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UV胶印油墨的制备及其触变性的研究

时间:2006-08-27来源:作者:魏先福、孙程博等
  注:作者为:孙程博包装装潢,赵蕾,黄蓓青,魏先福

  摘要:本论文制备了UV胶印油墨样品,探讨了油墨样品的触变性。实验结果表明:UV胶印油墨具有触变性,油墨触变性的评价结果与测试模式有关。相同最大切变速率下奥西,切变速率变化时间长触变环面积小;相同切变速率变化时间下,最大切变速率越小触变环面积越大。

  关键词:UV胶印油墨,粘度,触变性
  
  0引言
  UV胶印油墨的流变学性能对印刷适性以及最终的印品质量有着决定性的影响。油墨流变学性能主要包括粘度、触变性、动态粘弹性等,各项流变学参数综合影响油墨的印刷适性高宝,影响油墨的传输、传递和转移。油墨的流变学参数与连接料的特性、颜料在油墨体系中的分散状态有关。本文制备了UV胶印油墨样品,通过测试样品油墨的触变性,探讨样品油墨在不同测试条件下的流变学特性及其与颜料粒子分散状态的关系,为制备高质量、具有良好印刷适性的UV胶印油墨提供参考。
  
  1试验
  研制的样品油墨基本组分如表1所示。制备方法为:首先将各组分进行混合预分散,再使用三辊研磨机研磨60分钟制备出油墨样品。凸印


表1 UV胶印油墨的基本组分
CTP在中国

  油墨触变性的测试使用美国流变仪公司ARES-RFS Ⅲ(Rheometrics Fluid Spectrometer)旋转型流变仪(锥板夹具)装订,测试温度控制在25±1℃。
  测试样品为一种研制的UV胶印黄油墨(以下简称样品A)和Micro公司UV胶印黄油墨(以下简称样品B)、杭华UV胶印黄油墨(以下简称样品C)共三种。
  
  2 实验结果与分析
  2.1 UV胶印油墨稳态粘度
  图1为三种油墨的稳态粘度与切变速率的关系曲线。测试结果显示三种油墨样品的粘度均随切变速率的增加而下降,体现出典型的分散体系流变学特征。这说明随着切变速率的增加,油墨体系中颜料粒子的分散状态发生了变化,颜料粒子所形成的凝聚结构以与切变速率相匹配的凝聚体状态达到动态平衡,切变速率越大颜料凝聚体越小印刷配件,表观上改善了颜料粒子的分散状态,表现出粘度下降。曲线的下降速率表征油墨体系被破坏的难易程度。高切变速率下油墨粘度趋向于一定值,表明油墨体系中颜料粒子的分散状态趋于动态平衡。三种油墨样品中,所研制的UV胶印油墨粘度下降速率最大,说明颜料粒子形成的凝聚结构最容易被破坏。测试范围内重组,油墨粘度持续下降,表明此切变速率范围内,颜料粒子形成的凝聚结构未达到动态平衡,颜料粒子结构被破坏程度大于结构恢复的速度。书刊印刷


图1 三种油墨样品粘度h与切变速率的关系。
(■:样品A,▲:样品B现状及趋势,●:样品C)
书刊印刷

  2.2 UV胶印油墨触变性
  2.2.1 三种油墨样品的触变性
  油墨的触变性指油墨受到外力作用时粘度下降,停止外力作用后,粘度又逐渐恢复的现象。表征油墨的触变性,可以通过测试油墨的触变环进行,触变性越大其触变环的面积越大设计,反之则越小。触变性太大在印刷中油墨就不易从墨斗中流出,触变性太小则油墨在纸张上不易形成墨膜。图2为最大切变速率10s-1,切变速率变化时间为120s条件下三种油墨样品的触变环。测试结果表明,三种油墨样品都形成触变环,说明三种样品均存在触变性。当切变速率从零逐渐增大时标准及认证,油墨颜料粒子形成的凝聚结构受到破坏,而切变速率从最大值开始减小时,被破坏的凝聚结构在有限的时间内不能恢复到同等水平,在触变环曲线上表现为切变速率下降过程的应力曲线低于切变速率上升过程的应力曲线。样品A的触变环面积最大,表明样品A的触变性最大。由于低切变速率范围内样品A的粘度最大数码印刷机,而颜料粒子在体系中的运动与体系的粘度成反比,因此样品A中的颜料粒子的运动受到的阻力最大,凝聚结构被破坏以后,恢复到同等水平将需要的时间更长。检测系统及仪器



图2 三种油墨样品的触变环
(■:样品A,●:样品B水墨平衡,▲:样品C)
平版印刷

  2.2.2 样品A的触变性
  图3为样品A在相同最大切变速率下作用不同时间的触变环测试结果。随着作用时间的增加,样品A的触变环面积逐渐变小。对样品施加剪切作用,油墨内部颜料粒子的结构遭到破坏,随着作用时间的延长这种破坏作用逐渐加剧,颜料粒子形成更小的凝聚体食品包装,由于表观粘度的降低,颜料粒子在体系中的运动更加容易,所以其结构恢复速度也更快,形成的触变环面积就越小。平装无线胶订联动线装机量调查


图3 样品A的触变性变化
其中最大剪切均为10s-1
■:60S,◆:120S包装机械,▼:300S,▲:600S
纸品包装

  图4为样品A在不同最大剪切速率下作用相同时间的测试结果。随着剪切速率的增加,样品A的触变环面积逐渐变小,说明样品A的触变性逐渐减小。对样品施加剪切作用,样品内部颜料粒子的结构会遭到破坏重组,随着作用力的增大这种破坏作用逐渐加剧,与增大作用时间类似,样品A的触变性减小。富士星光


图4 样品A触变性的变化
其中时间均为120S
■:1S-1,●:5S-1,▲:10S-1CTP,▼:20S-1
北人股份

 
  3 结论
  (1)研制的UV胶印油墨样品具有典型的分散体系流变学特性。样品A与样品B、C相比其内部颜料粒子形成的结构更为紧密,触变环面积较大,触变性较大。
  (2)增加作用力的时间和增大剪切力作用效果一致,样品A的触变性都减小,说明油墨触变性的评价结果与测试模式有关耗材,且同一测试模式下的触变性评价结果与测试条件有关。
  (3)综合比较样品A与样品B、C,样品A的性能参数能够满足实际印刷需要。医药包装


魏先福专栏

总访问量:59975 更新时间:2010-12-15 16:20:26

简介:博士后,北京印刷学院印刷与包装工程学院教授、硕士研究生导师。兼任中国印刷技术协会理事、中国油墨标准化技术委员会委员、中国材料网协会理事、全国印刷工程专业教学指导分委员会委员,“印刷工程”国家级特色专业、北京市特色专业负责人,“印刷工程综合训练中心”北京市高等院校实验教学示范中心负责人,获第十届森泽信夫印刷技术二等奖,被评为2007全国新闻出版行业领军人才。主要从事印刷工程、印刷材料流变学、新型材料方面的科研和教学工作。

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