作為(wéi)運輸包裝(zhuāng)的一種
，彩色瓦楞紙(zhǐ)箱必然會(huì)麵(miàn)臨(lín)長(cháng)期(qī)自(zì)然曝曬(shài)的情況
，如果(guǒ)其表(biǎo)麵印(yìn)刷的油(yóu)墨(mò)耐(nài)光性較(jiào)差
，將(jiāng)直接(jiē)影響其外(wài)觀(guān)效(xiào)果。為(wéi)保(bǎo)證彩(cǎi)色瓦楞紙箱(xiāng)能長時間呈現較好的色彩效果(guǒ)
，油墨的耐(nài)光性試驗(yàn)十(shí)分(fēn)必(bì)要(yào)。本文將采用氙燈加速耐光性(xìng)試驗(yàn)來測(cè)試油(yóu)墨(mò)的耐光(guāng)性
，並對油(yóu)墨氙燈(dēng)加速(sù)耐光(guāng)性試(shì)驗與自然曝曬(shài)試驗之間的相關性進行探討。

戶外老化(huà)因素(sù)

戶外老(lǎo)化主要與(yǔ)3個因素(sù)有(yǒu)關：光照(zhào)，溫(wēn)度和(hé)濕度。其(qí)中(zhōng)任(rèn)何一個因素都會(huì)導致油墨(mò)老化
，且三(sān)者(zhě)共同作用所造成的老化程(chéng)度(dù)最大(dà)。

1.光照(zhào)

高分子(zǐ)材(cái)料的化學鍵對日(rì)光中(zhōng)不(bù)同(tóng)波段光(guāng)綫的(dí)敏(mǐn)感(gǎn)程度(dù)不同(tóng)
，短波段的(dí)紫外(wài)綫(xiàn)是(shì)引起大(dà)部(bù)分(fēn)聚(jù)合(hé)物(wù)物(wù)理性能(néng)老化(huà)的(dí)主要(yào)原(yuán)因(yīn)。然(rán)而(ér)
，對(duì)於(yú)某些印(yìn)刷品和(hé)油墨(mò)
，除了日光中短波(bō)段的紫外(wài)綫(xiàn)之外
，長波(bō)段的紫外綫甚(shèn)至(zhì)可見(jiàn)光也(yě)會(huì)對(duì)其產生(shēng)影(yǐng)響
，從而(ér)引(yǐn)起(qǐ)變色或退色(sè)現象的發生(shēng)。

2.溫(wēn)度

老化反(fǎn)應是一種光(guāng)致(zhì)化學(xué)反應(yīng)
，溫度雖然不影響光致反應速(sù)度(dù)
，但會會影(yǐng)響後繼的化學反(fǎn)應(yīng)速(sù)度。因此(cǐ)
，溫(wēn)度(dù)對(duì)油墨老化(huà)的影響是(shì)非綫性(xìng)的(dí)。

3.濕度

水(shuǐ)會直接(jiē)參(cān)與油墨(mò)的(dí)老化反應(yīng)。研究(jiū)表(biǎo)明(míng)
，戶外材(cái)料每天(tiān)都(dū)長(cháng)時間(平(píng)均(jūn)每(měi)天長(cháng)達(dá)8～12小時)處於潮(cháo)濕狀態
，而露水是(shì)引起(qǐ)戶外(wài)材料潮濕(shī)的主要原(yuán)因。

氙(xiān)燈(dēng)加速耐(nài)光(guāng)性試(shì)驗原(yuán)理(lǐ)

1.日(rì)光模(mó)擬(nǐ)

作(zuò)為氙燈(dēng)試驗(yàn)箱的光源(yuán)
，氙燈(dēng)可產生紫(zǐ)外(wài)綫(xiàn)，可見(jiàn)光和紅外綫
，能夠(gòu)很(hěn)好地模擬全(quán)光(guāng)譜(pǔ)日光。

在(zài)進行加(jiā)速(sù)耐(nài)光(guāng)性(xìng)試驗(yàn)之前
，氙燈產(chǎn)生(shēng)的光譜必須經(jīng)濾光器過濾
，以減少不需(xū)要(yào)的紫外(wài)綫(xiàn)。使(shǐ)用不(bù)同(tóng)類型的濾光(guāng)器過濾(lǜ)能(néng)得(dé)到不(bù)同的光(guāng)譜(pǔ)
，尤(yóu)其是(shì)紫(zǐ)外(wài)綫短(duǎn)波段的截止(zhǐ)點不同
，將(jiāng)在很(hěn)大(dà)程度上(shàng)影(yǐng)響油(yóu)墨(mò)老(lǎo)化的(dí)速度(dù)。濾光器的選擇取(qǔ)決(jué)於試驗材料和產(chǎn)品的(dí)最(zuì)終使用條件
，通(tōng)常(cháng)使用的(dí)濾光(guāng)器有3種：日光(guāng)過濾器(qì)，窗(chuāng)玻璃過濾(lǜ)器和(hé)紫外延展過濾(lǜ)器。在氙燈加速(sù)耐(nài)光性試驗中
，一般選擇的(dí)是(shì)窗玻璃過濾器。

2.輻(fú)照度(dù)控製

最(zuì)新的氙(xiān)燈試(shì)驗箱(xiāng)均(jūn)配備了(liǎo)輻照 度 控(kòng) 製 係(xì) 統(tǒng)
， 如 Q -Lab 公(gōng)司(sī)的Q-Sun Xe-3氙燈試驗(yàn)箱(xiāng)配(pèi)備(bèi)了(liǎo)太(tài)陽眼閉(bì)環控(kòng)製係統(tǒng)
，以(yǐ)提供(gōng)更(gēng)加穩(wěn)定的(dí)光照(zhào)強(qiáng)度(dù)。

在氙(xiān)燈試驗係(xì)統(tǒng)中
，對輻(fú)照度(dù)的(dí)控製非(fēi)常重(zhòng)要(yào)。氙燈(dēng)的(dí)光譜範圍一般(bān)為295～3000nm
，最(zuì)新標(biāo)準(zhǔn)要求(qiú)光強的(dí)控製(zhì)應基於(yú)點控製(zhì)(如ISO 11341-2004，ASTM G155-05a，ISO 4892-2∶2003等(děng))
，控(kòng)製點(diǎn)的(dí)選擇則基於模(mó)擬環境和(hé)試驗材(cái)料(liào)和產(chǎn)品的(dí)物理性能。對於戶(hù)外(wài)環境
，一般(bān)采(cǎi)用340nm。

3.溫(wēn)度控(kòng)製

溫(wēn)度是(shì)影響油墨老(lǎo)化速(sù)度(dù)的直(zhí)接因素
，因此需要(yào)嚴(yán)格控(kòng)製氙燈(dēng)試驗(yàn)箱(xiāng)的(dí)溫度。氙(xiān)燈(dēng)試(shì)驗箱一般是通過黑板溫(wēn)度(dù)計或(huò)黑標(biāo)溫度計來精確控製試(shì)驗樣品的表麵溫度的(dí)。其中
，ISO國際標準大(dà)多(duō)使用(yòng)黑(hēi)標(biāo)溫(wēn)度計
，而美國的一些標(biāo)準則(zé)使(shǐ)用(yòng)黑板溫(wēn)度(dù)計(jì)。有(yǒu)些(xiē)氙燈(dēng)試驗箱(xiāng)還能同時控製箱體空氣溫度(dù)
，實現了對(duì)曝曬環(huán)境溫(wēn)度的全麵(miàn)控(kòng)製。

4.濕(shī)度模擬

一(yī)般
，氙(xiān)燈(dēng)試驗箱(xiāng)通過(guò)水(shuǐ)噴淋(lín)或濕(shī)度控(kòng)製(zhì)係統來(lái)模擬濕度(dù)對油墨(mò)的影(yǐng)響(xiǎng)。其(qí)中(zhōng)
，水噴(pēn)淋(lín)用於模(mó)擬雨水(shuǐ)對戶外彩色瓦楞(léng)紙(zhǐ)箱(xiāng)的熱(rè)衝擊和應(yīng)力腐(fǔ)蝕;濕(shī)度控(kòng)製(zhì)係統則用(yòng)於控製試驗過程中的相對濕度(dù)。

氙(xiān)燈加速耐光性(xìng)試驗

1.試驗條(tiáo)件

按(àn)照GB/T 22771-2008標(biāo)準中的試(shì)驗(yàn)條(tiáo)件(jiàn)
，對(duì)11種(zhǒng)不同(tóng)的油墨樣品進行氙燈(dēng)加(jiā)速(sù)耐(nài)光性試驗。具體試(shì)驗條(tiáo)件見(jiàn)表1。

表1 氙燈(dēng)加(jiā)速耐光性(xìng)試(shì)驗(yàn)條件

2.試(shì)驗結(jié)果

使(shǐ)用(yòng)儀(yí)器測(cè)量法測得油墨樣(yàng)品(pǐn)試(shì)驗前後(hòu)的色差(chà)△E*(采用D65光(guāng)源(yuán)，10°觀察角(jiǎo))
，試驗(yàn)結果(guǒ)見表(biǎo)2。

表(biǎo)2 氙(xiān)燈加(jiā)速耐光(guāng)性試驗(yàn)結果

3.結果(guǒ)分析(xī)

在進(jìn)行氙(xiān)燈加(jiā)速耐光(guāng)性試驗之前
，我(wǒ)們已(yǐ)經知道
，這(zhè)11種油墨樣品中
，有(yǒu)的耐光性較好(hǎo)
，有的(dí)耐光(guāng)性(xìng)一般
，有的(dí)耐光性(xìng)較差
，差(chà)異性(xìng)較(jiào)大(dà)。而試驗結果也正(zhèng)好驗證(zhèng)了這一點
，並充分證明了(liǎo)使用氙燈(dēng)試驗(yàn)箱可(kě)以區(qū)分(fēn)油(yóu)墨樣(yàng)品不同的耐光(guāng)等(děng)級(jí)。如表2中樣(yàng)品9的耐(nài)光性較(jiào)好(hǎo)
，樣品3耐光性一般
，而(ér)樣品1的(dí)耐(nài)光性較差(chà)。這(zhè)3種油墨(mò)樣品(pǐn)在不(bù)同(tóng)試驗(yàn)階(jiē)段的(dí)△E*變(biàn)化示意圖見(jiàn)圖(tú)1。

自(zì)然(rán)曝(pù)曬試驗

1.試驗過(guò)程(chéng)及結(jié)果

在進(jìn)行(háng)氙燈(dēng)加速(sù)耐光性試(shì)驗的同時
，我(wǒ)們(mén)還對(duì)這些油墨樣(yàng)品(pǐn)進行了(liǎo)自然(rán)曝曬(shài)試驗。將11種(zhǒng)油墨樣品放(fàng)置(zhì)在(zài)靠近工廠(chǎng)倉庫(kù)的(dí)窗(chuāng)玻(bō)璃(lí)旁
，用以(yǐ)模擬(nǐ)油(yóu)墨(mò)樣(yàng)品(pǐn)在(zài)實(shí)際(jì)應用中遇(yù)到的較為(wéi)嚴酷的(dí)環(huán)境。將這些油(yóu)墨樣品曝曬61天後
，使用儀器(qì)測(cè)量法(fǎ)測(cè)得(dé)油(yóu)墨(mò)樣(yàng)品試驗前(qián)後的(dí)色(sè)差△E*
，試驗結果(guǒ)見(jiàn)表3。

2.結(jié)果(guǒ)分析

同氙燈加速(sù)耐光(guāng)性試驗(yàn)的結(jié)果(guǒ)類(lèi)似(sì)
，不(bù)同(tóng)油(yóu)墨(mò)樣(yàng)品(pǐn)的自然曝曬試驗(yàn)結果也不(bù)同
，有(yǒu)的較(jiào)好
，有的(dí)一般
，有的(dí)較差。

氙(xiān)燈(dēng)加(jiā)速耐(nài)光性試(shì)驗與自然(rán)曝曬試驗的相關性(xìng)

表2和表3分(fēn)別列(liè)出(chū)了氙(xiān)燈加速耐光性試驗和自(zì)然曝(pù)曬試(shì)驗(yàn)中11種(zhǒng)油墨(mò)樣品在試(shì)驗前後(hòu)的(dí)色(sè)差(chà)△E*。根據試驗結果(guǒ)
，分(fēn)別(bié)計(jì)算了不同(tóng)試驗(yàn)階(jiē)段氙(xiān)燈(dēng)加速耐光(guāng)性試驗(yàn)和(hé)自(zì)然曝曬試(shì)驗之(zhī)間的相關(guān)係數(rs)(見表4)。該相關係(xì)數是(shì)指利(lì)用(yòng)兩(liǎng)種不同(tóng)的試驗方法對(duì)同(tóng)一組油墨樣(yàng)品(pǐn)進(jìn)行試驗(yàn)
，所(suǒ)得試驗(yàn)結果的(dí)相關(guān)性。相(xiāng)關(guān)係(xì)數rs的(dí)計(jì)算(suàn)公(gōng)式為(wéi)rs=1-6∑di²/[n(n²-1)]
，其中(zhōng)
，n表示油(yóu)墨(mò)樣品的(dí)個(gè)數
，di表(biǎo)示兩(liǎng)列(liè)數(shù)據中每(měi)一(yī)行(háng)數據之間的差值。rs越接近1
，氙燈(dēng)加速耐(nài)光性試驗與(yǔ)自(zì)然(rán)曝曬(shài)試驗(yàn)的相關(guān)性(xìng)就(jiù)越(yuè)好。

表3 自然(rán)曝(pù)曬(shài)試(shì)驗(yàn)結果

從(cóng)表(biǎo)4可以看(kàn)出(chū)
，氙燈加(jiā)速耐(nài)光(guāng)性(xìng)試(shì)驗(yàn)與(yǔ)自(zì)然(rán)曝曬試驗所有(yǒu)試(shì)驗階段的相關(guān)係數多大(dà)於0.70
，相關(guān)性(xìng)非(fēi)常(cháng)好。其中(zhōng)
，氙燈(dēng)加速耐光性試驗10小時與自(zì)然曝曬試驗(yàn)3天之(zhī)間(jiān)的(dí)相(xiāng)關(guān)係數(shù)高(gāo)達(dá)0.98。

表(biǎo)4 氙燈加(jiā)速耐光性(xìng)試(shì)驗(yàn)與(yǔ)和自(zì)然曝曬(shài)試(shì)驗的相關(guān)係(xì)數

從(cóng)表2和表3的試驗結(jié)果可以看出
，油(yóu)墨樣品自(zì)然曝曬試驗61天的色差值並沒有氙燈加速(sù)耐(nài)光性(xìng)試驗(yàn)40小時的色差值大。我(wǒ)們(mén)以自然(rán)曝曬試(shì)驗(yàn)61天時(shí)油(yóu)墨樣(yàng)品的色差值為(wéi)基準
，分別(bié)換(huàn)算(suàn)氙(xiān)燈加速(sù)耐(nài)光性(xìng)試(shì)驗中每種(zhǒng)油(yóu)墨(mò)樣品(pǐn)達(dá)到同(tóng)樣(yàng)色(sè)差值時(shí)的時間
，再取(qǔ)其(qí)算(suàn)術平(píng)均(jūn)值(zhí)
，最(zuì)後(hòu)得(dé)出(chū)：氙(xiān) 燈 加(jiā) 速(sù) 耐光(guāng)性試驗29小 時(shí) 相(xiāng) 當(dāng)於自然(rán)曝曬(shài)試(shì)驗(yàn) 61天 的效果(guǒ)
，也就是(shì)說(shuō)氙(xiān)燈加速(sù)耐(nài)光(guāng)性試(shì)驗的速(sù)率(shuài)是自(zì)然(rán)曝曬(shài)試驗速率的50倍。當然
，這(zhè)個倍數隻(zhī)是針(zhēn)對(duì)本(běn)文研究的11種(zhǒng)油(yóu)墨樣品(pǐn)而言
，對於(yú)其他(tā)油墨樣(yàng)品或(huò)者(zhě)其(qí)他包(bāo)裝材料未必(bì)適用。