Các nhà nghiên cứu của Viện Nghiên cứu Sành sứ Thủy tinh Công nghiệp đã thử nghiệm thành công công nghệ sản xuất mực in sử dụng cho máy in kỹ thuật số bằng phương pháp nghiền siêu mịn.

Mực in bảo vệ môi trường

KS Nguyễn Đức Thuận cùng cộng sự của Viện Nghiên cứu Sành sứ Thủy tinh Công nghiệp đã thực hiện đề tài “Nghiên cứu công nghệ sản xuất mực in sử dụng cho máy in kỹ thuật số trong công nghiệp sản xuất gạch ốp lát” và đạt được nhiều kết quả khả thi. Nghiên cứu này được kỳ vọng sẽ giải quyết vấn đề chi phí trong sản xuất, tự chủ về nguồn cung ứng mực in trong nước, đồng thời đảm bảo mục tiêu bảo vệ môi trường.

KS Nguyễn Đức Thuận cho biết, sản xuất gạch ốp lát tại Việt Nam đứng trong nhóm đầu tại khu vực Đông Nam Á, nằm trong top 10 trên thế giới với công nghệ tương đối hiện đại, bắt nhịp được với tình hình chung, đem lại giá trị cao nhất trong ngành sản xuất gốm sứ tại nước ta.

Khi các nhà máy sản xuất gạch ốp lát tại Việt Nam chuyển sang trang trí bằng phương pháp in kỹ thuật số thì chất lượng và tính thẩm mỹ càng được nâng cao hơn.

Tuy nhiên, mực in của phương pháp này được nhập từ nước ngoài (Trung Quốc hoặc từ các nước châu Âu) với giá thành tương đối cao, lệ thuộc nhiều (chủng loại màu sắc, sự tương thích giữa mực và máy) vào nhà cung cấp, gây không ít khó khăn cho quá trình sản xuất.

Để giải quyết bất cập này, nhóm đã nghiên cứu tổng quan về phương pháp in cho gạch ốp lát và các tính chất của mực in kỹ thuật số. Từ đó, tìm hiểu về công nghệ gia công chất màu cho mực in kỹ thuật số và đưa ra lượng dung môi, chất phụ gia với tỷ lệ phù hợp.

Từ những kết quả nghiên cứu, nhóm tiếp tục bài phối liệu chế tạo mực in cho máy in kỹ thuật số màu xanh dương (blue), đồng thời chế thử 20kg mực theo quy trình công nghệ và đạt yêu cầu chất lượng theo thuyết minh đề tài.

Mẫu mực đề tài sau khi chế thử thành công được đem đi thử nghiệm tại dây chuyền sản xuất gạch lát của Công ty TNHH Sản xuất và Thương mại Việt Anh (xã Việt Xuân, huyện Vĩnh Tường, tỉnh Vĩnh Phúc).

Mẫu mực đề tài và mẫu mực đối chứng là mẫu mực đang được chạy sản xuất tại công ty được đem đi thử trên mẫu gạch ốp, nung trong lò thanh lăn đang sản xuất tại nhà máy với chu kỳ nung là 39 phút dưới nhiệt độ tối đa 1130/1130°C.

KS Nguyễn Đức Thuận cho biết, mẫu mực của đề tài được đánh giá là có độ phát màu, độ sắc nét và độ bóng tương đương với mẫu mực đang chạy thực tế tại nhà máy. Độ mịn của mẫu mực được đánh giá tốt tương đương mẫu đang sử dụng, kiểm tra tại nhà máy trên sàng 63 µm (325 mesh) có sót sàng bằng 0.

Giá thành rẻ hơn thị trường

Sau khi bài phối liệu và chế thử thành công, nhóm đã tính toán chi phí cho một tấn phối liệu để tạo được 820 kg mực (tỷ lệ hao hụt 18%). Kết quả cho thấy, đơn giá để sản xuất 1kg mực là 202.907 đồng, trong khi đó giá mực in kỹ thuật số trên thị trường cùng thời điểm nghiên cứu rơi vào khoảng 220.000 đồng/kg. Như vậy, mực in kỹ thuật số do đề tài chế tạo có giá thành rẻ hơn.

Theo KS Nguyễn Đức Thuận, các nguyên liệu được sử dụng trong đề tài như bột màu gốm sứ xanh dương, dung môi gốc alcohol, phụ gia, chất bảo quản... đều có độ sạch tốt, không nằm trong danh sách các chất độc hại, không bị phân hủy ở nhiệt độ thường và đã được kiểm chứng bằng việc sử dụng lâu dài tại các nhà máy sản xuất gốm sứ, thủy tinh trong nước.

Quá trình nghiền và in mực cũng không gây bay bụi mịn ra môi trường. Đặc biệt, nguồn nước trong quá trình nghiền được tuần hoàn liên tục và tái sử dụng cho lần sau. Toàn bộ quá trình không phát sinh rác thải rắn ra môi trường. Đối với các sản phẩm lỗi, không đạt yêu cầu chất lượng có thể tái sử dụng.

Kết quả của đề tài “Nghiên cứu công nghệ sản xuất mực in sử dụng cho máy in kỹ thuật số trong công nghiệp sản xuất gạch ốp lát” nếu được áp dụng triển khai vào thực tiễn sẽ góp phần giải quyết bài toán lớn về kinh tế và môi trường trong sản xuất mực in sử dụng cho máy in kỹ thuật số hiện nay.

Theo nhóm nghiên cứu, sản xuất gạch ốp lát là một ngành đem lại giá trị cao nhất trong ngành sản xuất gốm sứ tại nước ta, sản lượng ước đạt trên 625 triệu m2, kim ngạch xuất khẩu đạt trên 300 triệu USD. Bên cạnh yếu tố chất lượng, thẩm mĩ là một yếu tố được quan tâm hàng đầu khi khách hàng lựa chọn sản phẩm gạch ốp lát.

Trong công nghệ in kỹ thuật số không có tiếp xúc với bề mặt gạch. In phun mực theo yêu cầu (drop on demand) đang trở thành kỹ thuật hàng đầu trong trang trí gạch men.

Công nghệ này sử dụng trong hầu hết các trường hợp mực in được sản xuất bằng cách micron hóa các bột màu gốm thông thường trong phạm vi 0,2 - 0,6 µm (đường kính trung bình).

Nó dựa trên một thiết bị áp điện làm biến dạng dưới điện áp cho phép trục xuất giọt nước. Hệ màu phổ biến nhất là tiêu chuẩn CMYK nổi tiếng. Đây là từ viết tắt của các màu Cyan, Magenta, Yellow và Black (đối với K đen được sử dụng thay cho B để tránh nhầm lẫn với Blue).

Hiện nay do nhu cầu về chất lượng hình ảnh của mẫu in mà các nhà máy sẽ thường yêu cầu các hãng máy in bổ sung thêm 1 - 3 màu vào hệ thống ví dụ như màu Blue, Red, Green, Brown...