油墨、纸张性能的检测与印刷适性的分析实验指导书

油墨、纸张性能的检测与印刷适性的分析实验指导书一、实验意义通过实验过程及结果分析，使学生了解油墨、纸张的基本性能及在印刷过程中所起的作用。有利于学生加深对所学理论知识的理解，并通过实验结果的分析，提高学生的感性认识，使学生初步掌握实验分析方法及了解部分重要的印刷材料的性能相互之间的匹配关系，为今后的印刷工作积累经验。二、实验目的通过纸张基本物理性能的测定、力学性能的测定、光学性能的测定、油墨细度、粘度的测定及纸张油墨综合性能的测定，要求实验达到以下几个方面的目的：1、掌握纸张抗张强度测定仪、耐破度仪、耐折度仪、白度仪、油墨细度计、平板粘度仪、旋转粘度仪的操作过程和使用技巧；2、掌握纸张厚度、紧度、平滑度、吸收性物理性能的测定方法；3、掌握纸张各项性能在印刷中相互之间的适性关系；4、掌握油墨细度、粘度对印刷的影响；5、掌握纸张、油墨印刷适性的综合分析方法；6、掌握纸张性能和油墨性能之间的适应性及其匹配关系；三、实验要求1、实验之前认真学习实验目的和注意事项；2、实验之前要根据所学知识设计实验方案；3、实验过程中要认真听从教师安排，严格遵守实验的操作规程，勤思考，多动手；4、实验操作要求学生独立完成；5、对实验现象和结果，要求学生能运用所学知识进行分析和总结；6、要求学生总结纸张、油墨印刷材料的印刷适性；四、实验设备纸张抗张强度测定仪、撕裂度仪、耐破度仪、耐折度仪、白度仪、油墨细度计、电子天平、裁纸机（刀）、直尺、油墨适性仪、IGT印刷适性仪、平板粘度计、NDJ——79型旋转粘度计。五、实验材料纸张（铜版纸、胶版纸）、油墨（2色以上）、稀释剂、调和油六、实验过程（一）、实验材料的准备1、纸张的准备用裁纸机（刀）裁切需要的纸张规格，测定纸张定量，放在恒温恒压环境中24小时。2、油墨准备利用调和油和稀释剂，调节油墨，将油墨黏度调至实验所需的范围。（二）、实验步骤1、纸张白度、定量、厚度、紧度和松厚度的测定2、纸张抗张强度的测定3、纸张撕裂度的测定4、纸张耐折度的测定5、纸张平滑度的测定6、纸张透气度的测定17、纸张不透明度的测定8、纸张表面强度的测定9、油墨细度的测定10、利用平板黏度计测定油墨黏度11、利用旋转黏度计测定油墨黏度12、油墨黏度的测定13、纸张、油墨性能的综合测定七、数据处理和结果分析1、数据处理通过检测收集的数据，分析纸张和油墨的各项性能之间的相互适性关系，及在印刷中它们之间的影响。2、结果分析（1）分析印刷速度及油墨黏度对纸张表面强度的影响；（2）分析纸张的光学性能、力学性能在印刷过程中印刷适性的影响；（3）分析油墨黏度对印刷过程中印刷速度的影响；（4）分析油墨和纸张之间的印刷适性，总结相互之间影响因素及匹配关系；八、注意事项1、实验过程中要严格遵守实验规章制度，认真听从指导教师的安排和讲解；2、实验过程中应该严格按照实验计划和实验步骤进行试验操作；3、实验过程中应该爱护实验设备和其他公物；4、实验过程中有些操作过程在恒温恒湿条件中进行，否则影响结果的测定；5、实验过程中要注意保持环境卫生，实验完成后要进行清洁工作。2一、纸张白度、定量、厚度、紧度和松厚度的测定（一）纸浆白度的测定白色是衡量造纸工业产品的重要外观质量指标之一。但如何测量纸浆、纸和纸板的白度却不容易。国际上表示白度的方法很多，但都难以测锄与人的目测规律完全一致的白度结果。因为目测的白度，是纯度和真正白度的生理综合。造纸白度是通过测量纸浆、纸和纸板蓝光漫反射因素来测试白度。当试样的光学反射度曲线的形态相似时，白度、亮度有接近良好的相关联系。但并不与大多数人的目测白度一致。例如有两种白纸分析结果如下：造纸白度（457nm）白光的反射度两试样的光学反射度曲线如图2-2-5所示。一般观察者认为蓝白色的2号试样是较乳白色的1号试样白。纸浆、纸和纸板的白度的测定自1967年开始采用ZBD白度计，近年来又出现新型SBD白度计。白度的定义：以主波长457nm的蓝光照射标准氧化镁板的反射率为100%，在同样条件下，所测试样的反射率为氧化镁板反射率的百分数称为该试样的白度。亮度和白度不同，亮度是用物体反光率的百分数表示。即采用380-600nm波长的光束照射试样表面，被反射的光通量占整体光束的光通量的百分率称为该试样的亮度值。目前国际上纸张白度计因光源投射和漫反射接受的几何条件不同而分为以下两大类：第一类：光源通过积分球，以漫反射投射于试样，在近于零度角接受试样的漫反射光（如图2-2-6a）。以埃里弗（Elrepho）白度计为代表，这类仪器由于测定值受试样表面状态的影响较小，没有方向性差异，能够比较真实地测锄纸张的白度，国际标准化组织（ISO）规定以埃里弗白度计为国际标准仪，越赖越多的国家已接受采用。凡符合ISO标准规定测定的纸张白度称为“ISO”白度。第二类：光源以45°角照射试样，在零度角接受试样的漫反射光（或相反，以零度角照射试样，以45°角接受漫反射光）。如图2-2-6b的ZBD型白度计为代表，这类仪器性能虽较差，但结构简单，价格低廉。为了尽可能采用国际标准，近期的国家标准草案中均以D65光源的蓝光反射因素（R457）表示白度。1、测定原理我国现行的DN-B型白度仪采用钨灯光源，在d/0的几何条件下，光源的蓝光（主波长457nm）投射于试样上，有硒光电池接受试样漫反射的光源量，试样越白，光电池接受的光通量就越大，输出的光电流亦越大，试样的白度与光电池输出的光电流成线性关系。2、仪器DN-B型白度仪如图2-2-7及图2-2-8所示。3、测定步骤①打开电源开关，将旋钮转至UV灯亮和R457灯亮。②试样托上放黑筒，按调校键，再按回车键。③将标准板放入试样托，按调校键，再按回车键。④将裁切好的纸张试样放入试样托，按仪器下方的测量键，显示的结果就为试样的R457白度值。⑤重复④操作对一组试样多次测定，然后按平均键，昀后记录数据。分别测定正反面白度，以所有测定值的算术平均值报告测定结果，计算准确至0.1%。34、注意事项（1）所使用的标准白度板，必须定期用标准板标定。（2）当连续测定若干试样之后应用白度板重新进行仪器调试，以免产生误差。（3）试样被测面必须压紧在测试孔上并覆盖整个测试孔，显示出测定值后，方可取下被测试样。（二）定量定量是指纸或纸板每平方米的重量，以表示。定量是纸和纸板重要的指标之一，定量的大小会影响纸张的技术性能，但为了节约原料，增加单位使用面积，在保证使用性能的前提下，应尽量降低纸张的定量。1、仪器用感量为0.01g的天平进行称量。天平要每隔半年用标准砝码校对一次。2、测定步骤从每张试样上切取100×100mm的试样至少5张为一组，一并称重；宽度在100mm以下的盘纸应按卷盘全宽切取5条长300mm的纸条，一并称重。并测量纸条的长、短边（准确至0.1mm），计算面积。3、结果计算定量按下式计算：（三）厚度厚度是指纸样在测量板间经受一定压力所测得的纸样两面之间的垂直距离，其结果以mm表示。厚度能影响纸和纸板的很多技术性能，它是许多纸如印刷纸、电容器纸、浸渍纸等的一项重要使用条件，因此，要求一批产品各张纸之间的厚度应趋一致，同一张纸不同部位之间的厚度亦应一致，以保证使用效果。1、仪器及工作原理厚度测定仪（厚度计）有电动和手动两种形式。（1）仪器结构如图3-5-1所示，包括四部分：①测量机构：由重锤、测量头和量砧组成。规定测量面积为，测量压力为。②指示机构：为一标准型百分表或千分表，用以记录厚度数值。其刻度值的精确度在0.005之内。③提升机构：用以升降测量头，以取放纸样。④座体：由底座与上述三部分机构连接而构成一起的整体。（2）工作原理置纸样于测量头与量砧间，并受重锤一定的压力，纸样所占据的厚度通过测量杆的位移传递给量表内的齿轮机构，使表针转动一个角度而得到厚度的读数。2．仪器的校准（1）测量面平行度的校准将直径1.5mm左右的钢珠，夹持于金属薄片上，置于两侧两面之间，在测量面的5个不同位置测量其厚度，各点所测结果相差不得超过0.005mm。（2）测量面单位压力的校准用一根金属丝，一端系在厚度计压力杆的顶部，另一端连在事先校准的准确度不小于100mN（10g）的天平上，测定拉起测量板所需的力，将其换算成测量板上的单位压力应为100±10kPa（1+0.1kg/cm2）。（3）刻度值的校准：将指针调至零点，然后用精度0.001mm的标准厚度块规，或经校4准的塞缝尺，在全部测量范围内校准若干点的刻度值。3．测定步骤（1）按标准规定采取试样，以每张纸样上切取100×10mm的试样至少5张。（2）按下拨杆，抬起测量头至足以放入纸样的高度（若为电动的，则由仪器自动控制高度）。置纸样于测量头与量砧之间。（3）缓慢放松拨杆，是测量头与纸样接触（若为电动的，则自动下降接触纸样）。待指针稳定后读数。在纸样的不同位置测量厚度，至少两处。（4）宽度在100mm一下的潘志，应按全宽切取5条长300mm的枝条，在每条不同位置测量其厚度，至少两处。4．结果计算以所有测定值的算术平均值表示结果，并报出昀大值和昀小值。厚度小于0.05mm的纸，准确至0.001mm。厚度小于0.2mm的纸，准确至0.005mm。厚度在0.2mm以上的纸，准确至0.01mm。（四）紧度和松厚度紧度又称表观密度，是指每立方厘米的纸或纸板的重量。它是由定量和厚度计算而得，单位为g/cm3。紧度与纸浆品种、打浆状况以及抄造条件有关。它是衡量纸或纸板组织结构紧密程度的指标，它决定着纸张的透气度、吸收性、刚性、和强度性能等。因此，紧度是纸或纸板很重要的性能指标之一。紧度按下式计算：D=W/（T×1000）式中：D——紧度，g/cm3；W——定量，g/cm2；T——厚度，mm。计算结果准确至：0.01g/cm3。松厚度为紧度的倒数，单位为cm3/g，其数值按下式计算：V=(T×1000)/W式中：V——松厚度，cm3/g；W——定量，g/cm2；T——厚度，mm。二、纸张抗张强度和伸长率的测定抗张强度是指纸或纸板在一定条件下所能承受的昀大张力。通常以下面几种方式表示：（1）绝对抗张强度一定宽度的式样断裂时所承受的张力，以kN/m（kg/15mm）表示。（2）断裂长一定宽度的式样由其本身重量将其拉断时的长度。以m表示。纸和纸板的抗张强度受纤维的结合力和纤维本身的强度影响，而纤维的结合力是影响抗张强度的决定因素。抗张强度是很多纸种应予测定的性能指标，新闻纸、胶印纸以及一切用于轮转印刷机的纸张，都必须有足够大的抗张强度，以承受印刷过程中的牵引力，尤其是用量很大的凸版纸要向胶印书刊纸过渡，这就要求有较大的抗张强度。另外，抗张强度可是纸袋纸、包装纸、纸绳纸、纱管纸、电缆纸等的重要指标。5伸长率为纸条受纸张至断裂时所增加的长度对原试样长度的百分率。伸长率是衡量纸张韧性的一项指标，其值越大越能减轻外力冲击的破坏作用，对纸袋纸、包装纸等都是重要的性能指标。（一）仪器及工作原理测定纸与纸板用的抗张强度测定仪有摆锤式、扭力棒式、电感应式等。近年在仪器的更新中出现了自动记录带数字显示测量结果的台式抗张力测定仪。目前用得较多的是摆锤式，即肖伯尔式抗张强度测定仪和WZL-300纸张拉力仪，下面主要介绍WZL-300纸张拉力仪：1．仪器结构该仪器为机电一体化结构。机械部分用于夹持试样、拉伸和测力。主要由拉伸动夹头部件和测力静夹头部分组成。电气箱用于参数设定、测量显示、动作控制、结构打印。主要由主板、显示板、电源板、电机驱动器、打印机组成。（二）仪器的较准1．动夹头返回原位，自动置零。2．将测力计夹在两夹头之间，摇把插入仪器左端下部的孔中齿轮毂上，用摇把缓慢均刀顺时针转动加力。3．观察窗口显示牛顿数是否与测力计示值一致，如有差别，则顺序按“校准”“‣”“▴”“校准”键可修正示数。（三）测定步骤（1）切取宽15mm、长约180mm纵、横方向的试样至少各5条，按标准规定的条件进行处理。（2）分别旋松左右两夹头上的蝶形螺钉，将试样条平整放入夹头夹紧面中，先平缓逐渐夹紧右夹头，夹紧后试样应保持平整。用左手平整轻拉试样左端，观察上右窗0.1（