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印刷材料及适性每章小结兼期末总复习

第1章印刷纸的组成

承印材料:是可以承载油墨或粘附性色料,呈现图文的所有物质的总称。

纸张的组成:

基本组成---植物纤维

辅助材料---填料、胶料、色料等

纸张的定义:纸张是纤维间通过氢键互相缔和的随机取向的层次网络

形成网络的条件:

①纤维间不加任何粘和剂能相互粘接

②纤维能形成随机取向的层次网络

在自然界中,能满足这一条件的只有纤维素纤维(cellulose fiber),而纤维素纤维广泛存在于各种植物中

一、造纸植物纤维原料的种类

木材纤维原料

针叶木(软木)和阔叶木(硬木)

非木材纤维原料

籽毛纤维-----棉纤维

韧皮纤维-----亚麻、大麻檀皮等

草类纤维-----稻草、芦苇、玉米秆

废纸--再生纤维

二、植物纤维中的主要组份

第一类:碳水化合物----主要组份是纤维素和半纤维素

占原料化学组份的50% 以上。

第二类:苯酚类物质----主要组分是木素占原料化学组分的10%-35%

第三类:萜稀类----主要组分是松节油,松香酸等,针叶木中约占5%,草类及阔叶木中含量很低)

其它组分----脂肪酸、醇类、蛋白质、无机物等

植物纤维中的主要组份

在纤维原料的化学组分中,纤维素、半纤维素、木素为主要组分,也是成品纸

张的主要组分。

1. 纤维素(cellulose)

线性高分子&每个基本单元上都有三个醇羟基(这些醇羟基对纸张的性质有

决定性的作用)

2.半纤维素(semi cellulose)

单位重量中含有的羟基个数比纤维素更多,吸水、润涨能力更强。有利于水化、细纤维化,能提高纸张的柔软性和强度。

半纤维素含量高的纸张,形稳性较差。

3.木素(lignin)

空间网状结构的大分子。化学结构极不稳定,易发生氧化。不吸水,不润涨,对纸张的强度没有贡献。含量高反而会阻碍纤维素分子间交织。使纸张耐久

性差,易变黄,变脆。所以制浆过程中要一定程度上除去木素。

辅助材料

为改善纸张性能而加入的各种助剂包括填料、胶料、色料

一、胶料

1 施胶的目的:使纸张在一定程度上获得抗拒流体浸润的能力。

2 施胶的方法:

内部施胶:将胶料加入纸浆中,再抄造成纸。

表面施胶:将抄造好的纸张浸入胶料溶液中或辊涂等。

3 表面施胶对纸张性能的影响

提高抗水能力

对纸张油渗性的影响:增加纸面与油的接触角,在纸面形成相对连续无孔的膜,减少或阻止油的渗透。

对纸张可擦性的影响

可擦性:在无任何腐蚀作用下,从纸面擦去印迹的性质。

主要从两方面影响,一是减少了油墨的渗透,因而易于把油墨擦掉;而是增加表面纤维间的黏结,从而增加了纸面的抗摩擦性能。

对纸张强度的影响:提高纸张的抗张强度

二、填料

1. 加入填料的目的:使纸张取得特定性能,改进纸张的印刷适性(提高不透明度、白度、平滑度,改善形稳性,吸墨性等)根据不同的纸张而添加不同的填料。

2 填料应具备的性质:

高白度

高折射率,低水溶性

颗粒细小

化学稳定性好

密度较小

3. 加入填料对纸张性质的影响

(1)对光学性质的影响

不透明度:纸张不透光的性质。取决于

光散射界面数量的多少

散射界面间折射率的差异

未加填料的纸张:主要界面:纤维素---空气,折射率: 1.53---1.0

加入填料的纸张:增加界面:纤维素---填料,填料---空气

填料颗粒细小,折射率高,使纸张不透明度明显提高

白度。加入填料能够增加纸张的白度

(2)对表面平滑度和印刷适性的影响

细小填料能填补纤维所形成的凹凸不平,所以能提高纸张的平滑度

(3)对纸张强度的影响

填料加入减少了纤维间的交织,使纸张抗拉强度、耐折度、撕裂度、挺度等下降三、色料

色料是各种颜色的染料。就是用作纸张染色和调色的颜料和染料。

1 加入色料的目的:

使纸张着色;

使纸张“显白”。提高纸张对不同波长光反射的均匀性,从而使纸张“显白”

纸张制造工艺概述

造纸就是将植物纤维经过加工处理,并添加有关物质后抄造成纸的过程。这一过程由制

浆和造纸两大部分组成。

制浆:从植物纤维的细胞壁中,把非纤维物质除去,使植物纤维离解,变成以纤维素纤维为主体的本色浆或漂白浆

造纸:把浆料进一步处理,使其成为薄膜状物质的过程

一、制浆:用化学或机械或二者结合方法使植物纤维破解成浆的过程

1.化学法制浆

原理

亲核试剂与木素发生反应,使木素结构单元的连接断裂,成为溶于水的低分子,使植物纤维分离成单根纤维。

特点:

应用范围广,原材料广泛,

成浆强度大;

颜色深,需采用多段漂白;

制浆效率低,废液回收复杂;

2机械法制浆

原理:

利用机械方法(磨石)在水和蒸汽的存在下对木材进行磨解,使纤维离解。

特点:

保留了原料中大量木素,制浆率高于化学浆,

纸张不透明度高,吸墨性好,可压缩性好,

由于木素的存在,不宜长期保存。

3化学机械法

原理:先用化学药品对原料进行预处理,再用机械方法进一步磨解。

特点:

条件较温和,制浆率较化学浆高,

可抄造新闻纸、包装纸,经漂白抄造书写纸、杂志纸

二、漂白

1漂白目的:彻底去除木素等杂质,提高浆料纯度和白度

2漂白方法

氧化型漂白剂---永久漂白

还原型漂白剂---暂时漂白

3发展趋势—减少化学漂剂,尤其是含氯漂白剂

含氧漂白&生物漂白

三、纸料的制备

1、打浆

打浆的作用:使纤维细胞发生变形、位移、使纤维疏解、润胀、分丝、帚化。这些作用交错进行,大大增加了纤维的比表面积,纤维表面游离出大量亲水的羟基,在水中通过水的作用形成“水桥”,在干燥脱水后,转化为纤维之间的氢键缔和。

四、纸张的抄造

有两种方法:干法-以空气为介质,湿法-以水为介质

抄造设备:长网圆网夹网

在抄纸过程中形成的方向性和正反两面性

五、涂布

1涂布目的:明显提高纸张的均匀性、平滑度,通过压光,可以明显提高纸张的光泽度,改善

纸张的形稳性。

2涂布纸的种类:轻量涂布纸;普通涂布纸;特殊涂布纸

3涂布纸的生产过程:

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4涂料的主要组成及作用

颜料:占涂料的70%-80%,如钛白、高岭土等它是决定涂料纸油墨接受性、平滑度、光泽、白度和不透明度的主要成分。

胶黏剂:淀粉、干酪素、PV A等。它使得颜料粒子之间相互粘结,视图层与原纸之间牢固粘结。

助剂:为了改进颜料的分散性,提高涂层的耐水性以及改善涂料的流动性等。

5涂布作业

按涂布机与抄纸机的关系分为机内涂布(on machine)和机外涂布(off machine)

6涂布方式:辊式涂布气刀涂布刮刀涂布

第二章纸张的结构

纸张是一种非均质物质,结构相当复杂概括起来其特点主要有:

(1)具有多相复杂的结构元素

(2)结构元素在三个方向上各向异性

(3)具有孔隙结构

(4)结构元素之间存在结合力。这个结合力是纸张强度的基础

(5)纸张存在两面性

纸张的基本结构性质

一、纸张的正反两面性(复习题一)

正面: 毛毡面反面: 网面

1正反面产生的原因:纸页成型过程中单面脱水,在脱水的同时网面一部分细小纤维、填料、胶料的流失所至。

2两面性对印刷纸的质量及印刷的影响:两面性对印刷纸的质量影响很大,他可以导致印刷品质量的不均匀性,不利于印刷质量的控制。纸张的正面平滑度较高,着墨效果好,但表面强度较低,在印刷中容易出现拉毛的现象。相反,反面较为粗糙着墨效果差,但表面强度高,不易出现拉毛的现象。

二、纸张的方向性(复习题二)

纸张的方向性与抄纸过程中纸浆在网上的分布情况有关,喷洒在抄纸机网案上的纸料纤维由最初的随机取向到逐渐定向,使纤维的长度方向大部分顺向抄纸机运行的方向,从而形成了纸张的方向性。

在单张纸胶印的过程中,一般用纵向纸,即纸张丝缕的方向应该与印刷的方向垂直。因为纸张在吸湿润湿时,纤维直径方向膨胀的幅度要比其长度上大,所以平板胶印纸张吸湿时,横向伸长率要比纵向大得多,应该用纵向纸。

三、纸张的匀度(复习题三)

1纸张的匀度:指纸张中纤维分布的均匀程度(uniformity) 。匀度不仅影响纸张的外观质量,同时影响纸张的一般物理性质和光学性质,也会影响非涂料纸的印刷性能。

纸张的水平及垂直结构

一、纸张的水平结构

1纸张的水平结构也就是纸张的理想二维网络的统计几何结构。

2理想二维网络是指把n根纤维通过随机方法放于面积为A的平面上形成的理想纤维网络简称为2-D纸页。尽管纸张具有多层结构,但实际上,纸页中纤维绝大部分都是在平面上分布的。3纸页的力学性质不仅取决于纤维间交叉的总量,而且还取决于纤维网络中每根纤维交叉的数量。

4纤维中心的不均匀分布是纸页不均匀性的最基本的原因

二、纸张的垂直结构(复习题四)

“Z”向强度:在纸张的垂直结构中,最重要的的结构性质是纤维间粘结的程度。纸张中纤维间的粘结状态决定了纸张在垂直方向的抗张强度,称之为剥离强度

相对粘结面积(RBA):纸页中纤维间总粘结面积与发生粘结的纤维的总面积的比率

RBA决定“Z”向强度

纸张的孔隙结构(复习题五)

纸张的孔隙结构是由构成纸张的基本组成---多孔的纤维和纸张成形过程中纤维之间的交织情况决定的

孔隙率:孔隙率指纸张的孔隙体积与纸张的总体积之比

平均孔半径也称为等效孔半径(equivalent pore radius ),指长度等于该方向纸页厚度的孔隙的当量半径

纸张的孔径分布必须与油墨中颜料粒子的大小与分布很好地匹配才能印刷出高质量的印刷品.

第三章纸张的基本物理性质

印刷运行适性(Printing Run ability):为保证印刷生产的顺利进行,纸张所应具备的性能。印刷质量适性(Printability ):直接影响印刷品质量的性能

定量、厚度和紧度

一、定量

1定量(Basic weight)单位面积纸张的重量g/m2

2测量条件:使纸样在恒温恒湿的环境中达到平衡

3令重(kg)=长(M)×宽(M)×500 ×定量/1000

4(复习题二)为何现在倾向于使用低定量的纸张???

纸张是按照面积大小使用的,而纸张的销售是按照质量进行计价的,因此,从经济的角度考虑,应尽量使用低定量的纸张。

二、厚度(thickness):

1厚度(thickness):纸或纸板正反两面的垂直距离(单位mm)

2(复习题二)定量、厚度的均匀性比其绝对值更重要,特别是纸张横向最容易出现定量和厚度的非均匀分布。一但出现这种情况,会使卷筒纸两边松紧不一,印刷时在轮转机上受力不均,绷紧的一端往往先断裂造成断头,因此要求纸张的定量、厚度在纸张横面分布均匀一致。另外,纸张厚度的均匀性还直接影响印刷压力的调节,从而影响印刷品的质量,同时纸张厚度均匀性差,还会导致书瘠的薄厚不一致等,影响印刷品的质量

三、紧度

1紧度:单位体积纸张的重量(g/cm3)

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2

3松厚度:紧度的倒数,指的是1g重的纸张体积有多大

4(复习题三)纸张的紧度取决于所用纤维的种类、打浆程度、抄纸时网部脱水情况、湿压程度和压光程度。1、对强度的影响:纸张紧度太低,强度不够,不适合印刷。紧度太高,也不适合印刷,韧性降低,容易断裂,2、对不透明度的影响:紧度越高,纸张的不透明度越低。3、对吸墨性的影响:紧度太低,过于疏松,不适合印刷;紧度太高,影响油墨的渗透干燥,容易造成背面蹭脏。

平滑度与表面可压缩性

1平滑度:纸张表面的平整程度

2表观平滑度(复习题四):自由状态下纸张的平滑度称为表观平滑度,表观平滑度与纸张的光泽度有很好的线性关系.取决于纸张外观的纹理结构. 决定光泽度

表观平滑度测量方法——显微照相法& 触针法& OCR(Optical Character Recognize)

3印刷平滑度(复习题四):印刷压力作用下纸张的平滑度为印刷平滑度.印刷平滑度是表观平滑度与表面可压缩性的综合表现. 决定印刷质量

印刷平滑度测量方法——空气泄露法

4表面可压缩性(复习题五)(Surface Compressible)材料受到压缩时体积减少,则称该材料具有可压缩性.与表面有关的体积受到压力作用而减少时,该材料具有表面可压缩性.当压力作用于该材料表面时,可压缩性表面粗糙度会减少。表面可压缩性可以度量随压力增加,纸张表面粗糙度降低或平滑度增加的程度.

印刷质量不单取决于纸张表面可压缩性,也不单取决于纸张表观平滑度,而是取决于二者综合参数,即所需印刷压力

5 (复习题七)

PPS值:利用PPS粗糙度仪测得的绝对粗糙度值

PPR值:PPS=2um时的压力称为需用印刷压力,简称PPR值。PPR值较为准确的反映了纸张印刷平滑度的大小,PPR值越低的纸张,越容易取得满意的印刷效果。

6(复习题八)印刷平滑度对印刷的影响:影响油墨需要量;影响纸张着墨的均匀性;影响印刷品的光泽度。纸张生产工艺对印刷的影响…

纸张的油墨吸收性能

1(复习题九)油墨的接受性(Acceptability)&油墨的吸收性(Absorbability )油墨接受性主要是指发生在压印瞬间不到1秒时间内的现象,与印刷压力的大小有很大的关系。而油墨吸收性则描述油墨与纸张接触到油墨完全固化在纸面的一个较长时间,它与纸张毛细孔大小有关,与油墨某些组分的渗透有关。可以根据特定的工艺条件,利用公式分别计算出纸面对于油墨加压渗透和自由渗透的深度

两者的区别:发生的时间段不同:前者发生在压印瞬间的现象;而后者发生在从油墨与纸张接触到完全固化在纸面的一个较长时间。影响因素不同:前者与油墨转移性能有关;

而后者与纸张毛细孔对油墨中的低粘度组分的吸收和油墨中某些组分向纸内渗透作用有关。

2(复习题九)纸张对油墨的吸收的两个阶段:1)加压渗透(依靠印刷压力)2)自由渗透(依靠纸张的毛细管作用力)。在这两个阶段对印刷品性能的影响?????

加压渗透阶段,油墨被整体亚如纸张较大的孔隙,因而保留在纸面的墨膜的性质不会受到压入量多少的影响,但如果纸张的孔隙率很高,而印刷压力过大时会将油墨过多的压入而导致透印。自由渗透阶段,连接料从油墨中分离出来进入纸张内部纸面的墨膜的性质将会发生变化,这一阶段纸张对油墨的吸收速率决定着印刷品是否具有光泽,是否发生透印现象因为减少了留在墨膜中的连接料,所以光泽度降低了,因为连接料渗入到纸张内部减少了散射截面,使纸张不透明度变差容易透印。

3(复习题十)影响油墨脏污试验结果的因素

(1)接触时间。油墨与纸张的接触时间不同,纸张对油墨的吸收就会不同。不同的接触时间,脏污后的密度值不同&不通知张吸收油墨的速率不同。

(2)油墨的黏度。

(3)纸张表面的光反射能力。

(4)纸张表面粗糙度。越粗糙保留油墨越多。

第四章纸和纸板的力学性质

机械强度:纸张的整体性遭到破环和结构发生不可逆改变的应力表示

纸张的流变性质

一、纸张的应力---应变关系

1应力:抵抗外界负荷时,单位面积上的内力(τ)单位:dyn/cm2 N/m2

2应变(变形):受力后,物体规格尺寸发生变化的数量对原有规格的比率(%)

3最大应力:也称弹性极限,指物体保持能恢复其原有形态下所能感受的最大负荷。

4粘弹性变形:加在物体上的应力因产生变形所用的时间而变化,这种特定的变形称粘弹性变形

5纸张应力应变关系(复习题一)纸张伸长率(变形)随负荷增大而增大,但不成直线关系。6蠕变:在负荷保持不变时,纸张无限流动,直至发生断裂,这种滞延流动叫蠕变

7(复习题二)为什么经过蠕变的纸张不容易发生断裂???

经过蠕变的纸张抗张强度虽然变小,但蠕变处理使得纸张更加绵韧,因而能吸收突然振动,不至于将应力集中于纸上某一点,所以不容易断裂。

8应力松弛:(复习题三)如果纸张的变形量保持一定,应力将随时间的延长而降低.应力松弛的速度有快有慢.应力松弛速度快的纸会更容易使负荷消失,所以应力松弛速度慢的纸张更容易断裂。在印刷时所用的纸张应该具有较高的应力松弛速率,以抵抗在印刷时突然发生的应力。

纸张的Z向压缩变形特性

(复习题四)1压缩率=最大压缩量K/最初厚度d

2弹性恢复率=压力去除后恢复量R/最大压缩量K

3塑性变形率=最终变形量K-R/最大变形量K

纸和纸板的机械强度

1抗张强度: (复习题六)在标准规定的实验条件下,一定宽度的纸样,断裂前所能承受的最大张力。(N/ m )或(Kg/m)

2绝对抗张力:以纸或纸板标准所规定的试样宽度,在抗张强度测定仪上直接读出的荷重F,用N计量

3裂断长:(复习题六)指纸条长度达到不能承受本身的重量时而自行裂断时的长度,与厚度无关,适用于比较不同定量的纸和纸板

4抗张指数:抗张强度除以定量

5伸长率:纸或纸板受张力至断裂时的伸长与原长之比的百分率

6(复习题六)影响纸张抗张强度的因素:1、原料:棉韧的长纤维比短纤维制造出的纸张具有更高的抗张强度。2、工艺:化学木浆>磨木浆:硫酸盐法制浆>亚硫酸盐制浆;3、纸张的方向性:纵向>横向4、湿度的影响:湿度升高,纸张的抗张强度降低。

(复习题七)7耐折度:在一定的张力下,纸张抵抗反复折叠的次数

8耐破度:指纸张在一定面积下,以匀速加压至破裂时所能承受的最大压力

9撕裂度:撕裂一定距离纸页所需的力

边撕裂度:在与纸张平行的方向上将完整边缘撕开一定距离所需的力。

内撕裂度:先将纸张切出一定长度的裂口,然后测量再从裂口开始撕裂一定距离时所需的力

10挺度:指纸张抵抗弯曲的性质,即刚性

纸张的表面强度

1表面强度:(复习题八)纸张表层细小的纤维、填料、胶料间,涂层粒子间,涂层与原纸间结合的牢固程度。它表示了纸张在印刷过程中抵抗油墨分裂力的能力。

2临界拉毛速度:(复习题八)在一定的条件下,纸张产生明显的起毛、起泡的最小的(或纸张不产生起毛、起泡的最大的)印刷速度。用cm/s或m/s表示。

3拉毛:在印刷过程中,当加于纸张或纸板表面的外部张力大于纸张或纸板的内聚力时,纸张或纸板表面发生肉眼可见的破裂现象。这种在破裂的纸面上出现不连续的或连续的未着墨区域的现象。

4(复习题八)影响临界拉毛速度的因素:1、油墨的粘度和粘着性2、温度3、印刷压力4、印刷墨层厚度

5 VVP值:对于一定的纸张,其临界拉毛速度Vc和实际所用油墨黏度Viscosity的乘积是一个常数,称为VVP值。

6为何设定VVP值????

对于不同黏度的油墨,尽管相同的纸张,其临街拉毛速度是不相同的,这就不便于纸张之间的相互比较,也难以与实际印刷联系起来,即使采用标准油墨,临街拉毛速度也只能比较纸张之间的表面强度的相对大小,而不能确定在实际纸张、油墨和印刷条件下,不发生拉毛的条件。所以提出了这一说法。

第五章纸张的光学性质

纸和纸板的表面光泽度

1光泽度:表示纸张表面镜面反射光的能力与完全镜面反射能力的接近程度。

2镜面光泽度(Gs) (复习题一):物体表面镜面反射光量(S)与入射光量(I)之比

3反差光泽度(Gc) (复习题一):指物体镜面反射量(S)与总反射光量(D)之比

4(复习题二)测量:常用的光泽度仪是测量镜面光泽度的。黑玻璃吸收所有进入玻璃的光,因而无扩散反射光,射到检光计的光全是镜面光。所以以标准黑玻璃为工作标准。影响光泽度测量结果的因素有:(1)物体的表面特性;(2)取决于测量角度;入射角越大,镜面反射率越大,光泽度越高;不同的纸张宜采用不同的测量角度。(3)观察角度范围的影响。

5光泽度只与物体表面的表观平滑度相关,而与压力状态下测得到的印刷平滑度相关性较差纸和纸板的白度与颜色

1白度(复习题三):通常指基于测量纸张对光谱中蓝光范围,即主波长为457nm光的反射率。它与亮度是有区别的。白度是纸张对所有可见光均匀漫反射总反射率的度量---是纸张总光谱反射率、照明光源能量分布、观察条件、观察者特性的函数。亮度(Brightness)是纸张对某一特定波长、特定条件下反射率的度量。

2 (复习题四)SBD白度仪测量原理:在一定的几何条件下,测量纸样对某特定波长的反射率。选择457nm的光是因为测量白度时,我们是以测量纸张对蓝光的反射率为标准的。3视觉白度:(复习题五)指纸面对白光总反射率和在整个波长上反射率均匀性的结合.也就是说,人的视觉白度不仅取决于纸张对白光的总反射率,而且取决于纸张在整个可见波长上反射率的均匀性。

4(复习题五)影响纸张白度的因素及提高白度的办法:1、染料:在选择染料时应避免采用在测量光波长附近有最大吸收的染料。2、填料的白度:使用比浆料白度高的填料,可以提

高纸张的白度。3、浆料的白度:影响纸张白度最主要的因素。100%漂白化学木浆抄造的纸张,用这种木浆为原料制造的原纸的高级涂布纸白度比较高(80%以上),混合有机械木浆的中级涂料纸白度比较低。4、涂料的白度原纸的白度高于涂层,透过涂层的光线将被原纸表面反射回去,并再次通过涂布层反射出来,白度可以提高。如果涂料中加入高级颜料(白度高,折射率高),不仅可以提高涂层本身的白度,而且由于不透明度高可以遮盖原纸的颜色。可以明显提高涂布纸的白度。5、加入荧光增白剂可以提高纸张的总反射率和反射率的均匀性。

纸和纸板的透明度与不透明度

1透明率=镜面透射率/总透射率

2(复习题六)不透明度的表示方法:TAPPI不透明度印刷不透明度IGT印刷不透明度3(复习题八)影响纸张不透明度的因素:(1)定量。相同的纸张,定量越高,光散射的面积和光吸收越多,纸张的不透明度增加。(2)紧度。紧度越高,纸张的光散射面积越少,纸张的不透明度降低。打浆和湿压同样使纸张的紧度增加,不透明度降低。(3)测量光的波长。一般纸张对蓝光的吸收比对红光的吸收大,所以,使用蓝光比红光测量的结果要高。(4)填料。加入填料,增加光散射界面和界面间折射率的差异,提高纸张的不透明度。5. 涂蜡。将石蜡或与纤维素折射率接近的物质浸入纸张,因为大大增加了界面间的光学接触并降低界面间折射率的差异,使纸张的不透明度明显降低。6. 浆料。纸张的不透明度随着纤维比表面积的增加而增加。

纸张的光散射对网目调印刷品质量的影响

(复习题九)1对印刷密度的影响:按照理想的情形,在纸张上印刷50%的网点,印刷密度应该为0.3,但实际测量为0.34或更高,这是由于照射在纸张与印刷网点的空白处的光又有一部分被墨层吸收,同时,光线在纸张与空气的界面上还会发生多重内反射,其结果使反射率更低而印刷密度更高.2对图像反差的影响:由于纸张的多重内反射,使得空白部分的密度增加,降低了网点与空白部分的反差会导致图像层次的反差下降3对图像清晰度的影响:实验表明:在纸张上印刷的网点印刷品比在无散射的承印材料上印刷的网点印刷品模糊一些.尤其对非涂料纸更为明显.这是由于纸张的光散射所造成的:从网点之间空白处进入纸张内部的光由于散射作用有部分光从网点处穿入,越靠近空白处,穿出的光越强,造成网点边缘的密度低而中间密度高,使横跨网点的密度不均匀,使网点发生了扩大,----光学网点扩大

纸张的表面效率(复习题十)

1纸张的表面效率

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A:纸张的吸墨能力(可用K&N值表示)

G:纸张的光泽度

2纸张的表面效率对油墨呈色效果的影响

通常以品红墨的色偏,青色墨的灰度来衡量颜色变化和油墨质量。

随纸张表面效率的增长,其颜色强度与色效率均提高,而色偏与灰度则下降。

3意义:

为了印刷制版校色、调整灰平衡提供数据。可预测两原色叠印的间色色偏,从而制作出适印性更好的印版。为造纸厂生产彩色印刷用纸时,全面控制质量提供可靠数据。

第六章纸张的化学性能

纸张的吸湿性

1平衡含水量:在一定的温度和一定的湿度条件下,纸张的水分不再随时间而变化的状态称为水分平衡状态,此时的含水量叫做平衡含水量。

2影响平衡含水量的因素:(1)原料纸浆的品种和纯度(2)温度(3)湿度(4)时间

3滞后现象(复习题一):在同一相对湿度下,吸湿达到平衡时的含水量小于脱湿达到平衡时的含水量的现象。高湿度时和低湿度时,相对湿度变化引起的含水量的变化率比中等湿度时相对湿度变化引起的含水量变化率大得多.即:在高湿度和低湿度条件下,较小的湿度变化会引起较大的纸张变形.所以印刷环境的温度、湿度必须控制,且宜在中等湿度的条件下进行印刷。

4(复习题二)纸张调湿处理的目的和方法:使纸张的含水量与印刷车间的温度和湿度相适应;消除纸张的皱摺,使纸张恢复平整;降低纸张含水量对湿度变化的敏感性。

纸张的酸碱性

1(复习题三)纸张酸碱性对印刷的影响:(1)酸性纸张会吸收油墨中的干燥剂影响油墨的氧化结膜干燥速度(2)碱性太强,影响水斗液PH值的控制(3)碱性物质导致非图文部分上脏

第八章绪论

1油墨是由作为分散相的颜料和作为连续相的连结料组成的一种稳定的粗分散体系。

颜料:颜色

连接料:转移传递性能和干燥性能

2油墨的最基本性能颜色性能干燥性能流动性能

主剂颜料

连结料

3油墨

流动性调整剂

助剂干燥性调整剂

色调调整剂

4(复习题二)油墨的分类:按照印刷方式分为平凹凸孔版油墨;按照干燥方式分为渗透干燥、挥发性干燥、氧化结膜、光固化干燥型油墨。还有其他分类。

第九章颜料

颜料的理化性能

1颜料的分散度(复习题三):是指颜料颗粒的大小,分散度越高,颜料粒径越小。通常,颜料分散度高,着色力、遮盖力随之提高。

2着色力(复习题三):是某一颜料与其它颜料混合后该颜料呈现自身颜色强弱的能力。颜料的着色力取决于它本身的光学特性及颜料的晶型结构,同时受分散程度的影响。颜料的着色力越高越好。

3遮盖力(复习题三):是指颜料遮盖底色层的能力,遮盖力与透明度是对颜料同一性质相反的描述。遮盖力并非越高越好。

4吸油量等于将一定量的颜料制成浆状所需的油脂重量与颜料重量之比.

5颜料的密度也可以用“视比容”来描述。视比容是指每克重颜料所占的体积,用cm3/g表示6耐抗性:颜料必须抵抗外界作用,尽量不产生物理及化学变化,以保证原有色彩。

无机颜料

白色颜料:钛白(TiO2) 锌钡白

黑色颜料:碳黑

彩色颜料:黄色—铅铬黄蓝色—铁蓝

有机颜料

有机颜料和染料能够有选择的吸收光谱中的某些部分,并将吸收区域从紫外线区域移到可见光部分,使化合物成为有色体

1结构特点: (复习题二)

①含有生色基——不饱和官能团(官能团是决定有机化合物的化学性质的原子或原子团)

②含有助色基——未公用电子对的基团

③整个分子具有共扼结构——位于同一平面

2有机颜料的分类(复习题二)

1 .颜料型染料——本身就是不溶性的。

2 .色原——用无机金属盐或酸将可水溶性染料制成不溶性的有机颜料。

3.色淀——用铝钡白等无机载体将有机染料沉淀而成的颜料。

特殊颜料

金属颜料:铝粉铜粉

发光颜料:.夜光颜料(磷光颜料)荧光颜料

填充料

1填充料的作用(复习题四):填充料是一种着色力很低的白色颜料,用于其它色彩颜料的调色添加物。可以调整油墨固体-液体比例,改善油墨的身骨,同时冲淡油墨颜色,也可以取代一些高成本颜料,降低油墨成本。

2填充料种类(复习题四):

碳酸钙:经过化学沉淀制成

硫酸钡:可以调节油墨的流动性能,具有一定的防脏作用。

铝钡白高岭土氢氧化铝

第十章连结料与助剂

1(复习题一)连接料在油墨中的作用:1作为分散介质使用,是颜料的载体。2.作为成膜物质。决定着油墨的流变性质、干燥性质、抗水性以及光泽

2主要成分(复习题一):植物油矿物油有机溶剂树脂蜡

连结料组分的理化指标

1.酸值(复习题二):1克油脂所消耗的KOH的毫克数。酸值高,颜料的分散性比较好,黏度增大但是容易发生乳化。酸值低,颜料润湿差,流动性能不良,光泽度差

2.碘值(复习题二):100克油脂所消耗的I2的克数。碘值高低表示油脂或树脂不饱和程度的高低。决定分子活性,对干燥能力的间接描述。

3.软化点(复习题二):树脂从固态到液态的转化温度。软化点低,在溶剂中容易溶解,但是,对溶剂的释放性差,影响干燥。

连结料组分的性能与结构

一、植物油

1(复习题三)植物油的基本化学组成是高级脂肪酸的甘油酯

2(复习题三)分类:通常可根据碘值的高低分为干性、半干性和不干性。

二、矿物油(石油分馏的产物)

1(复习题三)矿物油的主要组分是烷烃,不具有发生交联的能力

2(复习题三)油墨中的矿物油以及各自用途:

(1)汽油——作为清洗剂(2)高沸点窄馏分煤油---油墨油——快速脱离膜层进入纸张纤维,使膜层增稠、增黏(3)机械油——工业上常用作润滑剂

三、有机溶剂

1(复习题四)油墨对有机溶剂的基本要求

(1)溶剂的溶解度参数、氢键值与树脂的溶解性

(2)挥发能力。溶剂从油墨中挥发的性能取决于溶剂本身的因素。

(3)安全及环境保护问题,溶剂在空气中的最大浓度mg/m3

2(复习题四)油墨中常用的有机溶剂有

芳烃类、醇类、酮类和酯类等,主要用于制造挥发干燥的雕刻凹版油墨和柔性版油墨(适用于薄膜类承印物)

常用连结料(复习题五)

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辅助剂(复习题六)

一、干燥性调整剂

1.干燥促进剂(燥油)

氧化结膜干燥的连接料都需要加入催干剂——缩短诱导期: 促进游离基生成

2.防干剂(反干燥剂)——防止油墨未转移到纸上就结膜

若油墨配方中采用了一些催干性很强的颜料(铁蓝、铬黄等),在轧墨时会有结膜现象,使油墨难以轧细;在存放时由于油墨表面与空气接触发生了氧化而结皮,在印刷机上也会发生结皮干固的倾向。强还原剂,优先被氧化,延缓干性油氧化聚合

二、流动性调整剂

1.撤粘剂(3-5%)——降低油墨粘着性,而不改变其流动性

2.稀释剂——降低油墨粘着性的同时提高流动度。

3.增稠剂——使连结料的粘度增大,具有胶化结构和适当的触变性,防止颜料沉降,但却不增加油墨的粘性。

三、色调调整剂

1冲淡剂——冲淡印刷油墨的颜色而保持其粘度、粘着性、触变性等流动性质。

2提色剂——调节油墨色相的助剂

四、其它辅助剂

1.表面活性剂和分散剂。将颜料很好地分散在各种类型的连接料中,帮助颜料充分分散在连接料中,防止颜料颗粒凝聚和沉降。

2.消泡剂和防针孔剂——照相凹版和柔性版油墨都比较稀,当有空气混时会出现大量气泡,水型凹印墨更为严重。

3.反胶化剂——会出现胶化现象。加入5%的萘酸金属盐可以解胶,使印刷油墨恢复流变性能,但解胶后必须立即使用,否则有可能重新胶化。

第十一章油墨的结构及油墨制造

决定油墨品质的因素

1原材料的选取、配合(油墨配方)及原材料质量是决定油墨品质的根本因素。

2获得良好油墨结构的基本手段是油墨的制造工艺。制取高质量油墨必须保证两点:

最佳的原材料配置& 最佳的油墨结构

油墨的结构

在油墨系统中,存在着以下几种关系间相应的平衡:

介质材料间的互相作用,即液-液关系——决定了油墨连结料的品质,进而决定了油墨的品质和品种;

颜料颗粒间的相互作用,即固-固关系;介质材料与颜料颗粒间的相互作用,即固-液关系——决定了油墨分散体系的稳定性,进而对油墨的品质产生重要影响。

油墨的固-液结构及稳定性

(复习题一)颜料的浸湿过程是气-固界面被固-液界面取代的过程.。高能表面(γGS 大)的固体颗粒有利于在介质中的分散。一般高能表面与液体接触后,体系表面能将有较大的降低,应为一半液体所润湿。在已定的分散系统中,要改善分散状态,必须设法降低固-液界面的界面能γSL 。

(复习题二)不同颜料与不同连接料之间相互作用不同,亲和状态不同.

1.亲油性颜料与亲油性连接料——界面处于比较低的能量状态,颜料与连接料处于亲和状态,系统稳定。

2.亲水性颜料与亲水性连接料——界面能量大幅度降低,系统处于低能状态。颜料、连接料处于亲和状态,系统稳定。

3.亲油性连接料与亲水性颜料或亲油性颜料与亲水性连接料——不能释放能量,在界面处连接料或颜料存在比较大的过剩极性力,使界面处于比较高的能量状态.。不稳定应用表面活性剂,改善润湿性质,提高油墨中颜料和连接料的亲和性。

表面活性剂

1表面活性剂的结构:在分子结构中同时存在亲水基团和亲油基团。亲油基团(非极性基)是以长链烃基为代表的原子团。亲水基团(极性基)以羟基、羧基、磺酸基、醚基为代表的原子团。

2.表面活性剂的作用:

(1).表面活性剂在颗粒表面的吸附

油型连结料中表面活性剂的定位吸附,油酸的一端是很长的非极性的烃链,另一端是极性的羧基。遇到连接料中的颜料颗粒,油酸分子以极性基吸附于颜料颗粒表面形成定向吸附层,包围在颜料颗粒周围的非极性烃链与连接料中的分子结合。形成保护外壳,大大降低界面自由能,防止印刷油墨聚集沉降

水型连结料中表面活性剂的定位吸附:离子型表面活性剂以正负离子的形式吸附在颜料表面上,其对应的电荷扩散于介质中,就会发生电荷排斥。带电粒子的扩散层包围着颜料颗粒,

并排斥着周围的带同样的电荷的颜料,形成了颜料颗粒外围双电子层,防止颗粒接近。

(2)提高连结料的润湿能力

亲水性连结料不能与亲油性颜料亲和是由于连结料分子极性高,其表面张力比颗粒的临界表面张力高。在连结料中加入表面活性剂,形成单分子层吸附,降低表面张力,使其小于固体的临界表面张力,同时,也降低系统的界面能。

第十二章 油墨的干燥性质

油墨的干燥

1、干燥过程:油墨转移到承印物表面形成液态的膜层,膜层经一系列物理或化学变化而成为固态或准固态膜层的过程

干燥可分为:物理干燥、化学干燥和光化学干燥

(复习题一)油墨的干燥分为两个阶段完成:

油墨由液态转变为半固态,不再流动和转移—固着阶段。用油墨的“初干性”表示。

油墨中连结料的主体部分发生物理、化学反应,完全干固结膜—干燥阶段。用“彻干性”表示。

2油墨的固着、干燥与油墨粘着性的关系

随着干燥的进行,油墨的粘着性逐渐增大到某个最大值,再下降为零。

理想的叠印应该选择在油墨开始固着而又没有完全干燥的时间内进行。

油墨的附着

1(复习题二)杨氏润湿方程:

新形成界面的能量γSL 小于原来界面的能量γSG ,体系自由能变化小于零,可以自发进行(即有高能面转向低能面是可以自发进行的)。要使液体(油墨)润湿固体(承印材料),液体的表面张力γSL 必须小于固体的表面张力γSG 。用同一种液体来润湿两种表面自由能不同的固体表面时,高能表面比低能表面容易被润湿。(γSG 越大γSL 越小越容易润湿)

从润湿的角度,欲使油墨很好地附着在低能表面的承印物上,可以设法降低油墨的表面张力,使其低于承印物的表面张力;也可以设法提高承印物的表面张力。

“二次结合”力

1(复习题三)“二次结合力”:油墨与承印物的两相分子之间,如果有较强的异性极性时,会产生牵引力,称之为二次结合力。是由分子间的配向效应(极性力)、诱导效应(诱导力)和色散效应(分散力)引起的。

2配向效应:极性分子——极性分子 分散效应:非极性分子——非极性分子

诱导效应:极性分子——非极性分子

3油墨和纸张之间的极性力和色散力是纸张和油墨间产生二次结合力的主要原因

二次结合力的大小随分子间距离的增大而迅速降低.。二次结合力的存在使纸张与油墨之间产生一定的结合力,但如果印张过多堆积和密附会使分子间距离急剧减小,造成“背面蹭赃”。 油墨的渗透干燥

1渗透干燥:油墨的一部分连接料渗入纸张内部,另一部分连接料同颜料一起固着在承印物表面,油墨干燥通过油墨的渗透作用和纸张的吸收作用完成。

2渗透干燥的机理::油墨的渗透干燥是一个从不平衡到平衡的过程。首先发生加压渗透,然后发生自由渗透。与此同时,油墨中颜料粒子之间的空隙构成的无数毛细管是阻止油墨渗透的,使连结料包围在颜料颗粒表面。当这些力达到平衡时,油墨的渗透过程趋于完成。 3影响渗透干燥的因素

(1)渗透深度 θγ

γγcos ?=-LG SL SG

加压渗透:短暂时间内的急剧变化.油墨整体渗入纸张.

自由渗透是比较长时间内的缓慢变化过程,油墨中的连结料和颜料分离,一部分连结料继续渗透,另一部分连结料在承印物表面固着或结膜干燥.

(2) 纸张和油墨中颜料粒子毛细孔的大小及分布

无论是加压渗透或自由渗透,影响渗透的重要因素是纸张毛细孔的大小及分布、颜料颗粒的大小及分布、二者间的关系。

(以下重点之重点)

印刷材料及适性每章小结兼期末总复习

合理分布:颜料颗粒细小,吸附连接料的毛细作用很

强,而且大于纸张毛细孔径的颜料颗粒比较少,因此

它对连接料的吸引力大于纸张纤维对连接料的吸引

力,从而使墨层在平衡状态时,仍含有一定量的连接

料,保证了墨膜的成膜特性。(如右图)

印刷材料及适性每章小结兼期末总复习

不合理分布1:颜料颗粒平均半径与纸张的毛细孔平均半

径相等。由于颜料颗粒加大,毛细吸附作用相对减小,

对连接料吸引减弱,当纸张对油墨连接料的吸收达到平

衡时,会有相对多的颜料颗粒随同连接料渗入纸张中,

使纸张表面的墨层暗淡。(如右图)

印刷材料及适性每章小结兼期末总复习

不合理分布2:颜料颗粒平均半径大于纸张的毛细孔平均半

径。较大的颜料颗粒对连接料吸引很小,纸张吸收大量连接

料,平衡很难形成,造成连接料过量渗透,而颜料颗粒失去

介质成为干粉,造成油墨粉化。(如右图)

油墨的挥发干燥

1挥发干燥:在油墨的干燥过程中,连接料中的溶剂挥发,剩下的树脂和颜料形成固体膜层固着在承印物表面上,油墨的干燥是通过溶剂脱离膜层的挥发作用完成的

2挥发干燥型油墨的干燥过程和机理:首先有机溶剂脱离树脂的束缚游离出来,依靠自身的挥发能力脱离墨膜进入气相。树脂分子重新靠近,逐渐从溶胶状态转变成凝胶状态,结膜干燥。

3影响油墨挥发干燥的因素

(1)溶剂的挥发速度(每分钟每平方厘米面积上溶剂挥发的毫克数)

同类溶剂,沸点越低,挥发速率越高;溶剂的蒸发潜热(一定量的溶剂完全变成气体时所需要的热能)越小,挥发速率越高;外部蒸气压越大,温度越高,挥发速率越高。

(2)树脂对溶剂挥发速率的影响

树脂分子与溶剂分子之间存在作用力,使溶剂分子逃逸能力降低。树脂在溶剂中越容易溶解,则溶剂逸出越慢。

(3)颜料对溶剂挥发速率的影响

颜料的密度越小,颗粒越细小,溶剂的挥发速率越低。

(4)温度、湿度对油墨挥发干燥的影响

油墨的氧化结膜干燥

1氧化结膜干燥:以干性植物油为连接料的油墨,吸收空气中的氧以后,发生氧化聚合反应,使干性植物油分子变成立体网状结构的大分子,干固在承印物表面。

2氧化结膜干燥的过程及机理

氧化结膜干燥的主要特征是连结料组分发生聚合或缩合反应而形成固体。主要是氧化还原反应还伴随着物理交联等过程。

氧化结膜的过程:(1)诱导阶段——较慢(2)氢过氧化物生成阶段(3)氢过氧化物分解,

游离基生成阶段(4)聚合阶段

3影响氧化结膜干燥的因素

(1)干燥剂的影响

氧的载体作用,加快杂质氧化,缩短诱导期;促进油分子中氧化物的形成。促进氢过氧化物的分解。干燥剂应混合使用对膜层的干燥效果最好。

(2)颜料的影响

促进干燥的颜料:铁蓝、铬黄延缓干燥的颜料:碳黑(吸附干燥剂)

不影响干燥的颜料:有机颜料

(3)温度、湿度的影响

(4)纸张pH值的影响——pH值越小,干燥越慢

纸张的酸性对油墨干燥的影响只有在纸张表面润湿的条件下才明显产生。

(5)润版液的影响

酸性润版液形成的油包水乳化油墨会对墨膜的干燥产生阻滞作用。

(复习题四)

胶印亮光快干油墨的干燥机理——渗透和氧化结膜

承印材料:胶版纸、铜版纸

油墨印到承印材料上以后,油墨连结料中的两相快速分离,首先依靠低黏度相的快速渗透实现快固着,再依靠干性植物油氧化结膜,同时树脂逐渐从溶胶转变为凝胶,在承印物表面形成有光泽、耐摩擦的墨膜。

塑料凹版油墨——挥发性干燥

新闻油墨——渗透干燥

紫外线干燥/光化学干燥

1紫外线干燥油墨:UV油墨

构成:光聚合活性预聚物+活性助剂+光敏溶剂+光聚合引发剂

2干燥机理

在紫外光的照射下,体系中的光聚合引发剂被激发,产生游离基,游离基与活性单体反应,产生单体游离基,进一步发生游离基的链增长和链传递反应;单体游离基与体系中的预聚物发生交联,这种由游离基引发的光聚合和光交联反应使油墨在非常短的时间(1s)内彻底结膜固化。

油墨干燥的测定方法

(复习题五)胶印亮光快干油墨——油墨干固仪

渗透干燥型油墨——对墨样进行摩擦或压印

挥发干燥型或挥发与渗透相结合——刮板细度计

第十三章油墨的光学性质、耐抗性及细度

概述

1膜层的光学性质:是对油墨在承印物表面成膜干燥后,膜层的状态、品质及相应感官效果的描述。主要包括:膜层的光泽、膜层的透明性及膜层的色彩

反射->光泽透射->透明性吸收能力->色彩

吸收不同比例:色相吸收不同光量:明度、饱和度

2膜层的光学性质,不仅与颜料的结构、性质、颗粒大小及分布有关,与颜料在连结料中的分散程度及连结料自身的性质有关,还与承印物的性能、油墨的渗透量及干燥程度、印刷工艺过程有关。

膜层的光泽

1光泽:是指物体表面反射的亮光.——镜面反射的光量

2(复习题一)影响印刷品光泽的因素:

油墨的流平性油墨的干燥性承印物的吸收性承印物的平滑度和光泽度。

膜层的透明度(遮盖力)

1当光线照射于膜层表面时,将有一部光线通过折射进入膜层,这些折射光一部分被膜层吸收,一部分穿透膜层。吸收越多,膜层的遮盖力越强;透射越多,膜层的透明度越高

2(复习题一)影响油墨遮盖力或透明性的因素

(1)颜料本身的结构和晶形构造。(2)颜料颗粒大小——同类颜料,颗粒越细小(存在极限),遮盖力(着色力)越高。(3)油墨中颜料含量(4)颜料与连结料折射率的差异

膜层的颜色

1(复习题二)由于油墨中使用的黄、品红、青颜料与自然界光谱的颜色差别很大,本身存在有害吸收,使每一种油墨都会产生色相误差和灰度。

2(复习题二)三原色油墨可以用下面指标进行评价

(1)色强度:彩色密度计测得的三个密度值中最高的一个表示该油墨的色强度

(2)色相误差——油墨颜色偏色的指标.

色相误差=介于H和L之间的密度值-油墨最小密度值/-油墨最大密度值-油墨最小密度值(3)灰度和饱和度

灰度=L/H ×100%

饱和度=(1- L/H) ×100%

(4)色效率=(1-L+M/2H)×100%

油墨的细度及测定

1油墨的细度:指油墨中颜料颗粒的大小

2(复习题四)油墨颗粒粗大会引起印刷故障:

平版印刷中可能产生堆版、糊版甚至毁版;

溶剂型油墨会引起毁版、油墨沉降等。

特别是印刷加网线数比较高的印刷品

3(复习题四)油墨细度的测量方法:

(1)显微照相法—使用电子显微镜,根据颗粒尺寸判定油墨的细度。(2)刮版细度计法油墨膜层的耐抗性

1(复习题五)耐抗性(稳定性)::指油墨形成固态膜层后,膜层受到外界因素影响时,保持膜层色彩和其他品质不变性能。

评价膜层的稳定性的内容:

(1)膜层中颜料受到侵蚀化学结构是否发生变化,从而导致颜色变化

(2)膜层材料受到侵蚀而被破坏,颜料是否游离出膜层

主要性能有:(1)耐光性:颜料在光的作用下发生化学反应或晶形转化,导致褪色

(2)耐热性(3)耐酸碱、耐溶剂、耐水性

第十四章油墨的流变特性与印刷适性

概述

1所谓“流变性”实质就是“固-液两相性”同存,是一种“黏弹性”表现

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2印刷过程中油墨的两种行为——油墨在剪切应力的作用做黏性流动,油墨呈液体行为,即表现为黏滞性流动特征;在非常短暂的近于冲击力的作用下,油墨产生变形及断裂,油墨的弹性效应表现为固体的弹性特征。

油墨的黏滞性

1黏滞性:流体在流动中表现出来的内摩擦特性

2黏性:流体在剪切应力作用下发生流动,如果流体各层的流速不同,在两层接触面流动速度不同的流体之间,就有作用力和反作用力存在---即流体之间存在内摩擦力(流体流动的阻力)。液体的这种性质称为黏性。

3黏度:(复习题一)度量流体黏性的物理量称之为流体的黏度。(即稀稠性)

4剪切应力:作用在单位面积上的正切力。

5屈服值:(复习题一)流体产生流动所需要的最小剪切应力,记为τ0

6流变曲线:以剪切速率D 为横坐标,以切应力τ为纵坐标

7(复习题二)黏性流体的流动形式

A-牛顿型流动

B-假塑性流动

(电子雕刻凹印油墨)

C-胀流型流动

(证券印刷的雕刻凹印油墨)

D-宾哈姆流动

(胶印油墨)

E-塑性流动 (以及各种流体流动特点的分析)

8假塑性流体切稀现象:假塑性流体的表观黏度和微分黏度随剪切速率的升高而降低

分散体在静止状态,受其颗粒间作用力的影响具有保持不规则排列的趋势,

具有较大的抵抗变形的能力,表现出比较高的黏度值

流体在剪切力的作用下,分散体的颗粒将沿剪切力的方向定向排列,而高分

子溶液中的链状分子则从彼此缠绕中分开,拉伸、解缠绕,也呈定向排列。

这种定向排列使得它们之间的流动阻力相应降低,黏度减小。

剪切速率越大,定向排列越彻底,黏度越小,直到所有粒子都得到定向排列,

黏度就不变了

9理想的宾哈姆流动是线性关系,当流体在 小于或等于某个确定的 (屈服值)时,并不发生流动。当 时像牛顿流体一样流动

切应力超过屈服值才发生的流动现象称为塑性现象。

由于体系中存在不对称的网状结构。当外部施加的应力不足以破环流体内部的网状

结构时,流体不发生变形;当外部剪切作用力大到足以破环网状结构时,网状结构被破环,表现为黏度随之下降网状结构被破环后,又可能重新结合。当网状结构的被拆散速度超过重新结合的速度时,黏度成为常数

黏度和屈服值的测量(复习题三)

SL 表示油墨丝头长短,丝头长油墨的斜率大

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截距I 表示油墨的软硬程度,截距越小油墨越硬

表观黏度ηp =6.985t*10-10/(r 7*SL)

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屈服值 塑性黏度

流变曲线和屈服值

τB

τB ττ

>

应力作用时间与黏滞流动--触变性

1触变性:(复习题四)在温度保持不变的情况下,剪切速率保持恒定,切应力和表观黏度随时间延长而减小,流变性受应力作用时间的制约,这种行为称为触变性

2触变性的意义(复习题四)静止时,油墨的黏度比较高,可以有效地阻止颜料粒子由于分子热运动而导致的聚集,有利于油墨的储存和运输。油墨在受到恒定剪切应力作用时,黏度不断降低并逐渐稳定,有利于油墨的传递和转移。油墨转移到承印物上,D=0,随着时间延长,黏度逐渐增大,有利于减少油墨网点铺展,提高图像的清晰度。

3触变性产生的原因:(复习题四)油墨是由颜料和连接料形成的分散体系。颜料颗粒表面带电,而油型、树脂型连接料都含有一定数量的极性介质。油墨中颜料粒子能够吸附具有相反电荷的分子和极性基,在界面附近形成有规则的排列,建立扩散双电层。扩散双电层使得油墨粒子间存在斥力和引力,在静止状态下,斥力和引力平衡,形成架子结构。颗粒间产生力的约束,形成空间网状结构,体系是具有较高的表观黏度的凝胶。外部应力作用与系统时,双电层和架子结构破环,流体变稀,表观黏度降低。外部应力撤除后,粒子双电层和架子结构恢复,流体恢复较高的表观黏度。

4影响触变性的因素“颜料粒子的形状:针状、片状>球状;颜料粒子在油墨中的含量:含量越高,触变性越高;颜料与连结料之间的润湿情况:二者间润湿越好,触变性越小。

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5(复习题五)触变性流体流变曲线的滞后现象——旋转黏度

计外筒转速从0连续地增加到ω0,再从ω0连续下降为零。

在流变曲线的上行线上,切应力连续增加,流体结构不断被拆

散,表观黏度因而逐渐减小,流变曲线凸向τ轴。下行线,外

部切应力不断减小,已被拆散的机构不及恢复,切应力不再拆

散结构,而只是推动粒子运动,表观黏度近于常数,流变曲线

接近直线。油墨结构恢复速度比较慢,这是造成滞后圈的原因。

6触变性的测量(1)流变曲线滞后圈面积法——当角速度ω

有一个增量时,流变曲线滞后圈面积所发生的变化。(2)时间触变系数——单位时间对数增量下油墨触变程度的变化。(3)触变指数:静置时间-剪切应力峰值图法——静止时间越长,峰值越高,触变性越大。

(复习题六)塑性流体的典型特征

油墨的黏温特性

1油墨的黏温特性:油墨的黏滞变形特性随温度的变化而产生变化的现象。

2油墨黏温特性方程——描述温度产生ΔT的变化时,油墨表观黏度的变化

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3黏温特性曲线(复习题七)

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(1)温度指数ED。直线斜率为油墨的温度指数。它是油墨

表观黏度随温度变化的标志,是描述幽默相对于温度变化所呈

现的黏滞变形特性参数。ED越大,油墨的表观黏度受温度的

影响越大。

(2)转折温度Tc。在较低的温度区域,ED较大,即油墨的

表观黏度受温度的影响较大;在较高的温度区域,ED较小,

即油墨的表观黏度受温度的影响较小。所以,油墨在低温条件

下使用时温度稳定差,容易出现故障。显然Tc值较小是有利

的。

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