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印刷品及印刷油墨耐光老化试验

2021
12-22

14:53:28

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4686
来源:标准集团(香港)有限公司

  越来越多的油墨需要耐光测试,如喷印油墨和包装材料用油墨。GB/T 22771-2008标准《印刷技术 印刷品与印刷油墨用滤光氙弧灯评定耐光性》修改采用国际标准ISO12040:1997,是印刷、油墨行业比较通用的一个耐光老化测试方法,也是印刷油墨耐光老化测试的第一个国家标准。应用该标准可以评定不同印刷、油墨样品的耐光等级。

  户外老化因素:

  老化损害主要由三个因素引起:光照,温度和湿度。这三个因素中的任一个都会引起材料老化,它们的共同作用,大于其中任一因素造成的危害。

  1.光照

  高分子材料的化学键对太阳光中不同波段的光线的敏感性不同,一般对应一个阈值,太阳光的短波段紫外线是引起大部分聚合物物理性能老化的主要原因。如C-N(碳-氮)键的作用阈值是393nm。然而,对于某些印刷品和油墨,长波段紫外线甚至可见光也会对其产生破坏,造成变色或褪色。

  2.温度

  温度越高,化学反应速度越快。老化反应是一种光致化学反应,温度不影响光致化学反应中的光致反应速度,却影响后继的化学反应速度。因此温度对材料老化的影响往往是非线性的。

  3.湿度

  水会直接参与材料老化反应。相对湿度、露水和雨水等是自然界中水的几个主要表现形式。研究表明,户外材料每天都将长时间处于潮湿状态(平均每天长达8-12个小时)。而露水是户外潮湿的主要原因。露水造成的危害比雨水更大,因为它附着在材料上的时间更长,形成更为严酷的潮湿侵蚀。对于户内用材料,一般只考虑相对湿度的影响。

日晒机3_副本.jpg

  氙灯加速耐光测试

  1.日光模拟

  作为氙灯试验箱的光源,氙灯可产生紫外线、可见光和红外线,能够很好地模拟全光谱太阳光。

  氙灯产生的光谱用于测试前必须经过过滤,减少不需要的部分紫外光谱。使用不同类型的玻璃滤光器可以得到不同的光谱。滤光器的使用取决于被测材料和产品终使用条件。不同的过滤器过滤的紫外线的短波段的截止点不同,这将在很大程度上影响老化的速度和类型。有三类经常使用的滤光器:日光过滤器,窗玻璃过滤器,紫外延展过滤器。

  2.辐照度控制

  氙老化灯试验箱需装备有辐照度控制系统,使用的是太阳眼闭环控制系统,来提供稳定的光照强度。

  在氙灯测试系统内,辐照度控制非常重要。氙灯光谱范围从295nm延伸到3000nm,新的标准中要求,光强的控制基于点控制(如ISO11341-2004, ASTM G 155-05a,ISO 4892-2:2003等),控制点的选择则基于模拟环境和检测材料性能的不同,对于户外环境,检测材料的物理性能,一般采用340nm控制点;而对于室内环境,检测材料的变色和褪色,一般采用420nm控制点。在有些标准中也采用300-400nm的TUV控制。

  3.温度控制

  氙灯测试设备中,温度的控制很也重要,因为温度影响材料老化的速率。氙灯试验箱一般是通过黑板温度计或黑标温度计来精确控制样品表面温度。一般欧洲的ISO标准大多使用黑标温度计,而美国的一些标准则使用黑板温度计。有些型号的氙灯试验箱还能同时控制箱体空气温度,以达到全面的曝晒环境温度控制。

  4.潮湿模拟

  氙灯试验箱可以通过水喷淋或湿度控制系统来模拟潮湿的影响。水喷淋可以模拟雨水对户外产品的热冲击和应力腐蚀。湿度会影响某些物品(比如某些纺织品或油墨等)发生老化的类型和速度,在此类材料的测试标准中都建议控制相对湿度。

  印刷品及印刷油墨氙灯老化试验:

  GB/T22771-2008的“4.4.1曝晒”一节中包含着两个曝晒方法。一个是针对只有一个样品的曝晒试验,这个测试比较简单,只要按规定方法(也就是标准中要求的测试条件)将测试样品在灯光下曝晒,直至发生明显变化。标准中同时指出“所谓的明显变化就是等于或小于符合GB/T 250规定的的评定变色用灰色样卡3级。观察者应确保在试验中不出现视觉疲劳现象,并且视觉观测时应具备标准印刷品的观察条件”。

  另一个是针对同一系列印刷品进行同步和系统性试验。这个测试采用连续遮盖的曝晒方法,可以在一次试验中测试耐光程度不同的印刷品的耐光性。具体步骤如下:

  一步:曝晒样品直至3级蓝色羊毛标准出现相应于评定变色用灰色样卡3级的明显变化;

  二步:将印刷品和蓝色羊毛标准的曝晒部分遮盖四分之一,继续曝晒直至5级蓝色羊毛标准出现相应于评定变色用灰色样卡3级的明显变化;

  三步:将持续曝晒的部分遮盖住四分之一,继续曝晒,直至6级蓝色羊毛标准出现相应于评定变色用灰色样卡3级的明显变化;

  四步:再遮盖更多,继续曝晒,直至7级蓝色羊毛标准发生视觉刚刚能观察到的变化(评定变色用灰色样卡4级)。

  因为通常情况下,油墨厂或印刷厂的测试样品都较多,如果采用第一种曝晒方法,每次只对一个样品进行测试,是不太现实的。所以本次试验我们选用第二种曝晒方法,同时对13种不同的胶印油墨样品进行氙灯加速耐光老化测试,同时进行曝晒还有SDC 1到7级蓝色羊毛标准。

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