Dung dịch làm ẩm khuôn in loại thay thế Isopropanol (IPA) - Phần 1

Trong công nghệ in offset ướt, việc làm ẩm khuôn in là quá trình có tính chất quyết định tới việc in được hay không, in khó hay dễ, in chất lượng cao hay thấp và sự đồng đều, ổn định của tờ in.

Phương pháp in offset là phương pháp không ổn định, và chính quá trình làm ẩm khuôn in gây ra sự không ổn định này. Quá trình in là một quá trình vừa hoá học, vừa cơ học, nhất là in với tốc độ cao, các điều kiện lúc in rất khác khác biệt so với các điều kiện trong phòng thí nghiệm, đây cũng là một trong các lý do để nói khó có hai kết quả in giống nhau, ví dụ như khi tìm ra loại dung dịch thay thế cồn ở trong phòng thí nghiệm rất tốt, nhưng khi làm việc trên máy in thì lại rất khó khăn.

Các vấn đề về làm ẩm khuôn in offset gồm: hệ thống làm ẩm của máy in; công nghệ chế bản và dung dịch làm ẩm được quan tâm nghiên cứu nhiều, các nhà sản xuất máy in, sản xuất bản in, sản xuất dung dịch làm ẩm đã đưa ra nhiều các giải pháp khác nhau. Việc làm ẩm khuôn in trong in offset được nhiều người quan tâm tìm hiểu và đến nay còn có nhiều quan điểm khác nhau. Đặc biệt vấn đề thấm ướt và tương tác của dung dịch làm ẩm với mực in trong quá trình in đã thu hút nhiều nhà nghiên cứu trên thế giới. Phần lớn khi nghiên cứu đều phân tích thấm ướt bản in bằng dung dịch làm ẩm trong điều kiện tĩnh và tương tác của mực in với dung dịch làm ẩm trên quan điểm ảnh hưởng của sức căng giữa các pha trên giới hạn “mực in – dung dịch làm ẩm’’. Tuy nhiên trong nhiều trường hợp các kết quả thấm ướt bản in bởi dung dịch làm ẩm và nhũ hoá mực in không trùng hợp với dự báo của lý thuyết. Điều đó được giải thích bởi: thứ nhất việc thấm ướt các bề mặt xẩy ra trong điều kiện động lực học, các thông số này khác với các thông số tĩnh; thứ hai việc nhũ hoá dung dịch làm ẩm trong mực in xẩy ra trong các điều kiện đặc biệt, trong đó quá trình thuỷ động lực có ý nghĩa quan trọng hơn sức căng pha của hệ “mực in – dung dịch làm ẩm”. Do đó, việc áp dụng các phương thức tiếp cận khác về thấm ướt các bề mặt bởi dung dịch làm ẩm và quá trình nhũ hoá dung dịch làm ẩm trong mực in trong các điều kiện động lực học, từ đó, lựa chọn các chất hoạt động bề mặt để nâng cao hiệu quả của dung dịch làm ẩm có tính thực tiễn cao. Trong khi đó, ngày nay thế giới quan tâm rất nhiều đến quá trình sản xuất sạch, việc sản xuất gắn với bảo vệ môi trường là xu hướng tất yếu hiện nay và trong tương lai.

Trong bối cảnh đó ngành sản xuất in không phải là ngoại lệ, do đó, việc tìm ra các dung dịch làm ẩm khuôn in bằng các dung dịch có tính thân thiện với môi trường đã được nhiều hãng trên thế giới quan tâm. Hiện nay trong công nghệ in offset ướt việc làm ẩm bằng dung dịch dùng cồn isopropanol (IPA) được dùng phổ biến, nhưng IPA có ngồn gốc dầu mỏ, khi in thường tạo ra chất hữu cơ bay hơi (VOC: volatile organic compound) gây ô nhiễm môi trường. Để khắc phục hiện tượng này người ta đã nghiên cứu và đưa vào sử dụng loại dung dịch làm ẩm thay thế cồn (Alcohol Replacement). Tuy nhiên việc dùng dung dịch thay thế cồn đòi hỏi hệ thống làm ẩm của máy in phải có một số thay đổi cho phù hợp, quá trình in đòi hỏi giữ chế độ in nghiêm ngặt hơn, chất lượng in khó kiểm soát. Vấn đề đặt ra là tìm loại dung dịch làm ẩm thân thiện với môi trường nhưng không ảnh hưởng đến quá trình in, đồng thời không phải thay đổi hệ thống làm ẩm của các máy in hiện nay. Đây là một hướng mà chúng tôi đã nghiên cứu và áp dụng thử nghiệm. Để tìm hiểu về vấn đề này, trong phạm vi một bài viết ngắn chúng tôi không hy vọng trình bày được tất cả các vấn đề lên quan tới quá trình làm ẩm, mà chỉ đề cập đến một số khía cạnh về mặt nguyên tắc cơ bản của cách tiếp cận loại dung dịch làm ẩm thân thiện với môi trường.

Chức năng của dung dịch làm ẩm : Dung dịch làm ẩm (dampening solution) còn gọi là dung dịch máng nước (fountain solution) là loại dung dịch dùng trong công nghệ in offset ướt (lithographic) để truyền lên bản in trong lúc in. Tác dụng của dung dịch làm ẩm: ngăn cản mực in tiếp xúc trực tiếp với phần tử để trắng, nhũ hoá mực in tạo thuận lợi cho quá trình truyền mực; Làm mát, bôi trơn bề mặt bản in và cao su offset; Để thực hiện được mục đích đó, dung dịch làm ẩm phải có các chức năng cơ bản sau: Tạo màng nước mỏng ngăn không cho mực bám lên phần tử không in trên bản; Duy trì tính ưa nước tự nhiên của phần tử không in; Làm sạch nhanh mực trên các phần tử không in khi bắt đầu in; Làm nhanh quá trình dàn trải của nước trên toàn bộ các phần tử không in trên bản; Giúp màng nước trải đều qua các quả lô làm ẩm; giảm ma sát giữa bản in và tấm cao su offset; Điều chỉnh quá trình nhũ hoá của nước và mực.

Ngoài ra dung dịch làm ẩm phải thỏa mãn các yêu cầu sau: Nhanh chóng thấm ướt bề mặt phần tử không in; Không ảnh hưởng đến khả năng nhận mực của phần tử in nhất là các phần tử in nhỏ; ít tạo bọt, tạo ít khí thải VOC; Cho phép in được ngay sau giữa các lần nghỉ. Để có các chức năng cũng như yêu cầu của dung dịch làm ẩm, các nhà sản xuất đã đưa ra nhiều đơn pha chế khác nhau. Trong quá trình hình thành và phát triển của công nghệ in offset người ta đã dùng nhiều loại khác nhau, nhưng có thể phân thành ba loại là: dung dịch nước; dung dịch pha cồn IPA và dung dịch thay thế cồn. Hiện nay người ta thường dùng dung dịch làm ẩm pha với cồn, trong đó dung dịch làm ẩm thường gồm các thành phần sau: bộ đệm pH; axit hữu cơ; chất hoạt đông bề mặt; keo ưa nước; chất điều chỉnh nhũ hoá; chất tạo độ nhớt; chất chống tạo bọt; chất chống vi khuẩn, nấm…

Dung dịch làm ẩm có nhiều đặc trưng khác nhau: Giá trị pH và khả năng đệm của nó; sức căng bề mặt; khả năng thấm ướt và nhũ hoá; độ nhớt; độ dẫn điện; độ cứng của nước… Trong phạm vị bài viết này chúng tôi chỉ đề cập tới các vấn đề: sức căng bề mặt động lực học ảnh hưởng tới quá trình thấm ướt và nhũ hoá dung dịch làm ẩm trong mực in; độ nhớt của dung dịch làm ẩm ảnh hưởng tới chiều dầy lớp dung dịch trên phần tử không in. Đây là những vấn đề liên quan trực tiếp và dùng làm cơ sở cho việc thay thế dung dịch làm ẩm
bằng cồn IPA bằng một dung dịch khác.