Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Оптические свойства полиграфических материалов и продуктов. Учебное пособие
.pdf
шерстяная шкала» BWS (blue wool scale), стандартизованная в Европе (BWSE)
и в Северной Америке (BWSA). Шкала включает 8 полей с плашками,
нанесенными синими красящими веществами на шерстяную ткань. Настоящую
английскую шерсть выбрали как носитель эталона, потому что во время
создания шкалы (1920 г.) она была признана материалом, наименее
чувствительным к влажности. Максимальной светостойкости по шкале BWS
соответствует 8 баллов (исключительная светостойкость), минимальной – 1
балл (очень низкая). Шкала BWS – геометрическая: каждое последующее поле
имеет вдвое большую светостойкость, чем предыдущее (рис. 20).
Рис. 20. Степени светостойкости по «шерстяной шкале»
Стандартами предусмотрены два метода тестирования
светостойкости: при естественном и при искусственном освещении. В
обоих случаях образец экспонируется вместе с тестовой шкалой BWS.
Тестирование при естественном освещении осуществляется через
стекло. На практике этот метод применяется редко, поскольку спектр
естественного освещения не постоянен и зависит от времени года и от
погодных условий. К тому же тестирование приходится прерывать в
темное время суток, что значительно увеличивает продолжительность
испытаний.
51
Тестирование при искусственном освещении проводят с помощью
Цвет
краски
Светостойкость при 45 % ОВВ,
балл
Светостойкость при 100 % ОВВ,
балл
Испытания по стандарту BS 3020
C 7 6–7
M 4 1–2
Y
5–6 4 K
6–7
6–7
Испытания по стандарту BS 4666
C 7 6–7 M 4
1
Y
5–6
4
K
6–7
6–7
специального прибора «Ксенотест» (другое название – «везерометр», от англ.
weather), оснащенного ксеноновой лампой высокого давления (цветовая
температура от 5500 до 6500 К), спектр излучения которой очень близок к
спектру дневного света. Образец и тестовая шкала помещаются в специальный
держатель, причем их средние участки закрываются непрозрачной пластиной.
Благодаря этому 2/3 образца экспонируются, а 1/3 – нет. Экспонирование
осуществляется циклами с периодическим затемнением образца, что
обеспечивается вращением держателя. Затемнение необходимо для
предотвращения ошибок, вызванных фотохромным эффектом (обратимое
изменение цвета). Оценка производится в следующих условиях: освещенность
образца – не менее 600 люкс, свет от источника падает на образец под углом
45º, наблюдение производится по нормали к плоскости образца (геометрия
45º/0º). Испытания на светостойкость корректнее было бы назвать
атмосферостойкостью, так как свойства пигментов сильно изменяются при
различной влажности воздуха (табл. 10).
Таблица 10
Светостойкость пигментов триадных красок при различной относительной
влажности воздуха (ОВВ) (по результатам тестов компании Paragon Inks)
52
Во время экспонирования в испытательной камере должна
поддерживаться постоянная влажность. Как показывает практика,
результаты испытаний хорошо согласуются с результатами, полученными
в условиях дневного освещения.
В настоящее время ведутся разработки новых инструментальных
методов, основанных на спектрофотометрических измерениях и оценке
светостойкости по показателю цветового различия ΔE. Основная
проблема – весьма высокий процент расхождения результатов
инструментальной и экспертной оценок тестовых образцов. И все же
спектрофотометры для подобных измерений становятся все более
популярными. Используются спектрофотометры с различной геометрией
освещения. Для пигментов со специальными эффектами (перламутровые,
иридисцентные, металлизированные) используются спектрофотометры с
многоугловой геометрией освещения.
Светостойкость печатных красок определяется светостойкостью входящих
в их состав пигментов. Она не может быть увеличена путем изменения
связующего, добавок или путем нанесения на красочный слой прозрачного
лака. Светостойкость пигмента зависит от его химической природы, толщины
красочного слоя и условий окружающей среды. Чем больше толщина
красочного слоя, тем больше красящего вещества он содержит, тем выше его
светостойкость. При сравнении светостойкости печатных оттисков следует
учитывать и степень пигментации краски, так как тонкий слой
высокопигментированной краски может содержать больше пигмента, чем
толстый слой обычной краски. Тесты показывают, что увеличение толщины
красочного слоя на оттиске позволяет повысить его светостойкость лишь на
небольшую величину (в пределах 0,5 единиц шкалы BWS), разведение же
краски может уменьшить ее светостойкость на 2–3 единицы BWS.
При смешивании двух красок с разными по светостойкости пигментами
общая светостойкость не может быть определена как среднее из двух значений.
53
Как уже говорилось выше, температура окружающей среды мало
Светостойкость
красящего
вещества
Время,
требующееся для
25 % выцветания,
дни
Время,
требующееся для
50 % выцветания,
дни
Время, требующееся
для полного
выцветания, дни
1 3 7
14
2 7 14
30
3
14
30
60
4
30
60
150
5
60
120
730
6
120
365
более 730
7
более 730
влияет на светостойкость оттисков, а влажность воздуха, наоборот,
существенно: высокая влажность может резко уменьшить светостойкость
даже стойких пигментов (см. табл. 10).
В табл. 11 приведены данные по времени выцветания для пигментов с
разной светостойкостью.
Таблица 11
Оценка времени выцветания по данным компании Paragon Inks (ОВВ = 45 %,
испытания проводились в летнее время в Великобритании)
Следует отметить, что изменение цвета красочного слоя может
происходить также в результате воздействия химических веществ,
содержащихся в воздухе (диоксид серы, кислотные пары и др.), в
запечатываемом материале или в наносимых на красочный слой лаках и
адгезивах. Так, некоторые адгезивы (клеи) обладают способностью
накапливать влагу, а масляные офсетные лаки склонны к пожелтению под
действием света, что также приводит к изменению колориметрических
характеристик оттиска.
54
В табл. 12 приведено время выцветания печатных оттисков. Данные
Светостойкость красящего
вещества, балл
Время выцветания,
дни
Оценка
светостойкости
1
менее 4
очень низкая
2
6
низкая 3 19
умеренная
4
65
средняя
5
130
хорошая 6 260
очень хорошая
7
520
отличная
8
1100
исключительная
могут служить ориентиром для определения долговечности их цветовых
характеристик. При этом необходимо учитывать следующие аспекты:
УФ-излучение сильнее обесцвечивает красящие вещества, чем
видимый свет;
зимой выцветание происходит в 2-3 раза медленнее, чем летом;
в условиях высокой влажности скорость выцветания
увеличивается.
Таблица 12
Оценка времени выцветания по данным компании HP Indigo
Выбор краски по показателю светостойкости
Итак, светостойкость – одно из основных свойств краски, влияющее
на срок службы оттиска. Особенно важно учитывать светостойкость в
производстве упаковки и рекламы, так как именно эти виды печатной
продукции испытывают наибольшее по интенсивности воздействие
солнечных лучей. Упаковка товаров, особенно с длительным сроком
хранения и выставляемых в витринах магазинов, упаковка продуктов,
размещаемых на торговых полках, уличные плакаты, рекламная бутафория
в витринах и окнах не должны «выгорать» на солнце. Поэтому их следует
55
печатать красками с большей светостойкостью, чем приложения к газетам
Баллы
светостойкости
7–8 6 5
3–4
1–2
Вид продукции
Декоративн
ые цветные
краски,
наружные
плакаты,
бутафория
(в витрине
магазина)
Упаковки и
плакаты,
которые
подвергаются
воздействию
дневного
света не
дольше 4
недель,
обложки книг,
географически
е карты
Печатная
продукци
я
среднего
срока
службы
Проспекты
и каталоги,
которые не
подвержен
ы
воздействи
ю прямого
солнечного
света
Бумажные
пакеты,
мешки,
рекламные
материалы,
рассылаемы
е по почте,
проездные
билеты
или упаковку для скоропортящихся продуктов, хранящихся в
холодильниках. При планировании печатного процесса следует выбирать
краску с учетом этого параметра (табл. 13).
Таблица 13
Светостойкость красок для разных видов продукции
к действию дневного света без учета других атмосферных факторов.
окраски оттиска и номер эталона, которому оно соответствует.
Светостойкость оттиска оценивают баллами, соответствующими номеру
того эталона, который наиболее близок к данному оттиску. Если
изменение окраски оттиска является средним между двумя соседними
эталонами, то ему присваивается два номера, например 6–7. Но такая
классификация не применяется при оценках ниже 5 (табл. 14).
Под светостойкостью в данном случае следует понимать устойчивость
В процессе экспонирования отмечают первое четкое изменение
56
Степени светостойкости по «шерстяной шкале»
Степени
светостойкости
BWS
Оценка
Примерная
длительность
экспозиции при дневном
свете в период
с мая по август
Примечание
1
очень низкая
1–2 дня
цвета не
светостойкие
2
низкая
4–7 дней
то же
3
умеренная
2 недели
то же
4
средняя
1 месяц
то же
5
хорошая
2 месяца
цвета светостойкие
6
очень хорошая
4–6 месяцев
то же
7
отличная
1 год
то же
8
исключительная
2–3 года
то же
На рис. 20 хорошо видно, что каждый последующий балл увеличивает
светостойкость примерно вдвое.
Таблица 14
Как уже упоминалось, на цвет краски может влиять температура,
влажность, контакт с химическими реагентами, толщина красочной
пленки, тип связующего, запечатываемый материал. При выборе краски
необходимо учитывать совокупное влияние всех этих факторов в
зависимости от конечного продукта (например, этикетки или упаковки).
По своей стойкости пигменты могут быть условно разделены на 3
группы.
Пигменты повышенной стойкости: имеют очень высокую стойкость
к различным внешним факторам. Они очень дороги – их стоимость в
несколько раз выше, чем у нестойких пигментов.
Стойкие пигменты: чаще всего используются для красок флексографской
печати, где большое значение имеет не только стойкость, но и цена.
57
Нестойкие пигменты: достаточно быстро меняют или теряют свой
первоначальный цвет под действием света, температуры или химических
реагентов. Стоимость их ниже, чем у предыдущей группы. Они
используются для производства продуктов кратковременного пользования.
Уже отмечалось, что стойкость смеси всегда ниже стойкости самого
нестойкого пигмента и не может быть рассчитана как среднее арифметическое
для двух чистых красок. Причем, если краска состоит, например, из смеси
двух красок со светостойкостью 3 и 7, то когда первая краска потеряет цвет,
смесь (оттиск) приобретет оттенок второй краски. Особенно сильно
светостойкость краски снижается при низком содержании в ней цветного
пигмента, т. е. для пастельных оттенков. Краски с высокой интенсивностью
цвета – более светостойкие из-за взаимного экранирования пигментов. Краски
пастельных оттенков для большинства пигментов – менее светостойкие,
нежели краски ярких цветов. Иногда уровень светостойкости определяется
двумя значениями: для чистой краски и для краски, содержащей всего 1 %
пигмента (от исходной). Кроме того, как уже отмечалось, на светостойкость
оттиска некоторое влияние оказывает и толщина красочной пленки, а
именно – при большей толщине светостойкость выше из-за большего
рассеяния света в толще красочной пленки. Таким образом, светостойкость
оттисков, напечатанных красками, содержащими одни и те же пигменты,
будет убывать следующим образом: трафаретная печать – глубокая –
флексографская – высокая – офсет. Однако влияние толщины красочной
пленки не так велико: например, светостойкость оттисков с толщиной
красочной пленки 2,5 и 2,7 г/м
2
одинакова.
Светостойкость краски зависит и от размера частиц. Обычно при
производстве краски для достижения максимальной интенсивности цвета,
глянца и прозрачности используются пигменты с минимальным размером
частиц. Однако чем меньше размер частиц, тем ниже светостойкость краски.
58
Итак, на светостойкость оттиска влияют сразу несколько факторов.
Существуют специальные устройства, имитирующие различные атмосферные
влияния: свет, влага, температура. Хотя вышеперечисленные испытания
оцениваются количественно, однозначно предсказать поведение
запечатанного материала в реальной ситуации невозможно, так как оно
зависит от совокупности всех погодных факторов, времени года,
географического положения места, а также от толщины красочной пленки и
условий эксплуатации. Так, оттиск, выполненный краской со светостойкостью
7 баллов, сохранит свой цвет примерно в течение 2 лет там, где среднее
количество солнечных часов в день составляет 3 часа, и только в течение 2
месяцев там, где оно составляет 10 часов. Таким образом, для правильного
выбора краски необходимо определить конечное использование продукта и,
следовательно, воздействия, которым он будет подвергаться.
2.6. Пигменты со специальными свойствами (пигменты с
оптическими эффектами)
К этому классу пигментов условно отнесены люминесцентные
(флуоресцентные) неорганические пигменты (органические здесь не
рассматриваются), перламутровые и интерферентные пигменты.
Люминофоры и флуоресцентные пигменты
Эта группа пигментов с каждым годом находит все больше областей
применения: подсветка и красочное выделение надписей, знаков, табличек;
яркая детская, молодежная и спортивная одежда; спецодежда (костюмы
спасателей, горнолыжников и др.); аэрография на бытовых и электронных
приборах (компьютеры, телефоны, холодильники); защитная маркировка и
контроль доступа; защита ценных бумаг и др. В этих пигментах
происходит явление люминесценции.
59
Люминесценция – это свечение веществ, осуществляющееся в результате
какого-либо внешнего возбуждения. При этом излучается энергия,
накопленная в пределах атома при переходе электронов с более высоких
энергетических уровней на более низкие. Люминесценция по длительности
свечения подразделяется на флуоресценцию (кратковременная
люминесценция) и фосфоресценцию (длительная люминесценция).
Люминесценцию можно классифицировать по виду возбуждения:
фотолюминесценция (фотоны оптического излучения);
катодолюминесценция (пучки электронов);
радиолюминесценция (ядерные излучения);
хемилюминесценция (химические реакции);
биолюминесценция (свечение биологических объектов);
электролюминесценция (возбуждение приложением
электрического поля).
Чаще всего в полиграфии используется фотолюминесценция с
применением люминофоров – веществ, светящихся под действием
внешнего излучения. При этом результирующее свечение может иметь
длину волны больше, чем возбуждающее (правило Стокса). Например,
одним из эффективных способов защиты упаковочной продукции от
фальсификации является использование светящихся в УФ-излучении
красок. Люминофорные порошки можно добавлять в готовые краски для
всех способов печати при условии отработки технологических параметров.
По химической природе люминофоры подразделяются на органические
(люмогены) и неорганические, большинство из которых относится к
кристаллофосфорам. Свечение кристаллофосфоров обусловлено в
большинстве случаев присутствием посторонних внешних катионов,
содержащихся в малых количествах (от 0,0001 до 2 %). Такие примеси обычно
являются ионами металлов: например, свечение сульфида цинка активируется
ионом меди. Для изготовления красок больше подходят неорганические
60
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]