印刷油墨性能指标检测检验方法

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印刷油墨性能指标检测检验方法

实验一油墨细度的检测

1．实验原理

油墨的细度表示油墨中颜料(包括填充料)颗粒的大小与颜料颗粒分布在连接料中的均匀度。将油墨稀释后，用刮板细度计人眼测定颗粒研细程度及分散状况称为油墨细度，以μm表示。(表示油墨颜料颗粒的最大直径的分布范围)

2．实验器材

(1)0～50微米刮板细度仪一套(每一刻度为2.5μm)；

(2)0.lml吸墨管一支；

(3)注射器(每刻度0.1m1)或滴定管一支；

(4)调墨刀；

(5)放大镜(5～10倍)；

(6)6号调墨油(粘度140～160厘泊/25 oC)；

(7)玻璃板一块；

3．实验步骤

(1)取墨：用吸墨管吸取或调墨刀取一定量的受试油墨(例如0.5m1)于玻璃板上。

(2)加调墨油调节油墨流动度：根据流动度的大小用注射器加入6号调墨油进行稀释。

稀释范围：流动度在24mm以下加18滴(或以每滴0.02ml计算，加上0.36m1)。

流动度在25～35mm加14滴（或加0.28m1)；

流动度在36～45mm加10滴(或加0.20m1)，流动度在46mm以上不加油。

1．带有微米刻度的凹槽2．刮刀与刮板垂直90℃操作 3.刮刀

图1 刮板细度仪操作示意图

(3)刮墨：用调墨刀把油墨油与试样油墨充分调合均匀，挑取已稀释均匀的油墨，置于刮板细度仪凹槽深度约50μm处，将刮刀垂直横置于细度仪凹槽处的油墨之上，刮刀保持垂直（如图1所示），双手均匀用力自上而下徐徐刮至零点处停止，使油墨充满刮板细度仪凹槽。

(4)细度观测：刮好后即将细度仪表面以30 o角斜对光源。用5～10倍放大镜检视颗粒密集点数值(在一个刻度范围内超过15个颗粒的算深刻度数值，不超过15个颗粒的算浅刻度数值)。

4．注意事项

(1)油墨稀释时，必须调匀，不能用力研磨。防止掉入灰尘。

(2)双手横执刮刀时，用力不宜过猛，勿使一边偏重，

细度板槽外两边油墨必须刮净。

(3)油墨细度检验需重复2-3次，取平均值，如果相差一刻度应重新测试。

(4)吸墨管、调墨刀、细度仪用后必须用软布或棉纱擦净，并涂油脂防止锈蚀。

细度检测实验报告

实验二油墨粘着性（tack）的检测

1．实验原理

油墨粘着性（tack）是油墨涂层在分离时所产生的抵抗的力。粘性仪在旋转的情况下测试阻止油墨薄层分离或被扯开的阻力力矩，用力臂的大小表示，仪器只给出这个力的相对大小，故没有量纲，单位为1，以数字表示之。

2．实验器材

(1)油墨粘性仪YQM-1型一台；

(2)金属注墨器一个；

(3)调墨刀一把；

(4)秒表一块。

3.实验仪器YQM-1型油墨粘着性测试仪简介

（1)仪器结构如图2。

1．水平调整螺丝2.弹簧3．恒温调节水管4．分离

力传递拉杆5．游标6．称量平衡准星

7．标尺8．油墨分离力传递胶辊9.金属辊10.匀墨胶辊11．电动机12.齿轮组箱箱

13．变速柄14.曲柄15．油墨粘着力测试挂钩16．水平仪17．注墨器18.平衡横梁19.底座

图2 油墨粘性测试仪

(2)仪器测试原理如图2所示。

这个仪器主要由两个辊筒组成如图2中的8，9，12。1是金属辊，中空，可通入循环水保温。9辊的轴与动力连接。2是合成橡胶辊，以自身重量自然压在9辊上。两个辊筒都是装在框架5上的，框架连同辊筒都以3为轴而可以摆动，框架下端的6是平衡锤。7是杠杆，可以加重来平衡整个系统的摆动。图3中(甲)是仪器静止的状态，(乙)是在辊筒没有油墨时的转动一个角度，(丙)是在杠杆7上加一较小的重力G 使整个摆动系统重新平衡的情形，(丁)是当辊筒上涂上油墨后，由于油墨粘性而使整个摆动系统产生一个转距的情形，(戊)

是杠杆7再加重力W使整个摆动系统再一次平衡的情形。实际上W是以平衡跎的力臂长短来表示的，平衡后力臂越长表示油墨的粘着性（tack值）越大，力臂越短，油墨的粘着性越小。

1．金属辊2．油墨分离力胶辊3．动力轴

4．轴5．框架6．平衡锤7．杠杆

图3 油墨粘着性测定原理图

4．实验步骤

(1)机座调水平：将仪器置于稳固的实验台上，调节水平调整螺丝①使水平仪16处于水平位置。

(2)调温：开启恒温浴开关，使红绿灯同时发亮，红灯亮时表示电热工作；升温至32 ℃(温度调节是用恒温水浴器盖上的温控接触开关进行的)，并保持在32℃。

(3)恒温：将变速杆置于低速位置上，抬起手把⑥把合成胶辊⑧搁于金属辊⑨上，亦将有8磅压力的墨辊压于金属辊⑨上，开启马达开关，旋转15分钟，使测试系统恒温。

(4)调节标尺的平衡：在停机状态下，把游标上的刻度调到“0”。检查标尺是否与辊子平行。如果不平行，就用杠杆4上的螺栓上下转动使之处于平行状态。

(5)调节第一平衡：将游标⑤置于标尺上“0”的位置，开动机器，把制动器15合上并观察标尺⑦是否平衡，如果不平衡，则可调节左边后面连于金属辊⑨上的平衡螺旋，使标尺处于平衡状态，为第一平衡(即为仪器平衡)，停机时先关制动器，再关闭开关。

(6)上墨及测定：在吸墨器17内灌满调匀的油墨，然后将墨坷匀涂在合成胶辊⑧上，先用手旋转马达轴，使辊子旋转而墨匀涂于辊子上，然后再打开开关使辊子旋转1分钟，把制动器合上再开始测定数据，在一分钟内测定并读出游标所指示的数值。此值即为此墨之粘着性。

(7)如果测试取中速或高速，可以改变变速杆13的位置。但必须在关闭机器的状态下方可变速。

5．注意事项

(1)将齿转组箱内转动到轻松易动位置后，方可开动电钮，马达开动后，不可移动变速棒，以免损坏齿轮。

(2)油墨必须用注墨器轻轻均匀涂于胶辊上。

(3)测试完毕后迅速将仪器各部位擦试干净。

(4)匀墨辊的两端应经常加油润滑。

(5)条件：在恒温恒湿条件下进行(室温t=23±2℃，RH=50％～60％)。

实验三油墨粘性增值的测定

1．实验原理

油墨粘性增值，是为了考察油墨在高速辊的剪切作用下粘着性（tack值）变化的大小，是观察在印刷

时油墨的稳定性。测定油墨粘性增值是利用测粘性的时间不同，观察油墨粘着性（tack）值的变化情况。2．实验器材

与检测油墨粘性相同。

3．实验步骤

按照油墨粘性检测的方法，当第一分钟粘性值测定后仪器继续运转，再记录第15分钟时的粘性值。4．计算方法

15分钟粘性数值，减去1分钟时的粘性数值，即为粘性增值数。

实验四油墨飞墨的检测

1．实验原理

油墨飞墨是观察油墨在印刷时，油墨脱离墨辊的离散情况，实验测定油墨飞墨是利用粘着性仪运转时，油墨层分裂，墨滴飞离墨辊进入空气中时，观察油墨粘性仪横梁上白纸的粘墨情况。

2．实验器材

与检测油墨粘性方法相同。

3．实验步骤

(1)定性：按油墨粘性检测方法进行测定，当油墨粘性仪开启一分钟后，在横梁上放一张白纸，继续转动1分钟后取下白纸，观察白纸上是否有墨，根据

白纸上粘附的油墨多少来判断飞墨程度。

(2)定量：可以用天平称量，即先把白纸的重量q称一下，再把再把飞墨后的白纸的重量Q称一下，Q-q=W即为飞墨的量。

4.实验记录

实验四油墨飞墨的检测

1．实验原理

油墨飞墨是观察油墨在印刷时，油墨脱离墨辊的离散情况，实验测定油墨飞墨是利用粘着性仪运转时，油墨层分裂，墨滴飞离墨辊进入空气中时，观察油墨粘性仪横梁上白纸的粘墨情况。

2．实验器材

与检测油墨粘性方法相同。

3．实验步骤

(1)定性：按油墨粘性检测方法进行测定，当油墨粘性仪开启一分钟后，在横梁上放一张白纸，继续转动1分钟后取下白纸，观察白纸上是否有墨，根据白纸上粘附的油墨多少来判断飞墨程度。

(2)定量：可以用天平称量，即先把白纸的重量q称一下，再把再把飞墨后的白纸的重量Q称一下，Q-q=W即为飞墨的量。

4.实验记录

实验五油墨粘度的检测方法一

一、QNP型平板粘度仪

1．实验原理

测量油墨在一定剪切力τ作用下，所产生的速度梯度，通过记录不同时刻油墨的铺展直径，再经过换算，可以绘制油墨特性曲线和流变曲线，从而得到油墨的塑性粘度，屈服值，丝头长短和软硬程度。

2.实验器材

(1)QNP型平行板粘度仪(结构如图4)；

1．透明上板2．上板支柱3．下平板(金属) 4．支柱的卡棒

5．卡棒支承架6．弹簧7．活塞8．活塞中部凹槽9．活塞筒10．受试油墨

图4 平行板粘度仪主结构图

(2)调墨刀；

(3)秒表。

3．实验步骤

(1)清洗：用软布和溶剂清洗仪器的装墨孔和上下平行板，使其干燥。

(2)调整仪器水平：利用水平仪调节支脚螺丝达到水平。

(3)装墨：移开上平板，拉下活塞7将墨装入墨孔内，墨面与下平行板表面平，注意不要产生气泡和空隙。

(4)测试：将上平行板支杆支好，将上平行板放在支杆上，将活塞7向上推，使活塞顶面与下平板板面

平，油墨被推至下平板中心，此时卡棒4靠近活塞的一端由于弹簧6的作用而陷入活塞中部凹槽8内，同时卡棒的另一端向活板方向移动一段距离而使左、右两根支柱同时下落，上板即随之水平下落，于是油墨受压向四周扩展，在上平行板下落的同时启动秒表。

(5)读数：读取5s,10s，20s,30s...100s,120s等时间油墨受上平行板压力向四周扩展的直径(精确至1.0mm) --------------------------------------------------------------------------------

4．计算方法

(1)粘度：

粘度的计算是根据剪切应力τ和剪切速率D求得的，然后根据公式计算出粘度值。

式中：τ—剪切应力(达因／厘米2 ) R—时间t时的铺展半径

D—剪切速率(秒-1) g—重力加速度（980cm/S2）W—ll5克是上板的重量v—油墨的体积（0.5cm3）t—为测定的时间(秒) π—圆周率（3.14）

(2)屈服值：

在平行板之间的油墨所受到的剪切应力是逐渐减小的，（因上板压力固定不变，而受压油墨的面积的直

径却越来越大，那么单位面积上受到的剪切力就越来越小，）当剪切应力减小到与油墨的屈服值相等时，油墨的铺展直径就达到了最大，则油墨的屈服值和平板粘度仪测得的油墨最大直径Rm之间存在着函数关系。

根据流变理论，得到平板粘度仪所测定的油墨屈服值有几种不同的计算方法，其中有一公式为：

式中：S0—屈服值

Rm—油墨铺展的最大半径(cm)（一般以30min时油墨的铺展半径代入）

w—粘度计上板的重量115克

π—圆周率(3.14)

g—重力加速度(980cm/S2)

v—油墨的体积(0.5cm3)

实验报告

油墨品种*如果利用公式直接求出屈服值，需要测出最大铺展直径D(30分钟时的直径)。

实验要在恒温恒湿条件下，t=25℃±1℃，RH=65％±5％

*屈服值还可以通过将τ-D流变曲线上直线部分外延与τ轴相交的交点求出。单位为dyn/cm2。

5．思考题

在试验中，随着时间延长，油墨所受到的剪切应力越来越小，为什么？

实验六油墨粘度检测方法二

利用“NXS—1型旋转粘度计”进行测量

1．实验原理

本仪器采用的是一个同步电机④作驱动，采用同心圆筒上旋式结构对二筒间隙中的油墨产生剪切，油墨产生的扭矩使，外筒①固定，内筒③旋转，被测物料②充满在二个圆筒的间隙之间。当内筒③以不同的角速度ω旋转时，弹簧⑥作一定角度的偏转，此偏转角度就由锥形刻度盘⑧读出。将角速度ω换算为D，将旋转转矩M换算成剪切应力τ，可以求出相应的粘读大小刻度盘上指示格数的多少与粘度成正比。

1．外筒2．物料3．内筒4．同步电机5．框架6．测量弹簧7．指针8．刻度盘9．吊丝

图5 旋转粘度计测量原理示意图

2．实验器材

(1) NX-11型旋转粘度计；

3．仪器简介

(1)结构—测量头，恒温水浴，测量系统、显示系统

等组成。

(2)有5个测量系统—A、B、C、D、E系统；

4．安装仪器及测量前准备

(1)选择好适当的测量系统和物料，把测量筒放入保温筒内。

(2)调节底座水平度：将所附的水准泡取出放在外筒上，调节底座的三个螺丝，使水准泡对中即可。(3)安装转子：将转子柄有凹槽的一方对准测量头连轴套上带螺钉的一方，轻轻将转子柄垂直塞进连轴套，塞到底后再用小起子旋转螺钉。操作时最好在配合处涂一层薄油膜，便装卸。

(4)安装测量系统：测量系统共五套，如表l所示。表1

(5)调零：松开有机玻璃罩上的三个螺钉，并慢慢地转动刻度盘上“0”位对齐，并上紧三个螺钉。

测量可以按物料的估量粘度值，选用适当的测量系统和量取适当的物料。双手拿住装好转子的测量头，把测量头的起始刻度线面对操作者，垂直将转子徐徐放人外筒。定位后，将套在外筒上的螺套旋紧固定。

(6)物料恒温精度及物料的用量同测量精度的关系：物料粘度不同，恒温时间不同，粘度越高，所需时

间就越长。为使测量系统和物料温度均匀，一般必须恒温1小时以上。物料必须装至全部浸没转子的工作高度。

(7)测试：开启电源，指示灯亮。转速开关要预先置于“0”，待仪器预热半小时后再测量。仪器预热同物料顶热同时进行，读数在选定转速后半小时到1分钟内即读。

5．实验方法及数据处理

(1)一般常数的计算公式可按下式计算：

式中:η—粘度（泊）

τ—剪切应力(达因／厘米2)

D—剪切速度(秒-1)

M—总扭矩(达因·厘米)

Rc—外筒半径(厘米)

Rb—内筒的半径(厘米)

h—内筒工作高度(厘米)

Ω—内筒的角速度( )

(2)测量牛顿流体的绝对粘度

<1>测量方法

①改变转速：把转速由“0”缓慢增加，仪器读数即发生改变，为提高测量表度，我们通常在20-95格的范围内进行读数，同时记下转速开关的位置。

②选择测量系统：刻度摆动在±1格以内为正常现象，读数取平均值。如果刻度有更大幅度的摆动，通常是由剪切速率太高引起的，必须更换测量系统，选取小尺寸的转子，重新测量，如摆动仍然很大，应当怀疑物料本身，可换用粘度相近的标准液试验。

③转速置于最高档“15”，读数仍不足50格，或者转速置于最低档“1”，读数已超过100格，都属测量系统选择不当所致，必须更换测量系统重新测量。

④读数：在测量过程中，当转子不停地旋转时，某些物料属于触变体，时间增长读数越来越小，为了避免这个现象，通常在转速选定后半分钟至1分钟立即读数。或自行选定读数时间。

⑤测量结果和物料：物料必须装至转子工作高度全部被浸没，转子上面的凹槽有少量物料为最佳。当物料太多时，必须用针头套上塑料管伸近凹槽将过多的物料吸走，以保持物料高度恒定。这与测量的精度有很大关系。

表2 本仪器主要参数的计算结果

<2>计算方法

根据“仪器常数计算表”(表3)计算被测定粘度值。

η=Kα

式中：K为单位刻度的粘度值，通常称“仪器常数”,

单位：厘泊／格

α为读数刻度

(3)非牛顿流体的测量和计算：

<1>流体剪切应力τ与剪切速率D的关系称为流变特性。牛顿流体的流变性是一条通过原点的直线，非牛顿流体则是曲线或不通过原点。粘度值只能反应牛顿流体的性能，流变特性曲线则可反映非牛顿流体的性能。

<2>测量流变特性的把转速由“0”逐渐增大，记下相应的刻度数。为了提高测量精度，一般低于20格的数据不应记入。读数时间仍以选定转速后半分钟至1分钟为宜。

<3>根据计算表3，查出或计算相应的Z、D值。表中Z值为每格的值，通常称“转筒常数”。用它可以计算出各测量的τ值：

τ=Z·α；

例：测量系统:c；

Z=44.81(达因／厘米2)；

读数刻度α：22 35 46 60 84

转速： 6 7 8 9 10

此时，τ(达因/厘米2)=Z·α

τ：98.5 1568 2061 2689 3768

D(1/秒)：12.25 17.03 22.41 29.13

根据最后两组数据可绘出刻物料流变特性曲线。

<4>表观粘度

流变特性曲线上，特定点的粘度值称为该点的表观粘度。

利用公式η=τ/D，按上述方法求出某一点的剪切力和剪切速度，即可求出该点的表观粘度。

(5)判别曲线的流型：可以用坐标纸给出D--τ流变曲线，根据曲线特性判别。

转速分级

转速转/分

Ω秒-1

测量系统

（Z.R.h）

实验七油墨粘度检测方法三

利用“QND—4型福特杯粘度计测定”

1.实验原理

一定体积的液体在某温度下全部通过小孔流完所需要的时间，用秒表示，称为条件粘度。

2.实验器材

(1)QND—4型粘度计；

(2)秒表；

(3)温度表；

(4)烧杯；

3.仪器简介

QND-4型福特杯，结构如图6所示。

1．流出口2．压紧螺母3．杯体4．支架5．定位顶丝6．支柱

7．水平仪8．调水平支9．底座10．固定脚

图6 QND-型涂料粘度计

4.实验步骤

(1)清洗：测试前应把粘度杯内，尤其是流出口的部分要擦洗干净。

(2)调水平：调整支架水平螺钉，使粘度杯处于水平位置。

(3)测试：测试时在粘度杯漏嘴下面放置容量为150ml 的烧杯。用手指堵住流出口后，将被测试样倒满粘度杯中。将多余试样刮到粘度杯边缘之凹槽中(注意此时试样中不应有气泡)，然后移开手指，让液体自由流出小孔同时开动秒表计时。

5.实验结果计算

(1)当试样流丝中断并呈现第一滴时，停止秒表。此时秒表所指示的时间即为该试样的条件粘度值。