激光打印墨粉类字迹材料耐老化性分析

赵 萍，刘 飞，杨晓晨，宋 鎏

（上海市质量监督检验技术研究院，上海 201114）

随着办公自动化的广泛应用与科学技术的迅猛发展，字迹材料进入了书写、打印字迹并存的新时代，随之也产生了大量复印件字迹的档案材料。目前，激光打印墨粉类字迹材料以其打印速度快、成本低廉等优势，成为现代办公应用最为广泛的办公用字迹材料。

在GB/T 50328-2014（2019）[1]《建设工程文件归档规范》中对归档文件质量要求中，规定书写材料应采用耐久性强的书写材料，计算机输出文字和图件应使用激光打印的墨粉类字迹材料。然而，在工程验收与移交中却未明确耐久性测试标准，仅提出移交对象为档案管理机构。档案馆对归档的字迹材料耐久性验收标准多采用DA/T 16-1995[2]《档案字迹材料耐久性测试法》，标准中规定的测试方法及评价指标对墨粉类字迹材料表现出了局限性和不适用性。我国在2015年制定了标准GB/T 32004-2015[3]《信息与文献 纸张上书写、打印和复印字迹的耐久性和耐用性 要求与测试方法》，将书写、打印、复印等字迹材料纳入测试范围。该标准与DA/T 16-1995中检测方法不同，除了以色差作为评价指标以外，增加了光密度作为评价指标，分别对单色和多色字迹材料进行了耐光、耐水、耐热等测试，对字迹材料耐久性进行定性评价。

在我国，激光打印墨粉类字迹材料耐久性的研究报道比较少。曾漳龙[4]在对档案复印件字迹材料的耐久性研究中指出，材料中颜料、染料、电荷控制剂、树脂等色素成分化学性质很不稳定，容易导致字迹光泽降低。同时，复印件中的墨粉经老化后易脱落，不能满足档案保存要求，指出单一的色差不能全面对字迹材料耐久性进行综合评价。在现有检测标准和方法的基础上，本文扩展研究了激光打印墨粉类字迹材料耐液体介质、耐湿热、耐干热及耐光照等性能，通过测试各类老化后字迹材料光密度值和色差值的变化，以及紫外老化后字迹材料水接触角的变化，综合评价墨粉类字迹材料的耐老化性能。

1 试验部分

1.1 仪器与设备

CA-100C接触角测定仪（上海盈诺精密仪器有限公司）；色差计（日本柯尼卡美能达）；分光密度计（日本柯尼卡美能达）；氙灯（锡莱亚太拉斯公司）；紫外老化箱（Q-LAB）；恒温恒湿箱（高铁检测仪器（东莞）有限公司）；电热鼓风干燥箱（上海实验仪器厂有限公司）。

1.2 试验方法

1.2.1 试验样品选择与制备

在测试字迹的时候，纸的选择至关重要。字迹在不同的纸上有不同的特性，同一种字迹在不同的测试纸样上得出的测试结果可能会不同。为了规范后期字迹材料的耐久性研究，使得同一条件下的检验结果具有可比性，本试验规定测试用纸应满足标准GB/T 30130-2013[5]中定量为120g/m2的要求。

选取15个市场常见品牌（A1～A15）激光打印机，在测试用纸上打印出试验样品，截取边长为5cm的正方形小方格作为测试试样。其中A1～A5为黑色字迹，A6-A10为红色字迹，A11～A15为黄色字迹。

1.2.2 试验测试条件的选择

参照标准DA/T 16-1995和GB/T 32004-2015中测试方法，本文制定了耐水、耐碱、耐酸、耐紫外老化、耐氙灯老化、耐湿热性、耐干热性等测试，主要测试条件见表1 。

表1 试验测试条件Table 1 The test conditions

2 结果与讨论

2.1 试样各类老化后的色差值

由表2可以看出，耐紫外老化（254nm）后，色差值在3.0≤ΔE*≤6.0的样品有2个，其中1个为红色字迹材料，1个为黄色字迹材料，色差值ΔE*≥6.0的样品有2个，均为红色字迹材料；在耐氙灯老化后，色差值在3.0≤ΔE*≤6.0的样品有1个，为红色字迹材料，色差值ΔE*≥6.0的样品有1个，为红色字迹材料；耐干热性老化后，色差值在3.0≤ΔE*≤6.0的样品有5个，其中3个为红色字迹材料，2个为黄色字迹材料，色差值ΔE*≥6.0的样品有2个，均为红色字迹材料。可见，在耐紫外老化（254nm）、耐氙灯老化和耐干热性老化后，红色字迹材料色差值变化最大。

表2 试样各类老化后的色差值Table 2 The color difference values of various aged samples

另外，A1～A5号黑色字迹材料在各类老化后，色差值ΔE*均小于3.0，属于很轻微变色范畴。耐水性、耐酸性、耐碱性和耐湿热性老化后，A1～A15号试样色差值变化均小于3.0，激光打印墨粉类字迹材料表现出优良的耐水性、耐酸性、耐碱性和耐湿热性能。

2.2 试样各类老化后光密度值的变化

由表3可知，在A6～A10号红色字迹材料中，耐紫外老化（254nm）后光密度值的变化大于1.0的试样有2个，耐氙灯老化后光密度值的变化大于1.0的试样有1个，耐干热性老化后光密度值的变化大于1.0的试样有2个；A1～A5号黑色字迹材料和A11～A15号黄色字迹材料中，光密度值的变化均小于1.0。

表3 试样各类老化后光密度值的变化Table 3 The changes in optical density values of samples after various types of aging

同样，和色差值变化相对应，耐水性、耐酸性、耐碱性和耐湿热性老化后，A1～A15试样的光密度值变化均小于1.0，耐水性、耐酸性、耐碱性和耐湿热性能优良。

2.3 试样紫外老化后水接触角的变化

为了更进一步地表征紫外老化（254nm）后字迹材料的质量外观变化，进行了老化前后水接触角的测试。通过表4水接触角的变化值可知，A1～A15号字迹材料在经过紫外老化（254nm）后，水接触角都有不同程度的下降。其中，有3个红色字迹材料在紫外老化（254nm）后，水接触角下降至＜90°，由疏水性变成亲水性。这说明墨粉类字迹材料在强紫外线照射下，墨粉色料的分子结构等发生变化，导致某些分子的作用力、键能及极性平衡受到影响[6]，促进了墨粉色料发生光分解作用。

表4 紫外老化后水接触角的变化Table 4 The changes in water contact angle after UV aging

2.4 各类老化对不同颜色的字迹材料的影响

不同颜色的激光打印字迹试样经过耐水性、耐酸性、耐碱性和耐湿热老化后均表现出优良的性能，因此，我们分析耐紫外老化（254nm）、耐氙灯老化和耐干热性老化对不同颜色字迹材料的影响。具体情况见表5。由表5可知，黑色字迹材料色差值ΔE*≥3.0和光密度值变化大于1.0占比均为0.0%，表现出优良的耐紫外老化（254nm）、耐氙灯老化和耐干热性老化性能；黄色字迹材料在耐紫外老化（254nm）和耐干热性老化中，色差值ΔE*≥3.0的占比分别为6.7%和13.3%，耐老化性次于黑色字迹材料；红色字迹材料中，耐紫外老化（254nm）后色差值ΔE*≥3.0的占比为20.0%，耐干热性老化后色差值ΔE*≥3.0的占比达到33.3%，耐紫外老化（254nm）和耐干热性老化后光密度值变化大于1.0占比均为13.3%，表现出相对较差的耐紫外老化（254nm）性和耐干热老化性。

表5 色差值和光密度值变化占比Table 5 Ratio of color difference value and optical density change value

3 结论

（1）激光打印墨粉类字迹材料，经过耐水、耐酸、耐碱及耐湿热试验后，色差及光密度值变化均很小，说明激光打印墨粉类字迹材料耐水、耐酸、耐碱及耐湿热性能优良。

（2）紫外老化和耐干热老化对激光打印墨粉类字迹材料影响较大。

（3）总体上，黑色激光打印墨粉类字迹材料耐老化性优于红色和黄色字迹材料。