印刷品及印刷油墨耐光老化试验及评价

——GB/T22771-2008标准的解读

樊汉卿1，陈爱军2，张恒3，孙杏蕾3

1全国油墨行业信息中心 2上海牡丹油墨有限公司 3美国Q-Lab公司中国代表处

摘要：本文通过氙灯加速老化试验方法来研究印刷品及印刷油墨的耐光性并对GB/T 22771-2008进行解读。首先介绍了印刷品和印刷油墨耐光老化试验的原理，然后使用Q-Sun B02型氙灯试验箱对13种胶印油墨进行耐光曝晒，最后在解读GB/T 22771-2008标准的基础上分析试验结果，并指出GB/T 22771-2008标准在对一系列样品进行曝晒时可能存在评定不准确的问题及解决方法。

关键词：印刷品；印刷油墨；耐光老化；氙灯测试；GB/T22771-2008

1. GB/T 22771-2008标准的背景

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[1]，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。

本文以下部分将通过具体耐光老化试验来演示如何执行该标准，来评价印刷品及印刷油墨的耐光等级。同时指出标准存在的不足及需要继续改进的地方。

2. 印刷品及印刷油墨耐光老化试验的原理

2.1 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。

2.1.1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。

2.1.2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。

2.1.3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）[2]。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。

2.2 氙灯加速耐光测试

2.2.1日光模拟

作为氙灯试验箱[3]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最终使用条件。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。在印刷品和印刷油墨测试中一般选择窗玻璃过滤器，下图1所示是Q-Lab公司配备有过滤器的Q-Sun氙灯试验箱的光谱与透过玻璃的太阳光光谱之间的比较。

图2 样品2（方形）和样品7（圆点）的△E*与曝晒时间之间的关系

4. 结论及建议

我们通过具体试验分析了13种不同胶印油墨样品的耐光老化性能，同时也分析解读了GB/T 22771-2008的部分内容，尤其是曝晒、耐光等级评定等章节。试验结果显示，按照GB/T22771-2008标准，可以区分曝晒样品耐光性的好、中、差。

虽然GB/T22771-2008标准是评定印刷品及印刷油墨耐光老化性能的一个普遍应用的标准，整体上的评定结果是真实客观的，但是有时也会给出存在争议的试验结果。当试验结果存在争议时，我们建议应用标准中第一种曝晒方法，即对每个样品和一套蓝色羊毛标准进行单独曝晒，当样品发生明显变化时，与蓝色羊毛标准进行比较，用与样品发生相同的明显变化的蓝色羊毛的等级编号来表示测试样品的耐光等级。

参考文献：

1. ISO12040:1997《印刷技术 印刷品与印刷油墨 用滤光氙弧灯评定耐光性》

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

3. 张恒，QUV和Q-Sun两种有效测试耐候性和光稳定性方法的比较，汽车工艺与材料，2006年第8期

4. ISO11341:2004《色漆和清漆—人工老化和暴露－滤过的氙弧辐射》

5. ASTM G155-05a《用于非金属材料暴露的氙灯测试设备》

6. ISO 4892-2:2003《塑料—实验室光源下的暴露方法第2部分:氙弧灯光源》