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印刷油墨适性的检测工具及方法介绍

油墨是印刷不可缺少的重要材料，它是由作为分散相的颜料和作为连续相的连结料组成的稳定均匀的混合物。其中，颜料赋予油墨颜色，而连结料则保证油墨的转移性，传递性和干燥性。根据印刷工艺的特点，可将油墨分为平版印刷油墨、凹版印刷油墨、柔版印刷油墨和版印刷油墨4种。在印刷过程中，为检验油墨的印刷适性，需要进行一些常规的性能检测，且不同墨种的检测项目也略有差别。

平版印刷油墨性能检测

最常用的平印技术是胶印，胶印油墨主要检测它加速淘汰落后产能的颜色性能(如色偏及光泽等)，着色力、流变性(包括黏度、黏着性、触变性、油墨的干燥性和细度)等技术指标。根据油墨行业的习惯和测试仪器的标定单位，本文所述油墨性能采用厘米克秒单位制。

1．黏度检测

黏度是检测油墨流变性能的主要指标，它表示流体流动时摩擦阻力的大小。在胶印中，油墨黏度硬盘的大小关系到油墨的分布和转移。油墨黏度与印刷速度成反比，印刷速度低，油墨黏度大；印刷速度高，油墨黏度要相应降低。由于油墨的类型不同，黏度的测试方法和采用的测试仪器也不尽相同。

测试胶印油墨一般采用"平行板黏度计"，"拉雷黏度计"，"锥面平板黏度计"及"旋转黏度计"等方法。

(1) 平行板黏度计

平行板黏度计由上下两块平行玻璃板组成。在下玻璃板中部凹下的小孔中放入0.5cm3的油墨，将上平行板从固定高度自由下落，压在油墨上，剪切油墨，使其变形。

随着时间的增加，油墨向外扩展的直径不断增大，最后可以根据油墨扩展的直径和对应的时间做出油墨特性曲线。从曲线上可以得到直线斜率、截矩、流动度等参数，并将油墨在黏度计上60s时的扩展直径称为流动度值。

①直线斜率sl：表示油墨拉丝性，即丝头长短，斜率越大，油墨的丝头越长，计算方法如下

sl=d100-d10

式中：d100--100秒时油墨铺展直径(cm)；

d10--10秒时油墨铺展直径(cm)；

②截矩同时延长装备的使用寿命l：表示油墨的身骨，即油墨的软硬程度，截矩越小，油墨越硬，计算方法如下

I=d10-sl

利用平行板黏度计还可以测定油墨的屈服值、表观黏度及塑性黏度。

③表观黏度：表观黏度用下面的公式计算

ηa=τ/D

τ=2wgv/π2R5，D=6πR2/V×0.4343sl/t

式中：τ-剪切应力(dyn/cm2)；D-剪切速率(1/s)；W-上板重量，115g；g-980cm/s2；V-0.5cm3油墨体积；R-在t时间内的铺展半径。

④但这条路绝对没那末简单屈服值：胶印油墨属于非牛顿流体，在开始流动前必须给予一定的外力，这种流体也称为塑性流体，这个力称为屈服值，用下面的公式就可算出

So=48wgv/π2Rm5

式中：So-屈服值(dyn/cm2)；Rm油墨在30分钟时铺展的最大半径(cm)。

(2) 拉雷黏度计

拉雷黏度计是油墨质量管理中常用仪器，又称落棒黏度计。测量时，将油墨装入圆棒和短圆筒之间，利用金属圆棒下落对油墨产生剪切，记录固定距离内自由下落的时间，下落时间和黏度成正比。添加不同重量的砝码，根据不同的切变速率，绘出曲线图，求出黏度和屈服值。圆棒下落时，计时器开始计时，落到10cm处停止计时，得出一组(p+w)和t的数值，在圆棒上加入不同重量的砝码做测试，就可以得到几组数据。再将每组(p+w)和t代入下列公式中，就可计算出剪切应力τ和剪切速率D的数值。

τ=(p+w)g/2πQl(dyn/cm2)

D=技术转让L/(b车刀架-Q)t(s-1)

式中：p-圆棒的重量，130g;w-加在圆棒上的重量(g)；Q-圆棒半径0.6cm;g-重力加速度，980cm/s2；b-圆管半径0.604cm；l-圆管长度，2.7cm；L-圆棒下落距离，10cm；t-圆棒下落10cm的时间(s)。

利用以上计算结果，可利用做图法粗略测出黏度和屈服值。

根据经验，油墨黏度大于400P时，所加的砝码重量为500～1500g，黏度小于200P时，所加砝码重量以200～1000g为宜。

(3) 锥面平板黏度计

锥面平板黏度计是用来研究非牛顿流体流变性质的精密黏度计。试料放在固定的平板和一个可更换的旋转锥面转子之间，转子的锥形角一般小于40°，利用上部锥面转子的顶点与下面平板接触形成的空隙，剪切被测试油墨。受油墨黏度阻力的影响，转矩通过与锥面转子轴相连的弹簧电子测试装置，将信号自动记录下来，即可计算出油墨的黏度值。

(4) 旋转黏度计

旋转黏度计是基于黏滞体系中转子转动产生扭矩的原理测量液体的黏度。一般的旋转黏度计都是两个同轴圆筒，其中一个圆筒静止不动，另一个圆筒以一定的速度旋转，使内外筒之间的环形缝隙充满被测试的液体。

测试时根据油墨黏度大小选择合适的转子，开机预热后，按照仪器的要求把一定的墨量装在两筒之间。测试时内筒转子旋转，由于受油墨黏度阻力的影响，仪器的弹簧偏转，在刻度盘上可以直接读出数值。在不同的速度下旋转，油墨受到的阻力也不一样，刻度盘上读出数值也不同，利用这一系列数值可绘出油墨的流变曲线。

2．黏着性检测

在印刷过程中，油墨以薄层状态在墨辊间、印版与橡皮布间、橡皮布与承印物间频繁地分离、转移、不断被加压和强制分离。分离时油墨分子内必然会产生一个抵抗油墨薄层分离的力，也称油墨的黏着性。油墨的黏着性与墨层的厚度、分离的速度有关，墨层厚，黏性就大些；速度大，黏性就大些黏着性可采用油墨黏性仪测定。黏性仪由两个合成橡胶辊和一 个空心金属辊(可以进行水循环调节温度)组成。

测量时，在不加墨的状态下先开机调整平衡，在规定的注墨管内加满油墨试样，开机预热使温度升至32℃。关机后再把注墨管里的油墨均匀地加在合成橡胶辊上，合上串墨辊再测试。匀墨30秒后，把L称杆挂上，同时在30秒内用L称杆上的重锤把秤杆再一次调整平衡。读取秤杆上的数值，即被测油墨的黏着性值(tack值)。

油墨黏性仪还可在测定油墨黏性值的基藏饰项链础上，让仪器再次旋转15分钟，测量黏着性增值。用15分钟的黏着性值减去1分钟的黏着性值，就是黏着性的增值。增值越小说明油墨的墨性越好。

3．细度检测

油墨的细度是影响印刷质量的重要指标。油墨是以细小颗粒均匀分散在连结料的体系，这些固体颗粒的粗细程度称为油墨的细度。胶印油墨的细度一般要求≤15μm；高档精细油墨的细度要求≤5μm。

印刷油墨的细度一般用刮板细度计测定，细度计中间是一条由深到浅的凹槽，最深处为50μm或100μm，最浅处为0。槽边刻有表示凹槽深浅的刻度。

首先取0.5ml待测油墨，用6号调墨油稀释。流动度在24mm以下的加18滴(0.36ml)；流动度在25～35mm之间的加14滴(0.28ml)；流动度在36～45mm之间的加10滴(0.20ml)；流动度在46mm以上不用稀释。

用调墨刀挑取稀释的油墨，置于细度计凹槽的最深处，将刮刀垂直横置于细度计凹槽油墨的最深处，手握刮刀保持垂直，自上而下均匀用力徐徐刮至零点处停止。将细度计以30°角斜对光源，用5～10倍放大镜检视颗粒密集点的初始值。刻度范围内超过15个颗粒为上刻度线，不超过15个颗粒为下刻度线。$分页符$

柔版印刷油墨性能检测

柔版印刷油墨由其纹辊输墨的短墨路决定，属于接近牛顿流体的流体，流动性良好，黏度只有0.1～1.0P。柔印油墨一般为挥发干燥，当以纸张或纸板为承印物时，依靠渗透的作用而固着。

柔版印刷油墨的黏度主要用福特杯黏度计测试。测试时，用手堵住小杯下方的小孔，倒满墨，无气泡时松开手让墨流出，用秒表计时。用流体全部流出所用的时间"s"表示油墨的黏度，流出时间越长黏度越大。

柔版油墨的细度要求≤20μm。颜色和着色力用柔版适性仪印刷出样张后，再用密度计和色度计测试。

柔版印刷适性仪由刮刀、纹辊、供墨装置及印刷装置构成，可以测试柔版印刷油墨的印刷适性。印刷压力、纹辊加线数及印刷速度都具有可调节性，因此不同黏度的柔印油墨均可检测。柔版印刷适性仪纹辊的压力在30～500N间调节；印刷压力在30～500N间调节；印刷速度范围在0.3～1.5m/s间调节。

凹版印刷油墨性能检测

凹版印刷油墨黏度很小，接近牛顿流体，具有良好的流动性。凹印油墨的测试方法跟柔印油墨基本相同。

使用柔版印刷适性仪测试凹印油墨时，要将适性仪调整到凹印状态。方法如下：在开机的同时"ENTER"，接通电源后显示一个菜单，按1键选中"Settings"，按3键确定后，出现一个菜单，选中"Gravure mode".选择"1"为凹印状态，"0"为柔印状态；选好后按3键确定，进入印刷状态即可以进行检测。

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