■ 文/四川省宜賓普什集團(tuán)3D有限公司 朱菊紅，陳莉，彭麗霞

安全的意識(shí)逐漸增強(qiáng)，因而對(duì)包裝材料也有了更高的要求[1]。由于塑料包裝具有質(zhì)輕、力學(xué)性能良好和加工性能優(yōu)異等優(yōu)點(diǎn)，在包裝市場(chǎng)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用[2]。因此，采用PET光柵材料通過(guò)UV膠印的方式對(duì)多種顏色進(jìn)行一次性印刷，再現(xiàn)立體效果的傳統(tǒng)印刷產(chǎn)品，達(dá)到生產(chǎn)效率高，圖案細(xì)膩、色彩豐富，更形象地表達(dá)信息，有強(qiáng)烈的視覺(jué)沖擊力和吸引力[3]，廣泛用于商品包裝、商標(biāo)、廣告圖標(biāo)、藝術(shù)裝飾、文化用品、旅游紀(jì)念品、紀(jì)念門(mén)票、博物展覽館櫥窗陳列板、明信片、賀卡、各種名片等，并將在服裝、飲料、煙酒、化妝品、藥品等產(chǎn)品的防偽標(biāo)識(shí)上發(fā)揮重要的作用[4-5]，大大提高產(chǎn)品的附加值和檔次，受到廣大消費(fèi)者的青睞。

通過(guò)UV膠印的PET光柵印刷品放置一段時(shí)間后也有一定的弱點(diǎn)，通常會(huì)出現(xiàn)褪色、光澤度變?nèi)?、顏色色差變大等老化現(xiàn)象，尤其是包裝印刷品，老化現(xiàn)象會(huì)在一定程度上影響消費(fèi)者對(duì)商品的品牌印象。影響PET光柵材料性能老化的因素有兩個(gè)：一是添加紫外光屏蔽劑的方法來(lái)抑制光、熱、氧、水等外因?qū)ET光柵材料的作用；二是是改進(jìn)聚合和成型加工工藝的方法，提高PET光柵材料本身的穩(wěn)定性。目前，在PET原料聚合和加工成型過(guò)程中添加紫外光屏蔽劑以延緩其老化速度，提高材料的耐老化性能，提高UV膠印干燥過(guò)程中抗紫外光老化能力，有效控制PET光柵印刷品L*、a*、b*值和色差值△E的顏色，使其色彩艷麗、光澤好，色差值小。分析PET光柵印刷品在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中抗老化的原因，是PET材料發(fā)展的一個(gè)重要方向。所以，利用實(shí)驗(yàn)儀器來(lái)模擬自然光環(huán)境對(duì)樣品進(jìn)行加速破壞，分析原因，尋找規(guī)律，是一種很重要的試驗(yàn)手段。

一、試 驗(yàn)

（一）主要設(shè)備及儀器

SHJ-20型同向旋轉(zhuǎn)雙螺桿擠出機(jī)，螺桿直徑D=20 mm，長(zhǎng)徑比L/D=40，南京杰恩特公司；1600型柯達(dá)全勝CTP，上?？逻_(dá)有限公司；曼羅蘭700型膠印機(jī)，德國(guó)曼羅蘭有限公司；X-Rite528分光光度計(jì)，波長(zhǎng)范圍：400～700 nm，C光源，10°視角，美國(guó)愛(ài)色麗儀器有限公司。

（二）方 法

1. PET光柵片材的制備

首先，將PET原料在120℃的鼓風(fēng)烘箱中充分干燥12h，把PET原料與不同配比的G905、G910、G918紫外光屏蔽劑在高速混合機(jī)內(nèi)混合2～3 min后，利用雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒。然后，印刷級(jí)PET光柵片材進(jìn)行電暈處理，在PET光柵片材表面進(jìn)行電暈放電[6-8]處理，是一種在高分子表面處理的常見(jiàn)方法，Pandiyaraj 等[9]采用電暈法改善PET表面化學(xué)組成和表面結(jié)構(gòu)。最后，對(duì)PET光柵片材進(jìn)行準(zhǔn)確裁切，達(dá)到無(wú)邊棱、毛刺現(xiàn)象。

2. PET光柵印刷品的制備

依據(jù)GB/T 14216對(duì)單張PET光柵片材進(jìn)行潤(rùn)濕張力檢測(cè)，潤(rùn)濕張力≥38 Nm/m。依據(jù)GB/T 18724—2008對(duì)PET光柵印刷品和UV油墨測(cè)定，利用圖案各色版的面積大小及油墨黏度值，對(duì)UV油墨黑色、青色、洋紅色、黃色和白色進(jìn)行排序印刷，印刷速度為6000～8000 印/h，UV燈功率為180 W/（cm·支）。由于PET柱鏡光柵片材的放大作用，依據(jù)GB/T 7705—2008光柵印刷品網(wǎng)點(diǎn)清晰，角度準(zhǔn)確，不出重影，亮調(diào)網(wǎng)點(diǎn)再現(xiàn)面積為3%～5%，多色版圖像輪廓及位置應(yīng)準(zhǔn)確套合，光柵條對(duì)位套印誤差≤0.01 mm，同批同色色差值△E≤4.0。

3. PET光柵印刷品加工工藝流程。

PET光柵印刷品加工工藝流程如圖1所示。

圖1 PET光柵印刷品加工工藝流程

4. 紫外老化試驗(yàn)

將UV油墨印刷的PET光柵印刷品裁成尺寸為7 ×25 cm的樣品若干，放入紫外老化箱內(nèi)模擬自然光進(jìn)行紫外老化試驗(yàn)。在PET光柵印刷品耐老化實(shí)驗(yàn)中，將試驗(yàn)樣品固定在不銹鋼夾上并放于ATLAS熒光紫外老化試驗(yàn)箱的試樣架上，依據(jù)GB/T 14522—2008《機(jī)械工業(yè)產(chǎn)品用塑料、涂料、橡膠材料人工氣候老化試驗(yàn)方法：熒光紫外燈》模擬自然光對(duì)樣品進(jìn)行紫外老化試驗(yàn)。試驗(yàn)條件：采用LUV紫外光暴露，輻照度0.66～1.0 W/m2，溫度（40±1）℃，噴淋時(shí)間:停噴時(shí)間=30 min:90 min。

5. 顏色色差測(cè)試

顏色空間參照GB 7921-87對(duì)PET光柵印刷樣品逐一測(cè)量每個(gè)測(cè)量點(diǎn)UV油墨的L*、a*、b*值，記錄數(shù)據(jù)并將獲得的數(shù)據(jù)與顏色基準(zhǔn)數(shù)值進(jìn)行比對(duì)。兩個(gè)顏色樣本在彩度差、明度差和色相差上綜合表現(xiàn)出來(lái)的顏色感知差異的CIE LAB(CIEL*a*b*)顏色空間，采用直角坐標(biāo)體系來(lái)表示，并形成坐標(biāo)表述的心理顏色空間：L*表示計(jì)量心理明度坐標(biāo)，表征顏色的亮度大小，取值范圍是0～100；a*、b*表示計(jì)量心理色度坐標(biāo)，表征顏色的色調(diào)和飽和度，取值范圍是-100到100。在這一坐標(biāo)系統(tǒng)中，+a*表示紅色，-a*表示綠色，+b*表示黃色，-b*表示藍(lán)色。見(jiàn)圖2。

圖2 CIE LAB空間

使用樣品色與標(biāo)準(zhǔn)色之間的空間距離來(lái)計(jì)算明度差△L*及色度差△a*、△b*，計(jì)算出兩個(gè)色樣顏色在CIE LAB均勻顏色空間的總色差值△E，就可以精確地表示出兩個(gè)顏色在三維空間的視覺(jué)顏色差別。單項(xiàng)色差及綜合色差的計(jì)算公式如下：

明度差：

色度差：

綜合色差公式為：

式中:L*1，a*1，b*1是樣品色在CIE LAB顏色空間的坐標(biāo)值，L*0，a*0，b*0是標(biāo)準(zhǔn)色在 CIE LAB顏色空間的坐標(biāo)值，得出樣板與被檢品之間的顏色色差差異△L*、△a*、△b*、△E共4組數(shù)據(jù)。

二、結(jié)果與分析

將未添加紫外光屏蔽劑、添加紫外光屏蔽劑（G905、G910、G918），共4種片材樣品懸掛在紫外老化箱中，其中每種片材樣品都分別進(jìn)行了UV油墨印刷，油墨色塊的顏色分別為白色、青色、黃色、黑色和洋紅色，共5種不同的UV油墨。在紫外老化箱中照射時(shí)間點(diǎn)分別設(shè)定為24 h、48 h、72 h、120 h、144 h、168 h和216 h共7個(gè)時(shí)間段，如表1所示。

表1 不同紫外光屏蔽劑片材條件下印刷UV油墨色差變化情況

未添加紫外光屏蔽劑片材和紫外光屏蔽劑片材（G905、G910、G918）印刷UV油墨隨紫外老化時(shí)間的變化關(guān)系見(jiàn)表1。由此可知，在紫外老化24～216 h過(guò)程中，PET光柵印刷品片材在紫外老化影響下，其未添加紫外光屏蔽劑片材和紫外光屏蔽劑片材均隨著紫外老化時(shí)間的增加而色差值逐漸增大。UV油墨白色、青色、黃色、黑色和洋紅色印刷PET光柵老化216 h后，未添加紫外光屏蔽劑印刷品的色差值分別為3.36、3.62、4.12、5.73、4.32，添加紫外光屏蔽劑（G905、G910、G918）印刷品的色差值分別為2.42、2.55、3.16，2.53、2.21、2.11，2.38、3.62、3.40，3.13、3.16、3.25，3.59、3.49、3.60。紫外老化時(shí)間至216 h時(shí)，5種UV油墨印刷后進(jìn)行人工加速老化的添加紫外光屏蔽劑片材，每一種顏色的色差值均低于未添加紫外光屏蔽劑的色差值，說(shuō)明紫外老化后，隨著紫外光屏蔽劑的添加，加工改性料對(duì)紫外光的吸收度顯著增加，表明紫外光屏蔽劑的添加能有效吸收紫外輻射，PET光柵印刷品顏色色差值△E均在4.0以內(nèi)，適合大部分PET印刷品的使用要求。因此，紫外吸收度的增加是PET紫外老化的顯著特征。

三、結(jié) 語(yǔ)

隨著社會(huì)不斷向前推進(jìn)，各種印刷品的質(zhì)量要求越來(lái)越高，對(duì)于印刷基礎(chǔ)材料的品質(zhì)和環(huán)保要求也在不斷提高。PET光柵材料都具有老化性，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間光照、熱氧等環(huán)境可能結(jié)晶變脆發(fā)黃，進(jìn)行UV油墨印刷后經(jīng)過(guò)光、熱，外觀也易變色，在基礎(chǔ)性研究過(guò)程中，對(duì)PET光柵印刷品的顏色色差值及耐候性的測(cè)試是提高印刷品質(zhì)量的有效方法。添加紫外光屏蔽劑片材（G905、G910、G918）在216 h的老化范圍內(nèi)幾乎顏色色差值△E均能保持在4.0以內(nèi)，小于不添加紫外光屏蔽劑片材色差值，表明添加紫外光屏蔽劑對(duì)改性料老化壽命提升幅度較大，效果顯著。PET光柵印刷品在儲(chǔ)存、運(yùn)輸、使用過(guò)程中經(jīng)過(guò)日照、雨淋等外部環(huán)境的影響，材料的顏色等外觀指標(biāo)經(jīng)測(cè)定符合市場(chǎng)包裝年限要求。