【集萃網(wǎng)觀察】2、油墨與屈服值。
使流體開(kāi)始流動(dòng)所需的最小剪切應(yīng)力就叫屈服值。在這里以符號(hào)t。表示。屈服值是塑性流體的特性。 屈服值的測(cè)定方法很多,例如拉雷粘度儀、帶式粘度儀、平行板粘度儀等均可用以測(cè)定計(jì)算而求得屈服值。根據(jù)積累的經(jīng)驗(yàn)及從實(shí)用觀點(diǎn)看,以拉雷粘度儀測(cè)定油墨的屈服值是比較簡(jiǎn)便而準(zhǔn)確的方法。其它方法均需比較復(fù)雜的數(shù)學(xué)計(jì)算。 為了說(shuō)明情況,我們將討論以平行板粘度儀測(cè)定油墨的屈服值以及油墨的其它特性?xún)?nèi)容等。 我們知道,在平行板粘度儀之間的油墨所受的壓力是逐漸減少的,這是因?yàn)樯习宓膲毫κ枪潭ú蛔兊,而受壓面積一油墨滴的直徑卻越來(lái)越大。這就是說(shuō),油墨的單位面積上所受的力是隨其直徑的不斷擴(kuò)大而在逐漸減少。而當(dāng)剪切應(yīng)力減少到與油墨的屈服值相等時(shí),油墨的直徑就不再擴(kuò)大,此時(shí)就得到了一個(gè)最大直徑。由此可見(jiàn),油墨的屈服值和以平行板粘度儀測(cè)得的油墨最大直徑之間存在著函數(shù)關(guān)系,正是由于這個(gè)原因,它吸引著許多科學(xué)工作者在這個(gè)方面下了不少功夫。但是至今為止,尚無(wú)一個(gè)令人信服的公式可以被人們所接受。下面舉三個(gè)代表性的公式供研究參考: (1) 司各脫(Scott)公式(發(fā)表于1931年): t。=48PVg/π2Dm5 (1) (2)伏也脫(Voet)公式(發(fā)表于1950年): t。=12PVg/πDm3 (2) (3)東京都立大學(xué)式(發(fā)表于1960年): t。=96PVg/π2Dm5 (3) 式中:t。=油墨的屈服值, P=平行板粘度儀的上板重量(115克), g=重力加速度(980厘米/秒2), V=油墨體積(0.5厘米3), Dm=油墨鋪展的最大直徑(厘米)。 對(duì)觸變性結(jié)構(gòu)恢復(fù)快的油墨而言,如果在測(cè)定過(guò)程中油墨就能恢復(fù)結(jié)構(gòu),則將給結(jié)果帶來(lái)誤差。 平行板粘度儀除了可以測(cè)定油墨的屈服值外,同時(shí)還可以測(cè)定它的斜率SI和截距I。 斜率就是在用平行板粘度儀進(jìn)行測(cè)定時(shí)將各個(gè)時(shí)間的油墨鋪展直徑記錄下來(lái)后,通過(guò)計(jì)算就可求得的代表油墨絲頭“長(zhǎng)”“短” (斜率越大,油墨越長(zhǎng),反之越短)的一個(gè)特性數(shù)據(jù)。 由于在油墨的鋪展直徑與時(shí)間對(duì)數(shù)之間存在著線(xiàn)性關(guān)系,所以,如果用一系列相對(duì)應(yīng)的直徑D和時(shí)間對(duì)數(shù)log t在以直徑D(以毫米計(jì))為縱坐標(biāo),以時(shí)間對(duì)數(shù)10g t(以秒計(jì))為橫坐標(biāo)的直角坐標(biāo)上作圖,把各點(diǎn)連起來(lái)后就可得到一條直線(xiàn)。這條直線(xiàn)可叫做D—log t直線(xiàn),或者叫做油墨的特性線(xiàn)。直線(xiàn)與D軸相交,如果把原點(diǎn)到這個(gè)交點(diǎn)的距離記作I,則I就是這條直線(xiàn)的截距。 為了做到不用作圖來(lái)求出斜率,我們假定在時(shí)間在10秒和在100秒時(shí)測(cè)定所得的油墨鋪展直徑分別記為D10和D100,則直線(xiàn)的斜率SI有簡(jiǎn)化成的下式: SI=D100—D10 (4) 這個(gè)公式說(shuō)明:以平行板粘度儀求油墨特性線(xiàn)的斜率只要將100秒時(shí)測(cè)得的油墨直徑減去10秒時(shí)測(cè)得的油墨直徑就可以了。 根據(jù)積累的經(jīng)驗(yàn),膠印墨的斜率一般在5—8之間都是可以的,而大多在6—7之間。 油墨的斜率主要與油墨的所謂“長(zhǎng)”和“短”的特性有關(guān),但是油墨的這種“長(zhǎng)”“短”特性不能以基本的單位制來(lái)量度。它們與油墨的屈服值對(duì)塑性粘度的比例有關(guān)。 為了計(jì)算方便,我們采用10秒時(shí)的油墨鋪展直徑,并將其代入數(shù)學(xué)上的斜截式直線(xiàn)方程式,得到截距I的公式: I=D10-SI (5) 這個(gè)公式說(shuō)明油墨特性線(xiàn)的截距等于油墨在乎行板粘度儀上10秒時(shí)的鋪展直徑(毫米)減去斜率。 截距與油墨的稀(軟)稠(硬)有關(guān),截距越大,油墨越稀(軟),截距越小,油墨越稠(硬)。它還和油墨的粘度有關(guān),油墨的截距越大則其粘度越小,反之,則粘度越大。但是,截距和粘度的關(guān)系是有條件的。一般地說(shuō),使用的顏料(和填料)與連結(jié)料相同時(shí),它們之間的這種關(guān)系比較有規(guī)律,否則,它的規(guī)律性就比較差。例如只要測(cè)定一下不同油墨品種的截距和粘度就可以發(fā)現(xiàn):截距相同時(shí),粘度不一定相同。 根據(jù)我們的經(jīng)驗(yàn),截距還是表示油墨的稀稠比較恰當(dāng)。誠(chéng)然,并不排斥它與粘度之間的關(guān)系。這個(gè)油墨的所謂稀稠(或軟硬)是和我們平常所說(shuō)的“身骨”可以相聯(lián)系起來(lái)的。稀的油墨則所謂身骨差一些,稠的油墨則所謂身骨好一些,這是我國(guó)油墨行業(yè)的習(xí)慣用語(yǔ)。 膠印油墨的截距一般在18~25毫米之間都是可以的,而以19~22毫米比較理想。 3、流動(dòng)度和流動(dòng)性。 (1).流動(dòng)度。流動(dòng)度是我國(guó)油墨行業(yè)在漿狀(膠、鉛印)油墨的生產(chǎn)中列為生產(chǎn)控制指標(biāo)的一個(gè)項(xiàng)目。目前,它已被大多數(shù)人籠統(tǒng)地認(rèn)為它可以代表油墨的流動(dòng)性能,實(shí)際上是不確切的。 流動(dòng)度是在一塊圓玻璃(直徑約70毫米,重量約50克)中央放上0.1厘米。的油墨,再壓上一塊重50克,直徑約70毫米的圓玻璃,在這塊圓玻璃上再加上一個(gè)重200克的砝碼,經(jīng)過(guò)15分鐘后,取去砝碼,量出油墨的鋪展直徑后所得的數(shù)值。 可以看出,這個(gè)方法與平行板粘度儀的測(cè)定方法幾乎是同出一轍,差別僅在于油墨的用量不同(平行板粘度儀用0.5厘米3的油墨),上面的壓力不同(平行板粘度儀的上板重量為115克,而在流動(dòng)度的測(cè)定中,上面的總重量為250克)。 我們所以把它叫做流動(dòng)度是因?yàn)樗窃谶@樣一種條件下,對(duì)油墨鋪展直徑的一種量度。
來(lái)源: 卓創(chuàng)資訊化工網(wǎng)