Světlostálost - Lightfastness - Wikipedia

Hliněné hlinité pigmenty jako spálená sienna často mají vysokou světlostálost

Světlostálost je vlastnost a barvivo jako barvivo nebo pigment který popisuje, jak odolný vůči vyblednutí je, když je vystaven světlu.[1][2][3] Barviva a pigmenty se používají například pro barvení z látky, plasty nebo jiné materiály a výroba barvy nebo tiskové barvy.

Bělení barvy je způsobeno nárazem ultrafialová radiace v chemické struktuře molekuly dávat barvu objektu. Část molekuly zodpovědná za její barvu se nazývá chromofor.[4][5]

Světlo, které narazí na malovaný povrch, může buď změnit, nebo zlomit chemické vazby pigmentu, což způsobí, že barvy bělidlo nebo změna v procesu známém jako fotodegradace.[6] Materiály, které tomuto účinku odolávají, se o nich říká světlostálý. The elektromagnetické spektrum slunce obsahuje vlnové délky od gama vln po rádiové vlny. Vysoká energie ultrafialová radiace zejména urychluje vyblednutí barviva.[7]

The fotonová energie z UVA - záření, které není absorbováno atmosférickými látkami ozón překračuje disociace energie uhlík-uhlík jednoduchá vazba, což má za následek výstřih vazby a vyblednutí barvy.[7] Anorganické barviva jsou považována za více světlostálá než organický barviva.[8] Černá barviva jsou obvykle považována za nejvíce světlostálá.[9]

Světlostálost se měří vystavením vzorku a zdroj světla po předem definované časové období a poté jej porovnat s neexponovaným vzorkem.[2][3][10]

Chemické procesy

Během blednutí procházejí molekuly barviva různými chemickými procesy, které vedou k blednutí.

Když UV foton reaguje s molekulou působící jako barvivo, molekula je vzrušený z základní stav do vzrušeného stavu. Vybuzená molekula je vysoce reaktivní a nestabilní. Během kalení molekuly z excitovaného stavu do základního stavu, atmosférické tripletový kyslík reaguje s molekulou barviva za vzniku singletový kyslík a superoxid kyslíkový radikál. Atom kyslíku a radikál superoxidu, který je výsledkem reakce, jsou vysoce reaktivní a schopné ničit barviva.[7]

Fotolýza

Fotolýza, tj., fotochemické rozklad je chemická reakce, při které sloučenina je rozložen fotony. K tomuto rozkladu dochází, když foton s dostatečnou energií narazí na molekulární vazbu barviva s vhodnou disociační energií. Reakce způsobuje homolytický výstřih v chromoforickém systému, což má za následek vyblednutí barviva.[7]

Fotooxidace

Fotooxidace, tj., fotochemické oxidace. Molekula barviva, když je excitována fotonem s dostatečnou energií, prochází oxidačním procesem. V tomto procesu chromoforický systém molekuly barviva reaguje s atmosférickým kyslíkem za vzniku nechromoforického systému, což má za následek vyblednutí. Barviva, která obsahují a karbonylová skupina protože chromofory jsou zvláště citlivé na oxidaci.[7]

Fotoredukce

Fotoedukce, tj., fotochemické snížení. Molekula barviva s nenasycené dvojná vazba (typické pro alkeny ) nebo trojná vazba (typické pro alkyny ) působící jako chromofor podléhá redukci v přítomnosti vodíku a fotonů s dostatečnou energií a vytváří nasycený chromoforický systém. Sytost snižuje délku chromoforického systému, což vede k vyblednutí barviva.[7]

Fotosenzitizace

Fotosenzitizace, tj., fotochemická senzibilizace. Vystavení obarvené celulózový Materiál, jako jsou rostlinná vlákna, slunečnímu záření umožňuje barvivům odstraňovat vodík z celulózy, což vede k fotoredukci na celulózovém substrátu. Barvivo současně prochází oxidací v přítomnosti atmosférického kyslíku, což vede k fotooxidaci barviva. Tyto procesy vedou jak k vyblednutí barviva, tak ke ztrátě pevnosti substrátu.[7]

Fototendering

Fototendering, tj., fotochemické nabídkové řízení. V důsledku UV světla dodává materiál substrátu vodík molekulám barviva, čímž redukuje molekulu barviva. Jakmile je vodík odstraněn, materiál prochází oxidací.[7]

Standardy a měřítka

Některé organizace zveřejňují standardy pro hodnocení světlostálosti pigmentů a materiálů. Testování se obvykle provádí řízeným způsobem vystavení na sluneční světlo, nebo na umělé světlo generované a xenonová oblouková lampa.[11] Akvarely, inkousty, pastely, a barevné tužky jsou obzvláště náchylné k vyblednutí v průběhu času, proto je v těchto médiích obzvláště důležitý výběr světle stálých pigmentů.[1]

Nejznámější váhy měřící stálost světla jsou Stupnice modré vlny, Stupnice šedé a stupnice definovaná normou ASTM (American Standard Test Measure).[11][12][13][14] Na Stupnice modré vlny stálost světla je hodnocena mezi 1–8. 1 je velmi špatná a 8 je vynikající světlostálost. V šedé stupnici je světlostálost hodnocena mezi 1–5. 1 je velmi špatná a 5 je vynikající světlostálost.[1][2][10] Na stupnici ASTM je světlostálost hodnocena mezi I-V. Jsem vynikající světlostálost a odpovídá hodnocení 7–8 Stupnice modré vlny. V je velmi špatná světlostálost a odpovídá hodnocení stupnice 1 Blue Wool.[10]

Strana znamení univerzity aplikovaných věd orientovaná na jihovýchodní odkud dopadá přímé sluneční světlo svítání na odpoledne vybělil červenou a žlutou barvu z loga instituce.
Strana značky orientovaná směrem k Severozápad kde lze stále jasně rozpoznat červenou a žlutou barvu.

Skutečná světlostálost závisí na síle slunečního záření, takže světlostálost je relativní k geografická lokace, sezóna a směr expozice. V následující tabulce jsou uvedeny sugestivní vztahy hodnocení odolnosti proti světlu na různých měřících stupnicích a vztah k času na přímém slunečním světle a za normálních podmínek zobrazení: mimo okno, pod nepřímým slunečním zářením a správně zarámovaný za UV ochranným sklem.[10]

PopisZměřte váhyPřímá expoziceNormální podmínky zobrazení
Hodnocení modré vlnyHodnocení ASTMLétoZima
Velmi špatná světlostálost1PROTIméně než 2 roky
Špatná světlostálost2IV2–15 let
34–8 dní2–4 týdny
Spravedlivá světlostálost4III2–3 týdny2–3 měsíce15–50 let
53–5 týdnů4–5 měsíců
Velmi dobrá světlostálost6II6–8 týdnů5–6 měsíců50–100 let
Vynikající světlostálost7Já3–4 měsíce7–9 měsícůvíce než 100 let
8více než 1,5 roku

Postup zkoušky

Relativní míru vyblednutí lze měřit a studovat pomocí standardních testovacích proužků. V pracovním postupu testu s modrou vlnou musí být jedna sada referenčních proužků uložena chráněna před jakýmkoli vystavením světlu. Současně je vystavena další ekvivalentní sada testovacích proužků pod zdrojem světla definovaným v normě. Například, pokud je stálost světla barviva na stupnici modré vlny označena jako 5, lze očekávat, že vybledne o podobné množství jako proužek číslo 5 v sadě testovacích proužků modré vlny. Úspěch testu lze potvrdit porovnáním sady testovacích proužků s referenční sadou, která byla uložena chráněna před světlem.[12][13]

V grafickém průmyslu

Při tisku se organické inkousty používají hlavně v inkoustech, takže posun nebo vybělení barvy tiskového produktu v důsledku přítomnosti UV světla je obvykle jen otázkou času. Použití organických pigmentů je ospravedlněno především jejich levnou cenou ve srovnání s anorganickými pigmenty. Velikost částic anorganických pigmentů je často větší než velikost organických pigmentů, takže anorganické pigmenty často nejsou vhodné k použití v ofsetový tisk.[15]

v sítotisk, velikost částic pigmentu není omezujícím faktorem. Jedná se tedy o preferovanou metodu tisku pro tiskové úlohy vyžadující extrémní stálost vůči světlu. Tloušťka vrstvy inkoustu ovlivňuje stálost proti světlu množstvím pigmentu naneseného na podklad. Vrstva inkoustu tištěná sítotiskem je silnější než vrstva tištěná ofsetovým tiskem. Jinými slovy, obsahuje více pigmentu na plochu. To vede k lepší světlostálosti, přestože tiskový inkoust použitý v obou metodách by byl založen na stejném pigmentu.[7]

Při míchání tiskových barev definuje inkoust se slabší stálostí světla stálost světla celé smíšené barvy. Blednutí jednoho z pigmentů vede k posunu tónu směrem ke komponentě s lepší stálostí na světle. Je-li požadováno, aby z tisku bylo něco viditelného, ​​i když by jeho dominantní pigment vybledl, lze s ním smíchat malé množství pigmentu s vynikající stálostí vůči světlu.

Viz také

Reference

  1. ^ A b C Boddy-Evans, Marion. „Art Glossary: ​​Lightfastness“. About.com. Citováno 5. března 2015.
  2. ^ A b C Simmons, Rosemary (2002). Slovník pojmů grafiky. London: A & C Black (Publishers) Ltd. str. 30. ISBN  978-0-7136-5795-1.
  3. ^ A b "Stálost světla". Printwiki. Citováno 6. února 2017.
  4. ^ „Zlatá kniha IUPAC: Chromophore“. IUPAC - Mezinárodní unie pro čistou a aplikovanou chemii. Citováno 6. února 2017.
  5. ^ Mälkönen, Pentti (1979). Chřipka orgaaninen (ve finštině). Otava. 237–238. ISBN  978-951-1-05378-1.
  6. ^ „Proč ultrafialové světlo způsobuje vyblednutí barev?“. Knihovna Kongresu. 23. srpna 2010. Citováno 5. března 2015.
  7. ^ A b C d E F G h i „Světlostálost textilií: faktory ovlivňující a kontrolní opatření“. Textilní žák. Citováno 5. března 2015.
  8. ^ „Organické vs. Anorganické pigmenty“. Kolorjet Chemicals Pvt Ltd.. Citováno 6. února 2017.
  9. ^ „Art Glossary: ​​Carbon Black“. Kolorjet Chemicals Pvt Ltd.. Citováno 6. února 2017.
  10. ^ A b C d "testy odolnosti proti světlu". Bruce MacEvoy. 2015. Citováno 6. února 2017.
  11. ^ A b „ASTM D4303 - 10 (2016), Standardní zkušební metody pro světlostálost barviv používaných v materiálech umělců“. American Standard Test Measure International. 2016. Citováno 6. února 2017.
  12. ^ A b „ISO 105-B01: 2014 Textiles - Zkoušky stálosti barev - Část B01: Stálost barev na světlo: denní světlo“. Mezinárodní organizace pro normalizaci. 2014. Citováno 6. února 2017.
  13. ^ A b „ISO 105-B02: 2014, Textiles - Tests for color stálost - Část B02: Stálost barev na umělé světlo: Zkouška záblesku xenonovým obloukem“. Mezinárodní organizace pro normalizaci. 2014. Citováno 6. února 2017.
  14. ^ "ISO 12040: 1997, Grafická technologie - Tisky a tiskové barvy - Hodnocení stálosti světla pomocí filtrovaného xenonového oblouku". Mezinárodní organizace pro normalizaci. 1997. Citováno 6. února 2017.
  15. ^ "Pigmenty". BASF SE. 2016. Citováno 6. února 2017.

externí odkazy