【GB国家标准】 印刷技术用落棒式粘度计测定浆状油墨和连接料的流变性

GB/T 22770-2008 / ISO 12644:1996 印刷技术 用落棒式粘度计测定浆状油墨和连接料的流变性 本标准等同采用 ISO 12644:1996《印刷技术 用落棒式粘度计测定浆状油墨和连接料的流变性》（英文版）。为了便于使用，本标准对 ISO 12644:1996 仅做如下编辑性修改，删除了 ISO 12644:1996 的前言。本标准的附录 A 为规范性附录。 本标准由中国轻工业联合会提出，由全国油墨标准化技术委员会归口。本标准起草单位：北京印刷学院、洛阳洛林威油墨有限公司、江永化学有限公司。本标准主要修订人：魏光、徐铁军、吴敏。 1 范围 本标准规定了在给定温度条件下，测定不会发生反应的浆状油墨和连接料的粘度和屈服值的方法。本标准适用于表观粘度在 2 Pa·s ～ 20 GPa·s 范围内的浆状油墨及其连接料的粘度和屈服值的测定。 2 术语和定义 下列术语和定义适用于本标准。 2.1 粘度 viscosity 流体发生流动时的内摩擦阻力，粘度通常定义为剪切应力与剪切速率的比值，可用公式 (1) 表示： η = τ / γ 其中：η —— 粘度，单位为帕秒 (Pa·s)；τ —— 剪切应力，单位为帕 (Pa)；γ —— 剪切速率，单位为每秒 (s⁻¹)。 2.2 剪切应力 shear stress 作用于单位面积且与作用面平行的力的，单位：Pa。注1：对于落棒粘度计，剪切应力与样品所受载荷的总重成正比，可用公式 (2) 表示： τ = W / A 其中：τ —— 剪切应力，单位为帕 (Pa)；W —— 棒和所加载荷的总重，单位为牛 (N)；A —— 表观剪切面积，单位为平方米 (m²)； 注2：落棒粘度计产生的剪切孔深通常包括棒的圆柱深度和圆环深度。但 A 不是实际的剪切面积，而是表观剪切面积。 2.3 剪切速率 shear rate 流体发生层流时各层之间的速度梯度，单位 s⁻¹。注：对于落棒粘度计，剪切速率可用公式 (3) 表示： γ = v / (R - r) 其中：γ —— 剪切速率，单位为每秒 (s⁻¹)；v —— 落棒下落速度，单位为米每秒 (m/s)；R —— 圆环半径，单位为米 (m)；r —— 落棒半径，单位为米 (m)；(R - r) 为圆环孔隙的有效长度，单位为米 (m)。 2.4 表观粘度 apparent viscosity 在给定剪切应力与剪切速率的条件下，剪切应力与剪切速率的比值，单位为 Pa·s。 2.5 牛顿流体 Newtonian liquid 剪切应力与剪切速率成正比关系的流体。 2.6 非牛顿流体 non-Newtonian liquid 剪切应力与剪切速率不成正比关系的流体。 注1：有两类非牛顿流体：剪切增稠，粘度随剪切速率的增加而升高；剪切变稀，粘度随剪切速率的增加而降低。 注2：如果流体在受到稳定剪切力作用下粘度下降，当外力除去后又恢复升高，则这类流体称为触变性流体。 2.7 流动曲线 flow curve 剪切应力与剪切速率的关系线。 2.8 卡森模型 Casson model 随着剪切速率的增加，剪切应力呈非线性增加的流动模型，存在一个能够使流体开始发生流动的最小剪切应力。 2.9 宾汉模型 Bingham model 随着剪切速率的增加，剪切应力呈线性增加的流动模型，存在一个能够使流体开始发生流动的最小剪切应力。 2.10 幂律模型 power law model 其剪切应力与剪切速率的 N 次方成正比关系的流动模型。 2.11 屈服值 yield stress 使流体开始发生流动所需要的最小剪切应力，单位：Pa。 2.12 假屈服值 pseudoyield stress 应用卡森模型时，在低剪切速率时的剪切应力。 2.13 参考温度 reference temperature 所有结果的测试条件都应为 25℃，单位：℃。注：测试温度与此温度不同时需进行修正（见 6.2.2）。 2.14 测试温度 test temperature 测试过程中孔隙的实际温度，单位：℃。 2.15 短度 shortness ratio 屈服值或假屈服与表观粘度的比值，单位 s⁻¹。 3 测定方法 3.1 原理 测试方法是测试落棒与孔隙之间的下落速度。将棒的底端插入孔隙，使棒和孔隙的间隙填满待测流体。当棒下落时，流体将受剪切作用，通过改变加载荷重获得不同的剪切速率。测试不同载荷的下落时间，采用线性插值的方法，计算流体的粘度和屈服值。 3.2 仪器 3.2.1 落棒式粘度计 粘度计包括： 1. 落棒：由不锈钢或其他合适材料制成的圆柱棒（图1），称为落棒。 2. 圆环：锥形或圆环形的金属环（图2），称为测环。圆环安装在支撑物上，且温度可控。由于落棒和圆环的直径非常关键，所以其加工精度很高。尺寸可由制造商提供。为了减小由于安装不当引起的误差，应使用配套的落棒和圆环。 3. 加载荷重：安装在棒的顶端，载荷重量可设置成一系列，其设置方式如下： A: 3000g B: 2000g C: 1500g D: 800g E: 400g F: 200g 上述加载荷重的精度为 ±0.2%。 4. 支撑装置：支架应标记下落的计时距离，精度为 ±0.2mm，计时传感器置于标记处。 5. 其他部件：水位调节器、计时器（精度为 ±0.1s，推荐使用精度为 ±0.01s 的计时器）。 3.2.2 温度控制 具有温度检测和控制的功能。 3.2.3 其他 用于清洁落棒的墨水。 标准粘度油（至少两种）：用于校验。标准粘度油其粘度范围应在样品粘度范围内。这些油的粘度应由权威机构提供，自备标准粘度物质只能做对比研究使用。 3.3 环境温度控制 测试应在温度可控的环境中进行。可以将粘度计放在恒温箱或在稳定室温下测试。如在恒温箱内测试，恒温箱内的温度与测试温度的差别不应超过 ±0.5℃；如在室温下测试，可以允许温度变化范围为 ±2℃。标准参考温度为 (25 ± 0.2)℃。 3.4 测试准备 将测试样品（约 50g）用调墨力充分搅匀并调至测试温度，样品应均匀且没有任何粗大的颗粒。加载荷重的选择应参照样品粘度。 注：加载荷重一般应使下落时间在 4-10s 内。测试热固性油墨时，加载荷重的下落时间可适当延长。 测或样品的用量要足够填满落棒和圆环孔隙的间隙，且要涂抹在棒的下部。开始测试前，旋转落棒，使样品搅匀分布。使用最大加载荷重进行第一次测试，此时落棒和孔隙四周均被测试样品润湿。在测试开始之前，将落棒放入圆环孔隙内并使其静止。 3.5 测试过程 选择一系列加载荷重依次进行测试，最长下...