佛(fó)羅裏達(dá)和亞(yà)利桑那戶外自(zì)然曝曬

試(shì)問怎(zěn)麼才(cái)能知(zhī)道油墨(mò)在(zài)其使用(yòng)壽命內遇到的各(gè)種照明(míng)條件下(xià)是(shì)否發(fā)生褪色?產(chǎn)品(pǐn)失(shī)效會(huì)帶來什麼(mó)後果(guǒ)?如(rú)何在(zài)消(xiāo)費者(zhě)購買(mǎi)能力與產(chǎn)品性能之間權衡(héng)性(xìng)價比(bǐ)?是否(fǒu)有(yǒu)一個(gè)快(kuài)速簡(jiǎn)便(biàn)的方(fāng)法(fǎ)來確(què)定(dìng)(或決定(dìng))哪(nǎ)一(yī)種(zhǒng)油墨是(shì)您(nín)的(dí)較(jiào)佳選擇(zé)?

本文(wén)首(shǒu)次(cì)以係列(liè)研究(jiū)來為您(nín)回(huí)答(dá)這些(xiē)問題，並為油(yóu)墨的耐久(jiǔ)性(xìng)評估提供了一種(zhǒng)有效的方法。該(gāi)係(xì)列研究(jiū)分為(wéi)三(sān)個部分(fēn)。其中第1部(bù)分的結(jié)論是在佛羅裏(lǐ)達和亞利桑(sāng)那玻璃框(kuàng)下自(zì)然太(tài)陽光(guāng)曝曬所(suǒ)得到的(dí)。這些(xiē)是(shì)國際認可(kě)的(dí)能(néng)夠提(tí)供(gōng)“最(zuì)嚴(yán)苛(kē)環境(jìng)”的曝曬(shài)地(dì)點，可(kě)以使(shǐ)油墨處於(yú)高(gāo)紫外光，高溫和高相(xiāng)對濕度(dù)的環境下。

平版印刷(shuā)油(yóu)墨在極端環(huán)境下(xià)的耐(nài)光性(xìng)測試(shì)由位(wèi)於佛羅裏(lǐ)達(dá)和(hé)亞利(lì)桑(sāng)那的Q-Lab老化研(yán)究服(fú)務中心(xīn)測(cè)試機構(gòu)提(tí)供

第(dì)2部分將展(zhǎn)示實驗室加(jiā)速(sù)測(cè)試(shì)如何模擬(nǐ)自(zì)然曝曬的結果。第3部分將為(wéi)您提(tí)供(gōng)指導(dǎo)和建(jiàn)議，幫助您確(què)定(dìng)哪(nǎ)一種(zhǒng)油墨(mò)最適合您。此項研究工作(zuò)目標明(míng)確(què)，旨在將平(píng)版印(yìn)刷油(yóu)墨(mò)的(dí)自然(rán)曝(pù)曬與(yǔ)實驗室(shì)加(jiā)速(sù)測試結果(guǒ)關聯(lián)起(qǐ)來

試驗程序

日(rì)光是由(yóu)短波(bō)紫外(wài)綫(xiàn)，可(kě)見光和(hé)紅(hóng)外綫組(zǔ)成。而紫外(wài)綫是導(dǎo)致(zhì)油墨(mò)降解(jiě)的(dí)首(shǒu)要因素，溫度和(hé)濕度作為次(cì)要因(yīn)素(sù)也會加速降(jiàng)解(jiě)的(dí)速率(shuài)。

平版(bǎn)印刷(shuā)油(yóu)墨(mò)在(zài)靠近窗(chuāng)玻(bō)璃的地(dì)方會被(bèi)強烈(liè)的(dí)太(tài)陽(yáng)光照(zhào)射(shè)，而(ér)夏季在(zài)汽(qì)車(chē)儀(yí)表盤(pán)位置的(dí)油墨(mò)所處(chǔ)的(dí)環境則更(gēng)加苛刻(kè)，這些(xiē)環(huán)境中(zhōng)高紫外(wài)綫(xiàn)，高溫(wēn)和高(gāo)相(xiāng)對濕度。本研(yán)究(jiū)的曝(pù)曬(shài)地點(diǎn)選在(zài)佛(fó)羅(luó)裏達和亞利(lì)桑那是(shì)因為這(zhè)兩(liǎng)個地方可(kě)提供(gōng)這種(zhǒng)嚴酷(kù)的曝(pù)曬環(huán)境(jìng)。

GATF選用了(liǎo)8種(zhǒng)顏色的被(bèi)廣泛(fàn)應用(yòng)的平(píng)版(bǎn)印刷油(yóu)墨：黃#1，黃#2，黃(huáng)#3，品(pǐn)紅，紫(zǐ)羅(luó)蘭(lán)，橙色(sè)，紅(hóng)色(sè)和(hé)紫色(sè)。試(shì)驗(yàn)使(shǐ)用(yòng)Little Joe印(yìn)刷打樣機(jī)來(lái)確(què)保印(yìn)刷品的(dí)典(diǎn)型膠(jiāo)印膜(mó)厚。油墨(mò)印(yìn)在(zài)標準的，有塗(tú)層(céng)的，70磅重的紙上(shàng)。每(měi)一(yī)種(zhǒng)顏色的樣(yàng)品都將(jiāng)進(jìn)行所(suǒ)有(yǒu)類型(xíng)的暴露測試(shì)。

G AT F的技(jì)術人員為耐光(guāng)性(xìng)測試選用了(liǎo)8種不同(tóng)顏色(sè)，具有代(dài)表性(xìng)的平(píng)版印(yìn)刷油墨，它們在測(cè)試(shì)中將被印刷在(zài)同種標準襯底上(shàng)。

油墨試(shì)樣在佛羅裏達(dá)和亞利桑(sāng)那的Q-Lab老(lǎo)化研究(jiū)服務(wù)中(zhōng)心(xīn)完成(chéng)測(cè)試(shì)。所有(yǒu)試(shì)樣都(dū)安裝在(zài)帶玻(bō)璃(lí)框的(dí)曝曬(shài)架(jià)上(shàng)，曝曬角(jiǎo)度(dù)為45°朝(zhāo)南(nán)，為(wéi)的是最大限度(dù)的(dí)接(jiē)收(shōu)透(tòu)過玻(bō)璃的(dí)太陽光。

之所以(yǐ)選(xuǎn)擇(zé)透(tòu)過玻璃的(dí)日光(guāng)光(guāng)譜，是因為(wéi)它(tā)可(kě)以模(mó)擬最(zuì)嚴(yán)苛(kē)條(tiáo)件下的室內(nèi)光照(zhào)條件(jiàn)。

分別(bié)在曝曬(shài)前，曝(pù)曬過程中和曝曬(shài)結(jié)束後測(cè)量(liáng)油墨試(shì)樣的(dí)顏色(sè)變(biàn)化。根據ASTM D2244標準(zhǔn)，使用分光光度(dù)計來(lái)測量顏色。每(měi)個(gè)試(shì)樣的顏(yán)色變化(huà)都(dū)以(yǐ)△E的值來表示。

油(yóu)墨試(shì)樣(yàng)安(ān)裝在位於佛羅裏(lǐ)達(dá)和(hé)亞(yà)利(lì)桑那曝(pù)曬(shài)場的ASTM G24帶玻璃框的曝曬架(jià)上。

注：認(rèn)可(kě)實(shí)驗室可對油(yóu)墨進(jìn)行(háng)視(shì)覺顏色評(píng)估(gū)或進(jìn)行(háng)儀器測(cè)量顏色(sè)評估。

佛(fó)羅(luó)裏(lǐ)達(dá)和(hé)亞(yà)利(lì)桑那曝(pù)曬

佛羅(luó)裏(lǐ)達曝曬(shài)測試(shì)在(zài)每(měi)個(gè)季(jì)節開始：秋分 (9/21/02), 冬至 (12/21/02), 春(chūn)分 (3/21/03) 和夏至 (6/21/03)。亞利(lì)桑那(nà)曝(pù)曬(shài)測(cè)試(shì)則(zé)在秋(qiū)天 (10/7/02) 開(kāi)始(shǐ)。表1為總(zǒng)光照能(néng)量(即輻照量)，單(dān)位(wèi)為(wéi)MJ/m² ，該(gāi)數值是在(zài)佛羅裏達和亞(yà)利桑(sāng)那(nà)曝(pù)曬(shài)90天之(zhī)後(hòu)通過各(gè)種戶外曝曬試(shì)驗所得的結論(lùn)。

表(biǎo)1：戶外曝(pù)曬(shài)300–3000nm波長範(fàn)圍(wéi)內(nèi)的總輻(fú)照量(liáng)，單位(wèi)MJ/m²

圖(tú)1為8種(zhǒng)顏色油墨(mò)在佛羅(luó)裏達秋(qiū)季(jì)試驗(yàn)中耐(nài)光性能(néng)的曲(qū)綫(xiàn)圖。

圖(tú)1- 8種(zhǒng)不同顏色(sè)油墨的(dí)耐光性

如(rú)圖所(suǒ)示(shì)，油(yóu)墨的耐久相差(chà)很大。有(yǒu)些(xiē)顏(yán)料的(dí)耐久性很(hěn)好(hǎo)，而有些(xiē)卻(què)很差。

90天曝曬(shài)之後，大多數(shù)油墨試樣都嚴重褪色(sè)到(dào)無法(fǎ)用於分析(xī)。然而在暴露35天(tiān)時，油墨(mò)試(shì)樣的(dí)耐(nài)光(guāng)性(xìng)能(néng)表(biǎo)現開(kāi)始拉(lā)開差(chà)距，有好(hǎo)有(yǒu)壞(huài)。因(yīn)此(cǐ)，35天是(shì)用來(lái)評估(gū)油墨在(zài)各種(zhǒng)戶外(wài)曝曬試(shì)驗(yàn)中耐(nài)光(guāng)性(xìng)能(néng)。

圖2為佛羅(luó)裏達秋季曝(pù)曬試(shì)驗(yàn)中3種黃色油(yóu)墨試樣(yàng)的耐(nài)久(jiǔ)性範圍圖。

圖(tú)2-相同(tóng)顏色(sè)油墨的耐光性

此(cǐ)圖(tú)非(fēi)常明顯地顯示了(liǎo)同(tóng)顏色的3種(zhǒng)不同油(yóu)墨(mò)的耐久(jiǔ)性範圍(wéi)。雖然顏(yán)色相(xiāng)同，但它們(mén)的耐(nài)光(guāng)性能卻(què)表(biǎo)現的完全不同(tóng)。黃色(sè)A的表現明顯(xiǎn)優於黃色(sè)B和黃色 C。事(shì)實上(shàng)，黃色A是(shì)一種耐光(guāng)性好(hǎo)的黃(huáng)色(sè)油墨，適用(yòng)於藝術(shù)品(pǐn)或(huò)者戶外應用，而黃色B和(hé)黃(huáng)色(sè)C則傾向(xiàng)用(yòng)於一般(bān)的商(shāng)業(yè)印刷(shuā)。

季節變化的(dí)影響

由於自(zì)然(rán)曝曬的時(shí)間(jiān)很(hěn)短(35天)，在(zài)每(měi)個季節進行重復測試(shì)以確(què)定一(yī)年中各(gè)個時間(jiān)段對老化的影響。結果(guǒ)證明(míng)在(zài)一年內(nèi)的不(bù)同時間(jiān)進(jìn)行(háng)測(cè)試(shì)對(duì)耐光性能(néng)的排序(xù)沒有影響。各個季(jì)節的曝曬試驗之間的排序相同，然(rán)而(ér)老化的速度(dù)有一些(xiē)不同。為了對(duì)每個季節老化(huà)速(sù)度(dù)的(dí)不(bù)同進行(háng)定量，我們(mén)對 35天曝曬(shài)的△E平(píng)均值(zhí)進行了比較。例(lì)如(rú)佛(fó)羅裏(lǐ)達(dá)冬(dōng)季曝(pù)曬試驗所(suǒ)有油墨(mò)的?E平均(jūn)值為21，而佛(fó)羅(luó)裏達(dá)秋季曝曬(shài)試(shì)驗(yàn)所(suǒ)有油墨的?E平均(jūn)值(zhí)為44。在這個例子中(zhōng)，秋(qiū)季(jì)試(shì)驗(yàn)的嚴酷(kù)程度大約(yuē)是冬(dōng)季(jì)試(shì)驗(yàn)的兩倍(bèi)以(yǐ)上(shàng)。由(yóu)於季(jì)節導(dǎo)致老化速度不(bù)同，不能(néng)在(zài)一年的(dí)不同(tóng)時間(jiān)裏比較(jiào)試樣(yàng)的(dí)絕對值。這種不(bù)一致性在加(jiā)速(sù)耐光性(xìng)測試中(zhōng)可(kě)能(néng)不(bù)會(huì)出現(xiàn)。表(biǎo)2為(wéi)佛(fó)羅(luó)裏(lǐ)達(dá)不同(tóng)季節和(hé)亞利(lì)桑(sāng)那(nà)曝曬(shài)試驗(yàn)35天後(hòu)所(suǒ)有油(yóu)墨樣品(pǐn)的△E值(zhí)：

表(biǎo)2 不同(tóng)戶外曝曬試驗中(zhōng)油墨(mò)的∆E顏(yán)色變化

圖3為佛(fó)羅裏達秋(qiū)季35天(tiān)和(hé)冬季45天(tiān)曝曬(shài)試驗對比(bǐ)圖。這(zhè)兩(liǎng)個曝曬(shài)試(shì)驗(yàn)結果(guǒ)的產(chǎn)品性能(néng)等(děng)級排序*相關(guān)性非常好。

圖3-油墨(mò)耐光性能(néng)的相(xiāng)關性(xìng)

佛(fó)羅(luó)裏達：秋(qiū)季(jì)vs冬季(jì)

等(děng)級排序=1.0 *等級排序數值(zhí)1.0表示(shì)等(děng)級排序(xù)相關性非常(cháng)好。該(gāi)數(shù)值(zhí)為0則表示等級排序(xù)相(xiāng)關性零亂。數值為-1.0則表示(shì)等(děng)級排序相(xiāng)關性(xìng)很(hěn)差。

圖4為佛羅裏(lǐ)達(dá)冬季45天和佛羅(luó)裏達夏(xià)季35天(tiān)對(duì)比圖。同(tóng)樣，兩(liǎng)個季節曝(pù)曬試(shì)驗(yàn)的(dí)等級排(pái)序(xù)也(yě)很好，等級排(pái)序數(shù)值為(wéi)1.0。

圖4-油墨耐光性(xìng)能的(dí)相關性

佛羅(luó)裏達：冬(dōng)季vs夏季

等(děng)級排(pái)序(xù)=1.0

亞利(lì)桑那曝(pù)曬

亞利桑(sāng)那曝曬(shài)試(shì)驗與佛(fó)羅裏達(dá)曝曬(shài)試驗有(yǒu)很好的相關(guān)性(xìng)。亞利(lì)桑(sāng)那試驗說(shuō)明了(liǎo)快速(sù)測(cè)試結(jié)果可以在(zài)佛(fó)羅裏達試驗的相同(tóng)周期(qī)(35天)內(nèi)獲得。

圖5比(bǐ)較了(liǎo)亞利桑那(nà)和佛(fó)羅(luó)裏(lǐ)達(dá)35天(tiān)的(dí)數據。

亞(yà)利桑(sāng)那(nà)vs佛羅(luó)裏(lǐ)達(dá)

等級排(pái)序(xù)=0.96

如表3所示，所(suǒ)有戶(hù)外曝(pù)曬(shài)試驗的等(děng)級(jí)排(pái)序(xù)數(shù)值都(dū)非(fēi)常(cháng)好(0.90及(jí)以上)。

表3 等級排(pái)序(xù)相(xiāng)關性列表

總結

1.佛(fó)羅(luó)裏(lǐ)達和亞(yà)利(lì)桑(sāng)那(nà)玻璃框(kuàng)下曝曬(shài)試(shì)驗提(tí)供了一(yī)種(zhǒng)極端(duān)嚴酷(kù)環(huán)境，並(bìng)快(kuài)速區(qū)分具有良(liáng)好耐光(guāng)性(xìng)和(hé)較(jiào)差耐(nài)光性(xìng)顏(yán)料的(dí)方(fāng)法(fǎ)。

2.所(suǒ)有(yǒu)戶外曝曬之間相(xiāng)關性很(hěn)好。

3.所有(yǒu)戶外曝曬都(dū)快速(sù)，有效。曝曬(shài)35天(tiān)，所有油墨試(shì)樣的(dí)相(xiāng)關(guān)耐(nài)久性(xìng)已(yǐ)得到確(què)定(dìng)。

4.在(zài)此試驗係(xì)列中(zhōng)，在一年(nián)的不(bù)同測試(shì)時間裏(lǐ)，油墨的(dí)性能排序是一致的(dí)。季(jì)節(jié)變(biàn)化僅(jǐn)對(duì)老(lǎo)化速(sù)度有影響。5.戶(hù)外曝曬對每種油墨的(dí)耐光(guāng)性測試都(dū)非常有效。因為有報道(dào)稱(Tobias和Everett, 2002)油墨(mò)打印(yìn)的(dí)襯底(dǐ)可能對油墨(mò)穩(wěn)定性(xìng)有(yǒu)影(yǐng)響(xiǎng)，建(jiàn)議使用多(duō)種(zhǒng)襯底對油(yóu)墨(mò)進(jìn)行測試(shì)。

平版(bǎn)印(yìn)刷油墨的耐光性研(yán)究（第2部(bù)分(fēn)）將展(zhǎn)示實驗室加速(sù)測試(shì)如(rú)何模擬(nǐ)自(zì)然曝(pù)曬(shài)的結果。第(dì)3部(bù)分(fēn)將為您提(tí)供建議，如何(hé)開發(fā)一(yī)種(zhǒng)快速，方便的方法來確定哪種油墨是(shì)您所需(xū)的。