概述
油墨耐磨擦试验机是评估印刷品表面油墨层抗刮擦性能的专用设备。其通过模拟实际使用或运输过程中可能遇到的摩擦、刮擦等机械作用,量化油墨层的附着牢度和耐久性。该设备广泛应用于包装印刷、标签制造、塑料薄膜印刷、金属印刷及陶瓷印花等多个工业领域的质量控制与研发环节。
工作原理
试验机核心原理是使试样表面油墨层与特定摩擦介质(如标准摩擦纸、橡皮、羊毛毡等)在可控条件下进行往复或单向的平面摩擦。关键测试参数包括施加的载荷、摩擦速度、摩擦行程及循环次数。通过对比测试前后试样表面油墨的脱落、划伤或光泽变化程度,来评价其抗刮擦性能。常见的测试标准方法包括往复式摩擦与旋转式摩擦两种模式。
评估结果通常以目视比较、灰度等级或色差变化(ΔE)进行量化。色差ΔE的计算可参考CIELAB色彩空间公式:
ΔE = √[(ΔL*)² + (Δa*)² + (Δb*)²]
其中,ΔL*、Δa*、Δb*分别代表测试前后试样在明度、红绿色度、黄蓝色度坐标上的差值。
影响因素
设备的性能稳定性和测试结果的可靠性取决于多个关键参数的精确定义与控制。同时,油墨自身的配方、承印物材质及印刷工艺等也对最终抗刮擦性能有决定性影响。
| 设备参数 | 影响说明 |
| 施加载荷 | 决定摩擦接触压力,直接影响磨损强度。 |
| 摩擦速度 | 影响单位时间内的摩擦频率与热积累。 |
| 摩擦行程 | 决定每次循环中摩擦接触的长度。 |
| 摩擦介质 | 不同材质与粗糙度模拟不同摩擦场景。 |
| 循环次数 | 累计磨损量的直接控制变量。 |
| 环境温湿度 | 可能影响油墨层物理状态与摩擦系数。 |
| 材料与工艺因素 | 影响说明 |
| 油墨树脂类型 | 决定膜层的柔韧性、硬度与附着力。 |
| 颜料与添加剂 | 影响耐磨性、滑爽度及交联密度。 |
| 承印物表面能 | 直接影响油墨的附着基础。 |
| 干燥固化程度 | 不充分固化会显著降低耐磨性能。 |
| 印刷膜厚 | 过薄易磨损,过厚可能影响附着。 |
测试流程
标准测试流程通常包括试样制备、设备校准、参数设定、测试执行及结果分析五个步骤。试样应取自批量产品代表性部位,并在标准温湿度条件下状态调节。测试后,将试样与未测试原样或标准样照进行对比,依据相关标准(如ASTM D5264、TAPPI T830、GB/T 7706等)规定的等级进行评定。定量分析可借助密度计或色差仪测量光学密度损失或色差值ΔE。
应用展望
随着对产品耐久性要求的提高和新型印刷材料的出现,油墨耐磨擦试验机技术也在持续发展。高精度伺服电机控制、多工位同时测试、集成在线光学监测及数据自动采集与分析系统,成为提升测试效率与一致性的方向。未来,设备将更注重模拟真实、复杂的摩擦环境(如含有特定液体或颗粒的介质),并致力于测试结果与终端使用性能建立更可靠的相关性模型。
参考文献
ASTM D5264 - Standard Test Method for Abrasion Resistance of Printed Materials by the Sutherland Rub Tester.
TAPPI T830 - Abrasion resistance of printing inks (Prüfbau or Sutherland type testers).
GB/T 7706-2008 凸版装潢印刷品.
印刷技术-油墨耐磨性与测试方法研究, 《中国印刷与包装研究》。
