印品耐候性測試方法初探

梁世何+金安素+林開芬

印品放置一段時間后，常常會出現退色、光澤消失等老化現象，尤其是包裝印品，老化現象會在一定程度上影響消費者對商品的品牌印象，因此對印品進行耐候性測試是非常必要的。自然老化試驗是測定印品耐候性最可靠的方法，但其試驗時間太長，不符合研發的經濟效應，所以利用實驗儀器等手段來模擬日光照射環境，加速試樣被破壞速度，是一種很重要的試驗手段。

本文以紙質印品為研究對象，利用紫外耐候試驗箱進行老化試驗，并以試驗前試樣為原稿，比較試驗后印品評價參數的變化，獲得使其保持在相關標準規定的合理范圍內時的試驗時間，進而提出紙質印品耐候性的測試方法。

印品老化試驗

本試驗選取當地印刷企業普遍使用的4開157g/m2晨鳴雙面銅版紙和孔雀HG油墨為試驗原料，在小森膠印機上印刷滿版黑，無上光、覆膜等表面整飾工藝，并裁成尺寸為7cm×25cm的試樣若干，在溫度23℃±5℃、相對濕度60%+15%的實驗室環境中，將試樣放入紫外耐候試驗箱中進行連續光照老化試驗，輻照參數設定為0.50W/ m2（340nm），試驗箱溫度設定為65℃，濕度不做設定，每隔12h取出一組樣品（共20組）。

結果與分析

試驗后，在溫度23℃±5℃、相對濕度60%+15%的實驗室環境中，在D65光源下，以試驗前試樣為原稿，分別利用X-rite 528分光密度儀和SpectroEye色差儀，測試光照老化區的同色密度偏差和同批同色色差，每組測試10個數據，取平均值為結果，繪制測試參數變化曲線，如圖1和圖2所示。

從圖1可以看出，曲線前段同色密度偏差值增長較快，由原稿的0.039增長到60h的0.079，從72h開始直至240h，隨著試驗時間的加長，同色密度偏差值略有增長，但變化不大。從圖2可以看出，同批同色色差值略呈階梯性增長，96h后的同批同色色差值均大于6。

根據GB/T 7705-2008《平版裝潢印刷品》中第5.3款的實地印刷要求，平版裝潢印刷品一般產品的同色密度偏差≤0.07，按照試驗結果數值修約取值的一般原則，由圖1可確定為老化試驗進行60h后，試樣超出一般產品要求；同批同色色差≤6.00，由圖2可確定為老化試驗進行96h后，試樣超出一般產品要求。因此，滿足同色密度偏差≤0.07的最大老化試驗時間≥60h、滿足同批同色色差≤6.00的最大老化試驗時間≥96h（如表1所示），即為該印品耐候性的技術要求。

本試驗隨機選取某一特定印品進行耐候性測試的考察，把人對印品耐候性的感官感受轉化為試驗檢測的數據表現，使印品耐候性得以客觀地測試測量。對于相同規格的同類印品，可按照本文的測試方法進行試驗，結果按照表1中的技術要求進行判定；對于不同規格的印品，可以按照本文的測試方法，根據所用紙張、油墨和表面處理方式的不同，確定印品的分類，在設定的老化試驗參數條件下進行試驗，從而獲得該印品耐候性的技術要求。那么，對相應規格其他印品即可進行耐候性測試并進行判定。

測試方法驗證

參照EN 12608-2003粗略推算自然老化時間的公式如下：

自然老化時間（y）=（老化時間×550×Δt×3600）÷（年太陽輻照總量×60%×67%） 公式（1）

其中，老化時間為老化試驗進行的時間，單位為h；年太陽輻照總量為波長范圍在300～2450nm內的地面吸收的太陽光年輻照總量，單位為MJ/ m2；Δt為試驗溫度與年平均氣溫之比；60%為波長范圍在300～800nm的輻照量占輻照總量的百分數，材料正是因為吸收此范圍的光照而引起老化降解；67%為溫度修正系數（因為在自然老化中，除了夏季，其他季節的平均氣溫相對較低）；550為依據GB/T 16422.2-1999《塑料 實驗室光源暴露試驗方法 第2部分：氙弧燈》，340nm輻照強度為0.50W/m2時，紅外區與可見區部分（300～800nm）的輻照強度，單位為W/m2；3600，單位為s。

經查，2011年浙江地區年太陽輻射總量為433kcal/cm2（1kcal=4.17kJ），年平均氣溫為17.9℃。將本文試驗參數代入公式（1）得到：

自然老化時間（y）=（60×550×

（65÷17.9）×3600）÷（433×4.17 103×104×60%×67%）= 0.059（y）≈ 21（d）

可見，印品置于紫外耐候試驗箱中進行老化試驗60h，相當于平均日光連續照射約21天的老化程度。這一估算結果符合人們日常的感官感受，故本文的測試方法具有一定的可靠性。

結論

本文從印刷企業的實際需求出發，對印品耐候性測試方法作初步探索，設計的測試方法相對簡單，易于操作，經驗證明能夠基本評估紙質印品的耐候性，符合印刷企業的生產實際。測試方法基本步驟總結如下：

（1）確定產品規格，包括紙張、油墨和表面處理方式等；

（2）確定試驗參數，包括光照輻照參數、溫度、相對濕度等；

（3）進行連續老化試驗；

（4）在設定時間節點取出試樣，以試驗前試樣為原稿，測試試驗后試樣的同色密度偏差和同批同色色差；

（5）獲得滿足同色密度偏差≤0.07的最大老化試驗時間和滿足同批同色色差≤6.00的最大老化試驗時間，即為對應印品耐候性的技術要求；

（ 6 ）同規格種類印品按步驟（2）～（4）進行試驗，結果按步驟（5）所得技術要求進行判定。endprint