thể, v.v. Những hạn chế này cần được giải quyết trong giai đoạn thiết kế công thức và thử nghiệm cuối cùng là chỉ để xác minh. Chất lượng tuyệt vời phụ thuộc nhiều vào thiết kế hơn là kiểm tra. Tuyên bố này đặc biệt có thể áp dụng trong ngành mực in.
