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    研究物質(zhì)流動性能的科學(xué)叫流變學(xué)(Rheo1ogy)。故流變學(xué)可定義為流動和形變的科學(xué)。

   “油墨是……具有一定流動度的漿狀膠粘體”。故油墨是一種流體，從流變學(xué)的觀點(diǎn)看，油墨可分成兩大范疇，即液體(溶劑型)油墨和漿狀(如膠、鉛印)油墨。它們的流變性能可通過基本的流變學(xué)方法來進(jìn)行研究之。它們包括量的測定(例如粘度、粘性和屈服值等)以及質(zhì)的測定(例如稀稠、長短和身骨等)。

    油墨制造和印刷過程中的一個主要問題是：油墨必須在各個過程中都有滿意而嚴(yán)格的流變性，例如油墨應(yīng)易于從容器中輸送(倒)出來，流凈，并傳遞、轉(zhuǎn)移、分配、抵達(dá)印版上，直至最后轉(zhuǎn)印到承印物表面。由于這些復(fù)雜的印刷過程是在極快的印刷速度下進(jìn)行的，所以，在數(shù)秒鐘內(nèi)油墨會受到剪切、拉伸、擠壓和破碎等力的作用，然后轉(zhuǎn)移至紙上而固著、干燥。

    油墨能否在印刷機(jī)上適當(dāng)?shù)貍鬟f與分配?印刷品的復(fù)制質(zhì)量與印刷效果(例如飛墨、網(wǎng)點(diǎn)清晰度、密度、印刷一致性、耐磨性、滲透性、光澤，堆橡皮、臟版等等)如何?這些都與油墨的流變性有關(guān)。

    在現(xiàn)代的油墨制造工藝中，還引入了一些新的表示特性的術(shù)語，例如“粘性抑制”  (Tack Suppression)和強(qiáng)(健)度(Robustness)等。   

    我們知道，在平版膠印印刷中，油墨在通過墨輥系統(tǒng)傳向印版、橡皮布、以至紙張，然后在一堆印刷好的紙張堆中干燥。如果在整個過程中油墨的粘性并不增長很多，這樣，既可采用薄一些的紙張，又可減少浪費(fèi)。而在已經(jīng)印刷好的紙張堆中干燥時，粘性的增長也可得到控制。

    所謂強(qiáng)(健)度則是更為復(fù)雜的一個概念，它關(guān)系到油墨能否很快地達(dá)到印刷平衡；以及在相反條件下保持此平衡的能力。從實(shí)用觀點(diǎn)看，就是縮短臺時，減少浪費(fèi)，減少消耗。強(qiáng)(健)的油墨具有比較好的抗水性，這又可大大減少堆版和臟版等弊病。

    這里所說的強(qiáng)(健)度就是指一個油墨放到印刷機(jī)上后，能非常順利地進(jìn)行印刷而不出現(xiàn)任何故障的意思。

    顯然，油墨在印刷使用中的成敗，大大地取決于它的流變性能。

    綜上所述，討論油墨的流變性主要是研究油墨性能的所謂“墨性”。也可以這樣認(rèn)為：在目前來說，流變性是研究油墨“墨性”的主要手段之一。   

    一、  粘度和流變性的一些基本概念

    （一）、粘度的定義

    粘度是阻止流體流動的一種性質(zhì)，是流體分子間相互作用而產(chǎn)生阻礙其分子間相對運(yùn)動能力的量度，即流體流動的阻力。這種阻力(或稱內(nèi)摩擦力)通常以每單位面積所受的力——剪力應(yīng)力來計算。  

    假設(shè)一個流體被限制在兩塊平行板之間，一塊是靜止的，一塊是移動     的，它們被距離x所分開，讓力F以水平(正切)方向作用于上部可移動的板上，這樣，上板的滑動速度對下板來說是v。當(dāng)其這樣移動時，在兩塊板之間的流體層也向一邊移動。上部的流體層速度最大，中間的流體層速度中等，下部的流體層速度最小(等于0)。故對任何部分的流體來說，其速度梯度dv／dx(速度dv改變時厚度dx亦相應(yīng)改變)是個常數(shù)。速度梯度γ定為剪切速率(Shear Rate)。在給定的情況中，剪切速率(速度梯度)從上面到下面是一致的，這是因?yàn)閐v／dx亦  相等于v／x。剪切速度v習(xí)慣上以厘米／秒來表示，厚度x則以厘米表示。剪切速率γ(=v／x)為秒的倒數(shù)(秒－1)，因?yàn)槔迕讍挝?在分子和分母中都有)已被約去了，故在分母中只有秒單位來表示剪切速率的量。

    如作用在面積為A的上板面上的總正切力是F，則作用在上板的一個單位面積上的力是F／A。這單位面積上的力t叫作剪切應(yīng)力(Shear Stress)。剪切力F習(xí)慣上以達(dá)因(一克等于980達(dá)因)表示，而面積A的單位則是厘米2。因此，剪切應(yīng)力t(=F／A)為達(dá)因／厘米。

    1．絕對粘度。我們有了剪切應(yīng)力和剪切速率的兩個概念后，就可對粘度進(jìn)行定義：粘度系數(shù)η是剪切應(yīng)力與剪切速率的比。

    粘度的單位叫泊，符號為P(Poise－1842年由泊埃修－Poiseuille氏提出并命名)。這是絕對粘度單位的量度。工業(yè)上常用它的百分之一做單位，即厘泊(1／100泊)，符號為C．P：(Centi  Poise)。

           1泊=100厘泊。

               γ＝dv／dx                               （1）

    式中：γ=剪切速率(亦稱切變速率)

                   dv=速度

                   dx=厚度(距離)

                       t＝F／A                                   （2）

    式中：t=剪切應(yīng)力(亦稱切變應(yīng)力)

                   F=剪切力

                  A＝受力面積

                         t                F／A

              η＝———＝——————            （3）

             γ               dy／dx

    前已提及，F(xiàn)／A是作用在單位面積上的力。如果以S=F／A，則：

             S= η dv／dx                                        （4）

    這個式子所表示的就是所謂牛頓粘度定律，它的物理意義是：兩流體層之間單位面積上的摩擦力即剪切應(yīng)力與垂直于流動方向的速度梯度成正比。

    當(dāng)剪切應(yīng)力以達(dá)因／厘米2和剪切速率以秒－1表示時，其粘度單位即是泊。即在物理單位制(c．g．s．制－厘米．克．秒．制)中，η的因次是：

                   達(dá)因·秒                   克

       η＝———————＝——————＝泊        

    厘米2           厘米·秒

    故粘度的定義也可寫成：當(dāng)流體受到1達(dá)因／厘米2的剪切應(yīng)力而能產(chǎn)生每秒1厘米的速度梯度時，則稱該流體具有1泊的粘度�；�?qū)懗桑�流體面積為1厘米2的一個平面，以每秒1厘米的速度對另一個流體平面(兩個流體平面之間的距離為1厘米)作運(yùn)(移)動，其作用力為1達(dá)因時，則兩個流體平面之間的流體的粘度為l泊。

    目前，粘度的單位（泊)，已開始被（帕(斯卡)－秒)單位所替代。(帕(斯卡)－秒)單位現(xiàn)在已經(jīng)成為國際單位系統(tǒng)中粘度的法定單位。

    (帕(斯卡)－秒)(Paseal－second)的符號為(Pa．a(chǎn))或(Pas)。由于在數(shù)值上1厘泊(c．P。)近似于1（毫帕(斯卡)－秒)(mpa．s)，這樣就省去了許多計算上的麻煩，故它們的換算關(guān)系為：

    1 Pa=1牛頓／米2(1N／m2)=10達(dá)因／厘米2 (dyn／cm2)

    1 Pa．s=10泊(P)=10達(dá)因．秒／厘米2 (dyn．s／cm2)

    1 mpa．s=l 厘泊(c．P．)   

    1 SI單位 牛頓秒／米2=10泊

    根據(jù)國際單位系統(tǒng)的命名，式（3）η＝t／γ就可作如下的物理敘述：t=每單位面積的力=牛頓／米2=1帕(斯卡)，γ=速度，梯度＝dv／dx（秒－1）。因而：

                t               牛頓·秒

    η＝————＝——————＝帕(斯卡)－秒

                        γ                     米2

    注：粘度的定義也可寫成：如果液體的層與層之間沿流線的法線方向1厘米距離上的流速變化為1厘米／秒，而1厘米2的液體面積上的剪切應(yīng)力為1達(dá)因時，則此液休的粘度為l泊。

    粘度亦稱內(nèi)摩擦系數(shù)或粘滯系數(shù)。

    下面提供的數(shù)據(jù)關(guān)系在這個范疇的計算中是有一定的參考意義的：

    牛頓(N)= 105達(dá)因

    達(dá)因=10－5 牛頓

    厘泊=10－3牛頓·秒／米2

    泊=0．1牛頓·秒／米2=1達(dá)因·秒／厘米2＝0.1帕·秒

    達(dá)因／厘米2=0．1牛頓／米2

    達(dá)因·秒／厘米=10－3牛頓·秒／米

    根據(jù)上述情況可知，粘度是阻止流體流動的一種性質(zhì)(即粘度是測定流體對剪切應(yīng)力的阻抗)。

    2．運(yùn)動粘度(Kinematic Viscosity)。運(yùn)動粘度(動粘度，動力粘度)就是流體的絕對粘度(泊)與流體的密度(克／厘米3) 之比，可由下式表示：

                  v＝η／ρ                                          （5）

    式中：  v=運(yùn)動粘度(斯托克斯)，

           η=絕對粘度(泊)，

           ρ=流體的密度(克／厘米3)。

    運(yùn)動粘度的單位為斯托克斯(Stokes－厘米2／秒，現(xiàn)推薦用平方米每秒，即m2／s)和厘斯托克斯(1／100斯托克斯)。

    一斯托克斯=1厘米2／秒=10－4米2／秒。

    當(dāng)使用所謂運(yùn)動粘度儀(如小孔型和氣泡型)時，或?yàn)榱嗽O(shè)計輸送管道裝置時，就需要引入運(yùn)動粘度這個概念。

    在生產(chǎn)控制上，還經(jīng)常使用相對粘度或條件粘度。

    3．相對粘度。是流體的絕對粘度與同條件下標(biāo)準(zhǔn)液體(例如水)的絕對粘度之比。

    4．條件粘度。是指一定量的流體，在一定的溫度下從規(guī)定直徑的小孔中所流出的時間，以秒表示。

    在20℃(68℉)時，水的粘度為1C．P．。亞麻油的粘度約為50C．P．。桐油的粘度約為300C．P．。蓖麻油的粘度約為1，000C．P．。

    粘度的倒數(shù)為流度(流動性－Fluidity)，以符號w表示，其關(guān)系式如下：

    η＝vρ＝1／w                                             （6）