DIPLOMSKO DELO
EVA BEVK
LJUBLJANA, 2021
ODDELEK ZA TEKSTILSTVO, GRAFIKO IN OBLIKOVANJE
VPLIV ZAŠČITNIH STEKEL NA FOTODEGRADACIJO ODTISOV V KAPLJIČNEM TISKU
DIPLOMSKO DELO
EVA BEVK
LJUBLJANA, september 2021
DEPARTMENT OF TEXTILES, GRAPHIC ARTS AND DESIGN
THE EFFECT OF CONSERVATION GLASS ON PHOTODEGRADATION OF INKJET PRINTS
DIPLOMA THESIS
EVA BEVK
LJUBLJANA, September 2021
I Število listov: 71
Število strani: 71 Število slik: 48 Število preglednic: 6
Število literaturnih virov: 39 Število prilog: 6
Študijski program: univerzitetni študijski program (1. stopnja) Grafične in interaktivne komunikacije
Komisija za zagovor diplomskega dela:
Predsednica: prof. dr. Klementina Možina Mentorica: doc. dr. Sabina Bračko
Somentorica: asist. dr. Barbara Blaznik Članica: prof. dr. Deja Muck
Ljubljana, ………:
II Na prvem mestu bi se rada iskreno zahvalila mentorici doc. dr. Sabini Bračko in somentorici asist. dr. Barbari Blaznik za njuno strokovno pomoč ter številne nasvete, napotke in ideje, ki so pripomogli k nastanku tega diplomskega dela. Še posebaj pa bi se jima rada zahvalila za hitro odzivnost in neizmerno prijaznost, zaradi katerih je bila izdelava diplomskega dela veliko manj stresna.
Zahvalila bi se tudi sošolcem, zaradi katerih mi bodo študijska leta vedno ostala v lepem spominu, in prijateljem ter družini za njihovo podporo, spodbudne besede in pomoč na vsakem koraku.
III Namen diplomskega dela je bil ugotoviti, ali je z uporabo zaščitnih stekel možno preprečiti ali zmanjšati fotodegradacijo odtisa, izdelanega s kapljičnim tiskalnikom. Teoretični del predstavlja pregled tehnologije kapljičnega tiska in njene uporabe. Predstavi tudi problematiko fotodegradacije materialov in odtisov. Sledi pregled materialov in metod, ki so bili uporabljeni. Za izdelavo sta bili uporabljeni dve vrsti papirja, in sicer pisarniški papir ter fotopapir. Oba papirja sta bila potiskana s štirimi barvnimi polji v barvah ciana, magente, rumene in črne. Odtisi so bili narejeni s tiskalnikom Epson L3160 in črnili na osnovi barvil, z nazivom 103 EcoTank™. Za zaščito sta bili uporabljeni dve različni stekli, navadno steklo in steklo s 70 % UV zaščito. Vzorci so bili nato osvetljevani v aparatu Xenotest Alpha (Atlas, ZDA), ki s ksenonovo sijalko simulira delovanje dnevne svetlobe.
Nato so bile izvedene meritve s spektrofotometrom. Barvne razlike, nastale po osvetljevanju, so bile izračunane s pomočjo enačbe CIEDE2000. Ugotovljeno je bilo, da obe uporabljeni stekli odtise obvarujeta pred fotodegradacijo, steklo z UV zaščito pa je pri tem uspešnejše. Poleg tega je bilo ugotovljeno, da ima substrat velik vpliv na fotodegradacijo odtisov, saj so bile barvne razlike po osvetljevanju vzorcev na fotopapirju občutno manjše kot na pisarniškem papirju.
Ključne besede: fotodegradacija, kapljični tisk, UV sevanje, barvne razlike, zaščitno steklo
IV The goal of this diploma thesis was to analise the impact of glazing on photodegradation or lightfastness of prints, made with an inkjet printer. The theoretical part of the thesis conveys basic information about inkjet printing technologies and their widespread use, as well as thoroughly introduces the photodegradation process and its role regarding inkjet prints. We proceed by intoducing the methods and materials used for the experimental part of the thesis, in which we printed four patches in CMYK colours on two different types of paper, basic office paper and photo paper, using Epson’s printer (Epson L3160) with Epson’s 103 EcoTank™ inks. Some of those printed samples were then glazed using either ordinary glass or glass with 70 % UV protection. The samples were then exposed to a weathering instrument with a xenon light exposure system to simulate effects of aging due to light. The samples were then measured using a spectrophotometer, which gave us the needed data to calculate color differences using the CIEDE2000 equation. The results made it clear that glazing is effective in reducing the effect of photodegradation on inkjet prints. It was also proven that UV protection glass is more successful at reducing the effects of photodegradation when compared to ordinary glass. Furthermore, the choice of substrate turned out to be very important for achieving print longetivity as we noted smaller color differences on photo paper samples than on those printed on basic office paper.
Keywords: fotodegradation, inkjet , UV light, color, glazing
V IZVLEČEK ... III ABSTRACT ... IV VSEBINSKO KAZALO ... V SEZNAM SLIK ... VII SEZNAM PREGLEDNIC ... X SEZNAM OKRAJŠAV ... XI
1 UVOD ... 1
2 TEORETIČNI DEL ... 3
2.1 KAPLJIČNI TISK ... 3
2.1.1 Črnila za kapljični tisk ... 4
2.1.2 Papir za kapljični tisk ... 4
2.2 FOTODEGRADACIJA ODTISOV V KAPLJIČNEM TISKU ... 5
2.2.1 Vpliv vrste koloranta ... 5
2.2.2 Vpliv tiskovnega materiala ... 5
2.2.3 Vpliv zunanjih dejavnikov ... 6
2.3 PREGLED STANJA RAZISKAV NA PODROČJU ZAŠČITE ODTISOV PRED FOTODEGRADACIJO ... 7
3 EKSPERIMENTALNI DEL ... 9
3.1 MATERIALI ... 9
3.1.1 Papir ... 9
3.1.2 Tiskalniki in črnila ... 9
3.1.3 Zaščitna stekla ... 10
3.2 PRIPOMOČKI IN METODE ... 10
3.2.1 Kreiranje datoteke za tisk in izdelava odtisov ... 10
3.2.2 Označevanje vzorcev ... 12
VI
3.2.4 Merjenje barve odtisov z refleksijskim spektrofotometrom... 13
3.2.5 Računanje barvnih razlik... 13
4 REZUTATI Z RAZPRAVO ... 14
4.1 VPLIV SVETLOBE NA FOTODEGRADACIJO PAPIRJA ... 14
4.2 VPLIV SVETLOBE NA FOTODEGRADACIJO CIAN ODTISOV ... 18
4.3 VPLIV SVETLOBE NA FOTODEGRADACIJO MAGENTA ODTISOV ... 23
4.4 VPLIV SVETLOBE NA FOTODEGRADACIJO RUMENIH ODTISOV ... 27
4.5 VPLIV SVETLOBE NA FOTODEGRADACIJO ČRNIH ODTISOV ... 31
5 ZAKLJUČKI ... 36
6 LITERATURNI VIRI ... 37
7 PRILOGE ... 41
PRILOGA A: RAČUNANJE BARVNIH RAZLIK PO ENAČBI CIEDE2000 ... 41
PRILOGA B: REFLEKSIJSKI SPEKTRI PAPIRJEV PP IN FP PO OSVETLJEVANJU ... 43
PRILOGA C: REFLEKSIJSKI SPEKTRI CIAN VZORCEV NA PP IN FP PO OSVETLJEVANJU ... 46
PRILOGA D: REFLEKSIJSKI SPEKTRI MAGENTA VZORCEV NA PP IN FP PO OSVETLJEVANJU ... 49
PRILOGA E: REFLEKSIJSKI SPEKTRI RUMENIH VZORCEV NA PP IN FP PO OSVETLJEVANJU ... 52
PRILOGA F: REFLEKSIJSKI SPEKTRI ČRNIH VZORCEV NA PP IN FP PO OSVETLJEVANJU ... 55
VII
Slika 1: Faze delovnega procesa ... 9
Slika 2: Shema in dimenzije vzorca. ... 11
Slika 3: Shema označevanja vzorcev... 12
Slika 4: Vrednosti refleksije pisarniškega (PP) in fotpapirja (FP) pred osvetljevanjem. ... 14
Slika 5: Barvne razlike E*00, v odvisnosti od časa osvetljevanja za vzorce PP brez zaščite in z različnimi zaščitnimi stekli . ... 16
Slika 6: Barvne razlike E*00, v odvisnosti od časa osvetljevanja za vzorce FP brez zaščite in z različnimi zaščitnimi stekli. ... 17
Slika 7: Vrednosti refleksije za cian odtise na obeh papirjih pred osvetljevanjem. ... 18
Slika 8: Barvne razlike E*00, v odvisnosti od časa osvetljevanja za cian odtise na PP brez zaščite in z različnimi zaščitnimi stekli. ... 20
Slika 9: Barvne razlike E*00, v odvisnosti od časa osvetljevanja za cian odtise na FP brez zaščite in z različnimi zaščitnimi stekli. ... 21
Slika 10: Vrednosti refleksije za magenta odtise na obeh papirjih pred osvetljevanjem ... 23
Slika 11: Barvne razlike E*00, v odvisnosti od časa osvetljevanja za magenta odtise na PP brez zaščite in z različnimi zaščitnimi stekli. ... 25
Slika 12: Barvne razlike E*00, v odvisnosti od časa osvetljevanja za magenta odtise na FP brez zaščite in z različnimi zaščitnimi stekli. ... 26
Slika 13: Vrednosti refleksije za rumene odtise na obeh papirjih pred osvetljevanjem. .... 27
Slika 14: Barvne razlike E*00, v odvisnosti od časa osvetljevanja za rumene odtise na PP brez zaščite in z različnimi zaščitnimi stekli. ... 29
Slika 15: Barvne razlike E*00, v odvisnosti od časa osvetljevanja za rumene odtise na FP brez zaščite in z različnimi zaščitnimi stekli. ... 30
Slika 16: Vrednosti refleksije za črne odtise na obeh papirjih pred osvetljevanjem. ... 31
Slika 17: Barvne razlike E*00, v odvisnosti od časa osvetljevanja za črne odtise na PP brez zaščite in z različnimi zaščitnimi stekli. ... 33
Slika 18: Barvne razlike E*00, v odvisnosti od časa osvetljevanja za črne odtise na FP brez zaščite in z različnimi zaščitnimi stekli. ... 34
Slika B1: Vrednosti refleksije po 24 urnem osvetljevanju pisarniškega papirja (PP) ob uporabi različnih zaščitnih stekel. ... 43
VIII Slika B3: Vrednosti refleksije po 72 urnem osvetljevanju pisarniškega papirja (PP) ob uporabi različnih zaščitnih stekel. ... 44 Slika B4: Vrednosti refleksije po 24 urnem osvetljevanju pisarniškega papirja (FP) ob uporabi različnih zaščitnih stekel. ... 44 Slika B5: Vrednosti refleksije po 48 urnem osvetljevanju pisarniškega papirja (FP) ob uporabi različnih zaščitnih stekel. ... 45 Slika B6: Vrednosti refleksije po 72 urnem osvetljevanju pisarniškega papirja (FP) ob uporabi različnih zaščitnih stekel. ... 45 Slika C1: Vrednosti refleksije po 24 urnem osvetljevanju cian odtisov na PP ob uporabi različnih zaščitnih stekel. ... 46 Slika C2: Vrednosti refleksije po 48 urnem osvetljevanju cian odtisov na PP ob uporabi različnih zaščitnih stekel. ... 46 Slika C3: Vrednosti refleksije po 72 urnem osvetljevanju cian odtisov na PP ob uporabi različnih zaščitnih stekel. ... 47 Slika C4: Vrednosti refleksije po 24 urnem osvetljevanju cian odtisov na FP ob uporabi različnih zaščitnih stekel. ... 47 Slika C5: Vrednosti refleksije po 48 urnem osvetljevanju cian odtisov na FP ob uporabi različnih zaščitnih stekel. ... 48 Slika C6: Vrednosti refleksije po 72 urnem osvetljevanju cian odtisov na FP ob uporabi različnih zaščitnih stekel. ... 48 Slika D1: Vrednosti refleksije po 24 urnem osvetljevanju magenta odtisov na PP ob uporabi različnih zaščitnih stekel. ... 49 Slika D2: Vrednosti refleksije po 48 urnem osvetljevanju magenta odtisov na PP ob uporabi različnih zaščitnih stekel. ... 49 Slika D3: Vrednosti refleksije po 72 urnem osvetljevanju magenta odtisov na PP ob uporabi različnih zaščitnih stekel. ... 50 Slika D4: Vrednosti refleksije po 24 urnem osvetljevanju magenta odtisov na FP ob uporabi različnih zaščitnih stekel. ... 50 Slika D5: Vrednosti refleksije po 48 urnem osvetljevanju magenta odtisov na FP ob uporabi različnih zaščitnih stekel. ... 51
IX Slika E1: Vrednosti refleksije po 24 urnem osvetljevanju rumenih odtisov na PP ob uporabi različnih zaščitnih stekel. ... 52 Slika E2: Vrednosti refleksije po 48 urnem osvetljevanju rumenih odtisov na PP ob uporabi različnih zaščitnih stekel. ... 52 Slika E3: Vrednosti refleksije po 72 urnem osvetljevanju rumenih odtisov na PP ob uporabi različnih zaščitnih stekel. ... 53 Slika E4: Vrednosti refleksije po 24 urnem osvetljevanju rumenih odtisov na FP ob uporabi različnih zaščitnih stekel. ... 53 Slika E5: Vrednosti refleksije po 48 urnem osvetljevanju rumenih odtisov na FP ob uporabi različnih zaščitnih stekel. ... 54 Slika E6: Vrednosti refleksije po 72 urnem osvetljevanju rumenih odtisov na FP ob uporabi različnih zaščitnih stekel. ... 54 Slika F1: Vrednosti refleksije po 24 urnem osvetljevanju črnih odtisov na PP ob uporabi različnih zaščitnih stekel. ... 55 Slika F2: Vrednosti refleksije po 48 urnem osvetljevanju črnih odtisov na PP ob uporabi različnih zaščitnih stekel. ... 55 Slika F3: Vrednosti refleksije po 72 urnem osvetljevanju črnih odtisov na PP ob uporabi različnih zaščitnih stekel. ... 56 Slika F4: Vrednosti refleksije po 24 urnem osvetljevanju črnih odtisov na FP ob uporabi različnih zaščitnih stekel. ... 56 Slika F5: Vrednosti refleksije po 48 urnem osvetljevanju črnih odtisov na FP ob uporabi različnih zaščitnih stekel. ... 57 Slika F6: Vrednosti refleksije po 72 urnem osvetljevanju črnih odtisov na FP ob uporabi različnih zaščitnih stekel. ... 57
X Preglednica 1: Nastavitve za tisk na papirju PP in FP ... 11 Preglednica 2: Koordinate CIELAB in barvne razlike E*00 po osvetljevanju papirjev PP in FP z uporabo različnih zaščitnih stekel. Standard: papir PP oziroma FP pred osvetljevanjem. ... 15 Preglednica 3: Koordinate CIELAB in barvne razlike E*00 po osvetljevanju cian odtisov na papirjih PP in FP z uporabo različnih zaščitnih stekel. Standard: cian odtis pred osvetljevanjem. ... 19 Preglednica 4: Koordinate CIELAB in barvne razlike E*00 po osvetljevanju magenta odtisov na papirjih PP in FP z uporabo različnih zaščitnih stekel. Standard: magenta odtis pred osvetljevanjem. ... 24 Preglednica 5: Koordinate CIELAB in barvne razlike E*00 po osvetljevanju rumenih odtisov na papirjih PP in FP z uporabo različnih zaščitnih stekel. Standard: rumen odtis pred osvetljevanjem. ... 28 Preglednica 6: Koordinate CIELAB in barvne razlike E*00 po osvetljevanju črnih odtisov na papirjih PP in FP z uporabo različnih zaščitnih stekel. Standard: črn odtis pred osvetljevanjem. ... 32
XI a* koordinata barvnega prostora CIELAB (rdeče-zelena os)
b* koordinata barvnega prostora CIELAB (rumeno-modra os)
CIE Mednarodna komisija za razsvetljavo (Commission Internationale de l'Éclairage)
CIELAB barvni prostor za vrednotenje barve
CMYK štiri procesne barve; cian, magenta, rumena in črna
D65 povprečna dnevna svetloba z vključenim UV-delom spektra in barvno temperaturo 6500 K
FP fotopapir
L* koordinata barvnega prostora CIELAB (svetlost) PP pisarniški papir
UV ultravijolični žarki
X, Y, Z standardizirane barvne vrednosti
X320 svetloba ksenonove sijalke z valovno dolžino nad 320 nm
1 1 UVOD
Kapljični tisk je ena najbolj pogosto uporabljenih digitalnih tehnik tiska in je zadnja leta v velikem porastu (1). Zanjo je značilno nekontaktno odtisovanje podatkov, ki so shranjeni v računalniku in upodobljeni s pomočjo računalniško vodene upodobitvene glave, ki upodablja tiskovne površine s tokom kapljic mikroskopske velikosti (2).
Številne izboljšave na področju digitalnih tehnologij tiska, kot tudi kapljičnega tiska, so razlog, da se ta uporablja vedno bolj pogosto in na številnih različnih področjih (1). Tako umetniki kot tudi domači uporabniki vedno pogosteje izberejo kapljični tisk za reprodukcijo svojih del, fotografij in drugih dokumentov zaradi ugodne cene, velike izbire različnih papirjev in možnosti tiska v skladu s povpraševanjem. Kapljični tisk uporabnikom omogoča večji nadzor nad tiskom svojih del ter tudi več svobode (3, 4).
Pri vseh odtisih, narejenih s kapljičnim tiskom, moramo biti pozorni na izbiro optimalnih materialov, ki bodo poleg kvalitete omogočili tudi obstojnost odtisa. Ti se namreč slabšajo zaradi številnih zunanjih in notranjih dejavnikov, eden ključnih zunanjih dejavnikov pa je svetloba. Slabšanju odtisov pod vplivom svetlobe pravimo fotodegradacija. Na temo fotodegradacije odtisov in materialov pod vplivom svetlobe je bilo izvedenih veliko raziskav (5–7).
Namen diplomske naloge je bil preveriti, kako na stopnjo fotodegradacije vpliva zaščita odtisov z različnimi zaščitnimi stekli. V ta namen smo pripravili odtise CMYK barvnih polj s kapljičnim tiskalnikom na dveh različnih papirjih (pisarniški in fotopapir) in jih v posameznih časovnih intervalih (24, 48 in 72 ur) izpostavili svetlobi ksenonove sijalke, ki simulira dnevno svetlobo. V nadaljevanju smo nastale spremembe ovrednotili na podlagi spektrofotometričnih meritev in izračuna barvnih razlik. Izbrani substrati, tiskalnik in stekla so ponazarjali materiale, ki so običajno dostopni in poznani domačim uporabnikom.
V diplomskem delu smo želeli ugotoviti, v kolikšni meri tovrstna zaščita odtise obvaruje pred fotodegradacijo in s katero vrsto stekla se to najbolje doseže.
Pri delu smo izhajali iz naslednjih raziskovalnih vprašanj:
Ali zasteklitev vzorce obvaruje pred fotodegradacijo?
Katero steklo, navadno ali UV, bolje zavaruje odtise pred fotodegradacijo?
2
Ali je vpliv substrata na fotodegradacijo večji od vpliva stekel?
3 2 TEORETIČNI DEL
2.1 KAPLJIČNI TISK
Kapljični tisk je ena najbolj pogosto uporabljenih digitalnih oz. nekonvencionalnih tehnik tiska (8). Pri digitalnih tehnikah tiska materialno tiskovno formo nadomesti digitalni način zapisa podatkov, na podlagi katerih tiskalnik ustvari odtis (9). Za kapljični tisk je značilno nekontaktno odtisovanje, kar pomeni, da se substrata ne dotakne noben drug del tiskalnika kot zgolj črnilo (2, 9–11). To deluje tako, da je črnilo, v obliki kapljic mikroskopske velikosti, brez posrednega člena vodeno na substrat na podlagi digitalnih podatkov (2, 9). Znotraj tehnologije kapljičnega tiska pa, glede na način prenosa črnila na substrat, ločimo še dve variaciji te tehnologije, ki se razlikujeta glede na način nadzora izbrizga kapljic. Gre za neprekinjen in prekinjen način toka kapljic (2, 9–10, 12). Za neprekinjen tok kapljic (CIJ-continuous ink jet) je značilno konstantno tvorjenje kapljic skozi celoten proces tiska (2, 12). Pri tem je pomembno, da pridejo do pravih mest na substratu, kar omogoča binarni odklon, kjer se kapljice brez naboja upodobijo na substratu, kapljice z nabojem pa vrnejo v črnilnik (2, 9, 12). Poleg binarnega pa sem spada še variabilni odklon, pri katerem je kapljicam dodeljen različen naboj, posledično tudi odklon in s tem upodobitev na različnih mestih substrata (2). Večina tiskalnikov pa deluje po principu prekinjenega toka kapljic (DOD-drop on demand), kjer tiskalna glava proizvede kapljice zgolj takrat, ko so potrebne za upodobitev (2). To lahko naredi na različne načine. Eden od teh načinov je termičen princip, kjer se kapljica izbrizga zaradi povečanega tlaka v kartuši, ki je posledica nastanka zračnega mehurčka zaradi nagle termične spremembe (2, 9). Pri piezoelektričnem načinu je za formacijo kapljice zadolžen piezo kristal (2). Ta se namreč izboči zaradi vpliva električne napetosti, nadzorovane s strani digitalnih podatkov (2). Posledica izbočenja je zopet večji tlak v kartuši, saj je prostora za črnilo manj (2). Pogost pa je še elektrostatični način, ki kapljico izloči iz šobe z delovanjem elektrostatičnega polja med šobo in substratom (2).
Uporaba kapljičnega tiska je v porastu zaradi njegovih številnih prednosti (1, 4). Omogoča nam spremembo tiskanega oz. odpravo napak odtisa z modifikacijo digitalnih podatkov, brez večjih stroškov ali odpadnega materiala (11). Uporaben je tudi zaradi njegove dostopnosti, enostavnosti, nizkocenovnosti in hitrosti (3). Poleg tega ponuja tudi širok
4 spekter različnih vrst črnil in uporabniku omogoči popoln nadzor nad tiskom svojih umetnin (4). Zaradi tega se jih uporablja predvsem za tisk dokumentov, embalaže, revij in katalogov, zadnja leta pa tudi za tisk elektronike (npr. RFID značke) (10–11, 13).
2.1.1 Črnila za kapljični tisk
Črnila za kapljični tisk se razlikujejo glede na področje uporabe (13). Delimo jih na trda črnila (tiskarski voski), črnila na vodni osnovi in črnila na osnovi topil (2, 12). Glede na kolorante pa jih delimo še na pigmentna in črnila na osnovi barvil (2, 10, 14). Črnila na osnovi pigmentov so obstojnejša, saj so pigmentni delci enakomerno porazdeljeni po nosilni tekočini in ohranjajo trdno strukturo skozi celoten proces tiska (14). Pigmentna črnila se tudi manj vpijajo v substrat, kar nam omogoča tisk na več različnih materialov (15). Pri pigmentnih črnilih pa je potrebno imeti v mislih, da morajo biti pigmentni delci manjši od odprtine šob, da le-teh ne zamašijo (13). Pri piezoelektričnem načinu naj bi bila njihova velikost enaka 1 % premera odprtine šobe (13). Običajno so pigmentni delci manjši od enega mikrometra (15).
2.1.2 Papir za kapljični tisk
Papir je porozen material, ki ga pridobivamo iz rastilnskih vlaken (10). Določajo ga razlike v osnovnih lastnostih papirja, ki so debelina, gramatura, gostota in dimenzionalna stabilnost (10). Papirji so lahko tudi premazani (5). Lastnosti premaza lahko, poleg kemijske analize, mehanske odpornosti, površinskih in optičnih lastnosti ter lastnosti črnila, pomembno vplivajo na kakovost in obstojnost odtisa (10). Za zagotavljanje čimvišje kvalitete in obstojnosti odtisa, narejenega s kapljičnim tiskom, moramo izbrati primeren in kvaliteten papir. Pri kapljičnem tisku poseben izziv za substrat predstavlja viskoznost črnil, ki je veliko manjša od viskoznosti tiskarskih barv za druge tehnologije tiska (12). Zaradi tega moramo izbrati ustrezen substrat, ki bo omogočil, da kapljica z njim pravilno reagira, se enakomerno razlije, ustvari dovolj močan sloj na površini in dovoljšno povezanost s površino substrata za primerno odpornost odtisa (10, 12). Pri premazanih papirjih se črnilo s substratom veže na drugačen način, saj premaz onemogoči nenadzorovano razlivanje črnila, zato s temi papirji lažje dosežemo ostrejšo sliko odtisa (12, 15).
5 2.2 FOTODEGRADACIJA ODTISOV V KAPLJIČNEM TISKU
Obstojnost odtisov, narejenih s kapljičnim tiskom, je odvisna od številnih dejavnikov, ki v kombinaciji enega z drugim pospešijo proces degradacije odtisa (5–7). Fotodegradacija pa je sprememba oz. degradacija materialov pod vplivom svetlobe, običajno pa je posledica združenega vpliva svetlobe z drugimi škodljivimi dejavniki, kot je kisik, vlaga itd. (5, 16).
Marsikatere raziskave že dokazujejo, da je svetloba eden glavnih zunanjih dejavnikov za degradacijo odtisov (bledenje barv, razbarvanje, potemnitev), njene posledice pa so ireverzibilne (6, 16–17). Pri opazovanju fotodegradacije odtisa je potrebno upoštevati vse v odtis vključene elemente. Ti so:
črnilo,
papir,
zunanji dejavniki (temperatura, vlaga, svetloba, prah, mikroorganizmi ...) (5).
2.2.1 Vpliv vrste koloranta
Pomemben dejavnik pri procesu fotodegradacije odtisa je kemijska sestava črnila (5).
Črnila za kapljični tisk so sestavljena iz koloranta in nosilne tekočine, ki skrbi za prenos le- tega na substrat (5).
Znano je, da vrsta koloranta vpliva na stopnjo fotodegradacije. Črnila na osnovi pigmentov veljajo za bolj obstojna na svetlobo v primerjavi s črnili na osnovi barvil (16–20). Na obstojnost kolorantov pa vpliva tudi koncentracija barvila, stopnja agregacije, velikost pigmentnega delca, kemijska in fizikalna struktura tiskovnega materiala in energija med kolorantom in tiskovnim materialom (5). Z vidika fotodegradacije pa je pomembno upoštevati tudi kemijsko strukturo barvil in pigmentov v črnilih, saj so na primer koloranti z azo strukturo manj svetlobno obstojni od ftalocianinskih (5, 21).
2.2.2 Vpliv tiskovnega materiala
Obstojnost papirjev je odvisna od vsebnosti celuloze, aditivov in njihove koncentracije (5).
Kratkovalovno UV sevanje na samo celulozo nima večjega vpliva, do spremembe pride bolj zaradi razpada dodatkov in optičnih belilnih sredstev, katerih prisotnost v papirju izrazito poslabša njegovo svetlobno obstojnost (5). Za visoko obstojne odtise je posledično priporočljiva izbira papirjev, ki nimajo velike vsebnosti optičnih belilnih sredstev, saj s časom rumenijo (5, 6, 16). Poleg tega raziskave kažejo, da optična belilna
6 sredstva skoraj v celoti razpadejo že po šestih tednih osvetljevanja z visoko intenzivno ksenonovo sijalko (22).
Pri papirjih za kapljični tisk je najpomembnejše, da so sposobni dobro absorbirati črnilo, kar pogosto dosegamo z ustreznimi premazi. Ti vsebujejo polimerna veziva, pigmente, kationske reagente za fiksiranje črnila, optična belilna sredstva itd., s čimer omogočajo kakovostnejše odtise (5).
Pri nepremazanem papirju celulozna vlakna vpijejo kapljico črnila, ki se razširi po površini papirja in prodre v njegovo notranjost. Pri premazanih papirjih do tega ne pride, zaradi česar so odtisi natančnejši. Pri specialnih fotopapirjih pa črnilo prodre globje v premaz, kar omogoči boljšo stabilnost in obstojnost odtisa na svetlobo (5).
2.2.3 Vpliv zunanjih dejavnikov
Na fotodegradacijo v največji meri vpliva svetloba, saj materiale podvrže širokemu energijskemu spektru (5). Dnevno svetlobo sestavlja UV sevanje, ki predstavlja 7 % in ima višjo energetsko raven, 44 % predstavlja vidni del spektra, ki ima nižjo energijo in 49 % IR sevanje, ki ima od vseh treh najnižjo energetsko raven (5). Energijska raven je torej obratno sorazmerna valovni dolžini sevanja (5). Ker je vpliv svetlobe na pigmente/barvila najmočnejši pri nižjih valovnih dolžinah, fotodegradacijo v največji meri sproži UV sevanje, kot tudi sevanje vidnega dela spektra (5, 16). Infrardeče sevanje pa vpliva predvsem na segrevanje materiala, kar prav tako lahko pripomore k degradaciji (5). Procesi, ki spremljajo razgradnjo organskih materialov so odvisni od toplote, saj je stopnja razgradnje premo sorazmerna s povečanjem toplote. Povečanje temperature namreč pospeši proces kemijskih in fotokemijskih reakcij, povzroči pa lahko tudi mehanske poškodbe in pokanje materiala (5, 16).
Pomemben dejavnik je tudi vlaga, saj tudi ta negativno vpliva na proces degradacije materialov, ki jo absorbirajo (5). Vlaga predvsem vpliva na mehanske lastnosti materiala, v kombinaciji s toploto pa je tudi optimalen prostor za razvoj neželenih mikroorganizmov (5, 16–17, 23–24). V kombinaciji s toploto pa na degradacijo materiala vpliva tudi kisik, katerega vpliv na degradacijo materialov moramo preučevati v kontroliranem okolju pod atmosfero čistega kisika (5).
7 Kar se tiče same svetlobe, pa na poslabšanje odtisa vplivajo predvsem valovna dolžina svetlobe, čas izpostavljenosti, temperatura in prisotnost vlage med osvetljevanji (13–14, 16).
2.3 PREGLED STANJA RAZISKAV NA PODROČJU ZAŠČITE ODTISOV PRED FOTODEGRADACIJO
Ko odtis postavimo na ogled, ga hkrati tudi izpostavimo različnim okoljskim dejavnikom, ki ga lahko poškodujejo. Ti dejavniki so običajno temperatura, vlaga, svetloba, kisik in razni polutanti (25). Dejavnike, ki vplivajo na slabšanje odtisov, moramo poznati, da lahko razvijemo učinkovite strategije za zaščito odtisov in nadzor nad okoljskimi vplivi (25). Pri sami zaščiti odtisov pa je cilj čim manjše poseganje v strukturo samega materiala (26). Za zaščito odtisov lahko uporabimo stekla za okvirjanje ali različna sredstva za obdelavo površine odtisov, kot so spreji laki in premazi za laminacijo (6, 27–28). Na trgu je veliko različnih vrst stekel, kot tudi razpršilcev in lakov, ki za razliko od stekel lahko vsebujejo tudi biocidna sredstva (6). Takšni premazi lahko odtise zaščitijo pred fotodegradacijo, mehanskimi poškodbami in sledovi prstnih odtisov (28). Kombinacija UV absorberjev (UVA) in svetlobnih stabilizatorjev (HALS – hindered amine light stabilizers) v polimerih premazih se je izkazala za izredno učinkovito v preprečevanju fotodegradacije (28).
Preizkušena je bila tudi uporaba spojin na osnovi karboksilat-alumoksanov za izdelavo premazov za zaščito papirja, ki se je izkazala za enostavno in do papirja nedestruktivno metodo (26).
Vsi odtisi, namenjeni dolgotrajni razstavi, morajo biti zastekljeni s steklom (6). S tem jih obvarujemo pred madeži, umazanijo, razbarvanjem in drugimi poškodbami, do katerih lahko pride zaradi izpostavljenosti cigaretnemu dimu, prahu itd. (6, 25).
Za izboljšanje obstojnosti odtisov je priporočljiva uporaba naslednjih možnosti:
Okvirjanje s steklom zmanjša vpliv ozračja, vlage, umazanij in filtrira UV svetlobo.
Običajna in akrilna stekla zmanjšajo količino UV sevanja tako, da absorbirajo ali reflektirajo nekaj svetlobe. Že običajno okensko steklo zmanjša vpliv svetlobe na odtise in papir, stekla z UV zaščito pa so pri tem še učinkovitejša, vendar kljub
8 temu ne preprečijo razpada optičnih belilnih sredstev in njihovega vpliva na odtis (22).
Uporaba sprejev, filmov ali premazov za laminacijo (27). Steklo je lahko moteče zaradi odsevnosti (29). V teh primerih lahko na odtis nanesemo zaščitni material v obliki spreja ali premaza. Odtise lahko tudi laminiramo z obeh strani (6).
Zmanjšanje prisotnost UV sevanja s primerno osvetlitvijo. Za to lahko uporabimo LED luči ali posebna stekla in folije, ki absorbirajo 99 % UV sevanja (20).
Henry Wilhelm, strokovnjak na področju ohranjanja tiskovin, priporoča kombinirano uporabo stekel in sprejev ali lakov. Raziskave Wilhelma (1993) kažejo, da bo odtis trajal dlje, če je zaščiten s steklom, še dlje pod UV-zaščitnim steklom in najdlje, ko je tako zastekljen kot tudi zaščiten z laki ali spreji (6, 29).
Za učinkovito metodo zaščite pred fotodegradacijo pa se je izkazal tudi nanos grafena na površino materiala ali odtisa, saj s svojo 2D geometrijo in kemijskimi lastnostmi izboljša odpornost polimernih materialov na fotodegradacijo (30). Grafen odtis zavaruje pred fotodegradacijo tako, da prepreči vpliv UV svetlobe, prostih radikalov, kisika in vlage (30–
31). Odtis lahko zaščitimo z enim ali več transparentnimi sloji grafena, ki zagotavlja zaščito odtisa pred fotodegradacijo do 70 % (31). Poleg tega pa je tovrstna zaščita lahko nanešena tudi na zaščitna stekla, ko zaščita na sam odtis ali umetniško delo ni optimalna ali izvedljiva (31). Sloj zaščitnega grafena pa se z gumijasto radirko tudi zlahka odstrani, ko ga na odtisu ne želimo več, kar pomeni, da trajno ne posega v odtis (31).
9 3 EKSPERIMENTALNI DEL
Potek eksperimentalnega dela diplomske naloge, ki je bil v celoti izveden v prostorih Naravoslovnotehniške fakultete, Oddelka za tekstilstvo, grafiko in oblikovanje je prikazan na sliki 1.
Slika 1: Faze delovnega procesa 3.1 MATERIALI
3.1.1 Papir
Za izvedbo eksperimentalnega dela diplomske naloge smo izbrali dve vrsti papirja. Za prvi papir smo izbrali navadni pisarniški papir (PP), podjetja Officeline, z imenom Super Quality Paper in gramaturo 80 g/m2, saj je cenovno ugoden in prisoten v praktično vsaki pisarni in domu. Za drug papir pa smo izbrali papir višje kakovosti – fotopapir podjetja Epson z imenom Premium Semigloss Photo Paper (FP) in gramaturo 251 g/m2. Proizvajalec fotopapirja zagotavlja, da ponuja maksimalno prekrivnost s črnilom in visoko nasičene odtise razstavne kvalitete (32). Na ta način smo omogočili primerjavo razlik v obstojnosti odtisov, ob upoštevanju kvalitete substrata z gledišča povprečnega domačega uporabnika.
3.1.2 Tiskalniki in črnila
Za tisk vzorcev smo uporabili cenovno ugoden kapljični tiskalnik Epson L3160, ki deluje po principu prekinjenega toka kapljic (DOD-drop on demand) z MicroPiezo® tehnologijo (33).
10 Izbran tiskalnik za tisk uporablja črnila s štirimi primarnimi tiskarskimi barvami (cian (C), magenta (M), rumena (Y) in črna (K)) na osnovi barvil, z nazivom 103 EcoTank™. Oznake uporabljenih črnil so:
C13T00S24A za cian,
C13T00S34A za magento,
C13T00S44A za rumeno,
C13T00S14A za črno (33).
3.1.3 Zaščitna stekla
Za zasteklitev vzorcev smo uporabili dve vrsti stekel; navadno okensko steklo ter steklo z UV zaščito, saj smo želeli primerjati različne možnosti zaščite in tako ugotoviti, v kolikšni meri določena vrsta zaščite varuje odtis pred fotodegradacijo, oziroma katero steklo bi izbrali, da bi bil pojav fotodegradacije na našem odtisu čim manjši. Za potrebe eksperimenta smo izbrali:
Navadno okensko steklo.
UltraVue UV70 Glass (proizvajalec Tru Vue) s 70 % UV zaščito.
Navadno okensko steklo je cenovno najbolj ugodno in posledično tudi pogosto uporabljeno za uokvirjanje. Nekoliko slabša plat tega stekla pa je njegova odsevnost, zaradi katere se ob gledanju zastekljene umetnine lahko vidijo moteči odsevi (34).
Izbrano UV steklo ta problem odpravi, saj je stopnja odsevnosti manjša od 1 %, pri čemer je prepustnost svetlobe tega stekla 98,5 %. Poleg manjše odsevnosti pa UltraVue UV steklo blokira do 70 % UV žarkov valovnih dolžin od 300 do 380 nm (35–36).
3.2 PRIPOMOČKI IN METODE
3.2.1 Kreiranje datoteke za tisk in izdelava odtisov
Datoteko za tisk vzorcev smo pripravili v programu Adobe Illustrator. Pri kreiranju vzorcev smo upoštevali dimenzije nosilcev naprave Xenotest Alpha. Pri načrtovanju dimenzij barvnih polj smo upoštevali velikosti merilne odprtine refleksijskega spektrofotometra (5 mm). Med posamezna barvna polja pa smo vključili tudi 2,5 mm visok prazen prostor.
Barvna polja smo tiskali s 100 % pokritostjo. Na dnu vzorca pa je tudi nepotiskan del, ki je
11 bil uporabljen za analizo sprememb samega substrata. Shemo vzorca z njegovimi merami prikazuje slika 2.
Slika 2: Shema in dimenzije vzorca.
Vzorce smo natisnili s tiskalnikom Epson L3160 in štirimi črnili 103 EcoTank™, v barvah ciana (C), magente (M), rumene (Y) in črne (K). Nastavitve za tisk smo določali v gonilniku programa Adobe Illustrator. Nastavitve za tisk na PP in FP prikazuje preglednica 1.
Preglednica 1: Nastavitve za tisk na papirju PP in FP
Naziv nastavitve
Izbrana nastavitev papirja
PP FP
Color Color Color
Media Type Plain Paper Semi-Gloss
Print Quality Best Best
Rendering Intent Saturation Saturation
Preset High Resolution High Resolution
12 Natisnili smo devet vzorcev za vsak tip papirja, saj smo imeli na voljo devet obojestranskih stojal, na katere smo lahko v naslednji fazi pritrdili 18 vzorcev. Po tisku smo vzorce shranili v temnem prostoru s konstantnimi klimatskimi pogoji za nekaj dni.
3.2.2 Označevanje vzorcev
Zaradi velike količine vzorcev in preglednosti ter lažje sledljivosti, smo vzorce primerno označili. Poleg oznak za papir (PP in FP) smo vzorce, ki niso bili zaščiteni s steklom, označili z besedo Brez, vzorce zaščitene z navadnim steklom smo označili z oznako N, vzorce zaščitene z UV steklom pa z oznako UV. Časovne intervale osvetljevanja smo označili s števili, ki prikazujejo čas osvetljevanja v urah (24, 48, 72). Označevanje vzorcev prikazuje slika 3.
Slika 3: Shema označevanja vzorcev.
Tako pripravljene vzorce smo namestili v nosilce, ki omogočajo vpenjanje v aparat Xenotest Alpha.
3.2.3 Osvetljevanje vzorcev
Vzorce smo nato osvetljevali z napravo Xenotest Alpha (Atlas, ZDA), ki s ksenonovo sijalko simulira vpliv dnevne svetlobe (5, 12, 37). Čas osvetljevanja vzorcev smo omejili na 24, 48 in 72 ur.
V procesu osvetljevanja smo uporabili filter Xenochrome 320 (X320), ki simulira svetlobo valovnih dolžin nad 320 nm in s tem ponazori dnevno svetlobo v zaprtem prostoru (za
13 okenskim steklom). Na ta način smo simulirali pogoje, v kakršnih bi se nahajal uokvirjen odtis v prostorih povprečnega uporabnika.
Po zaključenem posameznam časovnem intervalu smo del vzorcev odstranili iz aparata in jih shranili v temnem prostoru s konstantnimi klimatskimi pogoji.
3.2.4 Merjenje barve odtisov z refleksijskim spektrofotometrom
Spremembo odtisov in papirjev pod vplivom delovanja svetlobe smo spremljali na podlagi merjenja barv. To smo izvedli s pomočjo refleksijskega spektrofotometra iOne Pro (X-Rite, ZDA), po standardu ISO 13655, na beli podlagi, s svetlobnim virom D50, 10° opazovalcem in geometrijo merjenja 45/0 (38). Merili smo vrednosti refleksije (R [%]) pri valovnih dolžinah od 380 do 730 nm s korakom meritev po 10 nm, standardizirane barvne vrednosti (X, Y, Z), koordinate CIELAB barvnega prostora in kromo (C*ab) ter barvni ton (hab). Vse meritve smo izvedli za standard (vzorec pred osvetljevanjem) in za vzorce po zaključenem časovnem intervalu osvetljevanja. Rezultati predstavljajo povprečje treh meritev. Vse izračune smo izvedli s pomočjo programa Microsoft Excel.
3.2.5 Računanje barvnih razlik
Za numerično vrednotenje barvnih razlik, nastalih na odtisih in papirju po osvetljevanju, smo uporabili enačbo CIEDE2000 (enačba (1)), ki omogoča izračun barvnih razlik ob upoštevanju razlik v svetlosti (ΔL'), kromi (ΔC') in barvnem tonu (ΔH') in vsebuje korekcije orientacije elips v modrem delu spektra (RT). Enačba poleg naštetega vključuje tudi faktorje za občutljivost (kL, kC, kH), ki pri referenčnih pogojih znašajo 1 in utežnostne funkcije (SL, SC, SH) (5, 39). Potek izračuna je prikazan v prilogi A.
H H
ab C
C ab T
H H
ab C
C ab L
L k S
H S
k R C S
k H S
k C S
k E L
' 2 '
2 ' 2 '
'
*
00 ( 1)
14 4 REZUTATI Z RAZPRAVO
4.1 VPLIV SVETLOBE NA FOTODEGRADACIJO PAPIRJA
Poleg osvetljevanja odtisov, narejenih s kapljičnim tiskalnikom, smo v eksperimentalni del vključili tudi osvetljevanje uporabljenega papirja, saj je papir eden od ključnih dejavnikov v procesu fotodegradacije odtisov. Številne predhodne raziskave izpostavljajo predvsem vlogo optičnih belilnih sredstev v tem procesu, saj naj bi ti, zaradi razpadanja pod vplivom UV svetlobe, povzročali največje spremembe v barvi po osvetljevanju (5, 22).
Na sliki 4 sta prikazani refleksijski krivulji papirjev PP in FP pred osvetljevanjem. Iz njiju lahko sklepamo, da PP vsebuje optična belilna sredstva, saj v modrem delu spektra pri PP opazimo dvig spektralne krivulje (5). FP optičnih belilnih sredstev ne vsebuje.
Slika 4: Vrednosti refleksije pisarniškega (PP) in fotpapirja (FP) pred osvetljevanjem.
Preglednica 2 prikazuje meritve CIELAB koordinat, izračunane razlike med koordinatami vzorca in standarda (ΔL*, Δa*, Δb*) ter celotno barvno razliko E*00 za posamezne vzorce papirja po določenem času osvetljevanja.
Glede na koordinato b* lahko razberemo, da sta oba papirja bolj modrega, kot rumenega odtenka, saj je vrednost b* pri obeh papirjih manjša od vrednosti nič. Z medsebojno primerjavo vrednosti koordinate b* obeh papirjev, pa lahko sklepamo tudi, da je PP precej bolj modrikast od FP, saj b* pri pisarniškem papirju znaša –10,5, pri fotopapirju pa –3,15.
0.00 20.00 40.00 60.00 80.00 100.00 120.00
380 400 420 440 460 480 500 520 540 560 580 600 620 640 660 680 700 720
R [%]
λ [nm]
PP FP
15 Preglednica 2: Koordinate CIELAB in barvne razlike E*00 po osvetljevanju papirjev PP in FP z uporabo različnih zaščitnih stekel. Standard: papir PP oziroma FP pred
osvetljevanjem.
Čas osvetljevanja *h+
24 48 72
Standard Brez N UV Brez N UV Brez N UV
PP
L* 92,94 92,49 92,65 92,44 92,25 92,46 92,45 92,63 92,33 92,70
a* 1,08 0,84 1,04 1,12 0,64 0,86 0,96 0,70 0,77 0,92
b* –10,05 –6,11 –6,80 –6,89 –4,95 –6,28 –6,29 –4,25 –5,96 –6,17
ΔL* –0,45 –0,29 –0,50 –0,69 –0,48 –0,49 –0,31 –0,61 –0,24
Δa* –0,24 –0,04 0,05 –0,44 –0,22 –0,11 –0,38 –0,31 –0,16
Δb* 3,94 3,25 3,17 5,10 3,77 3,76 5,80 4,10 3,88
E*00 2,91 2,39 2,35 3,86 2,79 2,79 4,41 3,05 2,86
FP
L* 94,99 94,94 94,87 94,99 94,97 94,94 94,89 95,06 95,06 95,01 a* –0,63 –0,28 –0,30 –0,27 –0,29 –0,28 –0,29 –0,24 –0,25 –0,29 b* –3,15 –3,15 –3,20 –3,17 –3,00 –3,01 –3,12 –2,83 –2,83 –2,98
ΔL* –0,05 –0,12 0,00 –0,02 –0,05 –0,10 0,07 0,07 0,02
Δa* 0,35 0,33 0,36 0,34 0,34 0,34 0,39 0,37 0,34
Δb* –0,01 –0,05 –0,03 0,14 0,13 0,02 0,32 0,32 0,16
E*00 0,50 0,47 0,51 0,49 0,50 0,49 0,61 0,59 0,50
Pri PP lahko, ob opazovanju spreminjanja vrednosti koordinate L*, sklepamo, da je papir pod vplivom osvetljevanja temnel, saj se vrednosti koordinate L* z daljšanjem časa osvetljevanja manjšajo. To postane bolj razvidno ob izračunu ΔL*, ki zavzema negativne vrednosti, kar pomeni, da so vzorci papirja po osvetljevanju temnejši od papirja pred osvetljevanjem (standarda). Pri PP opazimo tudi, da se vrednosti koordinate b* povečajo, kar pomeni, da je vzorec po osvetljevanju bolj rumen in manj moder od vzorca pred osvetljevanjem (standarda). To pomeni, da PP zaradi osvetljevanja rumeni. Iz izračunanih
16 razlik koordinat b* vzorca in standarda pa lahko razberemo tudi, da obe stekli zaščitita papir pred rumenenjem, saj so razlike pri obeh manjše kot pri nezaščitenih vzorcih. Steklo s 70 % UV zaščito pa je pri tem še nekoliko, a ne znatno, uspešnejše od navadnega stekla.
Barvne razlike, nastale po 24 urnem osvetljevanju PP so majhne, a večje od 1, kar pomeni, da jih že zaznamo s prostim očesom. Po 24 urnem osvetljevanju se največja barvna razlika pojavi pri nezaščitenih vzorcih, pri vzorcih, zaščitenih z navadnim steklom je za 0,53 manjša, najmanjša pa je pri vzorcih, zaščitenih z UV steklom. Razlika v vplivu različnih stekel na nastalo barvno razliko je v tem primeru minimalna, saj se barvna razlika vzorcev zaščitenih z UV steklom, od barvne razlike vzorcev zaščitenih z navadnim steklom razlikuje zgolj za 0,03. Barvne razlike vseh vzorcev papirja PP se večajo z daljšanjem časa osvetljevanja, kar lahko vidimo na sliki 5. Pri nezaščitenih vzorcih presežejo vrednost 3 že po 48 urah osvetljevanja, pri vzorcih, zaščitenih z navadnim steklom pa šele po 72 urah.
Takrat govorimo o zmernih barvnih razlikah. Barvne razlike vzorcev, zaščitenih z UV steklom pa vrednosti 3 ne presežejo, zato v tem primeru, tudi po 72 urah osvetljevanja, govorimo o majhnih barvnih razlikah, ki pa so vidne s prostim očesom. Največje barvne razlike PP smo torej zabeležili pri nezaščitenih vzorcih, najmanjše pa pri vzorcih zaščitenih z UV steklom.
Slika 5: Barvne razlike E*00, v odvisnosti od časa osvetljevanja za vzorce PP brez zaščite in z različnimi zaščitnimi stekli.
0 2 4 6 8 10 12 14 16
24 48 72
E
* 00
Čas osvetljevanja [h]
Brez N UV
17 Iz rezultatov v preglednici 2 je razvidno, da se primeru FP vrednosti koordinate L* spreminjajo minimalno. Tudi pri koordinati b* so razlike med standardom in vzorci zelo majhne. Največje razlike se pojavijo pri nezaščitenih vzorcih in vzorcih, zaščitenih z navadnim steklom, po 72 urah osvetljevanja, ko je Δb* = 0,32. To pomeni, da je papir nekoliko porumenel, a je ta sprememba s prostim očesom neopazna.
Barvne razlike, nastale po osvetljevanju FP, so precej manjše od barvnih razlik, nastalih po osvetljevanju PP in so na vseh vzorcih manjše od vrednosti 1, kar pomeni, da niso opazne s prostim očesom. Z daljšanjem časa osvetljevanja nezaščitenih vzorcev in vzorcev, zaščitenih z navadnim steklom barvne razlike rastejo, vendar vrednosti 1 ne presežejo niti po 72 urah osvetljevanja. To lahko vidimo na sliki 6. Barvne razlike vzorcev, zaščitenih z UV steklom pa kljub daljšanju časa osvetljevanja ostajajo relativno konstantne. Največje barvne razlike tudi pri FP zabeležimo pri nezaščitenih vzorcih, najmanjše pa pri vzorcih zaščitenih z UV steklom.
Slika 6: Barvne razlike E*00, v odvisnosti od časa osvetljevanja za vzorce FP brez zaščite in z različnimi zaščitnimi stekli.
Ob primerjavi refleksijske krivulje za PP slike 4 s (priloga B, slika B1), opazimo spremembo refleksijske krivulje predvsem v modrem delu spektra, kjer se pod vplivom 24-urnega osvetljevanja refleksijski maksimum zmanjša. Podoben pojav je opazen tudi po 48 In 72 urah osvetljevanja (priloga B, slika B2 in slika B3). Na sliki B1 lahko opazujemo tudi vpliv zaščitnih stekel na spremembo refleksijske krivulje. Krivulja se namreč najbolj spremeni
0 2 4 6 8 10 12 14 16
24 48 72
E
* 00
Čas osvetljevanja [h]
Brez N UV
18 pri vzorcu, ki ni bil zaščiten z nobenim steklom. Do opaznih razlik med učinkovitostjo različnih tipov stekel pride šele po 72 urah osvetljevanja, pred tem sta krivulji relativno enaki. Po 72 urah osvetljevanja pa se pokaže, da se refleksijska krivulja bolj spremeni pri vzorcu zaščitenim z navadnim steklom kot pri vzorcu, zaščitenim z UV steklom.
Ob primerjavi refleksijske krivulje za FP slike 4 s (priloga B, slika B4, slika B5 in slika B6), pa je sprememba refleksijske krivulje po vseh treh časih osvetljevanja prisotna predvsem v modrem delu spektra, vendar je minimalna. Ker se krivulje različno zaščitenih vzorcev večinoma prekrivajo, lahko sklepamo, da zaščitna stekla niso imela znatnega dodatnega vpliva na spremembo refleksijske krivulje. Na podlagi teh rezultatov lahko sklepamo, da ima na spremembo refleksijske krivulje zaradi osvetljevanja večji vpliv izbira papirja kot izbira zaščitnega stekla.
4.2 VPLIV SVETLOBE NA FOTODEGRADACIJO CIAN ODTISOV
Iz refleksijske krivulje na sliki 7 vidimo, da gre za cian odtis, saj so najvišje vrednosti refleksije v modrem in zelenem območju spektra, kar pomeni, da vzorec tam svetlobo odbija v največji meri in ga posledično vidimo v temu primerni barvi. Dvig krivulj v rdečem delu spektra pa namiguje na delno prisotnost magente. Iz vrednosti refleksije, ki jih prikazuje slika 7, pa je razvidno tudi, da je cian odtis na FP temnejši od cian odtisa na PP, saj je refleksijski maksimum manjši, kar pomeni, da je bil asorbiran večji del svetlobe in reflektiran manjši del kot pri PP.
Slika 7: Vrednosti refleksije za cian odtise na obeh papirjih pred osvetljevanjem.
0 20 40 60 80 100 120
380 400 420 440 460 480 500 520 540 560 580 600 620 640 660 680 700 720
R [%]
λ [nm]
Cian (PP) Cian (FP)
19 Preglednica 3 prikazuje meritve CIELAB koordinat, izračunane razlike med koordinatami vzorca in standarda (ΔL*, Δa*, Δb*) in celotno barvno razliko E*00 za posamezne cian vzorce po določenem času osvetljevanja.
Preglednica 3: Koordinate CIELAB in barvne razlike E*00 po osvetljevanju cian odtisov na papirjih PP in FP z uporabo različnih zaščitnih stekel. Standard: cian odtis pred
osvetljevanjem.
Čas osvetljevanja *h+
24 48 72
Standard Brez N UV Brez N UV Brez N UV
Cian (PP)
L* 66,77 67,07 66,42 66,40 67,13 66,70 66,30 67,32 66,54 66,62
a* –28,17 –27,44 –28,83 –28,99 –27,09 –28,63 –29,11 –27,12 –29,15 –28,79 b* –36,81 –33,05 –34,41 –34,48 –31,69 –34,03 –34,33 –31,24 –34,04 –33,88
ΔL* 0,30 –0,35 –0,37 0,36 –0,07 –0,47 0,55 –0,23 –0,15
Δa* 0,73 –0,66 –0,82 1,08 –0,46 –0,94 1,06 –0,98 –0,62
Δb* 3,76 2,40 2,33 5,12 2,78 2,48 5,57 2,77 2,93
E*00 1,48 1,14 1,16 2,02 1,22 1,27 2,23 1,35 1,32
Cian (FP)
L* 49,80 51,24 50,81 50,72 52,45 51,05 50,94 53,46 51,38 51,32
a* –34,62 –33,25 –33,25 –34,03 –33,86 –33,29 –33,75 –34,98 –33,64 –33,58 b* –30,58 –32,80 –32,99 –32,21 –32,14 –33,06 –33,05 –31,98 –33,15 –33,14
ΔL* 1,44 1,02 0,93 2,66 1,26 1,14 3,66 1,58 1,52
Δa* 1,37 1,37 0,58 0,76 1,33 0,87 –0,36 0,98 1,03
Δb* –2,22 –2,41 –1,63 –1,56 –2,48 –2,47 –1,40 –2,57 –2,56
E*00 1,92 1,68 1,23 2,78 1,85 1,68 3,67 2,04 2,00
Pri cian odtisih na PP lahko iz vrednosti koordinate L* sklepamo, da je nezaščiten vzorec bledel, saj je nekoliko svetlejši od standarda, zaščiteni vzorci pa so za razliko od nezaščitenih temneli, saj so vrednosti ΔL* zaščitenih vzorcev negativne (preglednica 3).
20 Kljub temu pa so razlike v svetlosti za cian odtise na PP zelo majhne, manjše od vrednosti 1. Pri cian odtisih na PP opazimo tudi, da so razlike Δb* pozitivne, kar pomeni, da so vzorci po osvetljevanju postali bolj rumeni oziroma manj modri od standarda. Z daljšanjem časa osvetljevanja so razlike Δb* večje, kar pomeni, da je postajal vzorec vedno manj moder. Te vrednosti pa se najbolj spremenijo v obdobju med 24 in 48 urah osvetljevanja, po 72 urah pa so spremembe manjše. Do največjih sprememb ponovno pride v primeru nezaščitenih vzorcev, manjše spremembe zabeležimo pri vzorcih zaščitenih z navadnim steklom, najmanjše pa pri vzorcih zaščitenih z UV steklom.
Barvne razlike cian odtisov na PP (slika 8) so po vseh treh obdobjih osvetljevanja majhne, a večje od 1, kar pomeni, da jih že zaznamo s prostim očesom. Po 24-urnem osvetljevanju se največja barvna razlika pojavi pri nezaščitenih vzorcih, pri vzorcih, zaščitenih z navadnim in UV steklom pa je za 0,33 oziroma za 0,32 manjša. Barvne razlike vseh cian odtisov na PP se večajo z daljšanjem časa osvetljevanja, pri čemer ostajajo največje pri nezaščitenih vzorcih, saj presežejo vrednost 2 že po 48 urah osvetljevanja. Pri zaščitenih vzorcih barvne razlike ne presežejo vrednosti 2 niti po 72 urah. Po 24- in 48-urnem osvetljevanju je barvna razlika vzorcev zaščitenih z navadnim steklom nekoliko manjša od barvne razlike vzorcev zaščitenih z UV steklom, po 72 urah osvetljevanja pa manjšo barvno razliko zabeležimo pri vzorcih z UV steklom.
Slika 8: Barvne razlike E*00, v odvisnosti od časa osvetljevanja za cian odtise na PP brez zaščite in z različnimi zaščitnimi stekli.
0 2 4 6 8 10 12 14 16
24 48 72
E
* 00
Čas osvetljevanja [h]
Brez N UV
21 V primeru FP pa so razlike v svetlosti (ΔL*) pri vseh vzorcih pozitivne, kar pomeni, da so vzorci po osvetljevanju svetlejši od standarda. Do največjih razlik v svetlosti pride pri nezaščitenih vzorcih, do najmanjših pa pri vzorcih zaščitenih z UV steklom. Vrednosti Δb* za cian odtise na FP po osvetljevanju so negativne, kar pomeni, da so vzorci bolj modri od standarda. V tem primeru zabeležimo večje razlike pri zaščitenih kot pri nezaščitenih vzorcih. Barvne razlike cian vzorcev na FP so po 24 urah osvetljevanja majhne, a večje od 1, kar pomeni, da jih že zaznamo s prostim očesom. Po vseh treh časih osvetljevanja zabeležimo največje barvne razlike pri nezaščitenih vzorcih in najmanjše pri vzorcih, zaščitenih z UV steklom (slika 9). Barvne razlike nezaščitenih vzorcev po 48 urah osvetljevanja presežejo vrednost 2, po 72 urah osvetljevanja pa vrednost 3, kar jih uvrsti med zmerne in ne več majhne barvne razlike. Zaščiteni vzorci presežejo vrednost 2 šele po 72 urah osvetljevanja, vrednosti 3 pa ne dosežejo, zaradi česar lahko še vedno govorimo o majhnih barvnih razlikah, ki pa so vidne s prostim očesom.
Slika 9: Barvne razlike E*00, v odvisnosti od časa osvetljevanja za cian odtise na FP brez zaščite in z različnimi zaščitnimi stekli.
Iz refleksijskih spektrov cian odtisov na PP (priloga C, slika C1), lahko po 24 urah opazimo spremembo predvsem v modrem delu spektra. Refleksijski maksimum v območju med 420 nm in 500 nm je po osvetljevanju nižji, kar pomeni, da je vzorec nekoliko potemnel.
Največje razlike v vrednostih refleksije pa se pojavijo pri nezaščitenih vzorcih.
0 2 4 6 8 10 12 14 16
24 48 72
E
* 00
Čas osvetljevanja [h]
Brez N UV
22 Kot je razvidno iz priloge C (slika C2 in slika C3), se spremembe v refleksijski krivulji, nastale po 24-urnem osvetljevanju, z daljšanjem časa osvetljevanja še dodatno povečajo.
Še vedno drži, da do največjih razlik pride pri nezaščitenih vzorcih, obe zaščitni stekli pa vzorce zaščitita enako kakovostno, saj se refleksijski krivulji vzorcev zaščitenih odtisov z N in UV steklom pokrivata. Tudi po daljših obdobjih osvetljevanja so razlike v refleksijski krivulji očitnejše v modrem delu spektra, kar bi lahko bila posledica razpada optičnih belilnih sredstev v papirju.
Iz refleksijski spektrov cian odtisov na FP (priloga C, slika C4), lahko po 24 urah opazimo majhen dvig refleksije v območju od 420 nm do 480 nm. Z daljšanjem časa osvetljevanja ta dvig refleksijske krivulje postaja bolj izrazit, širi pa se tudi območje vpliva svetlobe na odtise. Po 48 urah osvetljevanja namreč opazimo spremembo v območju od 400 nm do 580 nm, po 72 urah osvetljevanja pa v območju od 380 nm do 580 nm (priloga C, slika C5).
Razlika med zaščitenimi in nezaščitenimi vzorci postane izrazitejša šele po 72 urah osvetljevanja, ko opazimo, da je pri nezaščitenih vzorcih prišlo do večje spremembe v refleksijski krivulji kot pri zaščitenih (priloga C, slika C6). Razlika med zaščitnimi stekli pa na slikah ponovno ni dovolj izrazita, da se krivulji ne bi prekrivali. Posledično lahko sklepamo, da v modrem delu spektra, po osvetljevanju cian odtisov na FP, najbolj potemnijo nezaščiteni vzorci.
23 4.3 VPLIV SVETLOBE NA FOTODEGRADACIJO MAGENTA ODTISOV
Iz vrednosti refleksije, ki jih prikazuje slika 10, je razvidno, da je magenta odtis na FP temnejši od magente na PP, saj refleksijska krivulja FP večinoma zavzema nižje vrednosti.
Slika 10: Vrednosti refleksije za magenta odtise na obeh papirjih pred osvetljevanjem.
Preglednica 4 prikazuje meritve CIELAB koordinat, izračunane razlike med koordinatami vzorca in standarda (ΔL*, Δa*, Δb*) in celotno barvno razliko E*00 za posamezne magenta vzorce po določenem času osvetljevanja.
0 20 40 60 80 100 120
380 400 420 440 460 480 500 520 540 560 580 600 620 640 660 680 700 720
R [%]
λ [nm]
M(PP) M (FP)
24 Preglednica 4: Koordinate CIELAB in barvne razlike E*00 po osvetljevanju magenta
odtisov na papirjih PP in FP z uporabo različnih zaščitnih stekel. Standard: magenta odtis pred osvetljevanjem.
Čas osvetljevanja *h+
24 48 72
Standard Brez N UV Brez N UV Brez N UV
M (PP)
L* 58,26 63,29 61,75 61,39 67,18 64,46 64,09 70,78 66,79 66,26
a* 45,02 35,57 39,08 39,37 29,81 34,95 35,86 25,96 31,97 33,51
b* 5,42 5,46 5,43 5,18 5,59 4,17 4,92 5,96 3,46 4,16
ΔL* 5,03 3,49 3,13 8,92 6,20 5,83 12,51 8,53 7,99
Δa* –9,45 –5,94 –5,65 –15,21 –10,07 –9,16 –19,06 –13,05 –11,51
Δb* 0,04 0,01 –0,24 0,18 –1,24 –0,50 0,55 –1,95 –1,26
E*00 5,54 3,70 3,38 9,51 6,46 6,01 12,81 8,71 7,99
M (FP)
L* 49,80 45,12 45,02 45,09 45,24 45,23 45,36 45,98 45,67 45,45
a* –34,62 73,81 73,40 73,75 73,27 73,65 73,84 73,10 73,09 73,38
b* –30,58 10,94 11,94 11,73 10,30 10,74 10,96 8,27 10,72 11,14
ΔL* –0,12 –0,22 –0,15 0,01 –0,01 0,12 0,75 0,44 0,22
Δa* –0,39 –0,80 –0,45 –0,93 –0,55 –0,36 –1,10 –1,11 –0,82
Δb* –1,42 –0,41 –0,62 –2,06 –1,62 –1,40 –4,09 –1,63 –1,21
E*00 0,61 0,31 0,30 0,87 0,68 0,60 1,87 0,81 0,56
Pri magenta odtisih na PP lahko iz pozitivnih vrednosti razlik koordinate L* sklepamo, da so vzorci zaradi osvetljevanja bledeli, saj so nekoliko svetlejši od standarda. Najbolj so bledeli nezaščiteni vzorci, najmanj pa vzorci, zaščiteni z UV steklom. Kar velike negativne razlike zabeležimo tudi pri Δa*, kar pomeni, da so vzorci pod vplivom osvetljevanja postali manj rdeči. Razlike Δb* kažejo, da je nezaščiten vzorec nekoliko porumenel, zaščitena pa sta nekoliko bolj modra od standarda. Barvna razlika nezaščitenega vzorca magente na PP, po 24 urah osvetljevanja, presega vrednost 5, kar predstavlja zmerne barvne razlike. Z
