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涂布纸和非涂布纸上水性喷墨油墨耐光性研究

  喷墨印刷这一新技术,必须进行一些基础性的研究,以确定非涂布纸或胶版纸与低成本涂布纸的相对耐光性。在这项研究中,我们给出了采用Scitex数码印刷公司的VersaMarkTM全彩数码印刷系统印刷的非涂布纸和涂布纸的耐光性。使用氙灯光源进行了逐步褪色率的比较,还与佛罗里达太阳光曝晒测试以及透过窗玻璃的室内太阳光测试进行了对比。这些结果也与采用冷白光源和纯荧光办公室光环境的结果进行了比较。

日晒机3_副本.jpg

  荧光灯

  使用高输出冷白荧光灯的光稳定性试验已用于彩色照片(ANSI IT9.9)测试。例如,标准测试条件为:450lux/12小时的低瓦数冷白荧光灯照射一天,相对湿度为60%,室温70°F,但这种条件无法准确模拟用喷墨油墨打印各种计算机生成的图像时所使用的最终环境。虽然冷白荧光灯的输出可能会在一定程度上重现低光或博物馆环境,但这些灯管的光谱却是有限的。在本质上,这些灯的输出并不能完全重现透过窗玻璃的太阳光的光谱功率分布。对于主要应用环境是灯光陈列柜或纯室内荧光照明的环境的产品,可用冷白荧光灯进行测试。但是,这种测试无法准确预测典型室内环境中(即在家中或办公室)图像的使用寿命。摆放在窗口、滑动玻璃门、天窗等附近的图片,在晴朗的早晨,接收的全光谱太阳光(紫外线、可见光和红外线)高达50,000lux。图1显示了冷白荧光灯与透过窗玻璃的太阳光之间的的光谱输出对比情况。

图1.png

  氙弧灯

  1954年德国开始采用氙弧灯进行加速老化试验。氙灯老化试验箱适于测试材料的耐光性,因为它们能模拟出佳用的全光谱太阳光:紫外线、可见光和红外线全都包括在内。氙灯老化试验箱使用滤光器来模拟相应的光谱(如户外太阳光或透过窗玻璃的太阳光)。

  氙灯须配备滤光器,以减少不必要的辐射。“窗玻璃"这类滤光器可模拟透过窗玻璃的太阳光。通常用于测试产品在室内的主要使用寿命。图2显示了配备窗玻璃滤光器的氙灯相较于透过玻璃后的夏天中午太阳光的光谱功率分布。

图2.png

  材料

  本项研究中所用的材料由美国、欧洲和日本的各纸品公司提供。这些纸品分为涂布纸(CP)和非涂布纸(UC)。CP1型和CP2型涂布纸的基重(纸品重量即BW)分别为54磅每令(80g/m2)和72磅每令(107g/m2)。CP1型纸的涂层重量比CP2型纸更轻,所用的涂层类型也有所不同。CP3型纸为单面涂层(C1S)的蜡光纸,基重为50BW(74 g/m2)。UC1和UC2是非涂布纸,基重分别为50BW(74g/m2)和60BW(89g/m2)。UC1 是一种基本的胶版纸,而UC2则采用了特殊配方,增强了其接触到水时喷墨油墨的持久性。UC3为机制加工纸,基重60BW(90g/m2),用于喷墨图像时效果更好。

  在这项研究中所使用的喷墨油墨为Scitex数码印刷公司的青色#6092001,品红色#6092002,黑色#6092003和黄色#6092004。这些油墨都是水性油墨,除了青色染料由酞菁基染料制备外,其它的都由偶氮型染料制备。这些染料在用于制造商用作宣传的喷墨图像时具有相对良好的耐光性。这些油墨与其他成分进行配制,用于Scitex连续喷墨打印机,油墨的粘度为1.1厘泊。

  印刷

  所有纸张和油墨都在Scitex数码印刷公司的VersaMarkTM商务彩色印刷机上使用,该机印刷速度为每分钟500英尺。连续喷墨打印头采用的是9英寸宽的9500系列打印头,PS-90打印台和流体系统。所有图像都是单面打印的,油墨饱和度足够高,但又不会导致墨水完全渗透纸张而出现在未打印的一面。本研究项目中的印刷图像都为0.5平方厘米。

  自然曝晒和加速老化试验

  自然曝晒和加速老化试验都是在老化研究服务中心进行的。每10h在样品的4个区域读取仪器测色仪和密度计的读数。对印刷好的涂布纸和非涂布纸的6种样品,每种样品3个重复样(共18个样品),进行了如下试验:

  I.户外玻璃框下曝晒,在佛罗里达45°朝南的通风良好的曝晒箱中曝晒72h(3天)。

  II.加速老化试验机中按照ASTM G154标准

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