印刷品及印刷油墨耐光老化試驗及評價

——GB/T22771-2008標準的解讀

樊漢卿1，陳愛軍2，張恒3，孫杏蕾3

1全國油墨行業(yè)信息中心 2上海牡丹油墨有限公司 3美國Q-Lab公司中國代表處

摘要：本文通過氙燈加速老化試驗方法來研究印刷品及印刷油墨的耐光性并對GB/T 22771-2008進行解讀。首先介紹了印刷品和印刷油墨耐光老化試驗的原理，然后使用Q-Sun B02型氙燈試驗箱對13種膠印油墨進行耐光曝曬，最后在解讀GB/T 22771-2008標準的基礎上分析試驗結果，并指出GB/T 22771-2008標準在對一系列樣品進行曝曬時可能存在評定不準確的問題及解決方法。

關鍵詞：印刷品；印刷油墨；耐光老化；氙燈測試；GB/T22771-2008

1. GB/T 22771-2008標準的背景

越來越多的油墨需要耐光測試，如噴印油墨和包裝材料用油墨。GB/T 22771-2008標準《印刷技術 印刷品與印刷油墨用濾光氙弧燈評定耐光性》修改采用國際標準ISO12040:1997[1]，是印刷、油墨行業(yè)比較通用的一個耐光老化測試方法，也是印刷油墨耐光老化測試的第一個國家標準。應用該標準可以評定不同印刷、油墨樣品的耐光等級。

本文以下部分將通過具體耐光老化試驗來演示如何執(zhí)行該標準，來評價印刷品及印刷油墨的耐光等級。同時指出標準存在的不足及需要繼續(xù)改進的地方。

2. 印刷品及印刷油墨耐光老化試驗的原理

2.1 戶外老化因素

老化損害主要由三個因素引起：光照，溫度和濕度。這三個因素中的任一個都會引起材料老化，它們的共同作用，大于其中任一因素造成的危害。

2.1.1光照

高分子材料的化學鍵對太陽光中不同波段的光線的敏感性不同，一般對應一個閾值，太陽光的短波段紫外線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）鍵的作用閾值是393nm。然而，對于某些印刷品和油墨，長波段紫外線甚至可見光也會對其產生破壞，造成變色或褪色。

2.1.2溫度

溫度越高，化學反應速度越快。老化反應是一種光致化學反應，溫度不影響光致化學反應中的光致反應速度，卻影響后繼的化學反應速度。因此溫度對材料老化的影響往往是非線性的。

2.1.3濕度

水會直接參與材料老化反應。相對濕度、露水和雨水等是自然界中水的幾個主要表現形式。研究表明，戶外材料每天都將長時間處于潮濕狀態(tài)（平均每天長達8-12個小時）[2]。而露水是戶外潮濕的主要原因。露水造成的危害比雨水更大，因為它附著在材料上的時間更長，形成更為嚴酷的潮濕侵蝕。對于戶內用材料，一般只考慮相對濕度的影響。

2.2 氙燈加速耐光測試

2.2.1日光模擬

作為氙燈試驗箱[3]的光源，氙燈可產生紫外線、可見光和紅外線，能夠很好地模擬全光譜太陽光。

氙燈產生的光譜用于測試前必須經過過濾，減少不需要的部分紫外光譜。使用不同類型的玻璃濾光器可以得到不同的光譜。濾光器的使用取決于被測材料和產品最終使用條件。不同的過濾器過濾的紫外線的短波段的截止點不同，這將在很大程度上影響老化的速度和類型。有三類經常使用的濾光器：日光過濾器，窗玻璃過濾器，紫外延展過濾器。在印刷品和印刷油墨測試中一般選擇窗玻璃過濾器，下圖1所示是Q-Lab公司配備有過濾器的Q-Sun氙燈試驗箱的光譜與透過玻璃的太陽光光譜之間的比較。

圖2 樣品2（方形）和樣品7（圓點）的△E*與曝曬時間之間的關系

4. 結論及建議

我們通過具體試驗分析了13種不同膠印油墨樣品的耐光老化性能，同時也分析解讀了GB/T 22771-2008的部分內容，尤其是曝曬、耐光等級評定等章節(jié)。試驗結果顯示，按照GB/T22771-2008標準，可以區(qū)分曝曬樣品耐光性的好、中、差。

雖然GB/T22771-2008標準是評定印刷品及印刷油墨耐光老化性能的一個普遍應用的標準，整體上的評定結果是真實客觀的，但是有時也會給出存在爭議的試驗結果。當試驗結果存在爭議時，我們建議應用標準中第一種曝曬方法，即對每個樣品和一套藍色羊毛標準進行單獨曝曬，當樣品發(fā)生明顯變化時，與藍色羊毛標準進行比較，用與樣品發(fā)生相同的明顯變化的藍色羊毛的等級編號來表示測試樣品的耐光等級。

參考文獻：

1. ISO12040:1997《印刷技術 印刷品與印刷油墨 用濾光氙弧燈評定耐光性》

2. Douglas M.Grossman, The right choice-UV fluorescent testing or xenon arc testing. PCI,March 10, 2006

3. 張恒，QUV和Q-Sun兩種有效測試耐候性和光穩(wěn)定性方法的比較，汽車工藝與材料，2006年第8期

4. ISO11341:2004《色漆和清漆—人工老化和暴露－濾過的氙弧輻射》

5. ASTM G155-05a《用于非金屬材料暴露的氙燈測試設備》

6. ISO 4892-2:2003《塑料—實驗室光源下的暴露方法第2部分:氙弧燈光源》