Світлостійкість - здатність друкарських фарб зберігати свій первісний колір під впливом світлового випромінювання. Енергія світлового випромінювання ініціює зміну молекулярної структури барвника, що веде до поступової втрати ним фарбувальних властивостей. Це проявляється в зменшенні насиченості кольору пігменту або фарбника і в зміні їх колірного тону.
Різні фарбувальні речовини характеризуються різною світлостійкістю. Для вимірювання светостойкости використовуються еталонні шкали. Першою еталонною шкалою була шкала Madder1. У ній за еталон було прийнято найбільш стійке з відомих в той час фарбувальних речовин - червоний пігмент crimson madder. Світлостійкість барвників оценівалаcь по арифметичній 10балльной шкалою (від 1 до 10). Максимум (10 балів) відповідав светостойкости crimson madder, барвник з оцінкою 5 балів мало вдвічі меншу світлостійкість, ніж цей пігмент. Шкала Madder досить довго успішно використовувалася, однак після відкриття фарбувальних речовин з більш високою світлостійкістю з'явилася необхідність в розробці нової еталонної шкали.
Такою шкалою стала Blue Wool Scale (BWS), стандартизована в Європі і в Північній Амеріке2 і використовувана до нашого часу. Шкала BWS включає вісім еталонних полів з плашками, нанесеними синіми барвниками на вовняну ткань3 (blue wool (англ.) - синя шерсть). Для зразка були підібрані барвники зі стабільною, незалежною від вологості светостойкостью і матеріал, який не містить таких змінюють світлостійкість хімічних речовин, як, наприклад, відбілювачі. Мінімальною светостойкости відповідає першому полі шкали, максимальної - восьме. На відміну від Madder, шкала BWS - геометрична, зі знаменником прогресії рівним двом, тобто кожне наступне поле має вдвічі більшу світлостійкість, ніж попереднє. Допускаються й проміжні оцінки, наприклад пігмент crimson madder за шкалою BWS має світлостійкість 45.
Методи тестування світлостійкості
Стандартами передбачено два методи тестування світлостійкості: при природному і при штучному освітленні. В обох випадках зразок експонується разом з тестовою шкалою BWS.
Тестування при природному освітленні здійснюється на спеціальному штативі через скло. На практиці цей метод використовується рідко, оскільки спектр природного випромінювання непостійний і залежить від пори року, а також від погодних умов. Крім того, тест доводиться переривати в темний час доби, що значно збільшує тривалість випробувань.
Тестування при штучному освітленні передбачає застосування спеціальної установки, оснащеної ксеноновим лампою високого тиску (колірна температура від 5500 до 6500 K), спектр випромінювання якої дуже близький до спектру денного світла. Зразок і тестова шкала поміщаються в спеціальний утримувач, причому їх середні ділянки закриваються непрозорою пластиною. Завдяки цьому 2/3 зразка експонуються, а 1/3 - немає. Експонування здійснюється циклами з періодичним затемненням зразка, що забезпечується обертанням власника.
Таблиця 1. Світлостійкість пігментів тріадних фарб при різній відносній вологості повітря (за результатами тестів компанії Paragon Inks)
45% відносної вологості
Для того щоб не допускати надмірного нагріву зразка, використовується ІКфільтр. Освітлення через віконне скло імітується приміщенням лампи в скляний циліндр, який виконує роль УФфільтра, пропускає УФізлученіе з довжиною хвилі до 310 нм. Під час експонування у випробувальній камері повинна підтримуватися постійна вологість. Для регулювання вологості використовуються водорозпилювачі. Як показує практика, результати випробувань в описаній установці добре корелюються з результатами, отриманими в умовах денного освітлення.
Час експонування визначається величиною контрасту експонованої і неекспонованої частин зразка. Коли цей контраст дорівнює контрасту четвертого поля сірої шкали ISO 105B02, ліва третину зразка і тестової шкали закриваються ще однієї непрозорою пластиною. Після цього експонування триває до тих пір, поки контраст експонованої і неекспонованої частин зразка не буде дорівнює контрасту третього поля сірої шкали ISO 105B02. Для запобігання помилок, викликаних фотохромним ефектом (оборотна зміна кольору), зразок після експонування протягом 24 годин витримується в темряві. Після цього виконується оцінка світлостійкості зразка шляхом порівняння його з контрольною шкалою. Оцінка проводиться в наступних умовах:
освітленість зразка не менше 600 люкс;
світло від джерела падає на зразок приблизно під кутом 45 °;
спостереження проводиться приблизно по нормалі до площини зразка.
В даний час ведуться розробки нових інструментальних методів, заснованих на спектрофотометрических вимірах і оцінці світлостійкості за показником колірного відмінності # 8710; E. Основною проблемою, що перешкоджає впровадженню таких методів, є вельми високий відсоток розбіжності результатів інструментальної та експертної оцінок тестових зразків.
Фактори, що впливають на світлостійкість
Світлостійкість друкарських фарб визначається светостойкостью входять до їх складу барвників - пігментів. Вона не може бути збільшена шляхом зміни сполучного, добавок або шляхом нанесення на барвистий шар прозорого лаку. Світлостійкість барвника залежить від його хімічної природи, товщини барвистого шару і умов навколишнього середовища.
Чим більше товщина шару фарби, тим більше барвника він містить і тим вище його світлостійкість. При порівнянні светостойкости друкованих відбитків слід враховувати і ступінь пігментації фарби, так як тонкий шар високопігментовані фарби може містити більше барвника, ніж товстий шар нізкопігментірованной фарби. Тести, виконані компанією Paragon Inks, показали, що збільшення товщини шару фарби на відбитку дозволяє підвищити його світлостійкість лише на відносно невелику величину - в межах 0, 5 одиниць шкали BWS, розведення ж фарби може зменшити її світлостійкість на 23 одиниці BWS.