胶印印刷品光老化性能研究

陈永常, 刘国栋, 刘筱霞

(陕西科技大学 轻工与能源学院， 陕西 西安　710021)



胶印印刷品光老化性能研究

陈永常, 刘国栋, 刘筱霞

(陕西科技大学 轻工与能源学院， 陕西 西安710021)

摘要：采用“影响因子分离模型”、色差和光泽度差的方法，对胶印印刷品光老化现象的主导因素和红、绿、蓝色印刷品的光老化性能，分别进行了研究.结果表明：油墨老化是胶印印刷品光老化现象的内部主导因素，胶印印刷品光老化性能与油墨颜色、纸张种类、印刷色序都有关系.

关键词：胶印； 密度； 紫外光照； 色差； 光老化性能

0引言

胶印印刷品经过较长时间的放置，由于受到温度、光照等因素的影响导致外观发黄、褪色、变色等老化现象，这将影响到印品质量，最终会影响用户消费，甚至会造成用户投诉.所以研究胶印印刷品的光老化性能是非常必要的.本课题采用人工加速老化，模拟单纯光照条件的方法，通过研究新闻纸、胶版纸、铜版纸和白卡纸上的四色实地印刷品获得：胶印印刷品光老化现象的主导因素[1-4]；红、绿、蓝色各色油墨在同种纸张上的光老化性能；红、绿、蓝色各色油墨在不同纸张的光老化性能以及印刷色顺序对光老化性能的影响[5-8].

1实验部分

1.1印刷品光老化现象内部主导因素研究实验

1.1.1实验原料

杭华牌四色胶印油墨(C，NEW EX-300；M，NEW EX-200；Y，BX-晶彩黄；K，EX 墨 AHG)；新闻纸(48 g/m2)、胶版纸(80 g/m2)、铜版纸(157 g/m2)、白卡纸(200 g/m2)若干.

1.1.2实验仪器

C1-7型IGT印刷适性仪；PT-2030A耐黄变试验机；X-Rite528分光密度计；KGZ-1A型光泽度仪.

1.1.3实验步骤

取新闻纸、胶版纸、铜版纸和白卡纸若干裁成规格为80 mm×250 mm大小的样条各4张，用胶印油墨黄、品、青、黑分别进行打样，记录光老化试验前和实验后各样品的印刷面和反面对应位置的密度值，利用“影响因子分离模型”计算出油墨和纸张的密度变化值，比较其大小[9-12]，得出胶印印刷品光老化现象的内部主导因素.

1.2红、绿、蓝三色印刷品光老化性能研究试验

1.2.1实验原料

杭华牌四色胶印油墨(C，NEW EX-300；M，NEW EX-200；Y，BX-晶彩黄；K，EX 墨 AHG)；新闻纸(48 g/m2)、胶版纸(80 g/m2)、铜版纸(157 g/m2)、白卡纸(200 g/m2)若干.

1.2.2实验仪器

C1-7型IGT印刷适性仪；PT-2030A耐黄变试验机；X-Rite528分光密度计；KGZ-1A型光泽度仪.

1.2.3实验步骤

取新闻纸、胶版纸、铜版纸和白卡纸若干裁成规格为80 mm×250 mm大小的样条各10张，进行黄、品、青之间的叠印，叠印完后再进行光老化实验，在温度75 ℃，湿度20%RH条件下，分别测量记录光老化时间t=0、6、12、18、24 h后各色样的L*、a*、b*值和光泽度值，并计算出色差ΔE和光泽度差Δz，比较得出红、绿、蓝三色印刷品的光老化性能[13].

2 结果与讨论

2.1胶印印刷品光老化现象内部主导因素研究实验

实验采用“影响因子分离模型”来研究印刷品光老化现象内部主导因素.印刷品的密度变化与纸张、油墨各自的密度变化之间存在以下数学关系，见式[14](1).

g(x,y)-f(x,y)=ΔDi+ΔDD

(1)

其中，g(x,y)为印刷品上某点处晒后密度；f(x,y)为印刷品上某点处晒前密度；ΔDi为油墨的密度变化；ΔDD为纸张的密度变化.

根据实验数据应用式 (1)画图1.

图1　新闻纸纸张、油墨密度变化图

由图1中可以看出，四色油墨中黄墨纸张密度变化值大于油墨，而品、青、黑墨与之相反，这表明新闻印刷品上黄色实地纸张老化是光老化主导因素，青、品、黑色实地则是油墨老化是其光老化主导因素.四色墨中，光老化程度：黑=青>品>黄.

胶版纸、铜版纸、白卡纸的纸张、油墨密度变化规律和新闻纸相似，所以导致胶版纸和铜版纸和白卡纸光老化现象的主导因素和新闻纸相同.

2.2红、绿、蓝三色印刷品光老化性能研究试验

采用色差和光泽度差评价印刷品光老化性能.色差是用数值方式表示的两种颜色色彩感觉上的差别.色差计算公式[15]见式(2).

光泽度是指纸面对光所表现出选择性的反射率，以℅表示.它常用75 °角光照射，表面光泽好的纸，反射值大，即光泽度高[4].

根据三色墨在胶版纸上的实验数据应用式(2)分别画图2～4.

(1)红色样

由图2可知，胶版纸上红色样(Y+M)和红色样(M+Y)的明度和a*值随着光老化时间的增加均逐渐增大，红色样(Y+M)b*值变化与之相反，表明红色样(Y+M)光老化实验后样品色较实验前标准色偏黄，颜色变浅.红色样(M+Y)样品色较标准色颜色变浅、偏黄.光泽度随光老化时间呈抛物线关系变化，在t=12 h时红色样(Y+M)光泽度最小，红色样(M+Y)在t=24 h时光泽度降到最低.色差ΔE在t=24 h后红色样(Y+M)为2.10大于红色样(M+Y)2.06，表明红色样(Y+M)老化程度大于红色样(M+Y).其值介于1.5～3.0之间，感觉色差程度为可察觉.这可能是由于油墨的因素引起，需要对油墨进一步进行研究.

(a)Y+M

(b)M+Y图2　红色样Lab值和z值随光老化时间的变化趋势图

(2)绿色样

由图3可知，胶版纸上绿色样(Y+C)、绿色样(C+Y)的明度、a*值和b*值随光老化时间的增加而增大，这表明光老化实验后绿色样颜色变浅，且偏黄色.光泽度随光老化时间呈先减后增的趋势，在t=12 h时光泽度降到最低.色差ΔE在t=24 h后绿色样(Y+C)为2.98，大于绿色样(C+Y)2.59，所以绿色样(Y+C)比绿色样(C+Y)更容易光老化.其值介于1.5～3.0之间，感觉色差程度为可察觉.

(a)Y+C

(b)C+Y图3　绿色样Lab值和z值随光老化时间的变化趋势图

(3)蓝色样

由图4可知，胶版纸上蓝色样(M+C)、蓝色样(M+C)的明度和b*值随光老化时间的增加而增大，a*值随光老化时间的增加而减小，这表明光老化实验后蓝色样变浅，且偏黄色.光泽度随光老化时间呈先减后增的趋势，在t=12 h时光泽度降到最低，变化幅度较大，蓝色样(M+C)的变化幅度小于蓝色样(M+C).色差ΔE在t=24 h后蓝色样(M+C)为3.2大于蓝色样(M+C)2.60，所以蓝色样(M+C)比蓝色样(C+M)更容易光老化.其值介于3～6之间，感觉色差程度为可识别.

(a)M+C

(b)C+M图4　蓝色样Lab值和z值随光老化时间的变化趋势图

3结论

(1)一定温度、光老化时间等条件下，新闻纸、胶版纸和铜版纸实地印刷品表现出相同的光老化规律，即对于黄色样而言，纸张老化是其光老化现象的主导因素，对于品红、青、黑色样而言，油墨老化是其光老化现象的主导因素.

(2)一定温度、光照等条件下，R、G、B颜色的油墨，印在同种纸张上，其光老化程度不同：新闻纸上三色印品，光老化程度：红色>蓝色>绿色；胶版纸上三色印品，光老化程度：蓝色>绿色>红色；铜版纸上三色印品，光老化程度：蓝色>红色>绿色；白卡纸上三色印品，光老化程度：蓝色>红色>绿色.

(3)一定温度、光照等条件下，R、G、B颜色的油墨，不同色序印在同种纸张上，比较其光老化程度：新闻纸上同种色墨之间，红色：M+Y>Y+M；绿色：Y+C>C+Y；蓝色：C+M>M+C.胶版纸上同种色墨之间，红色：Y+M>M+Y；绿色：Y+C>C+Y；蓝色：M+C>C+M.铜版纸上同种色墨之间，红色：Y+M>M+Y；绿色：C+Y>Y+C；蓝色：C+M>M+C.白卡纸上同种色墨之间，红色：M+Y>Y+M；绿色：Y+C>C+Y；蓝色：C+M>M+C.

(4)一定温度、光照等条件下，R、G、B三个颜色的油墨，印在不同种纸张上，比较其光老化程度，红色：新闻纸>胶版纸>铜版纸>白卡纸；绿色：胶版纸>新闻纸>铜版纸>白卡纸；蓝色：白卡纸>胶版纸>新闻纸>铜版纸

参考文献

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Research on the properties of the offset

printing light aging phenomenon

CHEN Yong-chang， LIU Guo-dong, LIU Xiao-xia

(College of Light Industry and Energy, Shaanxi University of Science & Technology，Xi′an 710021, China)

Abstract:This paper studies the dominant factors result in offset printing light aging phenomenon and the light aging properties of the red,green,blue print, using the “impact factor separation model”,color and gloss differential method.The results show that: the aging of the ink is the dominant factors leading to the offset printing light aging phenomenon,meanwhile,ink color,paper type and printing color sequence also have a relationship with the offset printing light aging phenomenon.

Key words:offset printing； density； UV irradiation； color differences； light aging properties

中图分类号：TS827

文献标志码：A

文章编号：1000-5811(2015)01-0042-04

作者简介:陈永常(1964-)，男，陕西咸阳人，教授，研究方向：纸基材料印刷适性

基金项目：陕西省造纸技术及特种纸品开发重点实验室科研计划项目(13js013); 国家自然科学基金项目(51402180)

收稿日期:*2014-09-22