খবর
জল-ভিত্তিক কালিগুলির বিকাশ এবং পরিবেশ-বান্ধব জল-ভিত্তিক পলিউরেথেন কালিগুলির অধ্যয়ন অন্বেষণ করা
বায়ু দূষণ দীর্ঘকাল ধরে একটি প্রধান উদ্বেগের বিষয় হয়ে দাঁড়িয়েছে, ধূলিঝড়ের মতো প্রাকৃতিক ঘটনার পাশাপাশি VOC-এর মতো বিষাক্ত গ্যাস নির্গমন উল্লেখযোগ্য অবদানকারী। পরিবেশ সুরক্ষার সচেতনতা বৃদ্ধির সাথে সাথে এবং বিভিন্ন জাতীয় নীতি প্রয়োগ করা হয়, মুদ্রণ শিল্প, একটি প্রধান VOC নির্গমনকারী, অনিবার্য সংস্কারের সম্মুখীন হয়েছে। ফলস্বরূপ, পরিবেশ বান্ধব মুদ্রণ কালি বিশ্বব্যাপী মুদ্রণ শিল্প গবেষণায় একটি কেন্দ্রবিন্দু হয়ে উঠেছে। জল-ভিত্তিক কালি, শক্তি-নিরাময়যোগ্য কালি এবং উদ্ভিজ্জ তেল-ভিত্তিক কালি সহ উপলব্ধ পরিবেশ-বান্ধব কালিগুলির মধ্যে, জল-ভিত্তিক কালিগুলি সর্বাধিক ব্যবহৃত হয়। জল-ভিত্তিক কালিতে জৈব দ্রাবকের কম অনুপাত থাকে, VOC নির্গমন হ্রাস করে এবং পরিবেশ সুরক্ষা নীতিগুলির সাথে সারিবদ্ধ করে। যাইহোক, জল-ভিত্তিক কালিগুলিরও ত্রুটি রয়েছে যেমন ধীরগতিতে শুকানো এবং নিরাময় করার সময় এবং দুর্বল জল এবং ক্ষার প্রতিরোধের, ঐতিহ্যগত শিল্প কালিতে তাদের প্রয়োগ সীমিত করে। এইভাবে, রজন পরিবর্তনের মাধ্যমে এই দুর্বলতাগুলিকে উন্নত করা একটি উল্লেখযোগ্য ফোকাস হয়ে উঠেছে। এই কাগজটি জল-ভিত্তিক কালির বিকাশ এবং প্রয়োগ, রজন পরিবর্তনের অধ্যয়ন, জল-ভিত্তিক পলিউরেথেন ব্যবহার করে কালি ছাপানোর গবেষণায় অগ্রগতি এবং এই ক্ষেত্রে ভবিষ্যতের সম্ভাবনার রূপরেখা দেয়।
- পরীক্ষামূলক
- জল-ভিত্তিক কালি উন্নয়ন
কালির একটি দীর্ঘ ইতিহাস রয়েছে, মুদ্রণের উদ্ভাবনের পাশাপাশি উদ্ভূত হয়েছে। 1900 সালে লিথল রেড পিগমেন্টের প্রবর্তনের পর, কালি ব্যাপকভাবে ছড়িয়ে পড়ে, যা দেশগুলিকে কালি গবেষণায় বিনিয়োগ করতে প্ররোচিত করে। জল-ভিত্তিক কালি হল একটি ডেরিভেটিভ যা কালি ব্যবহারিকতার জন্য উচ্চ চাহিদার ফলে। 1960-এর দশকে বিদেশে জল-ভিত্তিক কালি নিয়ে গবেষণা শুরু হয়েছিল, প্রাথমিকভাবে মুদ্রণের হার দ্রুততর করতে এবং পেট্রোলিয়াম-ভিত্তিক কাঁচামালের উপর নির্ভরতা কমাতে। এই কালি বেনজিন এবং শেলাক বা সোডিয়াম লিগনোসালফোনেটের মতো জৈব যৌগগুলিকে সেই সময়ে মুদ্রণের চাহিদা মেটাতে প্রধান উপকরণ হিসাবে ব্যবহার করত। 1970-এর দশকে, গবেষকরা পরিবেশগত প্রয়োজনীয়তা পূরণের সময় কালির চকচকে এবং জল প্রতিরোধের বজায় রেখে স্টাইরিনের সাথে অ্যাক্রিলিক মনোমারগুলিকে পলিমারাইজ করে একটি কোর-শেল এবং নেটওয়ার্ক কাঠামো সহ একটি পলিমার ইমালসন রজন তৈরি করেছিলেন। যাইহোক, যেহেতু পরিবেশ সচেতনতা বৃদ্ধি পেয়েছে এবং কঠোর পরিবেশগত আইন প্রণীত হয়েছে, কালিতে বেনজিন-ভিত্তিক জৈব উপাদানের অনুপাত হ্রাস পেয়েছে। 1980 এর দশকের মধ্যে, পশ্চিম ইউরোপীয় দেশগুলি "সবুজ কালি মুদ্রণ" এবং "নতুন জল-ভিত্তিক কালি মুদ্রণ" এর ধারণা এবং প্রযুক্তি চালু করে।
চীনের কালি শিল্প মুদ্রা উৎপাদনের সাথে কিং রাজবংশের শেষের দিকে শুরু হয়েছিল, 1975 সাল পর্যন্ত আমদানি করা কালির উপর প্রচুর নির্ভর করে, যখন তিয়ানজিন ইঙ্ক ফ্যাক্টরি এবং গাঙ্গু ইঙ্ক ফ্যাক্টরি প্রথম গার্হস্থ্য জল-ভিত্তিক গ্র্যাভিউর কালি তৈরি করে এবং উত্পাদন করে। 1990 এর দশকের মধ্যে, চীন 100 টিরও বেশি ফ্লেক্সো প্রিন্টিং উত্পাদন লাইন আমদানি করেছিল, জল-ভিত্তিক কালি ব্যবহারে দ্রুত অগ্রসর হয়েছিল। 2003 সালে, চায়না ইন্ডাস্ট্রিয়াল টেকনোলজি রিসার্চ ইনস্টিটিউট সফলভাবে সম্পর্কিত পণ্যগুলি তৈরি করেছে এবং 2004 সালের প্রথম দিকে, সাংহাই মেইড কোম্পানি একটি সম্পূর্ণ জল-ভিত্তিক, নিম্ন-তাপমাত্রার থার্মোসেটিং কালি তৈরি করেছে যা জাপানি এবং জার্মান মান পূরণ করে। যদিও 21 শতকের গোড়ার দিকে জল-ভিত্তিক কালি নিয়ে চীনের গবেষণায় দ্রুত বিকাশ ঘটেছিল, পশ্চিমা দেশগুলি ইতিমধ্যে উল্লেখযোগ্য অগ্রগতি অর্জন করেছে: মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রে প্রায় 95% ফ্লেক্সো পণ্য এবং 80% গ্র্যাভিউর পণ্য জল-ভিত্তিক কালি ব্যবহার করে, অন্যদিকে যুক্তরাজ্য এবং জাপান খাদ্য এবং ফার্মাসিউটিক্যাল প্যাকেজিংয়ের জন্য জল-ভিত্তিক কালি গ্রহণ করেছে। তুলনামূলকভাবে, চীনের উন্নয়ন ধীর ছিল।
বাজারকে আরও উন্নীত করার জন্য, চীন 2007 সালের মে মাসে প্রথম জল-ভিত্তিক কালি মান প্রবর্তন করে এবং 2011 সালে "সবুজ উদ্ভাবন বিকাশের" পক্ষে কথা বলে, যার লক্ষ্য জল-ভিত্তিক কালি দিয়ে দ্রাবক-ভিত্তিক কালি প্রতিস্থাপন করা। মুদ্রণ শিল্পের জন্য 2016 "13 তম পঞ্চবার্ষিক পরিকল্পনা" এ, "জল-ভিত্তিক পরিবেশগত উপকরণের উপর গবেষণা" এবং "সবুজ মুদ্রণ" ছিল মূল ফোকাস। 2020 সালের মধ্যে, সবুজ এবং ডিজিটাল প্রিন্টিংয়ের জাতীয় প্রচার জল-ভিত্তিক কালি বাজারকে প্রসারিত করেছে।
- জল-ভিত্তিক কালি প্রয়োগ
20 শতকের গোড়ার দিকে, মার্কিন যুক্তরাষ্ট্র প্রথম ফ্লেক্সো মুদ্রণে জল-ভিত্তিক কালি প্রয়োগ করে। 1970 এর দশকে, উচ্চ-মানের জল-ভিত্তিক গ্র্যাভিউর কালি বিভিন্ন প্যাকেজিং কাগজপত্র, পুরু বুকশেলফ এবং কার্ডবোর্ডের জন্য ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়েছিল। 1980-এর দশকে, চকচকে এবং ম্যাট স্ক্রিন প্রিন্টিং জল-ভিত্তিক কালিগুলি বিদেশে তৈরি করা হয়েছিল, যা কাপড়, কাগজ, পিভিসি, পলিস্টেরিন, অ্যালুমিনিয়াম ফয়েল এবং ধাতুগুলিতে তাদের প্রয়োগকে প্রসারিত করেছিল। বর্তমানে, তাদের পরিবেশ-বান্ধব, অ-বিষাক্ত এবং নিরাপদ বৈশিষ্ট্যগুলির কারণে, জল-ভিত্তিক কালিগুলি প্রধানত খাদ্য প্যাকেজিং প্রিন্টিং, যেমন তামাক প্যাকেজিং এবং পানীয় বোতলগুলিতে ব্যবহৃত হয়। পরিবেশগত আইনের উন্নতির সাথে সাথে, জল-ভিত্তিক কালির প্রয়োগ বৈচিত্র্য এবং তীব্রতর হতে থাকে। চীনও ক্রমশ মুদ্রণ শিল্পে তাদের ব্যবহার প্রচার করছে।
- ফলাফল এবং আলোচনা
- রজন পরিবর্তন গবেষণা
কালি কর্মক্ষমতা রজন পার্থক্য দ্বারা প্রভাবিত হয়. সাধারণত, জল-ভিত্তিক কালি রজনগুলি সাধারণত পলিউরেথেন, পরিবর্তিত এক্রাইলিক ইমালশন বা পলিঅ্যাক্রিলিক রজন হয়। জল-ভিত্তিক পলিউরেথেন (WPU) রেজিন, উচ্চতর গ্লস সহ, প্যাকেজিং মুদ্রণে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। এইভাবে, জল-ভিত্তিক কালির পরিবেশগত বন্ধুত্ব এবং চকচকে উন্নত করতে WPU কর্মক্ষমতা বৃদ্ধি করা মুদ্রণ শিল্পে একটি ফোকাস হয়ে উঠেছে।
- জল-ভিত্তিক পলিউরেথেনগুলি পরিবর্তন করা
কম-আণবিক-ওজন পলিওল দ্বারা গঠিত জল-ভিত্তিক পলিউরেথেনগুলিকে পলিয়েস্টার, পলিথার এবং হাইব্রিড প্রকারে শ্রেণীবদ্ধ করা যেতে পারে। পলিয়েস্টার এবং পলিথার পলিমারের বিভিন্ন বৈশিষ্ট্যের উপর ভিত্তি করে, তাদের শক্তি এবং স্থায়িত্ব পরিবর্তিত হয়। সাধারণত, পলিয়েস্টার পলিউরেথেনগুলির তুলনায় পলিথার পলিউরেথেনগুলির শক্তি এবং স্থিতিশীলতা কম থাকে তবে উচ্চ-তাপমাত্রা প্রতিরোধের ভাল প্রদর্শন করে এবং হাইড্রোলাইসিসের ঝুঁকি কম। উদাহরণস্বরূপ, পলিথিন গ্লাইকোল মনোমিথাইল ইথার ব্যবহার করে কালির "সামঞ্জস্যতা" বাড়ানো তার সহনশীলতার বৈশিষ্ট্যকে উন্নত করে। যাইহোক, এটি শুধুমাত্র একটি রেফারেন্স পয়েন্ট। বিভিন্ন গবেষণা প্রতিষ্ঠান WPU এর নির্দিষ্ট দিকগুলিকে উন্নত করতে বিভিন্ন পদ্ধতি গ্রহণ করে।
উদাহরণস্বরূপ, 2010 সালে, কালি সান্দ্রতা এবং আনুগত্যের সমস্যাগুলি মোকাবেলার জন্য উচ্চ শক্ততা এবং প্রভাব শক্তি সহ ইপোক্সি রেজিন নির্বাচন করা হয়েছিল, যার ফলে কালি শক্তি বৃদ্ধি পায়। 2006 সালে, বেইজিং কেমিক্যাল ইউনিভার্সিটি দ্বারা প্রকাশিত একটি গবেষণায় ইথিলিন গ্লাইকোল-ভিত্তিক পলিউরেথেন ব্যবহার করে একটি দীর্ঘ নরম অংশের সাথে একটি বিশেষ রজন তৈরি করে, কালি নমনীয়তা উন্নত করে এবং পরোক্ষভাবে জল-ভিত্তিক কালিকে শক্তিশালী করে। কিছু দল রাসায়নিক পদার্থ যোগ করে পরিবর্তনের ফলাফল অর্জন করে: WPU-কে উন্নত করতে সিলিকা বা অর্গানোসিলিকন অন্তর্ভুক্ত করে, যার ফলে কালি প্রসার্য শক্তি বৃদ্ধি পায়। কার্বক্সিল-টার্মিনেটেড বুটাডিন নাইট্রিল পলিউরেথেন কালি বাঁকানো কর্মক্ষমতা এবং সান্দ্রতা উন্নত করতে ব্যবহার করা হয়, আরও জটিল পরিবেশে অভিযোজিত হয়।
এইভাবে, গবেষকরা সাধারণত কালি বৈশিষ্ট্যের উপর ভিত্তি করে নির্দিষ্ট পলিয়েস্টার নির্বাচন করেন, তাপ-প্রতিরোধী পলিয়েস্টার পলিওলগুলিকে সংশ্লেষণ করার জন্য উপযুক্ত পলিএসিড এবং পলিওল ব্যবহার করে, শক্তিশালী আনুগত্যের সাথে পোলার গ্রুপ প্রবর্তন করে, পলিউরেথেন স্ফটিকতা উন্নত করার জন্য উপযুক্ত কাঁচামাল নির্বাচন করে এবং WPU-কে উন্নত করতে কাপলিং এজেন্ট ব্যবহার করে। আর্দ্রতা এবং তাপ প্রতিরোধের।
- জল প্রতিরোধের পরিবর্তন
যেহেতু কালি প্রধানত বাইরের প্যাকেজিংয়ের জন্য ব্যবহৃত হয় এবং ঘন ঘন জলের সাথে যোগাযোগ করে, তাই দুর্বল জল প্রতিরোধের কারণে কঠোরতা, গ্লস এবং এমনকি কালি খোসা বা ক্ষতি হতে পারে, যা স্টোরেজ কর্মক্ষমতাকে উল্লেখযোগ্যভাবে প্রভাবিত করে। WPU জল প্রতিরোধ ক্ষমতা উন্নত করা উপকরণ হিসাবে ভাল জল প্রতিরোধের সঙ্গে পলিওল ব্যবহার করে কালি স্টোরেজ কর্মক্ষমতা বাড়ায়। উদাহরণস্বরূপ, এক্রাইলিক মনোমারের সাথে WPU পরিবর্তন করা বা ইপোক্সি রজন সামগ্রী সামঞ্জস্য করা কালি জল প্রতিরোধের উন্নতি করতে পারে।
স্ট্যান্ডার্ড পলিউরেথেন প্রতিস্থাপনের জন্য উচ্চ-জল-প্রতিরোধী পলিমার ব্যবহার করা ছাড়াও, গবেষকরা প্রায়ই পছন্দসই প্রভাব অর্জনের জন্য জৈব বা অজৈব পদার্থ যোগ করেন। উদাহরণস্বরূপ, রজনে ন্যানোস্কেল সিলিকা অন্তর্ভুক্ত করা জলের প্রতিরোধ এবং শক্তি বাড়ায়, কালি উৎপাদনে একটি বহুল ব্যবহৃত পদ্ধতি। "ইমালসন কপোলিমারাইজেশন পদ্ধতি" জল প্রতিরোধের উন্নতির জন্য যৌগিক PUA তৈরি করে, যখন পলিথিন গ্লাইকোল মনোমিথাইল ইথার পরিবর্তন এবং অর্গানোসিলিকন-সংশোধিত WPU-এর অ্যাসিটোন সংশ্লেষণের মতো পদ্ধতিগুলি জলের প্রতিরোধ ক্ষমতা বাড়ায়।
- উচ্চ-তাপমাত্রা প্রতিরোধের পরিবর্তন
সাধারণত, WPU-এর উচ্চ-তাপমাত্রার প্রতিরোধ ক্ষমতা তুলনামূলকভাবে দুর্বল, যা জল-ভিত্তিক কালির তাপ প্রতিরোধের সীমাবদ্ধ করে। পলিথার পলিউরেথেনগুলির সাধারণত ডবল বন্ডের সংখ্যার কারণে পলিয়েস্টার পলিউরেথেনগুলির তুলনায় উচ্চ-তাপমাত্রা প্রতিরোধের ভাল থাকে। পলিমারাইজেশন মনোমার হিসাবে লং-চেইন পলিমার বা বেনজিন রিং এস্টার/ইথার যুক্ত করা পলিমারের উচ্চ-তাপমাত্রা প্রতিরোধের এবং ফলস্বরূপ, জল-ভিত্তিক কালি তাপ প্রতিরোধের উন্নতি করে। লং-চেইন পলিথার পলিউরেথেন ব্যবহার করার পাশাপাশি, কিছু দল জটিলতা বাড়াতে এবং উচ্চ-তাপমাত্রা প্রতিরোধ ক্ষমতা বাড়াতে যৌগিক উপকরণ ব্যবহার করে। উদাহরণস্বরূপ, DMPA, পলিথার 220 এবং IPDI থেকে সংশ্লেষিত WPU-তে ন্যানো টিন অক্সাইড অ্যান্টিমনি যোগ করা কালি স্তরগুলিকে তাপ শোষণ করতে সক্ষম করে, উচ্চ-তাপমাত্রা প্রতিরোধের উন্নতি করে। পলিউরেথেনে সিলিকা এয়ারজেল যোগ করা তাপ পরিবাহিতাও হ্রাস করে এবং কালি তাপ প্রতিরোধ ক্ষমতা বাড়ায়।
- স্থিতিশীলতা পরিবর্তন
WPU স্থায়িত্ব উল্লেখযোগ্যভাবে জল-ভিত্তিক কালি স্টোরেজ কর্মক্ষমতা প্রভাবিত করে। জল এবং উচ্চ-তাপমাত্রা প্রতিরোধের পাশাপাশি, আণবিক ওজন এবং গঠন বিন্যাস অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। আণবিক কাঠামোতে বেশি হাইড্রোজেন বন্ধনের কারণে পলিয়েস্টার রজন সাধারণত পলিথার রেজিনের চেয়ে বেশি স্থিতিশীল। মিশ্র পলিউরেথেন গঠনের জন্য এস্টার পদার্থ যোগ করা স্থিতিশীলতা বাড়ায়, যেমন উন্নত স্থিতিশীলতা এবং ঘর্ষণ প্রতিরোধের সাথে একটি দ্বৈত-কম্পোনেন্ট WPU তৈরি করতে আইসোসায়ানেট এবং সিলেন ডিসপারসন ব্যবহার করে। তাপ চিকিত্সা এবং শীতলকরণ আরও হাইড্রোজেন বন্ধন তৈরি করতে পারে, আণবিক বিন্যাসকে শক্ত করে এবং WPU স্থায়িত্ব এবং জল-ভিত্তিক কালি স্টোরেজ কার্যকারিতা বাড়াতে পারে।
- আনুগত্য উন্নতি
ডাব্লুপিইউ অপ্টিমাইজ করার সময় জল প্রতিরোধ, উচ্চ-তাপমাত্রা প্রতিরোধ এবং স্থায়িত্ব উন্নত করে, ডাব্লুপিইউ এখনও আণবিক ওজন এবং পোলারিটির কারণে পলিথিন (পিই) প্লাস্টিক পণ্যগুলিতে দুর্বল আনুগত্য দেখায়। সাধারণত, একই ধরনের পোলারিটি এবং আণবিক ওজনের পলিমার বা মনোমারগুলি ডাব্লুপিইউ উন্নত করতে এবং নন-পোলার উপকরণগুলিতে জল-ভিত্তিক কালি আনুগত্য বাড়াতে যুক্ত করা হয়। উদাহরণস্বরূপ, পলিভিনাইল ক্লোরাইড-হাইড্রোক্সাইথাইল অ্যাক্রিলেট রজন সহ কো-পলিমারাইজিং WPU কালি এবং আবরণের মধ্যে জলরোধী আনুগত্য উন্নত করে। WPU-তে এক্রাইলিক পলিয়েস্টার রজন যুক্ত করা একটি অনন্য আণবিক লিঙ্ক কাঠামো তৈরি করে, উল্লেখযোগ্যভাবে WPU আনুগত্য বৃদ্ধি করে। যাইহোক, এই পদ্ধতিগুলি গ্লসের মতো মূল কালি বৈশিষ্ট্যগুলিকে প্রভাবিত করতে পারে। অতএব, শিল্প কৌশলগুলি কালি আনুগত্যের উন্নতির জন্য বৈশিষ্ট্যগুলি পরিবর্তন না করেই উপকরণগুলিকে চিকিত্সা করে, যেমন ইলেক্ট্রোড দিয়ে পৃষ্ঠগুলিকে সক্রিয় করা বা শোষণ বাড়ানোর জন্য স্বল্পমেয়াদী শিখা চিকিত্সা।
- উপসংহার
বর্তমানে, জল-ভিত্তিক কালিগুলি খাদ্য প্যাকেজিং, ফার্মাসিউটিক্যাল প্যাকেজিং, কর্মশালা, বই এবং অন্যান্য আবরণ বা মুদ্রণ অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। যাইহোক, তাদের অন্তর্নিহিত কর্মক্ষমতা সীমাবদ্ধতা বিস্তৃত অ্যাপ্লিকেশন সীমাবদ্ধ. পরিবেশগত এবং নিরাপত্তা সচেতনতা উন্নত জীবনযাত্রার সাথে বৃদ্ধির সাথে সাথে, জল-ভিত্তিক পরিবেশ-বান্ধব কালি যা VOC নির্গমন কমায় ক্রমবর্ধমানভাবে দ্রাবক-ভিত্তিক কালি প্রতিস্থাপন করছে, ঐতিহ্যগত দ্রাবক-ভিত্তিক কালি বাজারকে চ্যালেঞ্জ করছে।
এই প্রেক্ষাপটে, ন্যানো প্রযুক্তি এবং জৈব ও অজৈব যৌগগুলির সংকরকরণের মতো উদ্ভাবনী পদ্ধতির মাধ্যমে জল-ভিত্তিক রেজিন, বিশেষ করে জল-ভিত্তিক পলিউরেথেনগুলিকে সংশোধন করে কালি কার্যক্ষমতা বৃদ্ধি করা ভবিষ্যতের জল-ভিত্তিক কালি বিকাশের জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। অতএব, বিস্তৃত অ্যাপ্লিকেশনের জন্য জল-ভিত্তিক কালি কর্মক্ষমতা বাড়ানোর জন্য রজন পরিবর্তনের উপর আরও ব্যাপক গবেষণা প্রয়োজন।