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油墨的流变性是印刷机操作者日常遇到的油墨物理性能印刷检测,它涉及到牛顿流体、非牛顿流体、粘度、粘性、屈服值、触变性等等基本概念,这些概念既是操作者必考的理论试题,又是指导操作者实践的基础,如何理解和掌握油墨的流变性?笔者试通过本文与印刷机操作者切磋。
流变学是物理学的一个分支,它是专门研究物质的变形和流动的科学。
油墨的流变性是指油墨流动体在外力作用下所表现出来的流动和外形变化上的特性富士施乐,主要表明在剪切应力作用下,油墨流动的剪切速率(或称切变速率)与剪切应力之间的关系。同时也表现出油墨的粘度或屈服值、触变性等多种性质。
流体物质受力流动时有两种类型,当流体的流速较慢时,流动呈直线型。液体以平行于管轴的方向在管内流动,这种流动称为直线流动或层流(如图1)。如果流体的流速超过某一恒定值或由于某种原因印刷市场,流动出现不规则的旋涡,形成紊乱的流动,这种流动型称为湍流或紊流(如图2),具有层流状态的流体属于牛顿流体,具有湍流状态的流体属于非牛顿流体。晒版
油墨是具有一定流动度的浆状胶粘体包装物流,它可以分为液体油墨和浆状油墨两大类,根据油墨流体的流变特性,这两类油墨基本上归属于牛顿流体和非牛顿流体的类型。
1.油墨流变性的基本概念
1.1牛顿流体与粘度
通常,流体流动的速度梯度(剪切速度:D)与所加的切应力(τ)的大小成正比(如图3),这种流体叫做牛顿流体术语,牛顿流体是指在任何小的外力作用下即能流动的流体。
对于牛顿流体受剪切应力作用时所产生的层流状况,可以通过两块平行板中间放置流体产生流动的实验来说明(如图4)包装装潢
为了使流体获得必要的剪切应力,所以将两块平行板中下面的平板固定,对上面的平板用力推动使其移动,这时两块平板间的流体也跟着产生移动。流体在移动时具有下面的特点:越靠近上平板的流体故障分析与排除,移动的速度越接近上平板的移动速度;越靠近被固定的下平板的流体,移动的速度越接近零。这样就形成了不同速度的流体层,上面的流体层速度最大,中间的次之,下面的流体层速度最小。
如图4所示排版,在力的推动下流体移动的状况,设平行板间的距离为r,取流体某一质点的运动速度为v,其上面相邻的一质点的速度则为v+dv,两相邻质点间的距离为dr平装无线胶订联动线装机量调查,这一速度差的产生表明了流体的某一层对其相邻的另一层在有相对运动的情况下,层与层之间产生了摩擦力,这种摩擦力起着阻止流体相对运动的作用,通常称为内摩擦(或内聚力),即为牛顿流体的粘度奥西,用η表示。由于流体的各层之间具有不同的速度,因而形成了速度梯度。速度梯度就是指流体受力以后,相邻两层流体间的速度变化率,又称为剪切速度或切变速率,用D表示。惠普
即D=dv∕dr
上式表明两个相隔很小的距离dr的流体层的速度变化为dv。
推动平板的力称为剪切应力发展史,用τ表示,根据牛顿粘度定律,剪切应力τ可用下式表示。
τ=η·D=η·dv∕dr
式中τ一切应力(剪切应力)
η-粘度
D-切变速率(剪切速率,速度梯度)
如果距离用厘米表示,时间以秒表示压凹凸,则D=厘米∕秒∕厘米=1∕秒
相应地粘度(粘度系数,绝对粘度)则为η=τ∕D
当切应力用达因∕平方厘米表示,切变速率用1∕秒表示,粘度的单位就是泊(1842年由Poiseuille-泊埃修提出并命名)即
η=τ∕D=切应力∕切变速率=泊
从上可知粘度的定义从定量上分析可写成:当流体受到1达因∕平方厘米的剪切应力而能产生每秒1厘米的速度梯度时,则称该流体具有1泊的粘度。换句话说网屏,如果从定性上分析,则粘度可定义为:
粘度是流体抗拒流动的程度,是流体分子间相互吸引而产生阻碍其分子间相对运动能力的量度,即流体流动的内部阻力。
目前,粘度的单位被[帕(斯卡)·秒]单位替代橡胶制品,[帕(斯卡)·秒]单位已经成为国际单位系统中粘度的法定单位。其符号为[Pa·S]或[Pas]。重组
根据国际单位系统的命名:
η=τ∕D=帕(斯卡)·秒=Pa·S
一般来说粘度低于1Pa·S的流体为牛顿流体,如:在油墨中的矿物油、有机溶剂、低粘度的调墨油、轮转胶印油墨等。
油墨粘度同印刷的关系很密切,而影响油墨粘度的因素主要有以下几个方面:
■连结料的粘度对于使用同一种颜料的油墨来说,连结料的粘度大时,制成油墨粘度则大数码印刷机,连结料的粘度是指油墨中构成连结料的各种介质的总粘度,包括各种油类、溶剂、树脂等,连结料的粘度是决定油墨粘度的主要因素。
■颜料与填充量的用量对同一种连结料来说,颜料和填充料的用量比例越大,制成的油墨粘度越大包装安全,但颜料和填充料的用量在油墨中是有限度的。
■颜料与填充料的细度在颜料和填充料用量相同的情况下,两种固体粉末的粒子越细小,制成油墨后的粘度越大。另外,圆形的固体颗粒制成的油墨比其他形状的颗粒制成的油墨粘度要小。
■颜料与填充料分散程度及吸油量油墨中的固体粒子在连结料中分散均匀,分散度高时教育,油墨的粘度小。固体粒子吸油量高时比吸油量低时的油墨粘度大。此外,油墨的粘度亦受外界温度的影响。温度升高时,油墨内部相对移动的能力增强,粘度下降。反之粘度上升。组合印刷
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