油墨的流變性與印刷

關于油墨的流變性與印刷第1頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)油墨的黏滯性一、油墨的黏度層與層之間的內摩擦力vy剪切流動圖FUf12f21f12、f21液體的一對內摩擦力第2頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月油墨的黏度的含義：指油墨流動時的黏滯程度，它是表征流體流動時的內摩擦力大小的量度。油墨的黏度主要取決于油墨的連接料特性和顏料顆粒的大小、含量及其在連接料中的分散狀態(tài)。黏度對印刷影響：粘度在印刷中至關重要，受自身結構、環(huán)境溫度、作用力時間、剪切力及速度的影響。它直接影響印刷質量，如每小時2萬印的輪轉膠印油墨，其粘度應在10~30Pa?s范圍，若粘度太小，在高速運轉下會產生墨絲斷裂形成“飛墨”現象。相同印數下，紙張結構松軟的油墨粘度應低一點，紙張結構緊的要求油墨粘度高一點。否則松軟紙用高粘度油墨，將把紙粘壞，產生拉毛現象。粘度對流動性有影響，粘度高，流動性會差些，這主要取決于顏料粒子的形狀與分散度。第3頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月二、粘度的幾種表示方法牛頓粘度/動力粘度/粘性系數/絕對粘度運動粘度相對粘度條件粘度表觀粘度微分粘度零切變粘度塑性粘度拉伸粘度剪切黏度第4頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月1、牛頓粘度對于牛頓流體，流動度vy剪切流動圖FU2、運動粘度為流體的質量密度第5頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月3、相對粘度相對粘度為流體的絕對粘度與同條件下標準液體的絕對粘度之比。4、條件粘度條件粘度是指一定量流體，在一定溫度下從規(guī)定直徑的小孔中全部流出所需的時間，用秒表示。QPOD5、表觀粘度在非牛頓流體中，流體的切變速率較高，關系為非線性時所采用的粘度。第6頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月6、微分粘度在非牛頓流體曲線上某一點，其切線的斜率即為此點的微分粘度。POD第7頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月7、零切變粘度當切變速率很低時，假塑性流體表現出牛頓流體的性質，用流變曲線的初始斜率來表示。OD第8頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月8、塑性粘度OD切應力超過屈服值才發(fā)生流動的現象為體系的塑性現象第9頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月9、拉伸粘度在拉伸流動中，拉應力與拉伸應變速率之比。拉伸流動第10頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月三、油墨的屈服值屈服值：使油墨產生變形所需要的最小的剪切應力。記為流體不產生變形流體產生變形F第11頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)各種流體及其流變曲線牛頓流體假塑性流體脹流型流體塑性流體賓哈姆流體第12頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月一、流體的分類流體牛頓流體非牛頓流體假塑性流體脹流型流體塑性流體賓哈姆流體第13頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月二、液體的流動性質牛頓流體：符合牛頓流動定律的流體都稱為“牛頓流體”，小分子液體與高分子的稀溶液屬于此類。其特點：流動曲線是一條通過原點的直線，粘度即是該直線的斜率，粘度不隨剪切力和剪切速率的大小而改變，是一個常數。非牛頓流體：凡不符合牛頓流體的稱為非牛頓流體，高分子的熔體與濃溶液均屬此類。特點是：粘度隨剪切力，剪切速率而變，不是常數。流動曲線上與某一切變速率相對應的點與原點相連直線的斜率。流變曲線上任一點斜率稱為該切變速率下的稠度ηc。第14頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月τA0CBDEDτ0三、各種流型的流變曲線（τ-D關系曲線

）A：牛頓型流動（流體）B：假塑性流動（流體）C：脹流型流動（流體）D：賓哈姆流動（流體）E：塑性流動（流體）除A之外，B、C、D、E均為非牛頓流體。通常，膠印油墨為賓哈姆流體，雕刻凹版油墨為脹流型流體。第15頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月指在任何小的外力作用下即能流動的流體，其流動的速度梯度（D）與所加的切應力的大小成正比。水、甘油為牛頓流體O剪切應力速度梯度照相凹版油墨等較稀的油墨1、牛頓流體：第16頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月2、假塑性流體當流體受到一點外力的作用即可發(fā)生流動，但切變速率與切應力不成比例，切變速率增加的比例比切應力多。其表觀粘度和微分粘度隨剪切速率的升高而降低，稱剪切變稀流體。O剪切應力剪切速率假塑性流體的流變方程（冪律流動）為：流動指數流動系數其表觀粘度為：第17頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月3、脹流型流體當流體受到一點外力的作用即可發(fā)生流動，但切變速率增加的比例比切應力少。也稱剪切變稠流體。其粘度隨剪切應力的增加而增加。O剪切應力剪切速率第18頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月4、塑性流體當流體所加的外力大于它的屈服值后，流體才開始流動，且其切變速率增加得比切應力增加得快。O剪切應力剪切速率第19頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月5、賓哈姆流體當流體所加的外力大于它的屈服值后，流體才開始流動，且其切變速率和切應力成正比。O剪切應力剪切速率理想的賓哈姆流動曲線第20頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月實際上的賓哈姆流體曲線O剪切應力剪切速率賓哈姆流體的塑性粘度賓哈姆流體的屈服值第21頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月第三節(jié)油墨的觸變性定義油墨的觸變性對于印刷工藝的意義觸變性產生的機理影響觸變性的因素油墨流變曲線的滯后現象第22頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月一、定義流體在剪切力的作用下網狀結構被破壞粘度下降，除去外力時又恢復網狀結構，粘度上升。這種隨外力變化而引起結構變化的可逆過程，即凝膠和溶膠互變的現象稱為觸變性。具有這種性質的流體稱為觸變流體。膠印油墨是典型的觸變性流體。二、油墨的觸變性對于印刷工藝的意義若觸變性太大，輸送行程易產生塞流堵墨；在分配行程中，觸變性有助于油墨的均勻化和轉移傳遞；在轉移行程中，觸變性有助于網點清晰、結實。第23頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月第24頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月三.觸變性產生的機理賓哈姆流體理論雙電子層理論架子理論1、賓哈姆流體理論O剪切應力剪切速率膠印和鉛印油墨第25頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月分子間的滑移第26頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月2、雙電子層理論+++++++++++++++++---------------------+-++++--+-+++++++++++++++++++---------------------+-++++--+-++第27頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月3、架子理論

第28頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月四、影響觸變性的因素針狀和片狀的顏料粒子比球狀顏料粒子制成的油墨觸變性大些；顏料粒子在油墨中所占的體積比越大，油墨的觸變性也越大；顏料和連接料之間潤濕能力強，油墨的觸變性較小。膠質油稀釋油第29頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月τττADD0對應于同一個剪切速率，上行線的表觀粘度要大于下行線的表觀粘度，該現象為滯后現象。觸變性流體的流變曲線五、油墨流變曲線的滯后現象第30頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)油墨的粘彈特性油墨的粘彈性模型油墨的粘著性和拉絲性及其測定油墨的流動性第31頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月一、油墨的粘彈性模型G即Maxwell模型第32頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月令松弛時間，與材料的粘滯性和彈性有關當時可視為應力完全松弛，模型內能全部消失。粘彈性模型內能儲存能力的大小第33頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月當應力以極短的時間施加于模型時，此時粘彈性模型絕大部分表現為彈性，Maxwell方程可近似為：如，在膠印墨絲拉斷時當應力緩慢作用于粘彈性模型，應力作用時間足夠長，主要表現為粘性變形，此時Maxwell方程近似為：如，在膠印油墨成絲的過程中第34頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月材料的松弛時間于所受的應力作用時間的關系與應力作用時間相比，松弛時間越長，材料的彈性越顯著，力學行為越接近于固體；松弛時間越短，粘性越顯著，力學行為越接近于液體；當材料的松弛時間一定時，應力的作用時間越短，彈性顯著；應力作用時間越長，材料的粘性顯著，越像液體。第35頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月拉絲粘著二、油墨的粘著性和拉絲性第36頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月1、粘著性（粘性）和拉絲性油墨墨膜在受到動態(tài)拉伸作用力下所表現出來阻止墨膜破裂的能力為粘著性。油墨能形成絲狀的能力為油墨的拉絲性。第37頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月2、粘著性對印刷的影響在傳墨過程中，粘著性太小，不利于油墨向后傳遞；粘著性太大，易產生拉毛現象或者把前一層墨膜反粘下來；當油墨在承印物固著時，粘著性太小，墨絲回彈無力，使網點增大鋪展，邊緣模糊，使印品圖文不清晰；相反，則網點邊緣光滑結實，圖像清晰。一些油墨的粘著性（Tack）單張紙膠印Tack值6~10；卷筒紙輪轉膠印油墨Tack值3~6；雕刻凹版油墨Tack值12~16；印書油墨Tack值4.5~6；第38頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月3、拉絲性對印刷的影響墨絲過短，油墨不能附著到墨輥上；墨絲過長，易產生飛墨。第39頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月三、油墨的流動性影響流動性的主要因素是油墨的粘性、屈服值和觸變性。對較稀的油墨，用流動度來表示流動性。對較稠的油墨，用屈服值、塑性粘度等來表示。流動性流平性下墨性1、流動性2、流平性油墨在容器內或在涂層上使墨膜表面流平的性能。較稠的油墨，其流平性欠佳，易使墨膜表面出現波紋或桔皮狀較稀的油墨，其流平性較好。但流平性過大，易使墨膜表面出現流掛現象。第40頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月3、下墨性

油墨在墨斗中不斷向下傳遞的過程。下墨，屈服值低，粘度小下墨，屈服值高，粘度大不下墨，屈服值高，粘度小第41頁，課件共43