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平版印刷油墨耐光性检测方法

发布时间:2021-12-14   点击次数:174次

  日光是由短波紫外线,可见光和红外线组成。而紫外线是导致油墨降解的首要因素,温度和湿度作为次要因素也会加速降解的速率。

  平版印刷油墨在靠近窗玻璃的地方会被强烈的太阳光照射,而夏季在汽车仪表盘位置的油墨所处的环境则更加苛刻,这些环境中高紫外线、高温和高相对湿度。本研究的曝晒地点选在佛罗里达和亚利桑那是因为这两个地方可提供这种严酷的曝晒环境。

  选用被广泛应用于平版印刷油墨的8种颜色:黄#1、黄#2、黄#3、品红、紫罗兰、橙色、红色和紫色。试验使用Little Joe印刷打样机来确保印刷品的典型胶印膜厚。油墨印在标准的、有涂层的、70磅重的纸上。每一种颜色的样品都将进行所有类型的暴露测试。

紫外老化试验箱_副本.jpg

  油墨试样在佛罗里达和亚利桑那的老化研究服务中心完成测试。所有试样都安装在带玻璃框的曝晒架上,曝晒角度为45°朝南,为的是大限度的接收透过玻璃的太阳光。之所以选择透过玻璃的日光光谱,是因为它可以模拟严苛条件下的室内光照条件。

  分别在曝晒前、曝晒过程中和曝晒结束后测量油墨试样的颜色变化。根据ASTM D2244标准,使用分光光度计来测量颜色。每个试样的颜色变化都以ΔE的值来表示。

  佛罗里达曝晒测试在每个季节开始:秋分(9/21/02),冬至(12/21/02),春分(3/21/03)和夏至(6/21/03)。亚利桑那曝晒测试则在秋天 (10/7/02) 开始。表1为总光照能量(即辐照量),单位为MJ/m2,该数值是在佛罗里达和亚利桑那曝晒90天之后通过各种户外曝晒试验所得的结论。

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  图1为8种颜色油墨在佛罗里达秋季试验中耐光性能的曲线图。

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  如图所示,油墨的耐久相差很大。有些颜料的耐久性很好,而有些却很差。90天曝晒之后,大多数油墨试样都严重褪色到无法用于分析。然而在暴露35天时,油墨试样的耐光性能表现开始拉开差距,有好有坏。因此,35天是用来评估油墨在各种户外曝晒试验中耐光性能。

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  此图非常明显地显示了同颜色的3种不同油墨的耐久性范围。虽然颜色相同,但它们的耐光性能却表现的完全不同。黄色A的表现明显优于黄色B和黄色C。事实上,黄色A是一种耐光性好的黄色油墨,适用于艺术品或者户外应用,而黄色B和黄色C则倾向用于一般的商业印刷。

  季节变化的影响

  由于自然曝晒的时间很短(35天),在每个季节进行重复测试以确定一年中各个时间段对老化的影响。结果证明在一年内的不同时间进行测试对耐光性能的排序没有影响。各个季节的曝晒试验之间的排序相同,然而老化的速度有一些不同。

  为了对每个季节老化速度的不同进行定量,我们对35天曝晒的ΔE平均值进行了比较。例如佛罗里达冬季曝晒试验所有油墨的ΔE平均值为21,而佛罗里达秋季曝晒试验所有油墨的ΔE平均值为44。在这个例子中,秋季试验的严酷程度大约是冬季试验的两倍以上。由于季节导致老化速度不同,不能在一年的不同时间里比较试样的绝对值。这种不一致性在加速耐光性测试中可能不会出现。

  表2不同户外曝晒试验中油墨的ΔE颜色变化

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  表2为佛罗里达不同季节和亚利桑那曝晒试验35天后所有油墨样品的ΔE值:

  图3油墨耐光性能的相关性

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  图3为佛罗里达秋季35天和冬季45天曝晒试验对比图。这两个曝晒试验结果的产品性能等级排序相关性非常好。

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