1. KHÔ VẬT LÝ (SỰ THẤM HÚT)
Sự thấm hút diễn ra được là nhờ hoạt động hướng vào trong vật liệu in của mực in.
Mực thấm hút vào giấy bằng các ống mao quản nhỏ trong giấy. Nó tuỳ thuộc vào độ nhớt của mực, chât liên kết và khả năng chứa của vật liệu in. Các thành phần trong mực in sẽ thấm hút vào vật liệu ngay khi nó vừa bám lên bề mặt vật liệu, nhờ lực hút của các mao quản trong giấy. Sự thấm hút trong vật liệu tuỳ thuộc vào tốc độ thấm hút của vật liệu. Tốc độ thấm hút được quyết định bởi trạng thái của các lỗ mao quản và chất lượng thấm ướt bề mặt vật liệu của mực. Trạng thái của các lỗ mao quản được đặc trưng bởi số lượng lỗ mao quản trên một đơn vị diện tích và kích thước trung bình của lỗ. Hơn thế nữa, tốc độ thấm hút sẽ càng lớn khi độ nhớt của mực càng thấp.
Đồ thị như trong hình 3 minh họa cho sự phụ thuộc của lượng mực thâm nhập vào bề mặt vật liệu so với khả năng thấm hút của vật liệu. Trong một bài kiểm tra, mật độ quang học của lớp màng mực in trên được truyền qua từ tờ in dùng để đo độ khô (không thấm hút) được đo đạc có liên quan đến chu kỳ khô (tờ kiểm tra là tờ chưa được in đặt đối diện với hình ảnh vừa mới được in ở tờ in thử, đo mật độ quang học của lớp mực bám trên tờ thử nghiệm này trong một điều kiện nhất định cho thấy mức độ khô của nó). Đồ thị cũng cho thấy, với các vật liệu không thấm hút, đường biểu diễn mật độ đo được vẫn còn rất cao sau khi in đã 120 phút – Nó chưa khô hoàn toàn. Mức độ thấm hút được nâng cao rõ rệt khi diện tích các lỗ mao quản trên bề mặt nhỏ dần.
Thể tích thấm hút quá cao của vật liệu có thể là nguyên nhân làm suy yếu chất liên kết trong mực in. Mực in bị mất độ chói sáng, tính chống trầy xước và pigment có thể bị chùi sau khi in. Do đó phải lựa chọn giấy có hiệu ứng phân tách tốt, bởi vì giấy có mật độ mao quản cao và nhỏ sẽ là điều kiện in tốt và cũng tạo thuận lợi cho việc sấy khô.
Hình 3: Đồ thị biểu diễn mối liên hệ của sự thấm hút mực, bề mặt vật liệu và thời gian khô
Sự thấm hút phụ thuộc vào thể tích thấm hút của vật liệu, cũng như phải phụ thuộc vào độ nhớt của mực. Tốc độ thấm hút cũng phụ thuộc vào độ thấm ướt giữa mực in và vật liệu in.
Trong in báo phương thức làm khô chỉ dùng hiệu ứng thấm hút (coldset). Quá trình thấm hút tách các chất mang ra thành 2 phần và quá trình khô hoàn thành. Thông thường, mực in dùng cho in báo không có dầu khô trong thành phần (dầu khoáng).
Hình 4 : Đồ thị biễu diễn mối liên hệ giữa độ nhớt của mực và thời gian khô (đo theo mật độ)
Trong trường hợp mực in dùng chất dẫn có dầu làm khô, quá trình làm khô hoá học như oxyhoá diễn ra sau khi thấm hút.
a) Làm khô bằng tia hồng ngoại (IR – Infrared)
Sự thấm hút mực in sẽ nhanh hơn nếu độ nhớt của mực thấp. Độ nhớt giảm khi nhiệt độ tăng. 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 mô tả như sau:
Làm giảm độ nhớt của dầu trong mực nhờ nguồn nhiệt trong khi thấm hút nhanh
Quá trình oxy hoá làm diễn ra nhanh chóng trong mực (phần được thấm hút)
Quá trình oxy hoá diễn ra nhanh hơn nhờ tỷ lệ nước rất nhỏ trong lớp mực .
Quá trình khô hoá học (oxy hoá) tiếp ngay sau quá trình khô vật lý cũng nhanh hơn khi nhiệt độ tăng. Những quá 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.
Hình 5: Dãy quang phổ bức xạ điện từ dùng trong việc làm khô mực
Dãi bước sóng trong quang phổ IR với khoảng bức xạ điện từ được thể hiện trong hình 8.5, bức xạ hồng ngoại được dùng theo từng mức độ của các bước sóng:
Dãi các bước sóng ngắn (từ 0.8-2µm tương ứng với đèn dùng phát dây tóc hình xoán ốc có nhiệt độ từ 2700 – 15000C) nguồn bức xạ dùng cho loại mực thấm hút chủ yếu trên giấy.
Dãi các bước sóng trung bình (2-4µm tương ứng với nhiệt độ từ 1500 – 7500 C) không 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 dãi 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) không phù hợp cho việc làm khô trong Offset.
Sự thấm hút có ý nghĩa đặc biệt quan trọng cho việc làm khô mực nhanh chóng, làm khô bằng IR đạt hiệu quả tốt nhất chỉ khi có sự thấm hút trên bề mặt vật liệu được in. Biểu đồ trong hình 6 mô tả hiệu quả của bức xạ IR trên bề mặt có tính thấm hút.
Hình 6: Ảnh hưởng của bức xạ IR trên bề mặt có tính thấm hút (in Offset tờ rời trên giấy có tráng phủ)
Bức xạ nhiệt IR cũng gây tác động nhiệt lên tất cả các vùng trên giấy, nó làm tăng nhiệt độ trong các mao quản (hơn 4000 C) và giúp đẩy nhanh quá trình polyme hoá trong mực. Những thuận lợi và hạn chế của việc dùng nguồn bức xạ IR trong quá trình làm khô mực được trình bày như trong bảng.
ƯU ĐIỂM
Sự thấm hút mực in nhanh chóng dẫn đến những thuận lợi khi xếp giấy thành chồng.
Mực bám chắc trên vật liệu
Mực khô nhanh và khô hoàn toàn
Sự dụng bột ít hơn khi giấy di chuyển ở bộ phận dẫn giấy ra và xếp thành chồng. Tờ in có chất lượng tốt hơn và giảm bớt lượng bụi do trong máy
Công đoạn thành phẩm sẽ dễ dàng hơn do có rất ít bột bám trên bề mặt lớp mực in.
NHƯỢC ĐIỂM
Mức đầu tư cao, chi phí làm việc tính theo giờ cũng rất cao trong các máy in có gắn hệ thống sấy IR.
Mức tiêu thụ năng lượng cao làm tăng nhiệt độ trong máy in và trong xưởng sản xuất