Светостойкость печатных красок

СВЕТОСТОЙКОСТЬ ПЕЧАТНЫХ КРАСОК

Введение

Светостойкостью печатных красок является мера способности этих красок сохранять свой цвет без изменений под воздействием солнечного излучения. Для оценки светостойкости краски необходимо использовать эталонные стандарты для измерения степени светостойкости отпечатка.

Первая шкала светостойкости была шкалой Маддера. Краситель «Madder lake» был самым стойким из известных красителей и использовался в качестве стандарта с номинальным значением 10. Была установлена арифметическая шкала от 1 до 10, а затем на ней были расположены различные красители. Например, у красителя с половиной светостойкости у Маддера был бы рейтинг 5. Эти системы работали достаточно хорошо, пока не были обнаружены красители и пигменты с лучшими свойствами светостойкости, чем у Маддера. Затем возникли трудности с присвоением значений красителям, которые были намного лучше стандартных, и шкала была окончательно отброшена в пользу «шкалы синей шерсти», по которой Маддер имеет оценку 4-5.

Серия из восьми красителей «Blue Wool Standard» (BWS), была выбрана на основе стабильных, постоянных по характеристикам выцветания, соединений, независящих от изменений влажности и не подверженных воздействию химических веществ, таких как отбеливатели и т. д., и, при этом, каждый компонент шкалы вдвое более стойкий к свету, чем предыдущий краситель в серии. Очевидно, что было очень трудно найти красители со всеми необходимыми свойствами, но в общем это было достигнуто. Общепринято, что BWS 1-6 являются удовлетворяющими этим требованиям, причем каждый из них имеет в два раза большую стойкость, чем у предыдущего стандарта. Тем не менее, BWS 7 в четыре раза более стойкий, чем BWS 6, а «шкала синей шерсти» в ее нынешнем виде выглядит, как если бы между стандартами BWS 6 и BWS 7 отсутствовал стандарт. Поэтому чернила с рейтингом 6-7 можно считать примерно вдвое более светостойкими, чем чернила, оцененные как BWS 6.

Измерения

Есть два метода определения светостойкости. Первый метод заключается в определении стойкости краски к дневному свету путем подготовки стандартной печати и экспонирования этой печати вместе со «стандартами голубой шерсти» под стеклом в соответствии с методом тестирования «BS 4321: 1969 Test Method 2».

Этот метод, очевидно, занимает много времени, и в настоящее время общепринятой практикой является определение устойчивости цвета к искусственному свету в соответствии с методом «BS 4321: 1969 Test Method 2А». Прибор, предназначенный для этой цели, называется Xenotest Fade-o-Meter, использующий ксеноновую лампу высокого давления. Ксеноновая лампа испускает излучение, очень похожее на дневной свет. Образцы устанавливаются в специальные держатели, которые позволяют экспонировать только часть образца и не подвергать его воздействию другую его часть. Держатели образцов вращаются вокруг лампы так, что обе стороны держателя обращены к ней периодически, создавая цикл свет / темнота.

Инфракрасные поглощающие фильтры встроены, чтобы обеспечить лучший контроль температуры в камере тестирования. Лампу закрывают специальные стеклянные цилиндры, пропускающие ультрафиолет до 310 микрон, что эквивалентно обычному оконному стеклу. Влажность в камере контролируется с помощью струй воды. При правильной настройке всех условий лампа Xenotest Fade-o-Meter обеспечивает хорошую корреляцию со средними условиями дневного освещения под стеклом.

С помощью этого метода можно получить гораздо более быстрые результаты, чем было бы возможно при дневном свете. Результаты, полученные этим методом, следует рассматривать только как приблизительные, поскольку они могут отличаться от результатов, полученных при дневном освещении.

 

Факторы, влияющие на светостойкость

Фактические механизмы обесцвечивания красок чрезвычайно сложны и выходят за рамки данной статьи. Однако стоит отметить несколько факторов.

Толщина красочной плёнки имеет небольшое влияние. Как правило, чем тоньше пленка, тем хуже светостойкость, но разница обычно составляет менее 0,5 BWS. Колебания температуры окружающей среды мало влияют.

Безусловно самый большой эффект вызван влажностью. Высокая влажность может привести к тому, что довольно стойкие цвета очень быстро исчезают. На все цвета отрицательно влияет влажность, но не в одинаковой степени.

В качестве руководства по изменению светостойкости отпечатков с изменениями относительной влажности приведена таблица, показывающая оценки BWS для BS.3020 и BS.4666 при различной влажности. Результаты были получены с использованием Xenotest Fade-o-Meter, модель PL.393. 

BS.3020 Series BWS при 45% влажности  BWS при 100% влажности
Yellow 5 – 6 4
Magenta 4 1 - 2
Cyan 7 6 – 7
Black 6 – 7 6 – 7

BS.4666 Series

   
Yellow 5 – 6 4
Magenta 4 1
Cyan 7 6 – 7
Black 6 – 7 6 – 7

 

Светостойкость красок определяется пигментами, используемыми в них. Светостойкость не может быть улучшена путем замены связующего в чернилах или последующей чрезмерной лакировки.

Некоторые лаки могут пожелтеть в присутствии света. Если эти лаки используются в бледных оттенках, эффект пожелтения лака становится значительным и может изменить оттенок отпечатка. Аналогичный эффект может возникнуть с подложкой. Следует отметить, что эффект пожелтения проявляется только в единичных случаях. Фактически, большинство масляно-смоляных лаков, используемых в печати, имеют гораздо меньшую тенденцию к пожелтению солнечным светом, чем под воздействием высоких температур, например в процессе горячей сушки.

Следует также отметить, что некоторые атмосферные загрязнения (например, серосодержащие соединения в промышленных зонах) могут вызывать химическое выцветание или изменения оттенков. В этих случаях изменения могут быть результатом комбинированного воздействия света и химического воздействия.

 

Среднее время обесцвечивания

В то время как рейтинг синей шерсти краски (BWS) дает числовую величину её светостойкости, большинство людей хотят знать, как долго отпечаток будет сохранять свой цвет. Это чрезвычайно трудно определить количественно, поскольку интенсивность дневного света колеблется в большой степени. Чтобы дать некоторое представление об этом, приведенная ниже таблица была подготовлена в качестве руководства для среднего времени обесцвечивания при 45 градусах солнечного склонения в летний день в Соединенном Королевстве. В таблице показано время, необходимое для обесцвечивания стандартных образцов BWS на 25%, 50% и 100%.

 

Значение по BWS 25% обесцвечивание 50% обесцвечивание Полное обесцвечивание
1 3 дня 1 неделя 2 недели
2 1 неделя 2 недели 1 месяц
3 2 недели 1 месяц 2 месяца
4 1 месяц 2 месяца 5 месяцев
5 2 месяца 4 месяца 2 года
6 4 месяца 1 год Не полностью за 2 года
7 Не полностью за 2 года  -  -

 

Из таблицы выше видно, что стандарты BWS 1-4 постепенно исчезают, пока цвет полностью не исчезнет. Для BWS 5 и выше требуются гораздо более длительные периоды для полного обесцвечивания. 

Приведенная выше таблица является лишь приблизительным руководством, так как изменяющиеся климатологические условия могут заметно влиять на характеристики выцветания отпечатков. Некоторые из факторов, которые влияют на светостойкость, перечислены ниже.

  1. Ультрафиолетовый компонент дневного света варьируется в гораздо большей степени, чем видимый, а ультрафиолетовое излучение более сильно воздействует на выцветание, чем видимый свет.
  2. Влажность заметно влияет на светостойкость. Таблица относится к условиям выцветания с относительной влажностью 45 %, что является средним показателем в Великобритании.
  3. Выцветание зимой может занять в два-три раза больше времени, чем летом.
  4. Выветривание. Воздействие погодных условий, когда солнечный свет и влага присутствуют вместе, может привести к гораздо более быстрому выцветанию по сравнению с сухими условиями. Некоторые краски могут проявлять хорошие свойства светостойкости в сухом состоянии, но могут быстро исчезать при воздействии атмосферных условий.

 

Дополнительные замечания

Светостойкость красок обычно указывается для поставляемых красок, то есть для полного цвета. Если количество краски уменьшается с разбавлением для формирования оттенка, указанная светостойкость может быть снижена на 2–3 единицы BWS. Если две или более красок смешаны для получения определенного оттенка, светостойкость смеси не будет средней величиной светостойкости входящих в эту смесь красок. Обычно указывается самое низкое значение BWS базовых красок, используемых в смеси.

Если вероятны высокие условия влажности, например, при использовании в тропических странах, наклейках на окнах автомобилей или магазинов, стандартные показатели светостойкости не являются точным ориентиром. Опыт показывает, что клей, используемый для наклеек на окнах, удерживает влагу и подвергает отпечаток гораздо более высокой влажности, чем обычно. Во всех этих случаях следует проконсультироваться с поставщиком красок относительно их пригодности для условий высокой влажности.

Следует избегать чрезмерной спецификации по светостойкости при выборе красок, поскольку это может серьезно ограничить выбор доступных пигментов. Это может привести к тому, что краски не будут иметь прочности, блеска, чистоты, глянца и рабочих свойств, и могут привести к тому, что некоторые краски будут намного дороже, чем стандартные.

 

 

Tel: +44 (0)1506 401260 • Fax: +44 (0)1506 400009

© Paragon Inks 2011. All rights reserved                                                                                     Revision 5 – 4th October 2016

 

Скачать статью в pdf