Oznaczenie stopnia utarcia metod* grindometryczn*
Metoda grindometryczna polega na wyznaczaniu na skali grindometru takiej wielko*ci A wyra*onej w μm, *e cz*stki pigmentu (laki) lub ich skupiska w badanej farbie o *redni- cy d>A pozostawiaj* przynajmniej trzy rysy na tej cz**ci grindometru, kt*ra obejmuje odcinek 0-A. Warto** A jest miar* utarcia farby. Stopie* utarcia oznaczony metod* grindometryczn* wskazuje na nieobecno** w badanej farbie cz*stek pigmentu (laki) wi*kszych od warto*ci odczytanej na grindometrze.
Metoda grindometryczna oznaczania stopnia utarcia polega na tym, *e badan* farb* rozprowadza si* wzd*u* zag**bienia klinowego no*em zbieraj*cym i w miejscu, gdzie rozpo- czynaj* si* rysy pochodz*ce od cz*stek wi*kszych od szcze- liny powsta*ej mi*dzy no*em a zag**bieniem, odczytuje si* na skali stopie* utarcia. Przed oznaczeniem grindometr nale*y dok*adnie przemy* benzyn*, a nast*pnie spirytusem i osuszy* tkanin*. Tak samo nale*y post*powa* po wykona- niu badania. Oznaczenie stopnia utarcia farb mazistych wykonuje si* w nast*puj*cy spos*b: z badanej farby nale*y pobra* oko*o 0,5 g i na*o*y* na zag**bienie grindometry powy*ej dzia*ki 15, tak aby nie zabrudzi* powierzchni poza zag**bieniem. Nast*pnie nale*y ustawi* n** zbieraj*cy prostopadle do grindometru powy*ej na*o*onej farby i lekko dociskaj*c przesun** nim szybko jednym ruchem, wzd*u* zag**bienia poza 0. W miejscu, gdzie rozpoczynaj* się nie mniej ni* 3 rysy, nale*y na skali odczyta* utarcie, przy czym jako wynik nale*y przyj** g*rn* warto** prze- dzia*u skali. Nale*y wykona* 3 oznaczenia i poda* *redni* jako wynik. Oznaczenie stopnia utarcia farb ciek*ych wykonuje si* w ten spos*b, *e pr*bk* farby o obj*to*ci 8 ml nale*y umie*ci* w zamykanym cylindrze pomiarowym i uzupe*ni* do 10 ml olejem rycynowym. Nast*pnie cylinder nale*y wstr*sa* przez ok. 5 min. Do dok*adnego wymieszania si* oleju z farb*. Dalsze post*powanie jest identyczne jak w przypadku farb mazistych.
Oznaczanie intensywno*ci barwy farb typograficznych i offsetowych.
Past* bia** przeznaczon* do farb typograficznych i offsetowych nale*y wykona* ucieraj*c 74 cz**ci wagowych bieli cynkowej z 15 cz**ciami wagowymi pokostu lnianego o lepko*ci 900 mPa*s i 10 cz**ciami wagowymi o lepko*ci 70 mPa*s.
Past* niebiesk* s*u**c* do badania intensywno*ci barwy farb ***tych i bia*ych typograficznych i offsetowych nale*y wykona* przez wymieszanie do uzyskania jednorodnej barwy w ca*ej masie 99,5 cz**ci wagowych pasty bia*ej z 0,5 cz**ci wagowymi farby niebieskiej typograficznej lub offsetowej o zawarto*ci b*ekitu pigmentowego trwa*ego B w ilo*ci 15-20%.
Oznaczenie odporno*ci farb offsetowych na dzia*anie p*yn*w nawil*aj*cych
Oznaczenie odporno*ci farb na p*yny nawil*aj*ce nale*y wykona* badaj*c ich odporno** na roztwory o *ci*le okre*lonym pH. W tym celu nale*y przeprowadzi* badanie od- porno*ci na roztwory o pH= 4,6 4,8 5,0 5,2 5,5. Najcz**ciej stosowany zakres pH p*ynu nawil*aj*cego dla drukowania offsetowego arkuszowego zamyka si* w przedziale 4,8 - 5,5 - niezale*nie od rodzaju stosowanej formy drukowej i syste- mu nawil*ania. Badanie farb przeznaczonych do drukowania form* aluminiow* przeprowadza si* dodatkowo dla roztworu o pH-4,6.
Sk*ady chemiczne roztwor*w stosowanych do bada* s* nast*puj*ce:
- 4,6 - do 12,15 ml 0,2n NaOH doda* 50 ml 0,2n roztworu kwa*nego ftalanu potasu i ca*o** uzupe*ni* wod* destylowan* w kolbie do obj*to*ci 200 ml.
- 4,8 - do 17,7 ml 0,1n NaOH doda* 50 ml 0,2n kwa*nego ftalanu potasu, ca*o** rozcie*czy* w kolbie do 100 ml.
- 5,0 - do 23,85 ml o,1n NaOH doda* 50 ml 0,2n kwa*nego ftalanu potasu, ca*o** rozcie*czy* wod* destylowan* do 100 ml.
- 5,2 - do 29,95 ml 0,1n NaOH doda* 50 ml 0,2n kwa*nego ftalanu potasu i rozcie*czy* wod* destylowan* do 100 ml.
- 5,5 - do 50 ml 0,3n octanu potasu doda* 30 ml 0,1n kwasu octowego i wymiesza*.
W celu wykonania oznaczenia nale*y w mo*dzierzu umie*ci* 8-10 g badanej farby oraz 30 ml roztworu o odpowiednim pH i rozciera* t*uczkiem w ci*gu 10 min. Nast*pnie przenie** zawarto** mo*dzierza na s*czek umieszczony w lejku wstawionym do prob*wki ze szk*a bezbarwnego. Gdy wysoko** przes*czu w prob*wce osi*gnie ok. 2 cm, wyj** lejek i patrz*c z g*ry oceni* zabarwienie. Prob*wk* umie*ci* na bia*ym tle. Farb* nale*y uzna* za odporn*, je*eli przes*cz jest bezbarwny wzgl*dnie lekko zabarwiony.
Badanie w*a*ciwo*ci reologicznych farb drukowych
Reologia jest nauk* o dokszta*caniu i przp*ywie materii. Jej Przedmiotem s* ruchy jednych element*w cia*a wzgl*dem drugich (tj. odkszta*cenia), a nie jego ruchy jako ca*o*ci.
Najwi*kszy wp*yw na cechy u*ytkowe farb maj* takie w*a*ciwo*ci reologiczne, jak: lepko**, granica p*yni*cia, tiksotropia, tack, wska*nik rozlewu, konsystencja, lejno**, kr*tko**. Wiele w*a*ciwo*ci, jak lepko**, granica p*yni*cia, tiksotropia, tack wska*nik rozlewu, lejno** zale*y dla danego rodzaju farby - od rodzaju u*ytego pigmentu (lub laki) jego koncentracji, dyspersji, od typu *ywic i rozpuszczalnik*w.
Lepko** farb drukowych
lepko*ci* nazywamy t* w*a*ciwo** p*ynu (cieczy lub gazu), kt*ra sprawia, ze przy zmianie kszta*tu wyst*puje w p*ynie napr**enie styczne, wykazuj*ce proporcjonalno** do pr*d- ko*ci (szybko*ci *cinania) zmiany kszta*tu.
W przypadku cieczy lepko** jest w*a*ciwo*ci* polegaj*c* na stawianiu oporu przy przesuwaniu laminarnym i nie przy*pieszonym dw*ch granicz*cych ze sob* warstewek cieczy. Je*eli dwie warstweki cieczy w odleg*o*ci y od siebie, o powierzchni A, ka*da pod dzia*aniem si*y F, przesuwaj* si* wzgl*dem siebie z szybko*ci* v, to wewn*trz tej cieczy wytwarza si* op*r, kt*ry jest tarciem wewn*trznym cieczy F okre*lonym prawem Newtona:
A - pow. warstwy cieczy, v- pr*dko** przesuwania warstwy cieczy, y - odleg*o** warstw ruchomych, η - wsp**czynnik lepko*ci dynamicznej, okre*laj*cy tarcie wewn*trzne cieczy, gdy A=1m^2 i v/y=1s^-1.
Stosunek si*y F do powierzchni A jest nazywany napr**eniem stycznym (*cinaj*cym) i oznaczany przez τ;
Stosunek V do y nazywany jest szybko*ci* *cinania i oznaczany jest przez D:
Napr**enie styczne jest proporcjonalne do szybko*ci *cinania i lepko*ci dynamicznej (zwanej dalej w skr*cie lepko*ci*):
st*d
Krzywa p*yni*cia, czyli zale*no** D=f(τ) (tzw. reogram) dla cieczy newtonowskich jest lini* prost* wychodz*c* z pocz*tku uk*adu wsp**sz*dnych. Ciecze podlegaj*ce temu prawu s* charakteryzowane przez dwie cechy:
- ciecz zaczyna p*yn** nawet wtedy, gdy napr**enia stycz- ne s* ekstremalnie ma*e.
- wsp*lczynnik lepko*ci jest iezale*ny od napr**enia stycz- nego (*cinaj*cego). Jest on tylko funkcj* temperatury i ci*nie nia.
Wsp*lczynnik lepko*ci η maleje ze wzrostem temperatury cieczy. Przyj*to go mierzy* w temperaturze 20°C i przy ci*nieniu 1,01325 *10^-1 MPa.
W przypadku farb b*d*cych cieczami newtonowskimi wystarczy pojedynczy pomiar napr**enia stycznego i odpowiadaj*cy mu gradient pr*dko*ci, aby wyznaczy* lepko**. Jednostk* lepko*ci dynamicznej jest paskalosekunda (1 Pa*s = 1N*s/m^2). Tylko nieliczne farby fleksograficzne i wkl*s*odrukowe przy ma*ej konsystencji *ywicy i barwid*a w roztworze rozpuszczalnika lub (i) rozcie*czalnika mog* by* cieczami newtonowskimi.
Do pomiaru lepko*ci stosowane s* przyrz*dy zwane wiskozymetrami. Maj* one r**n* konstrukcj*. Do pomiaru lepko*ci farb ciek*ych stosowane s* najcz**ciej kubki wyp*ywowe. W Europie najcz**ciej stosowany jest kubek Forda o obj*to*ci 100 ml i *rednicy wyp*ywu 4 mm (mog* by* stosowane r*wnie* inne *rednice otworu wyp*ywowego: 2,3 6 mm). Kubek Forda to cylindryczne naczynie przechodz*ce w dolnej cz**ci w sto*ek *ci*ty. Czas wyp*ywu jest wprost proporcjonalny do lepko*ci wyp*ywaj*cej farby. W zwi*zku z tym lepko** farb ciek*ych okre*lana jest najcz**ciej w sekundach. Sam pomiar jest bardzo prosty i polega na zmierzeniu czasu wyp*ywu 100 ml farby; mo*na go stosowa* w warunkach produkcyjnych. Najcz**ciej do drukowania stosowane s* farby wkl*s*odrukowe i fleksograficzne o lepko*ci 16-20 s wg kubka Forda.
Farby drukowe z nielicznymi wyj*tkami nale** do cieczy nienewtonowskich ( wyj*tek stanowi* farby po uplasycznie niu). Lepko** farb drukowych zale*y od grdientu pr*dko*ci *cinania oraz od wielko*ci napr*enia stycznego. W zale*no*ci od charakterystyki krzywej D-f(τ) ciecze nienewtonowskie dzielimy na: idealnie plastyczne, pseudoplastyczne, dylatancyjne, lepkospr**yste.
Cechy farb nienewtonowskich b*d*cych nieraz bardzo z*o*onymi ukadami dyspersyjnymi s* rezultatem oddzia*ywania wielu czynnik*w, jak: kszta*t i rozmiar cz*steczek fazy rozproszonej, ich solwatacja przez o*rodek rozpraszaj*cy, obecno** na nich ladunku elektrycznego, a zw*aszcza st**enie cz*stek cia*a sta*ego w cieczy.
Ciecze idealnie plastyczne charakteryzuje lepko** pozorna (η=τ/D), zmniejszaj*ca si* ze wzrostem D lub τ. Nast*puje to tylko do okre*lonej warto*ci zwanej granic* p*yni*cia. Ciecz zaczyna p*yn** w*wczas, gdy napr**enie styczne osi*gnie pewn*, charakterystyczn* dla danej cieczy warto** granicy p*yni*cia. Po przekroczeniu granicy p*yni*cia gradient pr*dko*ci ro*nie proporcjonalnie do napr**enia *cinaj*cego pomniejszonego o warto** granicy p*yni*cia;
ηp. - lepko** plastyczna.; jednostka Pa*s; farby gazetowe
Ciecze pseudoplastyczne charakteryzuje spadek lepko*ci pozornej e wzrostem D lub τ. Funkcja D=f(τ) ma posta* linii prostej tylko dla wi*kszych napr**e* stycznych. Graniczne warto*ci ctg k*ta nachylenia krzywej p*yni*cia odpowiada lepko** przy pr*dko*ci *cinania niesko*czenie du*ej. Wielko** ta jest wsp**czynnikiem lepko*ci plastycznej przy du*ej szybko*ci, a wi*c takiej jaka wyst*puje na maszynie drukuj*cej. Wi*kszo** farb typograficznych i offsetowych, przeznaczonych g**wnie do drukowania na maszynach arkuszowych.
Ciecze dylatancyjne charakteryzuj* si* wzrostem lepko*ci pozornej η=τ/D ze wzrostem szybko*ci *cinania lub napr**enia *cinaj*cego. Fakt ten mona najprawdopodobniej wyja*ni* wytworzeniem si* podczas p*yni*cia pewnych struktur wi***cych. Nie ma odpowiednik*w w*r*d farb drukowych.
Ciecze lepkospr**yste **cz* w sobie chechy cieczy lepliwej (doskona*ej) Newtona i cua*a spr**ystego Hooke'a. Napr**enia styczne wywo*uj* wi*c w nich zar*wno przep*yw jak i odkszta*cenia spr**yste. Pewne grupy faeb offsetowych o wysokiej lepko*ci. Zale*no** D= f(τ) dla tych farb wykazuje anomalie charkaterystyczne dla p*yni*cia cieczy lepkospr**ystych.
Du** grup* farb drukowych offsetowych i typograficznych stanowi* ciecze, kt*rtch lepko** zale*y nie tylko od gradientu pr*ko*ci, ale r*wnie* od czasu *cinania. Farby te wykazuj* zjawisko tiksotropii-izometrycznej odwracalnej przemiany *elu w zol, przebiegaj*cej pod wp*ywem czynnik*w mechanicznych.( Zol pozostawiony w spoczynku przekszta*ca si* *el , kt*ry pod wp*ywem wstrz*s*w przechodzi spowrotem w zol)
Lepko** kinetyczna (umowna) farb ciek*ych
Lepko** kinetyczn* okre*la si* jako stosunek lepko*ci dynamicznej do g*sto*ci cieczy onaczonych w tej samej temperaturze:
jednostk* jest m^2/s.
Przy laminarnym przep*ywie cieczy czas wyp*ywu farb z naczynia o okre*lonej *rednicy wyp*ywu jest proporcjonalny do lepko*ci kinetycznej. Lepko** kinetyczn* mierzy si* dla kubka Forda jako czas wyp*ywu farby.