Светостойкость - Википедия - Lightfastness

Пигменты глинозема Такие как жженая сиена часто имеют высокую светостойкость

Скорость света является собственностью краситель Такие как краситель или же пигмент Это описывает, насколько он устойчив к выцветанию при воздействии света.[1][2][3] Красители и пигменты используются, например, для крашение из ткани, пластмассы или другие материалы и производство краски или же печатные краски.

Обесцвечивание цвета вызвано воздействием ультрафиолетовая радиация в химической структуре молекулы придавая цвет предмету. Часть молекулы, отвечающая за ее цвет, называется хромофор.[4][5]

Свет, попадающий на окрашенную поверхность, может изменить или сломать химические связи пигмента, в результате чего цвета отбеливать или изменение в процессе, известном как фотодеградация.[6] Материалы, которые сопротивляются этому эффекту, называются светостойкий. В электромагнитный спектр солнца содержит длины волн от гамма-волн до радиоволн. Высокая энергия ультрафиолетовая радиация в частности ускоряет обесцвечивание красителя.[7]

В энергия фотона из UVA -излучение, не поглощаемое атмосферным озон превышает диссоциация энергия углерода-углерода одинарная облигация, в результате чего расщепление сцепления и выцветания цвета.[7] Неорганический красители считаются более светостойкими, чем органический красители.[8] Черные красители обычно считаются самыми светостойкими.[9]

Светостойкость измеряется путем воздействия на образец источник света в течение заранее определенного периода времени, а затем сравнивая его с неэкспонированным образцом.[2][3][10]

Химические процессы

Во время выцветания молекулы красителя подвергаются различным химическим процессам, которые приводят к выцветанию.

Когда УФ-фотон реагирует с молекулой, действующей как краситель, молекула в восторге от основное состояние в возбужденное состояние. Возбужденная молекула очень реактивна и нестабильна. Вовремя закалка молекулы из возбужденного состояния в основное состояние, атмосферное триплетный кислород реагирует с молекулой красителя с образованием синглетный кислород и супероксид кислородный радикал. Атом кислорода и супероксидный радикал, образующиеся в результате реакции, обладают высокой реакционной способностью и способны разрушать красители.[7]

Фотолиз

Фотолиз, т.е. фотохимический разложение - это химическая реакция, при которой сложный разрушается фотонами. Это разложение происходит, когда фотон с достаточной энергией сталкивается со связью молекулы красителя с подходящей энергией диссоциации. Реакция вызывает гомолитический расщепление в хромофорной системе, что приводит к потускнению красителя.[7]

Фотоокисление

Фотоокисление, т.е. фотохимический окисление. Молекула красителя при возбуждении фотоном достаточной энергии подвергается процессу окисления. В процессе хромофорная система молекулы красителя реагирует с атмосферным кислородом с образованием нехромофорной системы, что приводит к выцветанию. Красители, содержащие карбонильная группа так как хромофор особенно уязвим к окислению.[7]

Фоторедукция

Фото-редукция, т.е. фотохимический снижение. Молекула красителя с ненасыщенный двойная связь (типично для алкены ) или же тройная связь (типично для алкины ), действующий как хромофор, подвергается восстановлению в присутствии водорода и фотонов достаточной энергии, образуя насыщенную хромофорную систему. Насыщение сокращает длину хромофорной системы, что приводит к выцветанию красителя.[7]

Фотосенсибилизация

Фотосенсибилизация, т.е. фотохимическая сенсибилизация. Обнажая окрашенный целлюлозный материал, такой как волокна на основе растений, к солнечному свету позволяет красителям удалять водород из целлюлозы, что приводит к фотовосстановлению на целлюлозной подложке. Одновременно краситель подвергается окислению в присутствии кислорода воздуха, что приводит к фотоокислению красителя. Эти процессы приводят как к выцветанию красителя, так и к потере прочности основы.[7]

Фототорг

Фототорг, т.е. фотохимические торги. Под воздействием ультрафиолетового излучения материал подложки подает водород к молекулам красителя, уменьшая молекулу красителя. По мере удаления водорода материал подвергается окислению.[7]

Стандарты и измерительные шкалы

Некоторые организации публикуют стандарты для оценки светостойкости пигментов и материалов. Тестирование обычно проводится контролируемым контакт к Солнечный свет, или к искусственному свету, создаваемому ксеноновая дуговая лампа.[11] Акварели, чернила, пастель, и цветные карандаши особенно подвержены выцветанию со временем, поэтому выбор светостойких пигментов особенно важен для этих сред.[1]

Самыми известными шкалами измерения светостойкости являются Чешуя синей шерсти, Серая шкала и шкала, определенная ASTM (American Standard Test Measure).[11][12][13][14] На Чешуя синей шерсти светостойкость оценивается от 1 до 8. 1 - очень плохая, а 8 - отличная светостойкость. По серой шкале светостойкость оценивается от 1 до 5. 1 - очень плохая, а 5 - отличная светостойкость.[1][2][10] По шкале ASTM светостойкость оценивается между I-V. I имеет отличную светостойкость и соответствует 7–8 баллам по Чешуя синей шерсти. V имеет очень низкую светостойкость и соответствует оценке 1 по шкале Blue Wool.[10]

Сторона знака Университета прикладных наук, ориентированная на юго-восток где прямые солнечные лучи падают из Рассвет к после полудня обесцветил красный и желтый цвета с логотипа заведения.
Сторона знака, ориентированная на северо-Запад где все еще можно четко различить красный и желтый цвета.

Фактическая светостойкость зависит от силы солнечного излучения, поэтому светостойкость относительно географическое положение, время года, и направление экспозиции. В следующей таблице перечислены предполагаемые соотношения оценок светостойкости по различным шкалам измерений и соотношения относительно времени при прямом солнечном свете и нормальных условиях отображения: вдали от окна, под непрямыми солнечными лучами и в надлежащем обрамлении за защитным стеклом от УФ-излучения.[10]

ОписаниеШкалы измеренияПрямое воздействиеНормальные условия отображения
Рейтинг синей шерстиРейтинг ASTMЛетомЗима
Очень плохая светостойкость1Vменее 2 лет
Плохая светостойкость2IV2–15 лет
34–8 дней2–4 недели
Хорошая светостойкость4III2–3 недели2–3 месяца15–50 лет
53–5 недель4–5 месяцев
Очень хорошая светостойкость6II6–8 недель5–6 месяцев50–100 лет
Отличная светостойкость7я3–4 месяца7–9 месяцевболее 100 лет
8более 1,5 лет

Тестовая процедура

Относительную степень выцветания можно измерить и изучить с помощью стандартных тест-полосок. В рабочем процессе теста Blue Wool один набор эталонных полосок должен храниться в защищенном от воздействия света месте. Одновременно другой эквивалентный набор тест-полосок экспонируется под источником света, указанным в стандарте. Например, если светостойкость красителя равна 5 по шкале Blue Wool, можно ожидать, что он выцветет на ту же величину, что и полоска номер 5 в наборе тест-полосок Blue Wool. Успех теста можно подтвердить, сравнив набор тест-полосок с эталонным набором, который хранился в защищенном от света месте.[12][13]

В графической индустрии

При печати в чернилах в основном используются органические пигменты, поэтому изменение или обесцвечивание цвета печатной продукции из-за присутствия УФ-излучения обычно является лишь вопросом времени. Использование органических пигментов оправдано прежде всего их невысокой стоимостью по сравнению с неорганическими пигментами. Размер частиц неорганических пигментов часто больше, чем у органических пигментов, поэтому неорганические пигменты часто не подходят для использования в офсетная печать.[15]

В снимок экрана, размер частиц пигмента не является ограничивающим фактором. Таким образом, это предпочтительный метод печати для заданий, требующих высокой светостойкости. Толщина слоя краски влияет на светостойкость за счет количества пигмента, нанесенного на основу. Слой краски, напечатанный трафаретной печатью, толще, чем слой, напечатанный офсетной печатью. Другими словами, он содержит больше пигмента на единицу площади. Это приводит к лучшей светостойкости, даже если печатная краска, используемая в обоих методах, будет основана на одном и том же пигменте.[7]

При смешивании печатных красок краска с более низкой светостойкостью определяет светостойкость всего смешанного цвета. Выцветание одного из пигментов приводит к смещению тона в сторону компонента с большей светостойкостью. Если требуется, чтобы на отпечатке было что-то видимое, даже если доминирующий пигмент выцветет, с ним можно смешать небольшое количество пигмента с превосходной светостойкостью.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б c Бодди-Эванс, Мэрион. «Глоссарий искусства: светостойкость». About.com. Получено 5 марта 2015.
  2. ^ а б c Симмонс, Розмарин (2002). Словарь терминов гравюры. Лондон: A&C Black (Publishers) Ltd., стр. 30. ISBN  978-0-7136-5795-1.
  3. ^ а б "Скорость света". Printwiki. Получено 6 февраля 2017.
  4. ^ "Золотая книга ИЮПАК: Хромофор". ИЮПАК - Международный союз теоретической и прикладной химии. Получено 6 февраля 2017.
  5. ^ Мэлконен, Пентти (1979). Orgaaninen kemia (на финском). Отава. С. 237–238. ISBN  978-951-1-05378-1.
  6. ^ "Почему ультрафиолетовый свет заставляет цвета блекнуть?". Библиотека Конгресса. 23 августа 2010 г.. Получено 5 марта 2015.
  7. ^ а б c d е ж грамм час я «Светостойкость текстиля: влияющие факторы и меры контроля». Текстильщик. Получено 5 марта 2015.
  8. ^ «Органические пигменты против неорганических». Kolorjet Chemicals Pvt Ltd. Получено 6 февраля 2017.
  9. ^ «Художественный глоссарий: технический углерод». Kolorjet Chemicals Pvt Ltd. Получено 6 февраля 2017.
  10. ^ а б c d «светостойкость». Брюс Макэвой. 2015 г.. Получено 6 февраля 2017.
  11. ^ а б «ASTM D4303 - 10 (2016), Стандартные методы испытаний светостойкости красителей, используемых в художественных материалах». Американский стандартный тестовый метод Международный. 2016 г.. Получено 6 февраля 2017.
  12. ^ а б «ISO 105-B01: 2014 Текстиль. Испытания на устойчивость окраски. Часть B01: Устойчивость окраски к свету: дневной свет». Международная организация по стандартизации. 2014 г.. Получено 6 февраля 2017.
  13. ^ а б «ISO 105-B02: 2014, Текстиль. Испытания на устойчивость окраски. Часть B02: Устойчивость окраски к искусственному свету: испытание ксеноновой дуговой лампой». Международная организация по стандартизации. 2014 г.. Получено 6 февраля 2017.
  14. ^ «ISO 12040: 1997, Графические технологии. Печать и печатные краски. Оценка светостойкости с использованием фильтрованной ксеноновой дуговой лампы». Международная организация по стандартизации. 1997 г.. Получено 6 февраля 2017.
  15. ^ «Пигменты». BASF SE. 2016 г.. Получено 6 февраля 2017.

внешняя ссылка