粘度和其它流变性质对上光油的耐贮性、准备和施加都有重要影响。但是许多印刷机操作者都对参照数值和所规定的测量过程的定义不一致这一情况感到困惑。本章寻求澄清与流动性质和界面张力相关的术语和步骤。
什么是粘度?
稠度是一个用于物质的固态或流动性的通称。在与印刷油墨和上光油相关时,人们所特别关心的则是流动性质,是流变学。而且,与印刷油墨一样,上光油的最重要的流变性质是它们的粘度,或称强度或粘性。高粘的同义词是胶粘的、黏稠的、糊状的、强的或硬的;反义词是稀的、软的、松软的或流动的。加印亮油没有单张纸胶印油墨那样僵硬的粘性,因为它们不含能够增大粘度的颜料。UV和水性上光油粘度级别较低,但不像柔印油墨那样低,能够用网纹辊上光装置中的网纹辊对它们进行传递。粘度水平太高的油墨在辊子上不能很好地分裂,当用调墨刀把油墨从桶中取出时可以明显地看到这一点。粘度水平过低的油墨和上光油容易产生溅墨,这种油墨容易造成网点过度增大。可用给UV上光油添加以特殊添加剂形式出现的稀释剂,和给水性上光油添加水或氨水,来降低它们的粘度。最佳粘度水平取决于具体的应用。
油墨和上光油是那种被称为非牛顿的或粘性不规则的流体——即其粘性是由外部影响改变的流体。机械的影响是在存放容器中的摇动或在刮刀腔体中的搅动,和(部分取决于印刷速度的)发生在辊隙处由滚动和横向串动造成的剪切力和剪切应力。热的影响是加热或冷却。强大的机械应力也造成热量的散发。温度升得越高和∕ 或机械应力越大,粘度就越低。这被称为结构粘度。仅仅使用机械影响来降低粘度(在提及印刷油墨、加印亮油、水性和UV上光油时)被称为摇溶现象,而提高(许多UV上光油的)粘度称为震凝现象。这些机械影响包括松弛作用,即在经受机械影响之后油墨和上光油进行恢复和寻求回到它们原始粘度的行为。
在上光过程中,快速的摇溶或震凝反应是合乎需要的:首先这能够把一个尽可能完整的上光油膜从上光印版传递到承印物上,其次这使光泽上光油能够形成一个
平滑均匀的表面,而不是形成桔皮纹理或小滴;UV上光油需要较长的持续部分。在这两种情况中,在粘度和润湿性质之间都有可看出的关联。
粘度是如何测量的?
在实践中,必须使用不同的步骤来测量粘度,因为油墨和上光油的稠度可能会在糊状的和流动的之间变化。根据测量步骤的不同,用流变仪(或称粘度计)测量的或是动态粘度或是运动粘度。但同一原则应用于这两种粘度:粘度越高,油墨或上光油就越粘。粘度是由粘合剂和作用在液体配合剂中分子上的内聚力决定的。这些力量只有在流体运动时才能测量(动态的)。设想流体是以多个层的形式形成的,所以在它流动时,一个层就会与另一个层交叉滑动——于是就发生了所谓的剪切运动。术语动态粘度用于描述作为剪切应力和剪切速度的商发生的滑动阻力或流阻。在UV和加印亮油中是粘合剂和光引发剂的分子,在水性上光油中是水分子及悬浮的树脂分子,确定流阻,而又可以用添加颜料来提高这一流阻。整个过程可以用术语内摩擦加以精准的描述。为了克服这种内摩擦,即转变为流体运动,就需要某些力——剪切力。适用于单张纸胶印油墨、热固和冷固型油墨及加印亮油的旋转流变仪和振荡流变仪直接测量被克服的流阻,因为它抵消一个旋转或摆动物体的扭矩。DIN 53019规定了流变仪的几何结构,DIN 53018规定了其它的测量条件。在旋转流变仪中进行搅动的过程中,动态粘度被结构粘性所改变,当沿着一根时间轴线进行记录时,这就是所谓的流变曲线。
运动粘度在单张纸胶印中是确定联机加工过程中上光油粘度的关键。它是流体的动态粘度和密度的商,也是由温度决定的。因为落球和落棒流变仪(ISO 12644)—它们用测量测试物体坠落一个预先规定的距离所用时间的方法来测量内摩擦—和毛细管流变仪的使用太过复杂,印刷厂为了简便和快速,而测量从一个标准流杯中流出的时间:时间越长,流体就越粘。与刮刀相容的UV和水性上光油的粘度是在液体和室温为20℃时用一个底部具有一个4 毫米管口的流杯来确定的。尽管像DIN 53211和ASTMD-4212这样的国家标准早在1996 年就被ISO 2431所取代,但德国的上光油制造商仍然坚持使用其几何形状与ISO流杯不一样的DIN流杯4。因此,DIN和ISO的数值是不相容的!总之,流杯方法相当不精确,因为开始和结束点都不能清楚地察觉出来,这就是为什么通常较高的DIN数值被认为更加精确的原因。这也是为什么如果流出过程不足25秒时就被认为不可靠的原因。上光油桶上通常只规定一个流出时间而不是运动粘度,而且这也只用于上光油交货和存放时的情形(这时粘度通常较高,而且粘度窗口更大)和加工时的情形(一个较低的粘度和较窄的粘度窗口)。
[时间:2012-04-11]