Trong quá khứ, khi chưa có phấn, con người thường sử dụng các vật liệu tự nhiên dễ mài mòn để tạo thành “phấn”. Điển hình như đất sét, than củi và nhiều loại vật liệu khác. Thậm chí, những bức tranh trong các hang động cổ chứng tỏ rằng tổ tiên của chúng ta đã biết dùng “phấn” từ rất lâu đời. Trước đây, người ta còn khai thác đá phấn (thạch cao) để làm phấn cho các trường học. Tuy nhiên, vật liệu này phải được chế biến thành những viên phấn hình hộp chữ nhật nặng hàng vài chục gram. Viên phấn này có thể sử dụng cả buổi giảng hoặc một vài ngày.
Tuy nhiên, sau này, người ta đã khám phá ra rằng thạch cao (canxi sulfat dihydrat CaSO4.2H2O) cũng có thể làm phấn rất tốt. Người ta đã tiến hành xử lý và chế biến thạch cao để tạo ra các loại phấn viên tiện dụng hơn. Quá trình chế biến này giúp thạch cao giữ được cấu trúc Canxi sulfat và chỉ phản ứng loại bỏ phần nước trong thành phần của nó.
Ở các sản phẩm sau khi ra lò, thạch cao được nghiền nhỏ và sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp như phụ gia xi măng, vật liệu bó bột trong y tế, làm khuôn gốm và một phần rất nhỏ dùng để làm phấn viết bảng.
Để tạo ra phấn, người ta pha thạch cao bột thành dung dịch dạng sữa rồi đổ vào khuôn. Phấn được tạo ra sau quá trình Hyđrat hóa, tạo liên kết tinh thể Đihyđrat. Tuy nhiên, người ta đã phát triển các công nghệ mới và thay đổi nguyên liệu để giải quyết các vấn đề như việc phấn bị bụi, mài mòn nhanh và độc hại cho sức khỏe.
Các công nghệ và nguyên liệu mới
Để giải quyết những mâu thuẫn trên, các nhà chế tạo phấn đã phải cải tiến kỹ thuật công nghệ và thay đổi nguyên liệu.
-
Về nguyên liệu: Người ta đã thay thạch cao truyền thống bằng bột nhẹ (CaCO3) có độ phủ, độ mịn và độ trắng cao, tạo nét viết rõ ràng chỉ với một lớp mỏng. Điều này giúp phấn trở lại với nguyên liệu tự nhiên như ngày xưa. Bên cạnh CaCO3, một số cơ sở sản xuất còn pha trộn thêm một số chất khác như thạch cao, bột đá phấn và một lượng nhỏ TiO2 để đáp ứng các yêu cầu cụ thể.
-
Về công nghệ: Người ta đã chuyển từ công nghệ rót khuôn sang công nghệ đúc ép. Nguyên liệu bột được phối trộn với dung dịch kết dính (keo) hữu cơ đặc biệt đến một độ dẻo cần thiết và gia công viên phấn theo kiểu đúc ép hoặc ép đùn.
-
Các phụ gia: Điểm mấu chốt của phấn không bụi chính là các phụ gia có trong thành phần viên phấn. Mặc dù việc viết bằng viên phấn sẽ tạo ra bụi do cấu trúc bị mài mòn, nhưng các hạt phấn cực nhỏ không tản ra mà co cụm lại thành các tập hợp lớn hơn, một phần lưu trên bảng thành nét vẽ, còn một phần rời ra dưới dạng các hạt khá lớn ít gây ảnh hưởng bụi cho người viết. Để đạt được các tính năng này, người ta đã thêm vào thành phần các hợp chất dạng dầu, mỡ, sáp với hàm lượng rất nhỏ.
Một ví dụ về thành phần phối liệu của một loại phấn không bụi là bột nhẹ CaCO3, dung dịch polyvinylalcol PVA và chất hóa dẻo OP hoặc dầu parafin, mỡ động vật. Các chất này được trộn cán với keo và chất làm dẻo để tạo thành viên phấn.
Đến đây, các bạn có thể thấy rằng viên phấn không bụi dù nhỏ bé nhưng cũng có nhiều câu chuyện thú vị để chia sẻ. Viên phấn không bụi không chỉ mang lại nét mới trong vẻ đẹp của ngàn năm mà còn đáp ứng đầy đủ các yêu cầu như: mềm vừa phải, không gây bụi, ít mài mòn, không độc hại và giá thành chấp nhận được.
Nguồn: Tạp chí công nghệ hoá chất
