Явище поверхневого натягу у зволожувальному апараті
Щоб правильно оцінити взаємодію ЗР з офсетною формою і встановити ступінь його впливу на якість відбитків, необхідно враховувати поверхневі явища, що виникають на межі поділу фаз в ОПД. Сучасні дослідження в цьому напрямі спрямовані головним чином на те, щоб знайти енергетичні критерії, які дають змогу передбачити поведінку друкарських форм у процесі друкування і дати рекомендації щодо попереднього налагодження машини для різних комбінацій «форма—ЗР— фарба».
При розгляді поверхневих явищ в ОПД виділяють ряд фазових систем, а саме: олєофільний і гідрофільний шари на друкарській формі; ЗР; друкарську фарбу; ГП і ЗМ. Характеристиками енергетичного стану поверхні є: крайовий кут змочування, поверхневий натяг, робота адгезії.
Щоб повною мірою розкрити процеси, які проходять на друкарській формі при взаємодії зі ЗР і друкарською фарбою, слід розглянути характер змочування твердих тіл рідинами (рис. 3.14).
Якщо внутрішні сили взаємодії молекул рідини І більші, ніж сили
|
Р
|
|
Дого тіла 2 рідиною 1 |
|
Рис. 3.14. До розгляду змочування твер - рис. 3.15. Визначення поверхневого |
Натягу рідини методом відриву кільця: маса противаги Р відповідає силі, якою вимірювальне кільце притримується поверхнею рідини
|
Б |
А
Рис. 3.16. Поверхневий иатяг ртуті (а), коли крайовий кут більший за 90°, та ізопропілового спирту (б), коли низький поверхневий иатяг, малий крайовий кут, добра змочуваиість
Взаємодії молекул 1—2, то рідина слабко зчіплюється із сусідньою поверхнею 2 й утворюється куля. Якщо сили взаємодії 1—2 більші, ніж внутрішні сили рідини 1, то вона розтікається в тонкий шар на твердій поверхні 2, тобто змочує її.
Поверхневий натяг є мірою вільної енергії на поверхні поділу двох фаз і визначається як сила, що припадає на одиницю периметра поверхні.
Поверхневий натяг може визначатися методом відриву кільця (рис. 3.15) і становить, наприклад, для ртуті (рис.3.16,а ) 426 мН/м, для води 72,8 мН/м, для гліцерину 63, 4 мН/м, для ізопропілового спирту (рис. 3.16, б) 25 мН/м. Ртуть має дуже високий поверхневий натяг і тому малу змочуваність порівняно з ізопропіловим спиртом.
|
°г. т~ °р. т = СгтСОБа. |
Змочуваність оцінюється крайовим кутом а, який утворюється дотичною до краплі рідини на досліджуваній поверхні (див. рис. 3.16). При різному поверхневому натязі форма краплі різна. Чим менше крайовий кут, тим більша змочуваність. За Юнгом кут змочування твердого тіла рідиною визначається з рівняння
Звідси
Де огт — поверхневий натяг на межі поділу «газ—тверде тіло»; орт — поверхневий натяг на межі поділу «рідина—тверде тіло»; огр — поверхневий натяг на межі поділу «газ—рідина»; а — крайовий кут змочування.
Згідно з рівняним Юнга, крайовий кут а, або його косинус, залежить від молекулярної природи поверхні поділу і не залежить від розміру краплі. Значення крайового кута а, або соза, є кількісною оцінкою змочуваності рідини.
Якщо вільна поверхнева енергія на межі поділу «тверде тіло—газ» більша, ніж на межі поділу «тверде тіло—рідина», то тверде тіло змочується цією рідиною. Тоді а < 90°, а собсі > 0. При а = 0 і сова = 1 відбувається повне змочування рідиною твердого тіла.
