氙燈老化試驗(yàn)箱測試平版印刷油墨耐光性解析

GATF和Q-Lab老化研究服務(wù)中心使用Q-SUN氙燈老化試驗(yàn)箱對(duì)油墨試樣進(jìn)行測試。其中一臺(tái)氙燈老化試驗(yàn)箱是體積較小，價(jià)格較低的臺(tái)式試驗(yàn)箱，沒有配備相對(duì)濕度控制（Xe-1機(jī)型），而另一種是全尺寸、全功能的氙燈老化實(shí)驗(yàn)箱，配備有精確的相對(duì)濕度控制功能（Xe-3機(jī)型）。在不同的機(jī)型中進(jìn)行老化試驗(yàn)，看能否得到相同的結(jié)果。
GATF挑選了8種廣泛應(yīng)用的平印油墨顏色作為試樣，包括品紅色、紫羅蘭、橙色、紅色、紫色、和三個(gè)不同的黃色。試驗(yàn)使用Little Joe印刷打樣機(jī)來確保印刷品的典型膠印膜厚。油墨印在標(biāo)準(zhǔn)的、有涂層的、70磅重的紙上。每一種顏色的樣品都將進(jìn)行所有類型的暴露測試。
透過玻璃框的太陽光曝曬為油墨試驗(yàn)提供了一個(gè)高紫外線、高溫和高相對(duì)濕度（RH）的曝曬環(huán)境。我們?cè)诜鹆_里達(dá)和亞利桑那標(biāo)準(zhǔn)曝曬場對(duì)油墨進(jìn)行曝曬試驗(yàn)，該試驗(yàn)可廣泛應(yīng)用于測試油漆、塑料、紡織品和其它各種材料。
大約一個(gè)月的時(shí)間里，這些的、真實(shí)測試環(huán)境可以迅速區(qū)分耐光性好的和差的油墨。不同曝曬季節(jié)或曝曬地點(diǎn)，測試都快速、有效，而且油墨的相對(duì)排序都非常相似。自然曝曬試驗(yàn)中的差異是各種試樣性能退化的速度。

氙燈試驗(yàn)條件：
Q-SUN氙燈老化試驗(yàn)箱（Xe-1機(jī)型和Xe-3機(jī)型）ASTM D3424，方法3
窗玻璃濾光器
輻照度：0.55W/m2/nm，波長340nm
相對(duì)濕度：Xe-1型試驗(yàn)箱，有效RH=15%
Xe-3型試驗(yàn)箱，RH=50%
暴露循環(huán)：在63±3°C(145±5°F)溫度下持續(xù)光照
測試時(shí)間：31天
總輻照量=1473kJ/m2，波長340nm
分別在曝曬前、曝曬過程中和曝曬結(jié)束后測量油墨試樣的顏色變化。根據(jù)ASTM D2244標(biāo)準(zhǔn)，使用分光光度計(jì)來測量顏色。每個(gè)試樣的顏色變化都以ΔE的值（總顏色變化）來表示。
Q-SUN試驗(yàn)結(jié)果
10天之后，兩臺(tái)Q-SUN氙燈老化試驗(yàn)箱都非常好地區(qū)分了優(yōu)質(zhì)油墨和劣質(zhì)油墨。圖2為Q-SUN Xe-1試驗(yàn)箱中8種顏色油墨試樣的耐光性能。兩臺(tái)試驗(yàn)箱也都能挑選出耐光性好和耐光性差的黃色油墨。圖3為Q-SUN Xe-1試驗(yàn)箱中3種黃色油墨試樣的耐光范圍。盡管他們的外觀是相似的，但其中一種黃色油墨的耐光性能比其它的要好很多。這展示了各種油墨配方的耐光范圍，同時(shí)說明了測試的價(jià)值。具有優(yōu)良耐光性的黃色油墨于藝術(shù)品或戶外應(yīng)用，而其它的是用于一般商業(yè)印刷。

相對(duì)濕度
為了確定RH（相對(duì)濕度）的作用，同時(shí)使用相對(duì)濕度為50%（Xe-3-H機(jī)型）和有效相對(duì)濕度約為15%（Xe-1機(jī)型）的兩種不同Q-SUN試驗(yàn)箱對(duì)油墨進(jìn)行暴露測試。圖4對(duì)暴露試驗(yàn)10天后的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。所得數(shù)據(jù)有非常好的相關(guān)性。相對(duì)濕度對(duì)這些油墨的影響非常小。

Q-SUN與佛羅里達(dá)的對(duì)比
Q-SUN試驗(yàn)箱測試結(jié)果和戶外數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比。圖5比較了使用Q-SUN試驗(yàn)箱暴露10天和佛羅里達(dá)玻璃框下曝曬35天的數(shù)據(jù)。

盡管顏色變化ΔE的值不相同，但兩種暴露試驗(yàn)顯示了完美的等級(jí)排序一致性。在這個(gè)比較中，Q-SUN試驗(yàn)10天大概相當(dāng)于佛羅里達(dá)曝曬35天的結(jié)果。對(duì)于這組油墨試樣，Q-SUN提供了將近4倍的加速系數(shù)。
如表1所示，Q-SUN試驗(yàn)箱測試和戶外曝曬結(jié)果的等級(jí)排序具有非常高的一致性。
等級(jí)排序數(shù)值1.0表示完美的等級(jí)排序一致性。數(shù)值0則表示等級(jí)排序一致性比較混亂。數(shù)值-1.0表示等級(jí)排序相關(guān)性為負(fù)。