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触变性的测量

触变性可以用流变曲线法和触变性破解系数法测定。

(1)流变曲线法用一种可以变速的旋转黏度计,从低速开始,逐渐增加转速进行测定,达到某一选定的最大转速时再逐渐减低转速进行测定,这样将增加转速和减低转速所得的相应数据,标于以剪切应力为横坐标、切变速率为纵坐标的直角坐标图上,将各点连起来可得到如图8—17那样的封闭曲线,这个封闭的区域为触变性区域,其面积用来表示触变性的大小。面积越大,触变性越大,反之越小。

(2)触变性破解系数法用可变速的旋转黏度计,选用两种不同的速度来测定油墨黏度,一种较低的速度,一种较高的速度,然后用下列公式求出触变性破解系数。

如果V1=V2就表示油墨是牛顿流体,没有触变性。触变性破解系数越大,油墨的触变性也越大。一般旋转黏度计的转速都是用每分钟的转数来表示的,计算时要把它换成角速度,换算式如下:

3.油墨触变性的控制

油墨的触变性对于印刷工艺有很重要的意义。油墨在从印版转移到承印物的过程中,油墨的黏度由于触变作用而下降了,从而油墨能够顺利转移。油墨转移到承印物上以后,外界的机械作用没有了,油墨的表观黏度又回升,有利于油墨在承印物上固着,保证了油墨不向四周流溢,使网点清晰,印晶的墨色鲜明而浓重。由此看来,某些印刷过程是利用了油墨的触变特性才得以实现的。

油墨的触变性大小要适当。触变性太大会造成输墨不畅,墨斗不下墨。经过研究发现使油墨不下墨的关键性指标是触变性和屈服值,两者任何一方过大,不论另一方如何,都将造成油墨的流动困难。其计算单位为h,通常精确到o.1Pa。当触变性大到一定程度时,屈服值不管是多少,油墨都将不下墨。以触变指数为例,若超过3.2时油墨在使用时就会有困难,流动得好的油墨应是1.6左右;触变性过小则会使印刷网点不够清晰。

影响油墨的触变性的因素主要是颜料和连结料的性质,包括以下几个方面:(1)颜料的颗粒形状制成油墨中的颜料颗粒呈针状和板状粒子的比呈球状粒子的触变性要大一些,同时针形结晶的颜料重新聚集或絮凝的时间要长一些。

(2)颜料用量油墨中颜料的用量大,其触变性也大,这是因为颜料由于其分子相互吸引而絮凝的缘故。

(3)颜料的润湿性使用润湿性差的颜料,油墨触变性大。

(4)树脂的分子量树脂的分子量大但正庚烷值小的油墨,触变性大。

黏性

印刷实例:某次印刷生产中墨量调节过大,油墨在墨辊分离处发现很大的“嵫嵫”声,压印的纸张很容易成片的粘到橡皮布上,造成剥纸故障。要解决这个故障的关键是通过减小墨量来降低油墨的黏性。

1.黏性的概念及理解

概念:油墨层分离时阻力的大小。

理解:在印刷过程中,随着墨辊的转动,油墨层被挤压和分裂,其内部产生一个抵抗墨层分离的力或者阻止墨层分裂的力,一般将其称为黏性,又叫黏着性。黏性和黏度是油墨内聚力的两种不同的表现形式。黏性是对油墨内聚力所产生的阻止油墨分裂的力的量度;黏度是对油墨内聚力所产生的阻止油墨相对移动的力的量度。例如当印刷速度增大时,油墨的黏度会降低,而黏性会增大。然而这两者之间有一定的关系,一般来说,黏度大的油墨其黏性必然也大,这是由油墨的内聚力大小所决定的。

黏性增值油墨在工作一段时间后,油墨黏性仪(图8—18)上其黏性变化的情况,其大小通常用15min时测得的油墨黏性值与lmin测得的油墨黏性值之差表示。油墨黏性增值反映了油墨在印刷机上的稳定性。

2.黏性的测量及标准

目前国内大多采用油墨黏性仪(又称油墨表)来测定油墨的黏性。该仪器的主要部件及结构如图8-18所示。它在一根辊子上涂上一定体积的油墨,并按一定的速度使它旋转,这样油墨就转移到其他辊子上了,这时测出金属墨辊与橡胶墨辊之间油墨分离时所需要的力,就得出了油墨的黏性大小。由于该仪器只给出了力的相对大小,所以没有单位,只以数字表示。测定时墨辊旋转的速度越快,黏性的数值也越大。通常把在400r/min速度下lmin时的测定值作为油墨的黏性值。

油墨黏性的大小也可用经验法加以判断,用手指蘸取少量油墨涂布于铜版纸的表面,以指尖加压后急速剥离并连续多次,以感知墨膜分裂时拉力的大小,如图8—19所示。

3.油墨黏性的控制

油墨黏性与印刷关系密切,黏性过大,会造成纸张表面拉毛、掉粉,甚至大范围的剥离。在湿压湿的套印过程中,安排色序时必须考虑油墨的黏性,如果前一色油墨黏性大于后一色油墨黏性,则叠印可顺利进行。反之,后一色油墨黏性大于前一色油墨黏性,则前一色油墨被后一色油墨粘着而产生逆叠印(即混色)现象,这样叠色印刷也就无法正常进行。所以对油墨黏性的控制是正常进行印刷的保证。

油墨的黏性受外界环境的影响较大,环境温度、印刷速度及供墨量都能影响油墨的黏性。

环境温度升高,油墨黏性减小。表8-8为在不同温度的循环水作用下,400r/min时油墨黏性大小的变化情况,实验表明油墨的黏性随温度的升高而减小。因此,要尽量保持印刷车间的温度稳定,防止油墨黏性急剧变化。当印刷车间的温度有较大的变化时,必须相应地调节油墨的黏性值。尤其在寒冷的冬天,温度越低,油墨的黏性越大,拉毛现象越严重。所以工作环境的气温太低时,应延长机器空转时间,把油墨预热,使其黏性满足要求后方可印刷。

印刷速度越快,油墨黏性越大。表8-9为在三种不同转速下对A、B两种油墨所测定的油墨黏性值,从中可以看出油墨黏性随转速提高而增大。从流体的黏弹性的观点分析,流体被剪切的速度慢时呈现流体状态,速度快时就趋向于固体状态。印刷速度的增加就意味着油墨的黏性增大,过大时就会导致拉毛和转印效率降低。必须把油墨的黏性降到纸张表面所能承受的程度。

印刷过程中油墨的供应量越大,墨层越厚,油墨黏性也越大。表8—10为在400r/min下,测定不同油墨量对油墨黏性大小的影响,从中可以看出油墨黏性随油墨用量增多而增大。为减轻印刷时纸张拉毛现象,也可适量减少供墨量,降低印刷墨层厚度。